JPH11271799A

JPH11271799A - 画像表示板、および画像表示装置

Info

Publication number: JPH11271799A
Application number: JP10071890A
Authority: JP
Inventors: Morio Hosoya; 守男細谷
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】画像情報の表示状態の保持機能を有する画像
表示板において、反射型でありながら、高解像度の表示
を可能とし、かつ製造を簡単とする。【解決手段】書き込み光１４は、直視方向Ｘ１とは反
対の方向Ｙ１からのみ照射できる。光アドレス層２３上
では、書き込み光１４が照射された部分で光キャリアが
生じ、これによって生じる電圧分配の変化で画像記録層
２５に相転移、もしくは配向状態の変化を生じ、その部
分に画像が形成される。電極層２２および透明電極層２
６は、直流電圧が印加されることにより画像記録層２５
を熱し、これにより相転移、もしくは配向状態の変化を
促進させる。また、電極層２２および透明電極層２６に
電圧を印加することにより、記録された画像が消去され
る。後方支持体２１および前方支持体２７は、画像記録
層２５を支持するために形成されている。誘電体層２４
は、方向Ｘ１から入射した可視光線を吸収する。これに
より、画像の記録された部分が他の部分と異なった明る
さとなるので、方向Ｘ１からの直視により容易に画像を
認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報の表示状
態の保持機能を有する画像表示板、および画像表示装置
に関し、特に加熱によって画像形成を行う画像表示板、
および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フラットパネルディスプレイとし
ては、電気アドレス型の液晶ディスプレイが最も多く使
用されている。電気アドレス型の液晶ディスプレイは、
ＣＲＴに比べて体積が小さく、軽量であるため、携帯端
末装置を中心に様々な分野で利用されている。しかし、
従来の電気アドレス型の液晶ディスプレイは、表示解像
度が１００ｄｐｉ以下であり、使用条件下において人間
の眼の最小分解能を満足させていない。このため、液晶
ディスプレイにおいては、細かい文字などを表示した際
に、ユーザの視覚能力に負担をかけるという問題があ
る。

【０００３】一方、ＣＲＴ、プラズマディスプレイなど
の自発光ディスプレイも、液晶ディスプレイと同様に表
示解像度が低く、ユーザの視覚能力に負担をかけてい
る。また、自発光ディスプレイは、周辺照明環境との調
節機能を持たないため、適切な輝度を維持することがで
きず、この点でも、ユーザの視覚能力に負担をかけてい
る。なお、周辺照明環境との調節機能を持たないという
点では、バックライトを使用した液晶ディスプレイにつ
いても同様の問題がある。

【０００４】さらに、多くのディスプレイが、秒間数〜
数十フレームの速度で表示画面を描画しており、静止画
像情報を閲覧する際には不要なエネルギー消費が行われ
ている。

【０００５】電気的なディスプレイにおいて静止画像を
表示する例としては、新聞記事や辞書データを表示する
電子書籍、または近年急速に発達しているＨＴＭＬ（Hy
perText Markup Language）文書などがある。文字情報
を中心とした静止画像の表示では、通常の印刷物と同様
の光学特性を持つことが理想である。印刷物の光学特性
としては、高反射率の白色散乱体、高いコントラストの
文字表示能力、低い視野角依存性がある。印刷対象に最
も多く用いられる紙は、反射体であるため、周辺照明の
変化に応じて輝度が変化する自己調整機能がある。ま
た、反射率も新聞紙で６０％以上、コート紙では８０％
と高い。

【０００６】このため、明るい場所で見る場合には、輝
度が高く、人間の視覚能力に対する負担が少ない。さら
に、印刷物の場合には、３００〜６００ｄｐｉ以上の高
解像度で形成されるため、３０〜６０ｃｍの至近距離で
直視しても、人間の視覚の最小分解能を越えた解像度で
画像情報が形成されているため、連続体として認識で
き、この点でも視覚能力に負担が少ない。

【０００７】これに対し、ディスプレイで高解像度を実
現するものとして、ＩＢＭ社によるＳｉ結晶上に駆動回
路を形成した液晶ライトバルブ方式がある（Paul M. Al
t;Conference Record of the 1997 International Disp
lay Research Conference and International Workshop
on LCD Technology and Emissive Technology(1997),M
-19 ）。この方式では、Ｓｉ集積回路の加工技術、加工
装置をそのまま利用した高解像度の電気アドレス型反射
型液晶ディスプレイが作成されている。このディスプレ
イは、画素ピッチが縦１７μｍ×横１７μｍと細かく、
直視型と仮定した場合、チップ状の解像度は１５００ｄ
ｐｉに達する。

【０００８】しかし、この液晶ライトバルブ方式のディ
スプレイは、常に画像を再描画しているため、メモリ性
を持つディスプレイに比べて消費電力が高い。また、こ
のディスプレイはＳｉ基板上にＬＳＩプロセスを利用し
て作製しているため、Ｓｉウェハー以上の大きさのディ
スプレイを作製することができず、大型の直視型ディス
プレイを作製した場合にはコスト高となるという問題が
ある。このためＩＢＭ社では、このディスプレイを投射
型ディスプレイの部材に利用している。投射型ディスプ
レイは自発光型と同じく周辺照明環境に対して自己調整
機能を持たない点も問題である。

【０００９】そこで、静止画像を表示するディスプレイ
で、反射型で輝度が高く、高解像度のものが要求されて
いる。また、静止画像を表示するディスプレイでは、消
費電力を考えた際、表示情報の書き換え時以外には画面
をリフレッシュする必要はない。この要求を満たすもの
として、従来、液晶表示板にメモリ機能を持たせること
により、リフレッシュを不要とした反射型のディスプレ
イがある。

【００１０】このようなディスプレイの第１の例とし
て、ケント大学のＭ．Pfeifferらが行っているコレステ
リック液晶の相変化を利用したものがある（Society fo
r Information Display International Symposium Dige
st of Technical Papers XXVI(1995),706-）。このディ
スプレイは、印加電圧の違いにより、散乱体となるフォ
ーカルコニックモードと高透過率を有するプレーナーモ
ードとを選択し、ディスプレイ背部に色素からなる可視
光線吸収層を有することで、高コントラストと高反射率
を実現している。

【００１１】また, 第２の例としては、特開平１−２５
０９２６号公報のように、レーザでアドレスのできる液
晶表示板を構成することにより、高解像度で高コントラ
ストのディスプレイを提供できるようにしたものもあ
る。

【００１２】更に、第３の例としては電極の微細加工を
必要としないディスプレイとしては空間光変調素子があ
る。このディスプレイは像情報を一括露光したり、レー
ザーによる高精細描画により画像を形成するディスプレ
イであり、ディスプレイ全体が対向する一対の電極で形
成されているため微細加工が不要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の例で
は、高解像度を実現するために、画素サイズを微細化す
る必要がある。このためには、電極パネルも微細化しな
くてはならず、隣接する画素に対して電場の影響がでて
しまったり、加工コストが増加するという問題が生じ
る。

【００１４】一方、第２の例は、プロジェクタ部材とし
て用いられるもので、直視した場合には、液晶に散乱さ
れたペーパーホワイト光か、もしくは散乱されることな
くミラー反射光を直視することになる。このため、印刷
物のようなモノクロ画像は形成できず、鏡の上に白ペン
キで文字を書いたような画像となる。

【００１５】第３の例もプロジェクター部材として用い
られる物であり、直視した場合の画像は第２の例と同様
の結果となる。本発明はこのような点に鑑みてなされた
ものであり、反射型でありながら、高解像度の表示を可
能とし、かつ製造が簡単な画像表示板および画像表示装
置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、画像情報の表示状態の保持機能を有する
画像表示板において、特定の波長に対して光起電力を生
じる光アドレス層と、光アドレス層の光起電力によって
生じる電圧分配の変化に応じて相転移もしくは配向状態
の変化を生じ、かつ前記相転移後もしくは配向状態が変
化した状態を保持することで前記画像情報が形成される
画像記録層と、前記画像記録層と光アドレス層の間に形
成され、前記画像記録層を透過した可視光線を吸収する
誘電体層と、を有することを特徴とする画像表示板が提
供される。

【００１７】このような画像表示板では、光アドレス層
において画像記録層の表示させたい部分と対応する部分
に、例えばレーザを使用して光キャリアを生成させる。
これにより、画像記録層の対応する部分に、相転移もし
くは配向状態の変化を生じるので、反射率および透過率
の変化が起き、高解像度の表示が可能となる。このと
き、画素ごとのスイッチングが不要のため、微細な電極
を用いなくても高解像度の表示が可能となる。

【００１８】また、画像記録層を透過した可視光線を誘
電体層が吸収するので、液晶表示板の正面側から直視す
ることができる。さらに、この相転移もしくは配向状態
の変化後の状態は保持されるので、一度書き込めばその
表示内容を維持できる。

【００１９】また、材料系によっては書き込み時の電圧
よりも低電圧、もしくは電圧を印加しない状態で情報を
保持することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面を参
照して説明する。図２は本発明の第１の形態の画像表示
装置の概略構成を示す図である。画像表示装置１０は、
主に、光出力装置１１、ポリゴンミラー１２、偏向器１
３、および画像表示板２０から構成されている。光出力
装置１１は、書き込み光１４を出力する。書き込み光１
４としては、例えば赤外線レーザが使用される。この書
き込み光１４は、回転するポリゴンミラー１２で反射し
て図面右方向に向けられ、かつ、偏向器１３を通過する
ことにより紙面に垂直な方向に向けられ、画像表示板２
０に照射される。画像表示板２０の表示面では、書き込
み光１４が照射された部分の明暗が変化する。画像表示
装置１０の具体的な動作制御については後述する。

【００２１】図１は本発明の第１の形態の画像表示板２
０の具体的な構成を示す断面図である。画像表示板２０
には、人間が直視する方向Ｘ１の側から逆に、後方支持
体２１、電極層２２、光アドレス層２３、誘電体層２
４、画像記録層２５，透明電極層２６、および前方支持
体２７が形成されている。この画像表示板２０に対して
は、書き込み光１４は直視方向Ｘ１とは反対の方向Ｙ１
からのみ照射できる。

【００２２】光アドレス層２３上では、書き込み光１４
が照射された部分で光キャリアが生じ、これによって生
じる電圧分配の変化で画像記録層２５に相転移、もしく
は配向状態の変化を生じ、その部分の明暗が変化して画
像が形成される。また、電極層２２および透明電極層２
６に電圧を印加することにより、記録された画像が消去
される。後方支持体２１および前方支持体２７は、電極
層２２、光アドレス層２３、誘電体層２４、画像記録層
２５、透明電極層２６を支持するために形成されてい
る。誘電体層２４は、方向Ｘ１から入射した可視光線を
吸収する。これにより、画像の記録された部分が他の部
分と異なった明るさとなるので、方向Ｘ１からの直視に
より容易に画像を認識することができる。

【００２３】次に、これら各層を形成する材料の具体例
について説明する。まず、画像記録層２５としては、温
度変化もしくは電圧印加によって相転移を生じる材料と
して例えば液晶材料が使用される。この液晶材料として
は、ｎ型ネマティック液晶、ｎ型ネマティック液晶・コ
レステリック混合液晶、ｐ型スメクティック液晶、ｎ型
スメクティック液晶、カイラルネマティック液晶、高分
子分散液晶、分散微粒子回転系、電気泳動材料などが利
用できる。

【００２４】ｎ型ネマティック液晶には、ＭＢＢＡ（n-
(p-methoxybenzylidene)-p-butylaniline ）、ＰＡＡ
（p-azoxyanisole）、ＡＰＡＰＡ（anisylidene para-a
minophenyl acetate）などがある。

【００２５】ｎ型ネマティック液晶・コレステリック混
合液晶には、ＭＢＢＡ／ＣＮ（cholesteryl nonanoate
）混合系、ＭＢＢＡ／ＥＢＢＡ（n-(p-pentoxybenzyli
dene)-p-butylaniline ）／ＣＮ系、ＣＯＣ（cholester
yl oleyl carbonate ）／ＭＢＢＡ混合液晶、ＣＯＣ／
ＥＢＢＡ（p-ethoxybenzylidene-p'-n-butylaniline ）
混合液晶、ＣＯＣ／ＰＥＢＡＢ（p-ethoxybenzylidene-
p'-aminobenzonitorile）混合液晶、ＣＯＣ／ＭＢＢＡ
／ＥＢＢＡ／ＰＥＢＡＢなどがある。

【００２６】ｐ型スメクティック液晶には、ＣＢＯＡ
（N-(p-cyanobenzylidene)-p-n-(octylaniline) ）、Ｃ
ＢＯＯＡ、ＡＺ５６、ＣＯＢ（cyano-octyl 4-4'biphen
yl）、ＣＯＯＢ、ＯＣＢＰ（octyl cyanobiohenyl ）、
ＰＣＢＮ、ＰＣＢＤ、Eutetic1、Eutetic2などがある。

【００２７】ｎ型スメクティック液晶には、ＰＢＢＡ
（p-butoxybenzylidene-p-n-butylaniline）、ＰＢＰＡ
（p-pentoxybenzylidene-p-n-butylaniline ）、ＰＢＢ
Ａ（p-butoxybenzylidene-p-n-hexylaniline）、ＨＢＢ
Ａ（p-hexoxybenzylidene-p-n- butylaniline）、Ｎ，
Ｎ-dimethyl-Ｎoctadecyl-3-aminopropyltrimethoxysil
ylなどがある。

【００２８】上記液晶は、双安定状態の一方としてコレ
ステリック相となるが、このとき、コレステリック相が
形成する回折格子により可視光域の波長が回折されて着
色されることを防止するのが好ましい。

【００２９】高分子分散液晶は、高分子材料と液晶材料
で構成される。高分子材料には、ポリ塩化ビニル、塩化
ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニル
・ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル・アクリレー
ト共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン・塩
化ビニル共重合体、塩化ビニリデン・アクリロニトリル
共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、アクリレート・メタクリレー
ト共重合体、シリコーン樹脂などが用いられる。また、
これら高分子材料に、hydroxy pivalic acid ester neo
pentylglycole、2-hydoxy-2methyl-1phenylpropan-1-on
eなどのＵＶ架橋材、もしくはＵＶ硬化樹脂を混合して
利用してもよい。なお、高分子材料の代わりにセラミッ
クセルを用いてもよい。セラミックセル・液晶複合型デ
ィスプレイ部材としては、特開平９−１２７４９２号後
方に記されているものがある。

【００３０】カイラルネマティック液晶として、以下の
材料などがある。

【００３１】

【化１】

【００３２】

【化２】

【００３３】高分子分散液晶の液晶材料としては、ＭＢ
ＢＡ、ＰＡＡ、ＡＰＡＰＡ、ＰＢＢＡ、ＰＢＰＡ、ＨＢ
ＢＡなどがある。また、以下の材料系も利用される。

【００３４】

【化３】

【００３５】

【化４】

【００３６】微粒子分散系は高分子材料と透明で粘性の
低い低分子有機溶媒、そして有機溶媒に不要の微粒子で
構成される。高分子材料には、ポリ塩化ビニル、塩化ビ
ニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニル・
ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル・アクリレート
共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン・塩化
ビニル共重合体、塩化ビニリデン・アクリロニトリル共
重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、アクリレート・メタクリレー
ト共重合体、シリコーン樹脂などが用いられる。

【００３７】また、これら高分子材料に、hydroxy piva
lic acid ester neopentylglycole、2-hydoxy-2methyl-
1phenylpropan-1-oneなどのＵＶ架橋材、もしくはＵＶ
硬化樹脂を混合して利用してもよい。これら高分子材料
が形成するセル中にアセトン、トルエン、エタノール等
の低分子で透明、かつ高分子を膨潤、溶解、分解しない
有機溶媒の微小セルを形成させる。このセル中に針状、
もしくは粒状の微粒子を分散する。微粒子に用いられる
材料は溶媒に対して安定な材料であり、金属（銅、アル
ミ、鉄、コバルト等）、半導体（シリコン、ゲルマニウ
ム等）、絶縁体（アルミナ、酸化ケイ素等）が用いられ
る。この時、これらの微小粒子は白色散乱を生じる形状
を維持していなければならない。

【００３８】無機化合物では、二酸化ケイ素、フッ化マ
グネシウム、酸化クロム、ニッケル、アルミニウムなど
がある。上記材料系の電界に対する光学特性がヒステリ
シスを持てばなおよい。この場合、像情報を書き込む際
の駆動電圧とくらべて、より低い電圧で記録情報を保持
することができ、低所費電力となる。もし、無電解で双
安定状態を持つ材料で有れば、情報の記録に電界が必要
なく、エネルギーを消費せずに記録の保持が可能であ
る。

【００３９】なお、画像記録層２５の厚さを均一に保つ
ためには、図示されていないスペーサーを導入する必要
がある。スペーサーには、ガラス、もしくは樹脂製のビ
ーズがある。もしくは薄膜を堆積した後、パターンエッ
チングを施してスペーサを作製してもよい。

【００４０】次に、透明電極層２６に用いられる材料に
は、無機材料としてＳｎＯ_X、ＩＴＯ（ＩｎＳｎ
_yＯ_x）、ＩｎＯ_xなどが、一方、有機材料としてポリ
アニリンなどがある。透明電極は、可視光線領域で高い
透過率を持ち、液晶に印加する電圧パルスに対して支障
をきたすほどの遅延が生じないような抵抗率であり、さ
らに、液晶材料と化学反応を起こさない材料であること
が必要である。

【００４１】電極層２２に用いられる材料は書き込み光
に対して透明な材料が必要である。書き込み光が可視光
や赤外線光の時には透明電極層２６と同一の材料である
必要がある。

【００４２】後方支持体２１は、少なくとも以下の特性
が必要である。まず、電極層２２、光アドレス層２３、
誘電体層２４、画像記録層２５、透明電極層２６、およ
び前方支持体２７を支持することができ、かつ画像の書
き込みや消去で生じる力、および搬送時の衝撃に十分耐
えられる強度が必要である。また、後方支持体２１は、
可視光線を十分な割合で透過する材質や厚みに設計され
る必要がある。耐衝撃性を高める場合には、フレキシブ
ル性のあるプラスチックフィルムが使用され、一方、強
度が要求される場合には、剛性のあるプラスチックシー
トやガラスなどが使用される。可視光線の両方の透過性
を高めるために、必要に応じて反射防止効果を有する
層、または反射防止効果を発現しうる膜厚に調整する
か、両者を組み合わせることにより反射防止性を高めて
もよい。

【００４３】一方、前方支持体２７は、後方支持体２１
が十分な強度を持っている場合には、画像記録層２５の
膜厚を均一に保ち、書き込みの熱によるストレスで電極
層２２、光アドレス層２３、誘電体層２４、画像記録層
２５、透明電極層２６が破断されない程度の強度をもて
ばよい。場合によっては、書き込み光１４の透過性を高
めるために、反射防止効果を有する層、または反射防止
効果を発現しうる膜厚に調整するか、両者を組み合わせ
ることにより反射防止性を高めてもよい。

【００４４】誘電体層２４としては、可視光線を吸収す
る種々の材料が使用できる。黒色ガラスとしては、ホー
ヤ社製ＩＲ−７６、ＩＲ−８０、ＩＲ−８５、ＲＭ−８
６、ＲＭ−９０、ＲＭ−１００などがある。一方、色素
としては、アントラキノン系色素、キノフタロン系色素
などがあり、１つの色素で可視光線の全ての波長域を吸
収できない場合には、２つ以上の色素の混合体を利用す
る方法がある。この他にもＢｉ（ビスマス）−Ｓｉ
Ｏ_x、カーボンブラック樹脂などの黒色材料が利用でき
る。

【００４５】色素を誘電体層２４として用いる場合の積
層方法としては、色素を均一に分散した高分子ポリマー
を溶剤に溶解させて光アドレス層２３上にコーティン
グ、ディッピングし、後に乾燥させて層形成する方法が
ある。誘電体層２４で可視光線を吸収させるためには、
十分な膜厚を持たせることが必要である。また、低分子
材料を蒸着などの方法で積層しても形成できる。この場
合、誘電体層２４に用いる材料が画像記録層２５中に溶
け出したり、画像記録層２５に用いる材料と化学反応を
生じてはならない。

【００４６】次に、図２に戻り、上記のような構成の画
像表示板２０を用いた画像表示装置１０による画像情報
記録方法の具体的な例について説明する。書き込み光１
４を使用しての画像記録は、画像信号、文字情報、コー
ド信号、線画信号情報などを、書き込み光の強度もしく
はパルスのオン、オフに置き換えて全面照射、もしくは
走査照射することにより行う。画像の記録には、光強度
の強い書き込み光１４を使用する。書き込み光１４の光
源としては、アルゴンレーザ（波長５１４．４８８ｎ
ｍ）、ヘリウムレーザ（波長６３３ｎｍ）、半導体レー
ザ（波長７８０．８１０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１３４０
ｎｍ、１４８０ｎｍ、１５５０ｎｍなど）、ＹＡＧレー
ザ（波長１０６４ｎｍ）などが使用できる。また、発光
ダイオードやハロゲンランプのような非コヒーレント光
をレンズ系により集光して照射する方法もある。

【００４７】アナログ的な画像の記録は、書き込み光１
４の強度を変調して行い、一方、文字やコード、線画の
ようなディジタル的な画像の記録は、書き込み光１４の
オン、オフ制御により行う。また、画像情報を、網点情
報に変換して記録することも可能である。

【００４８】書き込み光１４の走査照射方法としては、
図１で示した画像記録層２５にスポット状に集光して照
射しながら、ポリゴンミラー１２、偏向器１３を動作さ
せることにより書き込み光１４を走査し、画像を記録す
る。

【００４９】書き込み光１４の走査によって、画像表示
板２０の各部分には、書き込み光１４が短時間照射され
る。この時、電極層２２，透明電極層２６間に直流電圧
を印加する必要がある。これにより、光アドレス層２３
で光キャリアが生じて光アドレス層の抵抗値が減少し、
その結果、局所的な電圧分配が生じる。このため、画像
記録層２５に印加される電圧が増加し、相転移もしくは
配向状態の変化を生じる。書き込み光１４の照射が終了
しても、電圧分配は維持されるため、画像記録層２５の
照射部分は初期状態とは異なった光学状態となる。すな
わち、初期状態の透過率が高く、書き込み光１４の照射
により散乱状態が生じる場合と、初期状態が散乱状態で
書き込み光１４の照射により透明状態になる場合の２通
りがある。

【００５０】このようにして画像の記録を行った画像表
示板２０は、照明光または太陽光の下で、図１の方向Ｘ
１から見ると、画像記録層２５の散乱状態にある部分は
白く、透明部分は後方の誘電体層２４が吸収するので黒
く見える。こうして、白黒の画像表示が行える。

【００５１】また、画像を形成する画素の大きさは、書
き込み光１４の照射時間、書き込み光強度、書き込み光
スポットの強度分布、光アドレス層２３のキャリア発生
率、書き込み光１４が光アドレス層２３に到達するまで
の反射や吸収による損失量により大きく異なる。これら
の物理量を考慮することで、３００ｄｐｉ以上の解像度
が実現できる。また、階調は、照射される総エネルギに
よって決定され、散乱状態と透過状態の面積比と、散乱
状態での透過率のいずれか、もしくは両方で表現され
る。

【００５２】画像記録層２５に記録された画像は、電極
層２２，透明電極層２６間に電圧を印加することにより
消去できる。印加電圧のパターンとしては、直流電圧、
サイン波、三角波、パルス波、またはこれらの複合波な
どがある。また、電圧の変化の周期とパルス幅などは、
液晶材料の種類によって異なり、実験などによって適切
なものが選択される。

【００５３】次に、本発明の第２の形態について説明す
る。図３は本発明の第２の形態の画像表示板の具体的な
構成を示す断面図である。なお、ここでは、第１の形態
と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略
する。本形態の画像表示板３０では、書き込み光１４を
遮蔽する機能を持った書き込み光遮蔽層２８を、誘電体
層２４と画像記録層２５の間に設ける構成となってい
る。この場合、書き込み光遮蔽層２８は、Ｘ２方向から
画像記録層２５を透過してきた光を反射せずに吸収、も
しくは透過させればよい。

【００５４】こうすることにより、誘電体層２４が、Ｙ
２方向からの書き込み光１４を吸収する機能を持たなく
ても、書き込み光遮蔽層２８によって書き込み光１４を
遮蔽することができ、その一方で良好な画像を見ること
ができる。

【００５５】次に本発明の第３の形態について説明す
る。図４は本発明の第３の形態の画像表示板の具体的な
構成を示す断面図である。なお、ここでは、第１の形態
と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略
する。本形態の画像表示板４０では、書き込み光１４を
遮蔽する機能を持った書き込み光遮蔽層２８を前方支持
体２７の前方に設ける構成となっている。

【００５６】この場合、書き込み光遮蔽層２８と書き込
み光１４には更に多くの制約がつく。すなわち、書き込
み光遮蔽層２８がＸ３方向からの可視光の一部を反射、
もしくは透過する場合には、画像記録層２５はペーパー
ホワイトとはならず、着色してしまう。よって、書き込
み光遮蔽層２８は、可視光域の波長をすべて透過する構
成とする必要がある。また、このため、Ｙ３方向からの
書き込み光１４には、可視光域外の光を使用する必要が
ある。さらに、書き込み光遮蔽層２８は、書き込み光１
４を反射または吸収する機能、もしくは両方の機能を備
える必要がある。例えば、書き込み光１４に赤外線を利
用する場合、書き込み光遮蔽層２８の材料としては赤外
線を吸収して可視光線を透過させることのできるものが
必要である。この条件を満たす材料としては、ホーヤ社
製ＨＡ−２０、ＨＡ−３０、ＨＡ−５０などのガラス材
がある。一方、プラスチック材としては、クレハレンテ
ック社製のＵＣＦや、アントラキノン誘導体、フタロシ
アニン誘導体、ナフタロシアニン系化合物、コバルト錯
体、ジチオール系金属錯体、スクアリウム化合物、イモ
ニウム系化合物、アセチレン誘導体などを含有するプラ
スチックフィルムがある。

【００５７】このような第２、第３の形態の画像表示板
３０，４０は、第１の形態の画像表示板２０と同様に、
図２の画像表示装置１０を使用することにより、高解像
度の画像表示を行うことができる。

【００５８】なお、図２における偏向器１３としては、
ポリゴンミラーやガルバノミラー、または音響光学（Ａ
Ｏ）効果を利用することもできる。あるいは、画像表示
板２０側を図示されていないスライド機構によってスラ
イドさせることにより、相対的に書き込み光１４を走査
させることもできる。また、偏向器やスライド機構の両
方を組み合わせることも可能である。さらには、書き込
み光源である光出力装置１１を２次元方向に任意にスラ
イドさせる機構を設けるようにしてもよい。また、図５
に示す画像表示装置５０のように、偏向器１３に代えて
可動式のミラー５１を設け、ミラー５１をスライドさせ
ることにより書き込み光１４を走査させるようにしても
よい。なお、図５では、図２と同一機能を有する要素に
ついては同一符号を付してある。

【００５９】

【実施例】次に、上述した画像表示板のうちの図１の画
像表示板２０の製造方法の実施例を示す。

【００６０】まず、後方支持体２１の材料として、４０
ｍｍ角の青板ガラスを使用した。この表面にスパッター
法により膜厚１８０ｎｍのＩＴＯからなる電極層２２を
形成した。次いで電極層２２の表面にシランを原料とし
たプラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン膜によ
る光アドレス層２３を形成した。次いで、その上にスパ
ッター法によりＢｉ（ビスマス）−ＳｉＯ_Xからなる誘
電体層２４を形成した。

【００６１】次いで画像表示板２０の前方支持体２７の
材料として、４０ｍｍ角のホーヤ製の赤外線透過ガラス
ＨＡ−２０を使用した。この表面にスパッター法により
膜厚１８０ｎｍのＩＴＯからなる透明電極層２６を形成
した。透明電極層２６の表面に直径１８ｍｍのガラスビ
ーズを塗布してスペーサーとした後、透明電極層２６の
辺縁部に１０時間硬化タイプのエポキシ樹脂を塗布し、
誘電体層２４と接着した。このとき、前方支持体２７側
から垂直に眺めた際に互いに向かい合う２か所の位置に
１０ｍｍほどエポキシ樹脂が存在しない場所を作り、こ
れを液晶注入口とした。エポキシ樹脂を硬化する場合に
は、画像記録層２５の間隔が均一になるように各支持体
２１，２７に十分な圧力を加えて接着した。

【００６２】さらに、５０Ｗｔ％の化学式１、５０Ｗｔ
％の化学式２の混合液晶を注入口より気泡が発生しない
ように加熱しながら注入した。注入後、高速硬化型のエ
ポキシ樹脂で５分間放置して注入口を密閉した。これを
７０℃に加熱したホットプレート上で加熱した後室温に
なるまで放冷して画像表示板２０が完成した。

【００６３】次に、完成した画像表示板２０を、図２の
画像表示装置１０の画像表示板２０の位置に、後方支持
体２１側から書き込み光が照射されるように設置した。
ここで、光出力装置１１には富士通製レーザダイオード
ＦＬＤ１４８Ｇ３ＮＬ−Ｃ（波長１４８０ｎｍ、出力１
００ｍＷ）を用いた。そして、光出力装置１１から出力
された書き込み光１４を、ポリゴンミラー１２で図面右
方向に偏向し、偏向器１３で紙面垂直方向に偏向し、画
像表示板２０の後方支持体２１面にほぼ垂直に入射させ
た。この時、素子には６０Ｖの直流電圧が印加された。

【００６４】入射した書き込み光１４は、光アドレス層
２３に吸収され、これにより画像記録層２５が相転移し
て白濁した。こうして、３００ｄｐｉの高解像度を持つ
モノクロ画像が形成された。電圧を３０Ｖまで下げても
画像は保持された。画像の形成後、５０Ｈｚ、７０Ｖの
電圧を１秒間印加することで画像が消去され、元に戻っ
た。

【００６５】このように、画像情報のメモリ機能を持ち
ながら、高解像度、高コントラストで、書き換え可能な
反射型のディスプレイを実現することができた。さら
に、上記の画像表示板２０と同様の方法で形成した画像
表示板４０を、画像表示板２０の代わりに、図５の画像
形成装置５０に後方支持体２１側から書き込み光が照射
されるように設置した。ここでも、光出力装置１１には
富士通製レーザダイオードＦＬＤ１４８Ｇ３ＮＬ−Ｃ
（波長１４８０ｎｍ、出力１００ｍＷ）を用いた。そし
て、光出力装置１１から出力された書き込み光１４を、
ポリゴンミラー１２で画像表示板４０方向に偏向し、ミ
ラー５１に反射させて上下方向に偏向させて画像表示板
４０に照射した。このとき、ミラー５１は一定の速度で
移動させ、その速度は、ポリゴンミラー１２が次のライ
ンを描画する際に上下方向に１画素だけずれるように設
定した。

【００６６】書き込み光１４は、画像表示板４０の面に
ほぼ垂直に入射させ、画像記録層２５を相転移させると
きだけ光出力装置１１を発光させた。書き込み光１４
は、光アドレス層２３に吸収され、これにより画像記録
層２５が相転移して白濁した。こうして、３００ｄｐｉ
の高解像度を持つモノクロ画像が形成された。画像の形
成後、５０Ｈｚ、７０Ｖの電圧を１秒間印加することで
画像が消去され、元に戻った。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、光照射
によって光起電力を生じる光アドレス層と、光アドレス
層の光起電力によって生じる電圧分配の変化に応じて相
転移もしくは配向状態の変化を生じ、かつ相転移後の状
態を保持することで画像情報が形成される画像記録層と
を形成するようにしたので、画像記録層の表示させたい
部分を例えばレーザを使用して、反射率および透過率の
変化を伴う相転移を生じさせることにより、高解像度の
表示が可能となる。

【００６８】また、この相転移後の状態は保持されるの
で、一度書き込めばその表示内容を維持できる。さら
に、微細な電極を用いなくても高解像度の表示が可能と
なる。よって製造が簡単になり、コストも低減できる。

【００６９】さらに、画像記録層の背面には、画像記録
層を透過した可視光線を誘電体層により吸収できるの
で、液晶表示板の正面側から直視することができるの
で、直視型のペーパーライクディスプレイを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の形態の画像表示装置の概略構成
を示す図である。

【図３】本発明の第２の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図４】本発明の第３の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図５】画像表示装置の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０画像表示装置１１光出力装置１２ポリゴンミラー１３偏光器１４書き込み光２０画像表示板２１後方支持体２２電極層２３光アドレス層２４誘電体層２５画像記録層２６透明電極層２７前方支持体２８書き込み光遮蔽層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報の表示状態の保持機能を有する
画像表示板において、特定の波長に対して光起電力を生じる光アドレス層と、光アドレス層の光起電力によって生じる電圧分配の変化
に応じて相転移もしくは配向状態の変化を生じ、かつ前
記相転移後もしくは配向状態が変化した状態を保持する
ことで前記画像情報が形成される画像記録層と、前記画像記録層と光アドレス層の間に形成され、前記画
像記録層を透過した可視光線を吸収する誘電体層と、を有することを特徴とする画像表示板。
【請求項２】前記画像記録層は、液晶材料を構成要素
とすることを特徴とする請求項１記載の画像表示板。
【請求項３】前記画像記録層と接する電極層が透明電
極材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載
の画像表示板。
【請求項４】前記画像記録層を支持する支持体を有
し、前記可視光線吸収層を、前記支持体の前記可視光線
の反入射側面に積層することを特徴とする請求項１記載
の画像表示板。
【請求項５】前記誘電体層は、絶縁性を有しかつ可視
光を吸収する材料で構成されていることを特徴とする請
求項１記載の画像表示板。
【請求項６】画像情報の表示を行う画像表示装置にお
いて、書き込み光の照射により光キャリアの生成を生じる光ア
ドレス層と、それによって生じる電圧分配の変化によ
り、画像記録層において透過率の変化を伴う相転移もし
くは配向状態の変化を生じ、かつ前記相転移後もしくは
配向状態が変化した状態を保持することで前記画像情報
が形成される画像記録層と、前記画像記録層と光アドレ
ス層の間に形成され、前記画像記録層を透過した可視光
線を吸収する誘電体層と、を有する画像表示板と、前記画像記録層に含まれる物質が相転移、もしくは配向
状態の変化を生じるのに十分な光キャリアの生成を局所
的に行うことにより表示すべき画像を記録する画像記録
手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】前記画像記録手段は、書き込み光源と、
前記書き込み光源から出力された書き込み光を前記画像
表示板の所定の位置に導く導光手段と、を有することを
特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】前記画像記録層に電圧を印加することに
より前記相転移前の状態に戻して、前記記録した画像を
消去するリセット手段を、有することを特徴とする請求
項６記載の画像表示装置。