JPH1020267A

JPH1020267A - 液晶光記録装置

Info

Publication number: JPH1020267A
Application number: JP8191591A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kanemoto; 明彦金本; Yasuyuki Takiguchi; 康之滝口; Hiroyuki Takahashi; 裕幸高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光アドレス型可逆性液晶記録装置に一般的
な光書き込み系を用いて記録および／または消去できる
ようにすること。【解決手段】少なくとも一枚の基板の上に光の作用に
より分子軸の配向が変化する二色性化合物を含む層
（Ａ）、該二色性化合物を含む層の上に接して液晶性組
成物層（Ｂ）、この液晶性組成物層（Ｂ）に対して光書
き込みまたは消去を行なう光照射手段（Ｃ）、書き込み
または消去に使用する偏光手段（Ｄ）、およびこの記録
内容を可視化するための偏光素子（Ｅ）を少なくとも備
えた液晶光記録装置において、記録内容を可視化するた
めの偏光素子（Ｅ）が光書き込みまたは消去に使用する
偏光手段（Ｄ）の機能を兼用していることを特徴とする
液晶光記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、光アドレス型可逆性液晶記録装
置に関する。

【０００２】

【従来技術】小型コンピューターの著しい高性能化に伴
い、大容量表示が可能で、かつコンパクトなディスプレ
イが強く望まれるようになってきた。しかしながら、現
在の技術では高性能ディスプレイの代表ともいえるＣＲ
Ｔ（ｃａｔｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ）やＬＣＤ（ｌｉｑ
ｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｅｖｉｃｅ）であっても、
例えばＡ４サイズの紙数枚分の容量を表示するのは実質
的に不可能である。このためワードプロセサーによって
文書を作成する場合等、１ページずつプリントアウトし
てレイアウトの様子を確認しながら作業をすすめていか
なければならず、非効率的であるとともに、紙の消費量
が増えてしまう結果となっている。このような作業環境
を改善するためにも、また紙の消費量を減らして地球環
境を保護するためにも、紙のようにコンパクトで表示容
量が大きく、かつ加筆も行えるような大容量可逆性記録
媒体やこれを十分に活用するための書き込み方法等が必
要とされる。

【０００３】表示容量の大きさとコンパクトである点か
ら、従来の記録媒体や記録方法の中で、前記ディスプレ
イに求められている機能を満足できるものに最も近い物
はＬＣＤディスプレイである。しかしＬＣＤにおいて表
示容量を大きくするためには、画素の一つ一つにＴＦＴ
（ｔｈｉｎｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩ
Ｍ（ｍｅｔａｌｉｎｓｕｌａｔｏｒｍｅｔａｌ）と
呼ばれる微細なスイッチング素子を作り込むことが必要
であり、Ａ４サイズのディスプレイを低コストで提供す
るのは困難である。これらのようなスイッチング素子を
用いないで大容量表示を行うＬＣＤとして強誘電性液晶
を用いたものが試用されているが、この場合液晶層の厚
さを１．５ミクロン以下に制御する必要があるためと、
大きな面積に渡って均一なメモリー性を付与させるため
にやはり精密な配向処理を必要とし、低コストのディス
プレイを提供するのは非常に困難である。またこれら
従来のＬＣＤディスプレイは、上下電極によって挾まれ
た１００〜３００ミクロン程度の大きさの画素に電圧を
印加することによって表示を行うために、上下電極の精
細なパターニング、上下基板の精密な貼りあわせ、１０
００本程度にのぼる微細な電極と駆動回路との接続、な
どが必要となるために、製造を現在よりも大幅に引下げ
ることは不可能である。

【０００４】製造上このような煩雑さのない記録媒体と
して、脂肪酸〔機能材料、１３（４）、１４（’９
３）〕や高分子液晶の相変化（新素材、’９５，１９）
に基づく光散乱性の状態と透明な状態を利用して可逆表
示を行うフィルムが発表され、前者は実用化もされてい
る。これらはサーマルヘッドによる熱書き込み／熱消去
方式を採用しているため、電極に関る煩雑な工程を排除
することができる。ただし加熱時の温度上昇のしかたや
冷却のされかたによって、書き込み濃度や消去の程度が
異なるために、温度制御のしかたは難しいものとなって
いる。また実際に書き込み／消去の行われる層は、保護
層などを介して間接的に加熱されるために、熱効率の悪
いものとなっている。更に記録媒体そのものの容量は、
理論的には非常に大きなものであるが、書き込み／消去
に微妙な温度制御が必要なことと、サーマルヘッドによ
って書き込み／消去をおこなうために、大きな制約を受
けている。

【０００５】近年光書き込み型の媒体はメモリーとして
の開発が盛んであるが、情報表示装置として用いる方法
についての開発は低調である。そのなかで光異性化する
物質を液晶の配向制御に用いるコマンドサーフェス型の
方式〔Ｌａｎｇｍｕｉｒ，４，１２１４（’８８）〕
は、フォトンモードであるために微妙な温度制御を必要
としない、光書き込みであるために表示容量を大きくで
き、しかも電極に関る微細加工を必要としない、などの
優れた特徴を多く持つ。ただしその多くは保存安定性に
乏しく、書き込み状態が自然に消えてしまうなどの欠点
も合わせ持っていた。コマンドサーフェスの提唱者でも
ある市村らによる方法（特開平５−２４１１５１）はこ
の欠点を克服するとされており、特定の化学構造を持つ
二色性分子を基板に結合させ、この二色性色素の吸収す
る波長域の偏光によって、液晶の配向方向を制御し表示
を行うことが可能である。保存安定性に優れているの
は、この二色性色素が光異性化するようなものである必
要がなく、光によって分子軸の変化が起こるものであれ
ばよく、従来の方式では光異性化する材料であることに
よって、熱的にも光化学的にも不安定である場合が多か
った点とは異なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

１．偏光アドレス型可逆性液晶記録装置に非偏光の一般
的な光書き込み系を用いて記録および／または消去でき
るようにすること。２．偏光アドレス型可逆性液晶記録装置に記録および／
または消去するに使用する手書きに好適な偏光照明手段
の偏光が常時特定の方向になるようにすること。３．偏光アドレス型可逆性液晶記録装置に記録および／
または消去するに使用する手書きに好適な偏光照明手段
の偏光の方向を制御して、意図した濃度の記録表示およ
び／または消去を行える機能を付与出来るようにするこ
と。４．偏光アドレス型可逆性液晶記録装置の使用時に追記
や消去するべき部分を視認しながら作業できるようにす
ること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、前記課
題を解決するために、少なくとも一枚の基板の上に光の作用により分子軸
の配向が変化する二色性化合物を含む層（Ａ）、該二色
性化合物を含む層の上に接して液晶性組成物層（Ｂ）、
この液晶性組成物層（Ｂ）に対して光書き込みまたは消
去を行なう光照射手段（Ｃ）、書き込みまたは消去に使
用する光偏光手段（Ｄ）、およびこの記録内容を可視化
するための偏光素子（Ｅ）を少なくとも備えた液晶光記
録装置において、記録内容を可視化するための偏光素子
（Ｅ）が光書き込みまたは消去を使用する光偏光手段
（Ｄ）の機能を兼用していることを特徴とする液晶光記
録装置、および少なくとも一枚の基板の上に光の作用により分子軸
の配向が変化する二色性化合物を含む層（Ａ）、該二色
性化合物を含む層の上に液晶性組成物層（Ｂ）、この液
晶性組成物層（Ｂ）に対して光書き込みまたは消去を行
なうための光照射手段（Ｃ）、書き込みまたは消去に使
用する偏光手段（Ｄ）、およびこの光記録内容を可視化
するための偏光素子（Ｅ）を少なくとも備えた液晶光記
録装置において、光書き込みまたは消去を行なう光照射
手段（Ｃ）ならびに偏光手段（Ｄ）が、手書きに好適な
形状を持った構造のものであることを特徴とする液晶光
記録装置を提供することにある。

【０００８】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を、以下、図面
の基づき説明する。図１を用いて、コマンドサーフェス
と呼ばれる特定の２色性化合物の光による分子軸配向の
変化を利用した、偏光アドレス型の構成と動作の一例を
説明する。基板１の表面に、化学的に結合した２色性化
合物の分子２が配置され、これを介して液晶分子３が配
列されている。２色性化合物の分子２の配向方向は、こ
れが２色性吸収を示すような波長域の偏光４または４’
によって制御でき、図１の例では偏光面に垂直な方向に
優先的に配向している。液晶分子３は、２色性化合物２
の分子の配向方向と同じ方向に配向するために、結局２
色性化合物に照射する偏光の方向によって、液晶分子３
の配向を制御できることになる。また、２色性化合物の
優先的配向方向が、入射した偏光方向に対してどのよう
な角度になるかは２色性化合物の材料の種類に依存す
る。

【０００９】２色性化合物２の優先的配向方向と液晶分
子３の配向方向の関係についても、同様に材料の組み合
わせに依存するものである。２色性化合物の優先的配向
方向は、入射偏光面に垂直、液晶分子の配向は２色性化
合物と平行であるものが多いので（例えば特開平５−２
４１１５１）、本発明をこのような例をもって説明す
る。図１の構成においては、２色性化合物２は、化学結
合によって基板表面に固着された構成となっているが、
２色性化合物を高分子材料と混合したものを基板表面に
塗布することによっても、同様な動作を行わせることも
可能であると考えられる。図１の構成のものでは、偏光
方向によって２色性化合物２の優先的配向方向を制御す
ることができるが、これを直接視認できない。これを視
認できるようにするためには、２色性化合物によって配
向制御される液晶分子の光変調作用を可視化する必要が
ある。このためには、更に偏光板等の手段を用いる必要
がある。図２にその構成例の断面図を示す。

【００１０】図２の構成のものでは、光（偏光）により
分子軸の変化を起こすような、特定の分子構造を持つ２
色性色素を含む層７が、液晶組成物層８に接するように
配置され、これらが上下基板６と９によって挟み込まれ
ている。下基板９の液晶組成物層８に接する表面は、利
用する液晶モードによって垂直配向処理、または水平配
向処理が為されているのが好ましい。これら上下基板６
と９の外側に上下偏光板５と１０が配設され、液晶組成
物層８の分子配向方向を可視化できるようになってい
る。ただし、液晶組成物層８の分子配向を可視化するた
めの構成は、図２のような構成のものに限られるもので
はなく、下偏光板１０の代わりに反射偏光板を配置して
反射型で使用することや、液晶組成物８に一般の２色性
色素を添加してゲスト／ホスト型で使用することも可能
である。これらの構成では、偏光板を一枚配置するだけ
でも、分子配向を可視化することが可能である。

【００１１】実施例１図３を用いて記録媒体に偏光による書き込みを行う実施
例を説明する。記録媒体１１の長手方向を１２（上偏光
板の透過軸方向も一致）、長手方向１２に垂直方向で下
偏光板の透過軸方向と平行な方向を１３とする。また、
１２と１３からそれぞれ４５゜ずれた方向を１４とす
る。上偏光板５を取り除いた状態で予め記録媒体の全面
に、偏光方向が１４の偏光を照射する。照射波長域は、
２色性化合物２が分子軸配向の変化を起こすような範囲
とする。これにより液晶の配向方向は、４５゜となるた
め、液晶層８のリターデーションの大きさに応じて光が
透過する。この状態で図４のようなペンライト等を用い
て、２色性化合物２の分子軸が変化する波長域の光を照
射すると、その部分の液晶分子が１３の方向に配向する
ために、書き込み部分は暗くなる。下偏光板１０を反射
偏光板に置き換えれば、紙に書き込むような型の記録装
置となり好ましい。この例では、書き込み光の偏光性を
上偏光板５によって作り出しているために、もともとの
照射光が偏光している必要はない。

【００１２】実施例２実施例１の構成での書き込みは、図５にあるような光書
き込みヘッド１６によっても行うことが可能である。照
射光は非偏光でよいので、ヘッドは一般の光シャッター
を用いることができる。光書き込みヘッド１６とペンラ
イト１５を両方具備する構成とすれば、ヘッド１６によ
る高速書き込みとペンライトによる手書き加筆が可能と
なり、非常に好ましい光記録装置になる。

【００１３】実施例３図２の構成において、上偏光板を除いた状態でペンライ
トにより配向を照射して書き込みを行う場合には、ペン
ライトの偏光方向が上偏光板５の透過軸方向と一致する
場合に最も濃度の高い記録が可能である。しかし、ペン
ライトを持つ方向によって偏光軸の方向が変わってしま
うために、なんらかの工夫をしなければ、記録濃度は変
化してしまう。図６に、記録媒体１７の縦方向と横方向
に独立して動かすことのできるガイド１８と１９の交点
にペンライト２０を固定し、その偏光方向が動かないよ
うにした構成のものを示した。

【００１４】実施例４ペンライトの偏光方向が変化しないような構成のものと
しては、記録媒体の面を少し傾けて、ペンライトで書き
込みのときにペンライトが上下方向に傾くような構成と
し、上下配向を検知するような手段によって偏光方向を
一定に保つ方法等がある。具体的な例としては図８に示
すように、そのペンライトの中に、そのペンの中心軸を
中心にして自由に回転できるようにベアリング３５に支
持した偏光子３６を組み込み、その一部に重り３４を設
置し、周囲よりも重くする構造のものがある。この例で
は、重り３４が下を向くようになっているので、ペンラ
イトを持つ方向をかえても、おもりによって偏光板３６
が回転し、偏光方向が上下に保たれる。このペンライト
においても、ランプのかわりに（半導体）レーザーを配
置したり、外部光源から光ファイバーによって光を導く
ことも可能である。またレンズなどの集光手段を組み込
むのも可能である。また、表示面を傾けておくことによ
り、ペンが垂直になって、上下の方向を検知できなくな
るのを防止することができる。

【００１５】実施例５ペンライトの偏光軸を固定するもう一つの例としては、
記録媒体のある方向に磁石を配置し、この方向をコンパ
スのような構成のものがある。この構成のものは、実施
例４のように、記録媒体を傾けた構成とする必要はな
い。具体的な例としては、図９に示すように、そのペン
ライトの中に、そのペンの中心軸を中心にして自由に回
転できるように帯磁したベアリング３９に支持した偏光
子４０を組み込み、表示面の両側に磁石４１および４２
を設けた構造のものがある。なお、磁石は本図のように
両側に設けなくても片側に設けても良いし、また、表示
面４３の任意の側辺に設けることができる。

【００１６】実施例６実施例３〜５の構成では、最も記録濃度が高くなるよう
な偏光方向が解っているため、これを基準にして偏光方
向を意図的にずらし、中間的な濃度の書き込みを行うこ
とが可能である。例えば図６の例で、ペンライト２０を
両ガイド１８、１９の交点を中心に回転させる構造のも
のが挙げられる。

【００１７】実施例７図２の構造のものにおいては、上偏光板５を除いた状態
で偏光書き込み（加筆）をする場合、液晶分子の配向方
向は、偏光板２枚を用いないと検知できないので、その
ままでは書き込もうとしている部分の表示が殆ど視認で
きない。このため書き込み（加筆）する場合、図７の構
成のように、上偏光板２１のみを、記録媒体２３と十分
な間隙を置いて配置し、その間隙にペンライトを入れて
書き込みができるようにし、さらに視認者の方向２４と
の間に上偏光板２１が入るように配置したものが挙げら
れる。

【００１８】実施例８実施例７と原理的に同じであるが、偏光眼鏡を使用する
ことによっても、視認しながらの加筆が可能である。

【００１９】実施例９光により分子軸が変化するような２色性色素の２色性吸
収が、上偏光板の偏光作用を受けないような波長域にあ
れば、上偏光板を記録媒体のすぐ上に配置し、視認しな
がら書き込みことが可能となる。このためには、可視波
域以外に２色性吸収を持つような２色性色素を用いた
り、上偏光板としてカラー偏光板を用い、カラー偏光板
が偏光作用を持っていない波長域で分子軸配向を変化さ
せるような２色性色素を採用することにより実施可能と
なる。

【００２０】

【効果】

１．請求項１および２の効果非偏光の一般的な光書き込み系を用いて偏光アドレス型
可逆性液晶記録装置に記録および／または消去できる。２．請求項３の効果手書きに好適な偏光照明手段の偏光を常時特定の方向に
照射して偏光アドレス型可逆性液晶記録装置に記録およ
び／または消去できる。３．請求項４の効果手書きに好適な偏光照明手段の偏光の方向を制御して偏
光アドレス型可逆性液晶記録装置に意図した濃度で記録
および／または消去できる。４．請求項５の効果偏光アドレス型可逆性液晶記録装置の使用時に追記や消
去するべき部分を視認しながら作業できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２色性化合物の光による分子軸配向の変化を利
用した、偏光アドレス型の構成と動作を説明した図であ
る。

【図２】本発明の液晶光記録装置の断面構成を示す模式
図である。

【図３】実施例１の液晶光記録装置の書き込みを説明し
た図である。

【図４】光書き込みに使用するペンライトの斜視図であ
る。

【図５】実施例２の光書き込みヘッドの斜視図である。

【図６】偏光の方向を常時特定の方向になるようにした
構造のペンライトの斜視図である。

【図７】光記録内容を可視化する偏光素子（Ｄ）が、液
晶組成物層から間隙をもって配設された構造の液晶光記
録装置の構成を模式的に示す図である。

【図８】重りにより偏光方向を一定に保つ実施例４のペ
ンライトを示す図である。

【図９】磁石により偏光方向を一定方向に保つ実施例５
のペンライトを示す図である。

【符号の説明】

１基板２２色性化合物３液晶分子４偏光４’ 偏光５上偏光板６基板７２色性化合物を含む層８液晶性組成物９下基板１０下偏光板１１記録媒体１２記録媒体の長手方向（上偏光板透過軸方向）１３下偏光板透過軸方向１４前照射時の偏光方向１５ペンライト１６光書き込みヘッド１７記録媒体１８縦方向ガイド１９横方向ガイド２０ペンライト２１上偏光板２２ペンライト２３記録媒体２４視認方向３１導線３２ミラー（放物面鏡）３３ランプ３４重り３５ベアリング３６偏光板３７光出射部３８偏光板の偏向方法３９帯磁したベアリング４０偏光子４１磁石４２磁石４３表示面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一枚の基板の上に光の作用に
より分子軸の配向が変化する二色性化合物を含む層
（Ａ）、該二色性化合物を含む層の上に接して液晶性組
成物層（Ｂ）、この液晶性組成物層（Ｂ）に対して光書
き込みまたは消去を行なう光照射手段（Ｃ）、書き込み
または消去に使用する偏光手段（Ｄ）、およびこの記録
内容を可視化するための偏光素子（Ｅ）を少なくとも備
えた液晶光記録装置において、記録内容を可視化するた
めの偏光素子（Ｅ）が光書き込みまたは消去に使用する
偏光手段（Ｄ）の機能を兼用していることを特徴とする
液晶光記録装置。
【請求項２】光照射手段（Ｃ）が手書きに好適な形状
を持った構造のものである請求項１記載の液晶光記録装
置。
【請求項３】少なくとも一枚の基板の上に光の作用に
より分子軸の配向が変化する二色性化合物を含む層
（Ａ）、該二色性化合物を含む層の上に液晶性組成物層
（Ｂ）、この液晶性組成物層（Ｂ）に対して光書き込み
または消去を行なうための光照射手段（Ｃ）、書き込み
または消去に使用する偏光手段（Ｄ）、およびこの光記
録内容を可視化するための偏光素子（Ｅ）を少なくとも
備えた液晶光記録装置において、光照射手段（Ｃ）なら
びに偏光手段（Ｄ）が、手書きに好適な形状を持った構
造のものであることを特徴とする液晶光記録装置。
【請求項４】光照射手段（Ｃ）ならびに偏光手段
（Ｄ）が、偏光の方向を常時特定の方向になるようにし
た構造のものである請求項３記載の液晶光記録装置。
【請求項５】光書き込みまたは消去を行なう光照射手
段（Ｃ）ならびに偏光手段（Ｄ）が、その偏光方向を特
定の方向に変化させ、記録濃度または消去の程度を制御
可能とした構造のものである請求項３または４記載の液
晶光記録装置。
【請求項６】光書き込みまたは消去を行うに際し、光
書き込みまたは消去部分を視認できるようにした構造の
ものである請求項３、４または５記載の液晶光記録装
置。
【請求項７】光記録内容を可視化する偏光素子（Ｅ）
が、液晶組成物層から間隙をもって配設された構造のも
のである請求項６記載の液晶光記録装置。
【請求項８】２色性色素の二色性吸収が、偏光手段
（Ｄ）の偏向作用を持たない波長域のものである請求項
１、２、３、４、５、６または７記載の液晶光記録装
置。