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JPH0777703A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH0777703A
JPH0777703A JP24865093A JP24865093A JPH0777703A JP H0777703 A JPH0777703 A JP H0777703A JP 24865093 A JP24865093 A JP 24865093A JP 24865093 A JP24865093 A JP 24865093A JP H0777703 A JPH0777703 A JP H0777703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
liquid crystal
light
display device
crystal display
Prior art date
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Granted
Application number
JP24865093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3038635B2 (en
Inventor
Minoru Koshimizu
実 小清水
Takeo Kakinuma
武夫 柿沼
Kensuke Ito
健介 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP5248650A priority Critical patent/JP3038635B2/en
Priority to US08/212,764 priority patent/US5548420A/en
Publication of JPH0777703A publication Critical patent/JPH0777703A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3038635B2 publication Critical patent/JP3038635B2/en
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Abstract

PURPOSE:To make display with high resolution and to make exact gradation display by modulating the output light of an exposing means for exposing a photoconductive layer in accordance with a signal indicating the multiple gradation densities of images and controlling the light transmittance of the light controllable layer. CONSTITUTION:A voltage is applied by' a voltage source 3 to the light controllable layer 1 and photoconductive layer 2 having a light scattering state over the entire surface. The photoconductive layer 2 is irradiated with light from an exposure device 4 modulated in exposure time by a gradation controller 5 in accordance with the multiple gradation densities information of the writing images indicated by image density signals. The electric conductivity changes according to the degree of modulation in the exposed regions of the photoconductive layer 2 and the voltage of the quantity meeting the change is impressed to the light controllable layer 1. The transparency, i.e. degree of gradation, of the light controllable layer 1 is determined according to the voltage impression state. On the other hand, the electrical conductivity remains low in the unexposed regions of the photoconductive layer 2 and there is substantially no voltage to be impressed to the light controllable layer 1 and, therefore, the light scattering state is still maintained. As a result, the images of the multiple gradation densities are written on the light controllable layer 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係わ
り、特に可逆的記録媒体を用いた記録装置、画像表示装
置及び画像蓄積装置などに用いられる、液晶を応用した
光書き込み型液晶表示記録装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an optical writing type liquid crystal display recording using liquid crystal, which is used for a recording device using a reversible recording medium, an image display device, an image storage device and the like. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平4−94281、特開平4−13
0420、特開平4−136821、特開平4−218
021には、光導電層と調光層とを積層し、両層に電界
を印加しながら光導電層を画像情報に基づいて露光し、
調光層の液晶の配向を制御して画像を書き込むような表
示装置が開示されている。
2. Description of the Related Art JP-A-4-94281 and JP-A-4-13
0420, JP-A-4-136821, and JP-A-4-218.
In 021, a photoconductive layer and a light control layer are laminated, and the photoconductive layer is exposed based on image information while applying an electric field to both layers,
A display device is disclosed in which the orientation of the liquid crystal of the light control layer is controlled to write an image.

【0003】上述の特許出願の技術の特徴を個別的に説
明すると、特開平4−94281の技術の目的は、低い
製造コストで高解像度な画像を得ることにあり特開平4
−136821に開示されて技術は、多層誘電体ミラー
を積層した構成を採用して高解像度な画像を得るもので
あり、特開平4−218021に開示された技術は、書
き込み時と逆極性で同じ大きさのパルス電圧を印加し、
これと同期をとりながら書き込み時と全く同じ条件でレ
ーザービームを照射することにより必要な書き込み情報
を残したまま部分的な消去を行うものである。
The features of the technology of the above-mentioned patent application will be individually described. The purpose of the technology of Japanese Patent Laid-Open No. 4-94281 is to obtain a high-resolution image at a low manufacturing cost.
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 136821 is to obtain a high-resolution image by adopting a structure in which multilayer dielectric mirrors are laminated. The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-218021 has the same polarity as that at the time of writing. Apply a pulse voltage of magnitude,
In synchronization with this, a laser beam is irradiated under exactly the same conditions as during writing, thereby partially erasing while leaving necessary write information.

【0004】一方、近年、ユーザーインターフェース改
善の見地から人間の目に対する見やすさや取扱いのしや
すさを追求した電子機器に対する需要が高まっている。
その中でも、特に電子ディスプレイは、文書の作成や表
示を主体とする作業に多用される為、目に易しい受光型
の表示が可能で高い反射コントラストを有し、高速な表
示と、表示のメモリ性を両立するようなディスプレイの
実現が望まれる。これらの要請の一部を満たすディスプ
レイ技術は現在いくつか提案されている。その一つに液
晶の光散乱モードを利用したディスプレイが知られてい
る。光散乱モードのディスプレイは、液晶の垂直配向時
に液晶と屈折率がほぼ等しくなるような透明材料と液晶
を混合し、熱や電界によって液晶の配向を制御して液晶
を垂直配向またはランダム配向にする。このようなデイ
スプレイにおいては、垂直配向時には光が透過し、ラン
ダム配向時には、屈折率の違いから光が散乱され不透過
になる。
On the other hand, in recent years, from the viewpoint of improving the user interface, there is an increasing demand for electronic devices which are easy to see and handle for human eyes.
Among them, especially the electronic display is often used for work mainly for creating and displaying documents, so that it is possible to perform light receiving display that is easy on the eyes, has high reflection contrast, high-speed display, and memory property of display. The realization of a display that satisfies both requirements is desired. Several display technologies are currently being proposed to meet some of these needs. A display utilizing the light scattering mode of liquid crystal is known as one of them. In the light scattering mode display, a liquid crystal is mixed with a transparent material that has a refractive index almost equal to that of the liquid crystal when vertically aligned, and the liquid crystal is vertically or randomly aligned by controlling the liquid crystal orientation by heat or an electric field. . In such a display, light is transmitted at the time of vertical alignment, and at the time of random alignment, the light is scattered due to the difference in refractive index and becomes opaque.

【0005】このような光散乱モードのデイスプレイに
用いられる材料技術として、特表昭58−501631
号公報、米国特許第4,435,047号明細書には、
カプセル化した液晶をポリマー中に液晶滴として分散さ
せてフィルム化する方法が開示されている。この技術に
おいては、例えばポリマーから成るカプセルに包含され
た液晶は、使用環境温度で正の誘電率異方性のネマティ
ック相を示し、電界中に置かれるとその配向ベクトルが
電界の方向に配列し液晶の屈折率とポリマーの屈折率と
が等しくなって透明になり、電界が除かれた場合には、
液晶分子はランダム配列となり、液晶とカプセルとの境
界面で光が散乱して、透過光を遮断してフィルムは白濁
し、記録情報を表示する。
As a material technology used for such a light-scattering mode display, Japanese Patent Publication No. 58-501631
Japanese Patent Publication No. 4,435,047,
A method is disclosed in which encapsulated liquid crystals are dispersed as liquid crystal droplets in a polymer to form a film. In this technique, for example, a liquid crystal encapsulated in a polymer exhibits a nematic phase having a positive dielectric anisotropy at an ambient temperature of use, and when placed in an electric field, its orientation vector is aligned in the direction of the electric field. When the refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer become equal and become transparent and the electric field is removed,
The liquid crystal molecules are randomly arranged, light is scattered at the interface between the liquid crystal and the capsule, the transmitted light is blocked, the film becomes cloudy, and the recorded information is displayed.

【0006】また、特表昭63−501512号公報や
特開昭63−155022号公報には、液晶として常温
として常温でスメクティック相を示すものを使用し、液
晶含むフィルムにメモリ性を付与することが開示されて
いる。このような材料を用いた場合は、液晶のメモリ性
によって書き込まれた画像を無電源状態で保持し、且つ
媒体のフィルム化が可能なため、表示画面をハードコピ
ーのように扱うことが可能になる。
Further, in JP-A-63-501512 and JP-A-63-155022, a liquid crystal having a smectic phase at room temperature is used to impart a memory property to a film containing the liquid crystal. Is disclosed. When such a material is used, the image written by the memory property of the liquid crystal can be held in a non-powered state and the medium can be formed into a film, so that the display screen can be treated like a hard copy. Become.

【0007】さらに、これらの液晶材料を用いた表示装
置の画像の書き込み方法としては、例えば、特開昭63
−155022に開示されているように、スメクティッ
ク液晶を内包したマイクロカプセルを含有するバインダ
ー層に電圧を印加し、画像情報に従って駆動されるサー
マルヘッドによって加熱することで液晶の配向を変え光
の透過、不透過を制御するものが知られている。
Further, as a method of writing an image on a display device using these liquid crystal materials, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-63 is available.
As disclosed in 155022, a voltage is applied to a binder layer containing a microcapsule containing a smectic liquid crystal, and heating is performed by a thermal head driven according to image information to change the orientation of the liquid crystal and transmit light. Those that control opacity are known.

【0008】また、特開平3−155525に開示され
ている情報記録媒体は、室温でスメクテイック相を示す
液晶を高分子マトリクス中に分散させてなる高分子−液
晶複合膜とアモルファスシリコンからなる光導電層との
組み合せで構成され、光学像は光導電層上に結像され、
露光パターンに応じた電界強度分布が高分子−液晶複合
膜に与えられる。
The information recording medium disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-155525 is a photoconductive material composed of a polymer-liquid crystal composite film obtained by dispersing liquid crystal exhibiting a smectic phase at room temperature in a polymer matrix and amorphous silicon. Composed in combination with layers, the optical image is imaged on the photoconductive layer,
The electric field intensity distribution according to the exposure pattern is given to the polymer-liquid crystal composite film.

【0009】また、特開平4−86618には、液晶を
高分子材料中に分散した高分子−液晶複合膜を基材に付
着させた記録媒体に対して、加熱量や加熱面積を制御し
て、階調表示を行うことが示されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-86618, a heating amount and a heating area are controlled for a recording medium in which a polymer-liquid crystal composite film in which liquid crystal is dispersed in a polymer material is attached to a substrate. , Gradation display is shown.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平4−9
4281、特開平4−130420、特開平4−136
821、特開平4−218021及び特開平3−155
525に階調表示に関する技術は開示されていない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
4281, JP-A-4-130420, and JP-A-4-136.
821, JP-A-4-218021 and JP-A-3-1552.
No technology relating to gradation display is disclosed in 525.

【0011】また、特開昭63−155022及び特開
平4−86618に開示されている表示装置、表示の書
き換えの速度は伝熱速度によってきまってしまうため、
高速に表示の書き換えを行うことができず、また、階調
表示のためには、加熱量を精度良く制御する必要がある
が、加熱素子の特性にバラツキがあるため、正確な多階
調制御が困難である。
Further, the display device disclosed in JP-A-63-155022 and JP-A-4-86618, and the rewriting speed of the display depend on the heat transfer speed.
It is not possible to rewrite the display at high speed, and it is necessary to control the heating amount with high precision for gradation display, but since the characteristics of the heating element vary, accurate multi-gradation control is possible. Is difficult.

【0012】本発明の目的は、高解像度の表示を行うこ
とができるとともに正確な階調表示を行うことができる
液晶表示装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of high-resolution display and accurate gradation display.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の液晶表示装置は、少なくとも液晶を成分
として含む調光層と、調光層の一方の側に配置され、受
けた光に応じてインピーダンスが変化する光導電層と、
調光層及び光導電層に電圧を印加する電圧印加手段と、
光導電層を露光することにより調光層に画像を書き込む
露光手段と、画像の多階調濃度を示す信号に基づいて露
光手段の出力光を変調することにより調光層の光透過率
を制御する階調制御手段とを備える。
In order to achieve the above-mentioned object, a liquid crystal display device of the present invention is provided with a dimming layer containing at least liquid crystal as a component and disposed on one side of the dimming layer. A photoconductive layer whose impedance changes according to light,
Voltage applying means for applying a voltage to the light control layer and the photoconductive layer,
Exposure means for writing an image on the light control layer by exposing the photoconductive layer, and controlling the light transmittance of the light control layer by modulating the output light of the exposure means based on a signal indicating the multi-tone density of the image Gradation control means for

【0014】[0014]

【作用】上記構成の本発明の液晶表示装置においては、
全面が光散乱状態となった液晶を成分として含む調光層
及び光導電層に対し、電圧印加手段によって電圧が印加
される。書き込むべき画像の多階調濃度に基づいて階調
制御手段によって露光手段の出力光が変調され、この変
調された出力光によつて光導電層が照射され、光導電層
のうち照射された領域は、露光手段からの出力光の変調
度に応じてインピーダンスすなわち導電度が変化し、こ
れに応じた量だけ電圧印加手段からの電圧が調光層に印
加され、この印加された電圧に応じて調光層の光透過率
すなわち階調度が決定される。光導電層のうち光を受け
ない領域は、光導電層のインピーダンスが高いまま、す
なわち導電度が低いままであり、調光層には電圧がほと
んど印加されないため、光散乱状態が維持される。この
ようにして多階調濃度を有する画像が調光層に書き込ま
れる。
In the liquid crystal display device of the present invention having the above structure,
A voltage is applied by the voltage applying means to the light control layer and the photoconductive layer containing liquid crystal as a component whose entire surface is in a light scattering state. The output light of the exposure means is modulated by the gradation control means based on the multi-gradation density of the image to be written, and the modulated output light irradiates the photoconductive layer, and the irradiated area of the photoconductive layer. The impedance, that is, the conductivity changes according to the modulation degree of the output light from the exposure means, the voltage from the voltage applying means is applied to the dimming layer by an amount corresponding to this, and the impedance is changed according to the applied voltage. The light transmittance of the light control layer, that is, the gradation is determined. In the region of the photoconductive layer that does not receive light, the impedance of the photoconductive layer remains high, that is, the conductivity remains low, and almost no voltage is applied to the light control layer, so that the light scattering state is maintained. In this way, an image having multi-tone density is written in the light control layer.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の液晶表示装置の一実施例を
示す。この実施例は、本発明を光書き込み型液晶表示装
置に適用した例である。調光層1は液晶を高分子樹脂中
に分散した高分子−液晶複合膜からなる。高分子−液晶
複合膜の液晶と高分子樹脂とは互いに3次元的に連結
し、且つその液晶が高分子樹脂中にほぼ均一に分散して
いることが、強い光散乱や低い駆動電圧を得る上で望ま
しい。この実施例では、高分子−液晶複合膜に含まれる
液晶は、使用環境温度(例えば、平均25°Cとして0
°C乃至40°C)でスメクティックA相を示し、使用
環境温度より高い温度でネマティック相に相転移する液
晶を使用している。
1 shows an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a photo-writing type liquid crystal display device. The light control layer 1 is composed of a polymer-liquid crystal composite film in which liquid crystal is dispersed in a polymer resin. The liquid crystal of the polymer-liquid crystal composite film and the polymer resin are three-dimensionally connected to each other, and the liquid crystal is substantially evenly dispersed in the polymer resin to obtain strong light scattering and low driving voltage. Desirable above. In this example, the liquid crystal contained in the polymer-liquid crystal composite film has an ambient temperature of use (for example, 0 at an average temperature of 25 ° C.).
A liquid crystal that exhibits a smectic A phase at (° C. to 40 ° C.) and that undergoes a phase transition to a nematic phase at a temperature higher than the operating environment temperature is used.

【0016】調光層1の一方には、光を受けることによ
ってインピーダンスが変化する光導電層2が配設されて
いる。光導電層2は、露光によって励起されるキャリア
として電子とホールのいずれをも発生し、これらが移動
可能なように形成されたものであることを特徴としてい
る。このような光導電層としては、水素化アモルファス
シリコンが有毒成分を含まず、且つ高速応答が可能とい
う点から最も好ましい。
On one of the light control layers 1, a photoconductive layer 2 whose impedance changes by receiving light is provided. The photoconductive layer 2 is characterized by being formed so that both electrons and holes are generated as carriers excited by exposure and these can move. As such a photoconductive layer, hydrogenated amorphous silicon is most preferable because it does not contain a toxic component and a high-speed response is possible.

【0017】調光層1及び光導電層2を挟むように、電
極31及び32が対向して配設される。すなわち、調光
層1の一方側であって光導電層2と反対の側には、透明
電極31が配設され、光導電層2の一方の側であって調
光層1とは反対の側には透明電極32が配設される。電
極31及び32の材料としては、ITO(酸化インジウ
ム錫)が望ましい。調光層1、光導電層2、ならびに電
極31及び32は、表示記録媒体100を構成する。
Electrodes 31 and 32 are arranged so as to face each other so as to sandwich the light control layer 1 and the photoconductive layer 2. That is, the transparent electrode 31 is disposed on one side of the light control layer 1 and on the side opposite to the photoconductive layer 2, and on one side of the photoconductive layer 2 opposite to the light control layer 1. A transparent electrode 32 is provided on the side. ITO (indium tin oxide) is desirable as the material of the electrodes 31 and 32. The light control layer 1, the photoconductive layer 2, and the electrodes 31 and 32 form the display recording medium 100.

【0018】電圧源3は、透明電極31及び32を介し
て、調光層1及び光導電層2に電圧を印加する。露光装
置4は、透明電極32を介して光導電層2を画素単位で
露光することにより、調光層1に画像を書き込む装置で
ある。
The voltage source 3 applies a voltage to the light control layer 1 and the photoconductive layer 2 via the transparent electrodes 31 and 32. The exposure device 4 is a device that writes an image on the light control layer 1 by exposing the photoconductive layer 2 in pixel units via the transparent electrode 32.

【0019】階調制御装置5は、調光層1に書き込むべ
き画像の多階調濃度を示す画像濃度信号に基づいて、露
光装置4が光導電層2に対して照射する光の1画素あた
りの露光時間を変調することにより調光層1の光透過率
を制御する。
The gradation control device 5 is based on an image density signal indicating the multi-gradation density of the image to be written in the light control layer 1, and the exposure device 4 irradiates the photoconductive layer 2 with light per pixel. The light transmittance of the light control layer 1 is controlled by modulating the exposure time.

【0020】加熱装置6は、例えば、調光層1に対する
加熱用電極から成り、調光層1(すなわち高分子−液晶
複合膜)を使用環境温度より高い温度に加熱して、調光
層1の液晶を液相にする。相転移検知装置7は、調光層
1に含まれる液晶が液相からネマティック相に転移した
ことを検知して相転移検知信号を出力する。
The heating device 6 is composed of, for example, a heating electrode for the light control layer 1, and heats the light control layer 1 (that is, the polymer-liquid crystal composite film) to a temperature higher than the ambient temperature for use to control the light control layer 1. The liquid crystal of is made into a liquid phase. The phase transition detection device 7 detects that the liquid crystal contained in the light control layer 1 has transitioned from a liquid phase to a nematic phase, and outputs a phase transition detection signal.

【0021】次に、上述のように構成された図1の実施
例の動作について説明する。まず全面が光散乱状態にな
った調光層1及び光導電層2に、透明電極31及び32
を介して電圧源3より電圧が与えられる。光導電層2に
は、画像濃度信号が示す書き込み画像の多階調濃度情報
に基づき階調制御装置5によって露光時間が変調された
露光装置4からの光が照射され、これにより、光導電層
2うち露光された領域においては変調の程度に応じて導
電度が変化し、これに応じた量の電圧が調光層1に印加
され、その電圧印加状態に応じて調光層1の透明度すな
わち階調度が決定される。一方、光導電層2のうち露光
されていない領域においては導電度は低いままであり調
光層1に印加される電圧はほとんどないため、光散乱状
態のままである。このようにして、画像濃度信号の示す
多階調濃度をもった画像が調光層1に書き込まれる。
Next, the operation of the embodiment of FIG. 1 configured as described above will be described. First, the transparent electrodes 31 and 32 are formed on the light control layer 1 and the photoconductive layer 2 whose entire surfaces are in a light scattering state.
A voltage is applied from the voltage source 3 via. The photoconductive layer 2 is irradiated with the light from the exposure device 4 whose exposure time is modulated by the gradation control device 5 based on the multi-gradation density information of the written image indicated by the image density signal, whereby the photoconductive layer 2 is irradiated. 2 In the exposed region, the conductivity changes depending on the degree of modulation, and a voltage corresponding to this is applied to the light control layer 1, and the transparency of the light control layer 1 depends on the voltage application state, that is, Gradation is determined. On the other hand, in the non-exposed region of the photoconductive layer 2, the conductivity remains low and the voltage applied to the dimming layer 1 is almost zero, so that it remains in the light scattering state. In this way, the image having the multi-tone density indicated by the image density signal is written in the light control layer 1.

【0022】上述のように、調光層1として、使用環境
温度でスメクティックA相を示し、使用環境温度より高
い温度でネマティック相に相転移する液晶を高分子樹脂
中に分散したものを用いた場合、光散乱状態にするため
には加熱装置6によって液晶を液相への転移点以上に一
旦加熱し、常温まで冷却する。この冷却中、相状態検知
装置7は、調光層1に含まれる液晶が液相からネマティ
ック相に転移したことを検知して相転移検知信号を出力
する。露光装置4は、この検知信号を受けて光導電層2
への露光を行う。この露光は、記述したとおり、階調制
御装置5によつて多階調濃度情報に基づき階調制御され
たものであり、画像の書き換えが行われなければ階調画
像を示した調光層1はその画像を保持したままネマティ
ック相からスメクティクA相にそのまま冷却され、電界
の印加なしでも画像が保持されることになる。
As described above, as the light control layer 1, a liquid crystal in which a liquid crystal exhibiting a smectic A phase at a use environment temperature and undergoing a phase transition to a nematic phase at a temperature higher than the use environment temperature is dispersed in a polymer resin is used. In this case, in order to bring the liquid into a light-scattering state, the liquid crystal is once heated by the heating device 6 to a temperature not lower than the transition point to the liquid phase and cooled to room temperature. During this cooling, the phase state detection device 7 detects that the liquid crystal contained in the light control layer 1 has changed from the liquid phase to the nematic phase, and outputs a phase change detection signal. The exposure device 4 receives the detection signal and receives the photoconductive layer 2
Exposure to. As described above, this exposure is gradation-controlled by the gradation control device 5 based on multi-gradation density information, and if the image is not rewritten, the light control layer 1 showing a gradation image. Is cooled as it is from the nematic phase to the smectic A phase while holding the image, and the image is held even without application of an electric field.

【0023】上述した図1の本発明の実施例によれば、
階調制御装置5が書き込むべき画像の階調濃度情報に基
づいて露光装置4の出力光を変調することにより調光層
1の光透過状態を制御するので、正確な階調表示を行う
ことができる。また、露光装置4からの出力光の変調度
に応じて光導電層2のインピーダンスを変化させ、これ
に応じた量だけ調光層1に電圧を印加するので、解像度
の高い表示を行うことができる。
According to the embodiment of the invention of FIG. 1 described above,
Since the gradation control device 5 controls the light transmission state of the light control layer 1 by modulating the output light of the exposure device 4 based on the gradation density information of the image to be written, accurate gradation display can be performed. it can. Further, since the impedance of the photoconductive layer 2 is changed according to the modulation degree of the output light from the exposure device 4 and the voltage is applied to the light control layer 1 by an amount corresponding to this, high resolution display can be performed. it can.

【0024】また、液晶を高分子樹脂中に分散してなる
高分子−液晶複合膜により調光層1を構成したので、調
光層1を軽量且つフレキシブルにすることができる。
Further, since the dimming layer 1 is composed of the polymer-liquid crystal composite film in which the liquid crystal is dispersed in the polymer resin, the dimming layer 1 can be made lightweight and flexible.

【0025】また、調光層1に含まれる液晶として、使
用環境温度でスメクティックA相を示し使用環境温度よ
り高い温度でネマティック相に相転移する液晶を使用す
るので、液晶がネマティック相の状態にある時に画像の
書き込みを行うことにより画像の書き込み及び書き換え
を高速に行うことができるとともに、液晶は使用環境温
度ではメモリ性を有するスメクティック相の状態で存在
するため、最後に書き込まれた画像を無停電に保持でき
る。
Further, since the liquid crystal contained in the light control layer 1 is a liquid crystal exhibiting a smectic A phase at a use environment temperature and exhibiting a phase transition to a nematic phase at a temperature higher than the use environment temperature, the liquid crystal is in a nematic phase state. The image can be written and rewritten at high speed by writing the image at a certain time, and since the liquid crystal exists in the state of a smectic phase having a memory property at the operating environment temperature, the last written image cannot be written. Can be held during a power outage.

【0026】また、階調制御装置5が、多階調濃度情報
に基づいて光導電層2の各画素毎の露光時間を制御する
ので、高速に線形性の良い階調制御を行うことができ
る。
Further, since the gradation control device 5 controls the exposure time for each pixel of the photoconductive layer 2 based on the multi-gradation density information, it is possible to perform gradation control with good linearity at high speed. .

【0027】また、加熱装置6は、調光層1に含まれる
液晶が液相になるまで調光層1を加熱するので、画像の
書き込みを液晶がネマティック相にあるときに行うこと
ができるから、書き込み駆動電圧を下げることができ
る。
Further, since the heating device 6 heats the light control layer 1 until the liquid crystal contained in the light control layer 1 becomes a liquid phase, an image can be written when the liquid crystal is in the nematic phase. The write drive voltage can be lowered.

【0028】また、光導電層2に対する露光は、調光層
1に含まれる液晶が液相からネマティック相に転移した
ことを示す検知信号に応じて行われるから、液晶がネマ
ティック相の状態にあるときに、画像を確実に調光層1
に書き込むことができる。
Since the photoconductive layer 2 is exposed to light according to a detection signal indicating that the liquid crystal contained in the light control layer 1 has changed from the liquid phase to the nematic phase, the liquid crystal is in the nematic phase. When the image is sure, the light control layer 1
Can be written on.

【0029】図2は、図1に示された表示記録媒体10
0の詳細構成例を示す。まず、ポリイミドからなる一方
の透明基板34に、スパッタリングにより酸化インジウ
ム錫(ITO)からなる透明電極32を製膜し、その上
に電極から光導電層に対するキャリアの注入を防止する
ためのキャリア注入阻止層36としてTaOxを0.1
μmの厚さに製膜した。さらにその上に光導電層2とし
てシランガスと水素ガスを原料として用い、少量のボロ
ンをドープしてプラズマCVD法により水素化アモルフ
ァスシリコンを光導電層2として5μmの厚さに製膜し
た。そして、その上に遮光層を兼ねたキャリア注入阻止
層37であるCdTe膜を0.1μmの厚さに着膜し
た。この遮光層37は、本来、光導電層2が感じる光を
吸収する機能を有するとともに、白地に黒字という良好
な直視型の白黒反射表示を実現するための光吸収層とし
ての機能も有する。
FIG. 2 shows the display recording medium 10 shown in FIG.
A detailed configuration example of 0 is shown. First, a transparent electrode 32 made of indium tin oxide (ITO) is formed on one transparent substrate 34 made of polyimide by sputtering, and carrier injection is blocked on the transparent electrode 32 to prevent injection of carriers into the photoconductive layer. TaOx as the layer 36 is 0.1
The film was formed to a thickness of μm. Further, silane gas and hydrogen gas were used as raw materials for the photoconductive layer 2, and a small amount of boron was doped to form hydrogenated amorphous silicon as the photoconductive layer 2 by plasma CVD to a thickness of 5 μm. Then, a CdTe film, which is a carrier injection blocking layer 37 that also serves as a light-shielding layer, was deposited thereon with a thickness of 0.1 μm. The light shielding layer 37 originally has a function of absorbing light sensed by the photoconductive layer 2 and also has a function of a light absorbing layer for realizing a good direct-view black-and-white reflective display of black characters on a white background.

【0030】調光層1の液晶材料としてはシアノビフェ
ニル系スメクティック液晶混合物(例えばBDH社製の
「S2」)を使用し、この液晶材料80重量%と重合化
合物としての1,6ヘキサンジオールジアクリレート
(日本化薬社製「カヤラッドHDDA」)11.6重量
%及びウレタンアクリレートオリゴマー(ダイセル・ユ
ーシービー社製「エベクリル204」)8重量%と、重
合開始剤としての2−ヒドロキシー2−メチル−1−フ
ェニルプロパン−1オン(メルク・ジャパン社製「ダロ
キュア1173」)0.4重量%とによる重合性組成物
とを混合した。この混合物にさらに直径10μmの球形
スペーサ(積水ファインケミカル社製「ミクロパールS
P210」)を少量加え、超音波洗浄器で混合した後、
脱気して混合溶液を調整した。この混合溶液を、透明基
板34側に上述のように形成されたキャリア注入阻止層
37と、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィル
ムからなる透明基板33上に形成されたITOから成る
透明電極31との間に挟み込み、全体を25°Cに保ち
つつ、均一にブラックランプ光源から波長が360nm
程度の紫外線を数秒間照射して硬化を行った。
A cyanobiphenyl-based smectic liquid crystal mixture (for example, "S2" manufactured by BDH) was used as the liquid crystal material of the light control layer 1, and 80% by weight of this liquid crystal material and 1,6 hexanediol diacrylate as a polymer compound were used. (Kayalad HDDA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 11.6% by weight and urethane acrylate oligomer ("Evecryl 204" manufactured by Daicel UCB) 8% by weight, and 2-hydroxy-2-methyl-1 as a polymerization initiator. -Phenylpropan-1-one ("Darocur 1173" manufactured by Merck Japan Co., Ltd.) 0.4% by weight was mixed with a polymerizable composition. A spherical spacer having a diameter of 10 μm was added to this mixture (“Micropearl S” manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).
P210 ") in a small amount and mixed with an ultrasonic cleaner,
The mixed solution was prepared by degassing. This mixed solution is applied between the carrier injection blocking layer 37 formed on the transparent substrate 34 side as described above and the transparent electrode 31 made of ITO formed on the transparent substrate 33 made of a PET (polyethylene terephthalate) film. The wavelength is 360nm evenly from the black lamp light source while sandwiching and keeping the whole at 25 ° C.
Curing was performed by irradiating a certain amount of ultraviolet rays for several seconds.

【0031】図2示し且つ上述したように、光導電層2
の両側にキャリア注入阻止相36及び37を配設する
と、光導電層2へのキャリアの注入を防ぐことかでき、
暗電流が低く抑えられることから、画像のコントラスト
及び解像度を良好に保つことができる。
As shown in FIG. 2 and described above, the photoconductive layer 2
By disposing the carrier injection blocking phases 36 and 37 on both sides of, it is possible to prevent carrier injection into the photoconductive layer 2,
Since the dark current is suppressed low, the contrast and resolution of the image can be kept good.

【0032】また、光導電層2が感度を有する波長の光
を吸収する遮光層37を調光層1と光導電層2との間に
設けたので、書き込み光が調光層1側に漏れるのを防止
することができるから、表示画像を見ている人の目の安
全が確保される。さらに、図1及び図2の実施例は、白
地(光散乱領域)に対して黒字(透明化した調光層1の
したの層の色)による反射表示を想定しているが、遮光
層37が観察側(透明基板33)から見た光吸収層を兼
ねるので、良好な反射表示を実現できる。
Further, since the light-shielding layer 37 that absorbs light having a wavelength at which the photoconductive layer 2 has sensitivity is provided between the dimming layer 1 and the photoconductive layer 2, the writing light leaks to the dimming layer 1 side. Since this can be prevented, the safety of the eyes of the person who is looking at the display image is secured. Further, although the embodiments of FIGS. 1 and 2 assume a reflective display with a black character (the color of the layer below the transparent light control layer 1) on a white background (light scattering area), the light blocking layer 37 is used. Since it also serves as the light absorption layer viewed from the observation side (transparent substrate 33), good reflective display can be realized.

【0033】また、層37は、キャリア注入阻止層及び
遮光層を兼ねているので、表示記録媒体100の構造を
簡単にできるとともに、製造コストを低減できる。
Since the layer 37 also serves as a carrier injection blocking layer and a light shielding layer, the structure of the display recording medium 100 can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0034】また、水素アモルファスシリコンからなる
光導電層2は、露光によって励起されるキャリアとして
電子及びホールのいずれもが発生し、これらが移動可能
なので、残留電荷の増大や、残像などを引き起こす空間
電荷の発生が少ない。又、低い駆動電圧で調光層1を十
分に透過状態にすることがてきるとともに調光層1の液
晶を劣化させるような直流電流成分が流れにくい交流動
作を行うことができる。
Further, in the photoconductive layer 2 made of hydrogen amorphous silicon, both electrons and holes are generated as carriers excited by exposure, and these are movable, so that space which causes an increase in residual charge and an afterimage is generated. Little charge is generated. Further, it is possible to make the light control layer 1 sufficiently transmissive with a low drive voltage, and it is possible to perform an AC operation in which a direct current component that deteriorates the liquid crystal of the light control layer 1 is difficult to flow.

【0035】図3は、図1及び図2に示された本発明の
実施例の具体的構成例を示す。図3例では、図1の露光
装置4は、タイミング制御回路41からの露光開始信号
に応じて動作を開始し、画像信号並びに階調制御装置5
からの露光時間制御信号に応じたレーザー駆動信号を出
力するレーザードライバ42と、レーザー駆動信号に応
じて例えば波長690nmのレーザービームを出射する
半導体レーザー43と、この半導体レーザー43から出
射されたレーザービームを絞り込むコリメーターレンズ
44と、図示せぬ駆動装置によって回転されてレンズ4
4から送られてきたレーザービームを表示記録媒体10
0の主走査方向すなわち図3の矢印Aに沿う方向に動か
すポリゴンミラー45と、図示せぬ駆動装置によって回
動されてポリゴンミラー45から送られてきたレーザー
ビームを表示記録媒体100の副走査方向(すなわち主
走査方向と垂直方向)に動かすガルバノミラー46と、
このガルバノミラー46によって反射されたレーザービ
ームをスポット光に集光して表示記録媒体100に送光
するfθ集束光学系47とを含んで構成されている。
FIG. 3 shows a concrete configuration example of the embodiment of the present invention shown in FIGS. In the example of FIG. 3, the exposure device 4 of FIG. 1 starts its operation in response to the exposure start signal from the timing control circuit 41, and the image signal and gradation control device 5
Laser driver 42 which outputs a laser drive signal according to the exposure time control signal from the semiconductor laser, semiconductor laser 43 which emits a laser beam having a wavelength of 690 nm according to the laser drive signal, and laser beam emitted from the semiconductor laser 43. The collimator lens 44 that narrows down the lens 4 and the lens 4 that is rotated by the driving device (not shown).
Laser beam sent from the display recording medium 10
The main scanning direction of 0, that is, the polygon mirror 45 that moves in the direction of the arrow A in FIG. 3, and the laser beam that is rotated by the drive device (not shown) and is sent from the polygon mirror 45, is the sub scanning direction of the display recording medium 100. A galvanometer mirror 46 that moves in the vertical direction (that is, the direction perpendicular to the main scanning direction),
It is configured to include an fθ focusing optical system 47 that focuses the laser beam reflected by the galvano mirror 46 into spot light and sends the spot light to the display recording medium 100.

【0036】図1の加熱装置6は、図3の具体例におい
ては、透明電極32とは反対側の透明基板34の表面に
例えば230μm間隔をおいて短冊状に配列された例え
ばそれぞれ幅200μmの複数の加熱用電極60と、こ
れら加熱用電極60にそれぞれ直列に接続された複数の
スイッチ60Sと、上述の複数の加熱用電極60とスイ
ッチ60Sとの直列回路にスイッチ62に介して並列に
接続された直流電圧源64とを含んで構成されている。
複数のスイッチ60Sは、表示記録媒体100に対する
レーザービーム走査に同期して実際に走査が行われる直
前にオン状態となるように図示せぬ制御装置によって制
御される。
In the specific example of FIG. 3, the heating device 6 of FIG. 1 is arranged in strips at intervals of, for example, 230 μm on the surface of the transparent substrate 34 on the side opposite to the transparent electrode 32 and has a width of, for example, 200 μm. A plurality of heating electrodes 60, a plurality of switches 60S connected to the heating electrodes 60 in series, respectively, and a series circuit of the above-mentioned plurality of heating electrodes 60 and a switch 60S connected in parallel via a switch 62. And a DC voltage source 64 that is generated.
The plurality of switches 60S are controlled by a control device (not shown) so that they are turned on immediately before the scanning is actually performed in synchronization with the laser beam scanning of the display recording medium 100.

【0037】図1の相転移検知装置7は、図3の具体例
においては、表示記録媒体100の非画像表示領域であ
って透明電極31及び32によって電界が印加されない
領域を挟んで配設された発光素子72及び受光素子74
と、受光素子74の出力信号を立ち上がり及び立ち下が
りが急なパルス状の信号に波形整形する波形整形回路7
6とを備えて構成されている。波形整形回路76は、例
えば受光素子74の出力信号のレベルが閾値より大きい
時に「H」信号を出力し、閾値以下の時に「L」信号を
出力するコンパレータにより構成できる。調光層1に含
まれる液晶か液相で透明な状態にある間は、受光素子7
4は発光素子72から光を常に受けている。自然冷却に
よって液晶が液相からネマティック相に相転移すると、
上述のように発光素子72と受光素子74との間の領域
の液晶には電界が印加されていないため、液晶の配向が
乱れ、光が散乱し、受光素子74は発光素子72からの
光を受けなくなる。従って受光素子74出力信号レベル
は低下し、波形整形回路76の出力も「H」から「L」
に変化する。
In the specific example of FIG. 3, the phase transition detection device 7 of FIG. 1 is arranged so as to sandwich a non-image display area of the display recording medium 100, where transparent electrodes 31 and 32 do not apply an electric field. Light emitting element 72 and light receiving element 74
And a waveform shaping circuit 7 for shaping the output signal of the light receiving element 74 into a pulse-shaped signal having a sharp rise and fall.
6 is provided. The waveform shaping circuit 76 can be configured by, for example, a comparator that outputs an “H” signal when the level of the output signal of the light receiving element 74 is higher than the threshold value, and outputs an “L” signal when the level of the output signal is lower than the threshold value. While the liquid crystal contained in the light control layer 1 or the liquid phase is in a transparent state, the light receiving element 7
Reference numeral 4 always receives light from the light emitting element 72. When the liquid crystal undergoes a phase transition from the liquid phase to the nematic phase by natural cooling,
As described above, since the electric field is not applied to the liquid crystal in the region between the light emitting element 72 and the light receiving element 74, the alignment of the liquid crystal is disturbed and the light is scattered, and the light receiving element 74 causes the light from the light emitting element 72 to be scattered. I will not receive it. Therefore, the output signal level of the light receiving element 74 decreases, and the output of the waveform shaping circuit 76 also changes from "H" to "L".
Changes to.

【0038】スイッチ62の端子62Aには、上述の直
流電圧源64が接続されており、端子62Bには交流電
圧源66の一方の端子が接続されている。交流電圧源6
6の他方の端子は、透明電極62に接続されている。ス
イッチ62は、タイミング制御回路41から画像書き換
え準備開始信号S1を受けると、直流電圧源64からス
イッチ60Sを介して加熱用電極60に加熱パルスが印
加可能とするために端子62A側を接続状態にする。ま
た、スイッチ62は、タイミング制御回路41からスイ
ッチ切換信号を受けると、交流電圧源66Aから透明電
極31と32との間に交流電圧が印加されるのが可能と
なるように端子62Bを接続状態にする。タイミング制
御回路41は、波形整形回路76から、調光層1に含ま
れる液晶が液相からネマティック相に相転移したことを
示す相転移検知信号S2を受けると、上のスイッチ切換
信号を出力する。
The above-mentioned DC voltage source 64 is connected to the terminal 62A of the switch 62, and one terminal of the AC voltage source 66 is connected to the terminal 62B. AC voltage source 6
The other terminal of 6 is connected to the transparent electrode 62. Upon receiving the image rewriting preparation start signal S1 from the timing control circuit 41, the switch 62 puts the terminal 62A side into a connection state so that a heating pulse can be applied to the heating electrode 60 from the DC voltage source 64 via the switch 60S. To do. Further, the switch 62 is connected to the terminal 62B so that the AC voltage can be applied between the transparent electrodes 31 and 32 from the AC voltage source 66A when receiving the switch switching signal from the timing control circuit 41. To When the timing control circuit 41 receives from the waveform shaping circuit 76 the phase transition detection signal S2 indicating that the liquid crystal contained in the dimming layer 1 has undergone the phase transition from the liquid phase to the nematic phase, it outputs the above switch switching signal. .

【0039】図4は、図3に示された本発明の光書き込
み型液晶表示記録装置の具体的実施における画像の書き
換えの動作タイミングを示す。以下、図4を参照して図
3の具体的実施例の動作について説明する。まず、タイ
ミング制御回路41は、画像開始信号を受けて、表示記
録媒体100のへの画像の書き換えが起こる直前に画像
書き換え準備開始信号S1を出力する。スイッチ62は
この信号S1を受けて端子62A側を接続状態にする。
その後、開示せぬ制御回路が複数のスイッチ60S´
をそれぞれこれに対応する加熱用電極60の領域をレー
ザービームが走査する前にオン状態にする。これにより
加熱用電極60に直流電圧源64から直流の電流パルス
が流される。電流パルスの幅は、例えば約10ms程度
である。
FIG. 4 shows the operation timing of image rewriting in the concrete implementation of the optical writing type liquid crystal display recording apparatus of the present invention shown in FIG. The operation of the specific embodiment shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG. First, the timing control circuit 41 receives the image start signal and outputs the image rewrite preparation start signal S1 immediately before the image rewrite to the display recording medium 100 occurs. The switch 62 receives this signal S1 and puts the terminal 62A side into a connected state.
After that, the control circuit not disclosed includes a plurality of switches 60S '.
Are turned on before the laser beam scans the corresponding regions of the heating electrode 60. As a result, a DC current pulse is applied to the heating electrode 60 from the DC voltage source 64. The width of the current pulse is, for example, about 10 ms.

【0040】次に、タイミング制御回路41は、画像書
き換え準備開始信号S1を出力してから所定時間後(こ
れは、加熱用電極60に電流パルスが供給された直後に
相当)に、スイッチ切換信号をスイッチ62に供給す
る。スイッチ62は、これに応じて、端子62Bを接続
状態にする。これにより、交流電圧源66から表示記録
媒体100の透明電極31と32との間には、調光層1
の液晶を配向するに十分な交流電圧(例えば30VRM
S)が印加される。但し、この電圧は、光導電層2を露
光するまでは、調光層には加わらない。
Next, the timing control circuit 41 outputs the image rewriting preparation start signal S1 and, after a predetermined time (this corresponds to immediately after the current pulse is supplied to the heating electrode 60), the switch changeover signal. Is supplied to the switch 62. The switch 62 accordingly connects the terminal 62B. As a result, the light control layer 1 is provided between the AC voltage source 66 and the transparent electrodes 31 and 32 of the display recording medium 100.
AC voltage (eg 30VRM) sufficient to orient the liquid crystal of
S) is applied. However, this voltage is not applied to the light control layer until the photoconductive layer 2 is exposed.

【0041】液晶は、加熱電流パルスによるジュール熱
で一旦液体化した後、ネマテイック相に転移する。液晶
が液相からネマティック相に転移すると、波形整形回路
76出力は、「H」から「L」に変化する。すなわち、
波形整形回路76は相転移検知信号S2を出力する。タ
イミング制御回路41は、検知信号S2受けて、露光開
始信号を出力する。これにより光導電層2への画像濃度
情報に従った露光が開始される。光導電層2への露光
は、階調制御装置5から露光時間制御信号に応じたレー
ザー駆動信号がレーザードライバ42から出力され、レ
ーザー駆動信号に応じたレーザービームが半導体レーザ
ー43から出射され、レーザー43から出射されたビー
ムがコリメータ44よってコリメートされた後にポリゴ
ンミラー45及びガルバノミラー46によって2次元的
に偏向され、fθ集束光学系47によってスポットに集
光されることにより行われる。
The liquid crystal is once liquefied by the Joule heat generated by the heating current pulse and then transitions to the nematic phase. When the liquid crystal transitions from the liquid phase to the nematic phase, the output of the waveform shaping circuit 76 changes from "H" to "L". That is,
The waveform shaping circuit 76 outputs the phase transition detection signal S2. The timing control circuit 41 receives the detection signal S2 and outputs an exposure start signal. This starts the exposure of the photoconductive layer 2 according to the image density information. For exposure of the photoconductive layer 2, a laser drive signal corresponding to the exposure time control signal is output from the laser driver 42 from the gradation control device 5, a laser beam corresponding to the laser drive signal is emitted from the semiconductor laser 43, and a laser beam is emitted. The beam emitted from 43 is collimated by a collimator 44, two-dimensionally deflected by a polygon mirror 45 and a galvanometer mirror 46, and then converged to a spot by an fθ focusing optical system 47.

【0042】この時、レーザードライバー42は画像信
号に従って発光のオン/オフが制御されると当時に、階
調制御装置5によって、画像濃度信号に基づいた発光時
間の変調を受ける。調光層1及び光導電層2を挟む31
及び32電極にはあらかじめ所定の交流電圧が加わって
いるため、この露光によって即座に濃度情報に従って決
められたパルス幅の電圧パターンが、調光層1側に加わ
る。
At this time, when the on / off of the light emission of the laser driver 42 is controlled according to the image signal, the gradation control device 5 modulates the light emission time based on the image density signal at that time. 31 sandwiching the light control layer 1 and the photoconductive layer 2
Since a predetermined AC voltage is applied to the electrodes 32 and 32 in advance, a voltage pattern having a pulse width determined according to the density information is immediately applied to the light control layer 1 side by this exposure.

【0043】尚、前述の表示記録媒体100への電圧印
加及び光導電層2への露光は、液晶がネマティック相か
らスメクティック相に相転移する前に終了するようにタ
イミング制御回路41は前述のスイッチ切換信号及び露
光開始信号を出力する。画像書き換えが周期的に行われ
た場合、上述した動作が連続して行われることになり、
画像の切換がない場合は、液晶は常温でメモリ性を持つ
スメクティツクA相の状態にあるため、最後に書き込ま
れた画像が無電源で保持される。なお、上記「S2」の
場合、スメクティックA相からネマテイック相に相転移
する温度(SA−N点)は、48°Cであり、ネマティ
ック相から液相に相転移する温度(N−I点)は、49
°Cである。
The timing control circuit 41 uses the above-mentioned switch so that the voltage application to the display recording medium 100 and the exposure to the photoconductive layer 2 are completed before the liquid crystal undergoes the phase transition from the nematic phase to the smectic phase. A switching signal and an exposure start signal are output. When image rewriting is performed periodically, the above-mentioned operation is performed continuously,
When there is no image switching, the liquid crystal is in the state of smectic A phase having a memory property at room temperature, and thus the last written image is held without power supply. In the case of "S2", the temperature of phase transition to Nemateikku phase from smectic A phase (S A -N points) is 48 ° C, the temperature of phase transition to a liquid phase from the nematic phase (N-I point ) Is 49
° C.

【0044】図5は、図1及び図3に示された階調制御
装置5の具体的構成例を示す。図5の階調制御装置は、
例えば8ビットで256階調で示すディジタル信号であ
る画像濃度信号を画素クロックに従って保持するラッチ
回路52と、調光層1電圧印加時間を調光層1の光透過
率の非線形性に応じて補正して得られた値を多階調濃度
に関連付けてディジタル信号の形で記憶し、ラッチ回路
52に保持された画像濃度信号に対応した電圧印加時間
を示す信号を出力するルックアップテーブル54と、こ
のルックアップテーブル54から出力された電荷印加時
間を示す信号を画素クロックに従って256階調の発光
パルス幅を示すアナログ信号に変換して出力するD/A
コンバーター56とを備えて構成されている。
FIG. 5 shows a specific example of the configuration of the gradation control device 5 shown in FIGS. The gradation control device of FIG.
For example, a latch circuit 52 that holds an image density signal, which is a digital signal represented by 256 gradations with 8 bits, according to a pixel clock, and the voltage application time of the light control layer 1 is corrected according to the nonlinearity of the light transmittance of the light control layer 1. A lookup table 54 that stores the value obtained in this manner in the form of a digital signal in association with the multi-tone density, and outputs a signal indicating the voltage application time corresponding to the image density signal held in the latch circuit 52; The D / A which outputs the signal indicating the charge application time output from the look-up table 54 by converting it into an analog signal indicating the emission pulse width of 256 gradations according to the pixel clock.
And a converter 56.

【0045】図5の階調制御装置5の具体例の動作は、
次の通りである。すなわち、ます、8ビット(256階
調)の画像濃度信号が画素クロックに同期しながらラッ
チ回路52によってラッチされる。次にラッチされた画
像濃度信号がその濃度に対する調光層1の非線形性がル
ックアップテーブル54によって補正され、ルックアッ
プテーブル54から出力されたる調光層1の電圧印加時
間がD/Aコンバーター56によって256階調の発光
パルス幅を示すアナログ信号に変換され、このアナログ
信号がレーザードライバー42に駆動電流パルスとして
与えられる。
The operation of the concrete example of the gradation control device 5 of FIG.
It is as follows. That is, the 8-bit (256 gradation) image density signal is latched by the latch circuit 52 in synchronization with the pixel clock. Next, the non-linearity of the light control layer 1 with respect to the density of the latched image density signal is corrected by the look-up table 54, and the voltage application time of the light control layer 1 output from the look-up table 54 is D / A converter 56. Is converted into an analog signal having a light emission pulse width of 256 gradations, and this analog signal is given to the laser driver 42 as a drive current pulse.

【0046】図6は、上述本実施例で調光層1として用
いた液晶−高分子複合膜のピーク電圧30Vにおける電
圧印加時間に対する光透過率の変化を示したものであ
る。調光層1の光透過率は反射画像濃度の代用特性とし
て考えられるので、この図より、電圧印加時間に対する
階調表示に若干非線形性があることがわかる。
FIG. 6 shows the change in light transmittance with respect to the voltage application time at the peak voltage of 30 V of the liquid crystal-polymer composite film used as the light control layer 1 in the above-mentioned embodiment. Since the light transmittance of the light control layer 1 can be considered as a substitute characteristic of the reflection image density, it can be seen from this figure that the gradation display with respect to the voltage application time is slightly non-linear.

【0047】図7は、ルックアップテーブル54による
補正後の入力画像濃度信号に対する電圧印加時間の変化
を示したものである。
FIG. 7 shows changes in voltage application time with respect to the input image density signal after correction by the look-up table 54.

【0048】図8は、実際にパルス幅変調された露光に
よる画像の書き込みを行った結果を、入力画像濃度信号
と調光層の光透過率との関係で示す。図8より線形性に
優れた良好な階調特性が得られていることがわかる。
FIG. 8 shows a result of actually writing an image by pulse-width-modulated exposure in terms of the relationship between the input image density signal and the light transmittance of the light control layer. It can be seen from FIG. 8 that good gradation characteristics excellent in linearity are obtained.

【0049】尚、上記実施例においては、光導電層2と
して水素化アルモルファスシリコンを使用したが、この
ほか、アモルファスセレン、アモルファスセレンテル
ル、アモルファス水素化炭化珪素、セレン−ヒ素等のア
モルファス半導体や硫化カドミウムなとを用いることも
できる。
Although hydrogenated amorphous silicon is used as the photoconductive layer 2 in the above-described embodiments, other amorphous semiconductors such as amorphous selenium, amorphous selenium tellurium, amorphous hydrogenated silicon carbide, and selenium-arsenic are also used. It is also possible to use cadmium sulfide.

【0050】また、上記実施例においては、透明電極3
1及び32の材料としてITOを使用したが、このほ
か、無機透明性材料としてSn2を使用できるととも
に、イオンドープポリアセチレン等の有機透明材料を使
用できる。
In the above embodiment, the transparent electrode 3
1 and was used ITO as 32 material, In addition, it is possible to use S n O 2 as an inorganic transparent material, it may be used organic transparent material such as an ion-doped polyacetylene.

【0051】また、上記実施例においては、透明基板3
3の材料としてPETを使用したが、このほか、PES
(ポリエーテルサルホン)、ポリスチレン、ポリイミド
等の有機透明性材料を使用できるとともに、無アルカリ
ガラス等の無機透明性材料を使用できる。また、上記実
施例においては、透明電極34の材料として、ポリイミ
ドを使用したが、透明基板33と同様の材料を使用する
こともできる。
In the above embodiment, the transparent substrate 3
PET was used as the material for item 3, but in addition to this, PES
An organic transparent material such as (polyether sulfone), polystyrene, or polyimide can be used, and an inorganic transparent material such as non-alkali glass can be used. Further, in the above embodiment, polyimide is used as the material of the transparent electrode 34, but the same material as the transparent substrate 33 can be used.

【0052】また、上記実施例においては、階調制御装
置5が露光時間を変調することにより調光層1の光透過
状態を制御しているが、露光装置4の出力の他のファク
タ例えば露光パワーまたは露光パルス数等を変調すなわ
ち制御することにより調光層1の光透過状態を制御して
もよい。このようにしても、高速で且つ線形性良く階調
制御を行うことができる。尚、例えば、露光パワーを変
調する場合には、濃度情報をレーザーの駆動電流に変換
し、光導電層2のインピーダンスに階調を持たせ、調光
層1の透過率の電圧依存性を利用して階調画像を表示す
ればよい。
Further, in the above embodiment, the gradation control device 5 controls the light transmission state of the light control layer 1 by modulating the exposure time, but other factors of the output of the exposure device 4, for example, the exposure. The light transmission state of the light control layer 1 may be controlled by modulating or controlling the power or the number of exposure pulses. Even in this case, gradation control can be performed at high speed and with good linearity. For example, in the case of modulating the exposure power, the density information is converted into a laser drive current, the impedance of the photoconductive layer 2 is given a gradation, and the voltage dependence of the transmittance of the dimming layer 1 is used. Then, a gradation image may be displayed.

【0053】また、上記実施例においては、露光装置4
としてレーザービーム走査装置を使用しているが、この
ほかLEDアレイ、真空蛍光管アレイ、プラズマアレ
イ、端面発光型のELアレイなどのように自発光型のイ
メージバーや液晶シャッタアレイ、PLZTシャッタア
レイなど光シャッタ型のイメージバーを用いることも出
来る。
Further, in the above embodiment, the exposure device 4
A laser beam scanning device is used as this, but in addition to this, self-luminous image bars, liquid crystal shutter arrays, PLZT shutter arrays such as LED arrays, vacuum fluorescent tube arrays, plasma arrays, edge emitting EL arrays, etc. An optical shutter type image bar can also be used.

【0054】また、上記実施例ににおいては、加熱装置
6を加熱用電極により構成したが、調光層1に赤外線を
照射する電磁波発生源、レーザービームを調光層1に照
射する加熱用レーザー光源、または調光層1すなわち高
分子−液晶複合膜を振動させるためにマイクロ波を発生
するマイクロ波を発生源等により構成してもよい。
In the above embodiment, the heating device 6 is composed of the heating electrodes. However, an electromagnetic wave generation source for irradiating the light control layer 1 with infrared rays, and a heating laser for irradiating the light control layer 1 with a laser beam. The light source or the light control layer 1, that is, a microwave for generating a microwave for vibrating the polymer-liquid crystal composite film may be configured by a generation source or the like.

【0055】また、上記実施例においては、相状態検知
装置7を、調光層1及び光導電層2等を含む表示記録媒
体100を挟むように配設された発光素子及び受光素子
の組より構成しているが、このほか、液晶温度を監視す
るモニタ、または透過率あるいは屈折率等の光学的特性
を検知する検知装置により構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the phase state detecting device 7 is composed of a set of a light emitting element and a light receiving element which are arranged so as to sandwich the display recording medium 100 including the light control layer 1 and the photoconductive layer 2. However, in addition to this, a monitor for monitoring the liquid crystal temperature or a detection device for detecting optical characteristics such as transmittance or refractive index may be used.

【0056】また、上記実施例においては、液晶を液相
になるまで加熱しているが、少なくともネマティック相
になるまで加熱すればよい。
Further, in the above embodiment, the liquid crystal is heated until it becomes a liquid phase, but it may be heated at least until it becomes a nematic phase.

【0057】また、上記実施例においては、キャリア注
入阻止層36の材料としてTaOxを使用したが、この
ほかSiO2、TiO2、a−SiNなども使用できる。
Although TaOx is used as the material of the carrier injection blocking layer 36 in the above embodiment, SiO 2 , TiO 2 , a-SiN or the like can also be used.

【0058】また、上記実施例においては、遮光層を兼
ねたキャリア注入阻止層37の材料としてCdTeを使
用しているが、このほか顔料やカーボンブラックを分散
させた樹脂などが使用できる。
Further, in the above embodiment, CdTe is used as the material of the carrier injection blocking layer 37 which also serves as the light shielding layer, but other than this, a resin in which a pigment or carbon black is dispersed can be used.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、階調制
御手段が書き込むべき画像の多階調濃度情報に基づいて
露光手段の出力光を変調することにより調光層の光透過
率を制御するので、正確な階調表示を行うことができ
る。また、露光手段から出力光の変調度に応じて光導電
層のインピーダンスを変化させ、これに応じた量だけ調
光層に電圧を印加するので、解像度の高い表示を行うこ
とができる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, the light transmittance of the light control layer is adjusted by modulating the output light of the exposure means based on the multi-tone density information of the image to be written by the tone control means. Since it is controlled, accurate gradation display can be performed. Further, since the impedance of the photoconductive layer is changed according to the degree of modulation of the output light from the exposure means and a voltage is applied to the light control layer by an amount corresponding to this, high resolution display can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による液晶表示記置の一実施例の構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】図1の液晶表示記録媒体100の具体的構成例
を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the liquid crystal display recording medium 100 of FIG.

【図3】図1に示された本発明による液晶表示装置の実
施例の具体的構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention shown in FIG.

【図4】図3の具体的構成例の動作タイミングを示すタ
イミング図である。
FIG. 4 is a timing chart showing operation timings of the specific configuration example of FIG.

【図5】図1及び図3に示された階調制御装置5の一構
成例を示すブロック図である。
5 is a block diagram showing a configuration example of a gradation control device 5 shown in FIGS. 1 and 3. FIG.

【図6】図1、図2及び図3に示された調光層1の電圧
印加時間に対する相対透過率の変化を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing changes in relative transmittance of the light control layer 1 shown in FIGS. 1, 2 and 3 with respect to voltage application time.

【図7】図5のルックアップテーブル54による補正後
の入力画像濃度信号に対する電圧印加時間の変化を示し
すグラフである。
7 is a graph showing a change in voltage application time with respect to an input image density signal after correction by the lookup table 54 in FIG.

【図8】図5の構成の階調制御装置を使用したときの図
3の本発明の具体的構成例の入力画像濃度信号と調光層
1の相対透過率との関係を示すグラフである。
8 is a graph showing the relationship between the input image density signal and the relative transmittance of the light control layer 1 in the specific configuration example of the present invention of FIG. 3 when the gradation control device of the configuration of FIG. 5 is used. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 調光層 2 光導電層 3 電圧源 4 露光装置 5 階調制御装置 6 加熱装置 7 相転移検知装置 31,32 透明電極 33,34 透明基板 36 キャリア注入阻止層 37 遮光層兼用キャリア注入阻止層 52 ラッチ回路 54 ルックアップテーブル 56 D/Aコンバーター 60 加熱用電極 100 液晶表示記録媒体 1 Light Control Layer 2 Photoconductive Layer 3 Voltage Source 4 Exposure Device 5 Gradation Control Device 6 Heating Device 7 Phase Transition Detection Device 31, 32 Transparent Electrode 33, 34 Transparent Substrate 36 Carrier Injection Blocking Layer 37 Light-shielding Layer and Carrier Injection Blocking Layer 52 latch circuit 54 look-up table 56 D / A converter 60 heating electrode 100 liquid crystal display recording medium

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも液晶を成分として含む調光層
と、前記調光層の一方の側に配置され、受けた光に応じ
てインピーダンスが変化する光導電層と、前記調光層及
び前記光導電層に電圧を印加する電圧印加手段と、前記
光導電層を露光することにより前記調光層に画像を書き
込む露光手段と、前記画像の多階調濃度を示す信号に基
づいて前記露光手段の出力光を変調することにより前記
調光層の光透過率を制御する階調制御手段とを備える液
晶表示装置。
1. A dimming layer containing at least liquid crystal as a component, a photoconductive layer disposed on one side of the dimming layer and having an impedance that changes according to received light, the dimming layer and the light. A voltage applying means for applying a voltage to a conductive layer, an exposing means for writing an image on the light control layer by exposing the photoconductive layer, and an exposing means for the exposing means based on a signal indicating a multi-tone density of the image. A liquid crystal display device comprising: a gradation control unit that controls the light transmittance of the light control layer by modulating output light.
【請求項2】 前記調光層が、液晶を高分子樹脂中に分
散してなる複合膜からなるものであることを特徴とする
請求項1記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light control layer comprises a composite film in which liquid crystal is dispersed in a polymer resin.
【請求項3】 前記調光層に含まれる液晶が、使用環境
温度でスメクティックA相を示し、使用環境温度より高
い温度でネマティック相に相転移する液晶であることを
特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal contained in the light control layer is a liquid crystal exhibiting a smectic A phase at a use environment temperature and undergoing a phase transition to a nematic phase at a temperature higher than the use environment temperature. Liquid crystal display device.
【請求項4】 前記露光手段は、画素単位に露光が制御
可能な光源を含み、前記階調制御手段は、前記多階調濃
度を示す信号に基づいて前記光導電層の各画素毎の露光
時間、露光パワー、及び露光パルス数の内少なくとも一
つを制御することを特徴とする請求項1記載の液晶表示
装置。
4. The exposure means includes a light source capable of controlling exposure for each pixel, and the gradation control means exposes each pixel of the photoconductive layer on the basis of a signal indicating the multi-gradation density. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of time, exposure power, and the number of exposure pulses is controlled.
【請求項5】 前記調光層に含まれる液晶が少なくとも
ネマティック相に相転移するまで前記調光層を加熱する
加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項3記載
の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 3, further comprising heating means for heating the light control layer until the liquid crystal contained in the light control layer undergoes a phase transition to at least a nematic phase.
【請求項6】 前記加熱手段は、前記調光層に含まれる
液晶が液相になるまで前記調光層を加熱することを特徴
とする請求項5記載の液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the heating means heats the light control layer until the liquid crystal contained in the light control layer is in a liquid phase.
【請求項7】 前記調光層に含まれる液晶が液相からネ
マティック相に転移したことを検知して検知信号を出力
する検知手段をさらに備え、前記光導電層に対する露光
は、前記検知信号に基づいて行われる事を特徴とする請
求項6記載の液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device further comprises detection means for detecting a transition of a liquid crystal contained in the light control layer from a liquid phase to a nematic phase and outputting a detection signal. 7. The liquid crystal display device according to claim 6, which is performed based on the above.
【請求項8】 前記光導電層の両側に配設されて前記光
導電層に対するキャリアの注入を阻止する2つのキャリ
ア注入阻止層をさらに備えることを特徴とする請求項1
記載の液晶表示装置。
8. The carrier injection blocking layer according to claim 1, further comprising two carrier injection blocking layers disposed on both sides of the photoconductive layer to block injection of carriers into the photoconductive layer.
The described liquid crystal display device.
【請求項9】 前記光導電層と前記調光層の間に配設さ
れて前記光導電層が感度を有する波長の光を吸収する遮
光層をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の光
書き込み液晶表示装置。
9. The light-shielding layer according to claim 1, further comprising a light-shielding layer that is disposed between the photoconductive layer and the light control layer and that absorbs light having a wavelength at which the photoconductive layer has sensitivity. Optical writing liquid crystal display device.
【請求項10】 前記2つのキャリア注入阻止層のう
ち、前記調光層側に配設されたキャリア注入阻止層が、
前記光導電層が感度を有する波長の光を吸収する遮光層
を兼ねていることを特徴とする請求項8記載の液晶表示
装置。
10. The carrier injection blocking layer disposed on the dimming layer side of the two carrier injection blocking layers,
9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the photoconductive layer also serves as a light shielding layer that absorbs light having a wavelength having sensitivity.
【請求項11】 前記光導電層は、前記露光によって励
起されるキャリアとして電子及びホールのいずれもが発
生し、これらが移動可能な層であることを特徴とする請
求項1記載の液晶表示装置。
11. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the photoconductive layer is a layer in which both electrons and holes are generated as carriers excited by the exposure, and these are movable. .
【請求項12】 前記階調制御手段は、前記調光層の電
圧印加時間に対する前記調光層の光透過率の非線形性を
補正する補正手段を含むことを特徴とする請求項1記載
の液晶表示装置。
12. The liquid crystal according to claim 1, wherein the gradation control unit includes a correction unit that corrects non-linearity of light transmittance of the light control layer with respect to a voltage application time of the light control layer. Display device.
【請求項13】 前記補正手段は、前記調光層の電圧印
加時間を前記調光層の光透過率の非線形性に応じて補正
して得られる値を多階調濃度に関連付けて記憶する記憶
手段を含むことを特徴とする請求項12記載の液晶表示
装置。
13. The memory for storing the value obtained by correcting the voltage application time of the light control layer according to the nonlinearity of the light transmittance of the light control layer in association with the multi-tone density. 13. The liquid crystal display device according to claim 12, further comprising means.
【請求項14】 前記多階調濃度を示す信号がディジタ
ル信号であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示
装置。
14. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the signal indicating the multi-tone density is a digital signal.
【請求項15】 前記階調制御手段は、前記ディジタル
信号である前記多階調濃度を示す信号を保持するラッチ
手段と、前記調光層の電圧印加時間を前記調光層の光透
過率の非線形性に応じて補正して得られた値を多階調濃
度に関連付けてディジタル信号の形で記憶し、前記ラッ
チ手段に保持された前記多階調濃度を示す信号に対応し
た前記電圧印加時間を示す信号を出力する記憶手段と、
前記記憶手段から出力された前記電圧印加時間を示す信
号をアナログ信号に変換する変換手段とを含むことを手
段とする請求項14記載の液晶表示装置。
15. The gradation control means is a latch means for holding a signal indicating the multi-gradation density, which is the digital signal, and a voltage application time of the dimming layer and a light transmittance of the dimming layer. The value obtained by correcting in accordance with the non-linearity is stored in the form of a digital signal in association with the multi-tone density, and the voltage application time corresponding to the signal indicating the multi-tone density held in the latch means. Storage means for outputting a signal indicating
15. The liquid crystal display device according to claim 14, further comprising: a conversion unit that converts the signal indicating the voltage application time output from the storage unit into an analog signal.
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US7576760B2 (en) 2005-05-02 2009-08-18 Fuji Xerox Co., Ltd. Multi-level optical writer

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