JP3018651B2 - 表示パネル - Google Patents

表示パネル

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JP3018651B2
JP3018651B2 JP3264048A JP26404891A JP3018651B2 JP 3018651 B2 JP3018651 B2 JP 3018651B2 JP 3264048 A JP3264048 A JP 3264048A JP 26404891 A JP26404891 A JP 26404891A JP 3018651 B2 JP3018651 B2 JP 3018651B2
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実 小清水
和男 寺尾
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂とこの樹脂中に分
散した液晶とを有する複合膜を用いた画像表示および消
去が可能な表示パネルに関し、特に、前記樹脂として光
重合性樹脂を採用した表示パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、樹脂とこの樹脂中に分散した液晶
とを有する複合膜を一対の電極が付いた基板間に挟持し
た表示装置が注目されている。たとえば特開昭63−1
24024号公報の液晶分散型ライトバルブでは、スメ
クチック相からネマティック相への転移を示す液晶を高
分子バインダ中に分散させ、熱によって書き込み、電界
で消去するライトバルブについて記述している。
【0003】一方特開平1−210929号公報では硬
化物マトリクス中に顔料と液晶物質が分散保持されたフ
ィルム状液晶層を一対の電極付き基板間に挟持した液晶
表示素子および装置について書かれている。
【0004】前記各公報に記載された技術はいずれも、
樹脂とこの樹脂中に分散した液晶とを有する複合膜を用
いた表示装置であり、書き込み消去が可能で、書き込ま
れた表示情報が一定期間記憶されるメモリ機能を有して
いる。
【0005】次に図3〜5により、前記従来技術の表示
原理を説明する。図3は液晶の相遷移と光透過度の関連
の説明図である。図3において、常温でスメクチックA
相の液晶S1は光散乱性のフォーカルコニックドメイン
の状態であり、光透過率は1〜2パーセントである。前
記スメクチックA相の液晶S1の温度を上げていくと、
やがて、ネマティック相の液晶S2となる。そのネマテ
ィック相の液晶S2は前記スメクチックA相の液晶S1と
略同様に光散乱性であり、光透過率は1〜2パーセント
である。ネマティック相の液晶S2の温度をさらに上昇
させると、アイソトロピック相(等方性)の液晶S3と
なる。
【0006】前記アイソトロピック相の液晶S3を冷却
する際、液晶S3に電界E=0すなわち電界を印加せず
に冷却する場合と、E=0でない場合すなわち所定の電
界Eを印加した状態で冷却する場合とでは異なる状態
(相)に遷移する。すなわち、E=0の状態で冷却する
場合は、図4に示すように、光散乱状態のネマティック
相の液晶S2となり、さらに最初と同様の光散乱性のフ
ォーカルコニックドメインの状態のスメクチックA相の
液晶S1となる。ところが、0でない所定の電界Eを印
加した状態で冷却する場合には、図5に示すように、光
透過状態のネマティック相の液晶S4となり、さらに、
光透過性のホメオトロピックドメイン相の液晶S5とな
る。この液晶S5の光透過率は70〜80パーセントで
ある。
【0007】したがって、樹脂中に分散した液晶を有す
る複合膜を有する表示パネルに電界を印加した状態で、
前記複合膜へのレーザ光による書込走査、または表示パ
ネルに接触しながら移動するサーマルヘッドからの熱伝
導による書込を行って、電界を印加したまま冷却するこ
とにより、画像を表示することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この種の表示装置の表
示パネルの性能は、前記書き込み消去が可能でメモリ機
能を有する複合膜(樹脂とこの樹脂中に分散した液晶と
を有する複合膜)の特性(応答速度および光透過率の変
化の度合等の表示特性、表示期間がどれくらい持続する
かというメモリ特性、温度特性、耐久性、等)に左右さ
れることになる。したがって、優れた特性を有し、容易
に製造できる複合膜を用いることにより、優れた表示パ
ネルを提供することができる。
【0009】本発明は前記事情に鑑み、樹脂とこの樹脂
中に分散した液晶とを有する複合膜を用いた表示パネル
において、優れた特性を有し、容易に製造できる複合膜
を用いた反射型の表示パネルを提供することを課題とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明の構成を説明するが、本発明の
構成要素には、後述の実施例の構成要素との対応を容易
にするため、実施例の構成要素の符号をカッコで囲んだ
ものを付記している。なお、本発明を後述の実施例の符
号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易に
するためであり、本発明の範囲を実施例に限定するため
ではない。前記課題を解決するために、本発明の表示パ
ネルは、透明な光重合性樹脂中にスメクチック液晶が分
散した複合膜(3)と、この複合膜(3)の後側に積層
されて前方から光が入射したとき所定の色の光を前方に
反射する白色シート上に着色画素が配列された着色画素
シート(P2)と、前記複合膜(3)の前側および後側
にそれぞれ配置された前側透明電極膜および後側透明電
極膜とを有することを特徴とする。
【0011】また、本発明の表示パネルは、前記表示パ
ネルにおいて、前記着色画素シート(P2)が熱伝導性
の高い材料から構成されたことを他の特徴とする。
【0012】前記特徴を備えた本発明の表示パネルは、
前記各透明電極膜間に電圧を印加して前記複合膜(3)
に電界を印加する電界印加手段、および前記複合膜
(3)の前記各着色画素に対応した部分を選択的に加熱
して温度上昇させる加熱手段を有する画像書き込み手段
により、画像の書き込み、消去を行うことができる。
【0013】前記スメクチック液晶としては、使用環境
温度でスメクチックA層を示し、使用環境温度以上で正
の誘電率異方性を示すネマチック相となる液晶を採用す
ることができる。
【0014】前記「透明な光重合性樹脂中にスメクチッ
ク液晶が分散した複合膜」は、液晶材料と光重合性樹脂
との混合溶液を液晶が安定して存在する温度に保ちなが
ら光重合性樹脂を重合させることにより、液晶相と光重
合性樹脂相とがともに3次元的に相互連結した微構造の
ものを容易に製造できる。また、前記表示パネルの後側
透明電極膜は、着色画素シートの前側または後側の任意
の側に配置することができる。
【0015】前記「複合膜の前記各着色画素に対応した
部分を選択的に加熱して温度上昇させる加熱手段」とし
ては、前記表示パネルから離れて配置されたレーザビー
ム走査装置、または、前記表示パネルの後面に接して配
置されたサーマルヘッド等を採用することができる。
【0016】
【作用】次に、前述の構成を備えた本発明の表示パネル
の作用を説明する。前記透明な光重合性樹脂中にスメク
チック液晶が分散した複合膜は、液晶材料と光重合性樹
脂との混合溶液を液晶が安定して存在する温度に保ちな
がら光重合性樹脂を重合させることにより、容易に製造
できる。そして、この複合膜の後側に配置される着色画
素シート、および前記複合膜の前側および後側に配置さ
れる前側透明電極膜および後側透明電極膜等を積層する
ことにより表示パネルを作製することができる。電界印
加手段により、前記表示パネルの前記各透明電極膜間に
電圧を印加して前記複合膜に電界を印加した状態で、前
記加熱手段により、前記複合膜の前記各着色画素に対応
した部分を選択的に加熱して温度上昇させると、前記加
熱された部分が透明になって画像が書き込まれる。この
画像が書き込まれた表示パネルを前記複合膜に電界が印
加された状態で冷却すると前記書き込まれた画像がその
まま表示される。前記着色画素シートは、前方から光が
入射したとき所定の色の光を前方に反射する白色シート
上に着色画素が配列された構成を有している。このた
め、本発明の表示パネルは、白い紙に印刷されたカラー
画像のように、直接観察したときに自然な画像を得るこ
とができる。また、前記着色画素シートを熱伝導性の高
い材料から構成した場合、前記表示パネルの後面側から
画像の書き込みを行う場合にエネルギー効率を向上させ
ることができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の表示パネルのー実施例である反射
式のカラー画像表示パネルを示す概略構成図である。図
1において、後側(図1中、下側)全面にITOが形成
された前側プラスチックフィルム1と、前側(図1中、
上側)全面にITOが形成された後側プラスチックフィ
ルム2との間には、複合膜3が配置されている。前記前
側プラスチックフィルム1,2および複合膜3から複合
膜パネルP1が構成されている。前記後側プラスチック
フィルム2の後面(図1中、下面)には、小さな微画素
単位でイエロー(Yellow)Y、マゼンタ(Magenta)
M、シアン(Cyan)Cに着色された着色画素シートP2
が配置されている。この着色画素シートP2と前記複合
膜パネルP1から表示パネルPが構成されている。
【0018】前記表示パネルPで表示を行うには、前記
各透明電極膜間に電圧を印加して前記複合膜に電界を印
加する電界印加手段と、前記複合膜の前記各着色画素に
対応した部分を選択的に加熱して温度上昇させる加熱手
段とから構成される画像書き込み手段を用いる。すなわ
ち、常温でスメクチックA相となる液晶を含んだ前記複
合膜3の前記画素Y,M,Cに対応する部分を、前記加
熱手段により選択的に加熱してアイソトロピック相に遷
移させ、次ぎに前記複合膜3に電界を印加しながら冷却
すると、前記加熱された部分32(図1参照)が透明に
なる。この表示パネルPを前側から見るとカラー画像が
見えることになる。
【0019】前記複合膜パネルP1は、アクリル系光重
合性樹脂1部、スメクティックA液晶組成物(BDH社
製「S2」を4部、重合開始剤(メルク社製「ダロキュ
ア1116」を0.2部、モノアゾ金属錯塩系の色素0.
02部を溶解した混合物を前記ITO付きプラスチック
フィルム上に均一に塗布した後、もう一つのITO付き
プラスチックフイルムを重ね、UVを照射して混合物中
の樹脂成分を重合硬化させることにより製作される。前
記複合膜パネルP1の性能をテストしたところ、ネマチ
ック相で50Vの交流を印加した場合、スメクチック相
での透明部分32の透過率は72%、白濁部分31の透
過率は0.7%、であった。断面を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、1〜1.3μmの均一な3次元微細構
造が認められた。
【0020】一方イエローY、マゼンタM、シアンCか
らなる着色画素層はデジタル記録による電子写真プロセ
スを用いてトナ−中の顔料により発色させ、各色ともに
400ライン/インチの記録密度で白色度の高い平滑な
紙上に書込んだ。着色画素のパタンは図2Aに示すよう
に、ストライプ状を用いたこれらの透過制御部分と着色
画素部分とを重ね合わせ、カラ−画像表示パネルを作っ
た このようにして作成した表示パネルにArイオンレ
−ザ(ユニフェイズ社製「Model2004」)にて発色画素
に対応するように露光を行い、複合膜中の光吸収による
発熱によって透過率を選択的に変化させた。その結果、
図1に示すように非露光の複合膜部分31と露光された
画素に相当する複合膜部分32との間で画像を表示する
ことができた。すなわち図1の非露光部分31では白濁
状態を表示し,レ−ザによって画像を書込まれた露光部
分32では複合膜を介してイエローY、マゼンタM、シ
アンCのカラー画像を着色画素と反対側(前側)から観
察することができた。またこのようにして書き込まれ、
表示されたカラ−画像は、複合膜3の液晶がスメクチッ
クA相となる温度では保持される。サンプルを2カ月間
放置したところ、書込み時の画像とほとんど同じ画像が
保持され、メモリ性を確認することができた。その後、
サンプル全体を再露光してやると、全体が白濁状態にな
るのを確認した。
【0021】また、前記図1に示す表示パネルPの着色
画素シートP2において、図2A,2B,2Cに示すよ
うな各画素間に白色部を設ける構造にした場合、画素間
を密接させた場合の画素の単位面積をS、白色部を設け
た場合の上記単位面積に相当する面積中の白色部分の面
積をmとすると次式 S/2≧m>S/20 を満足するときクロスト−クが発生せず(表示画素に隣
接する非表示画素の色が表示されず)コントラストの高
い画像が得られることが分かった。
【0022】また、前記着色画素シートP2の着色画素
層において、イエローY、マゼンタM、シアンCの各発
色画素にArレ−ザを吸収するモノアゾ金属錯塩系の色
素を含有させた場合、目視する側(前側)と反対側(後
側)の着色画素側から画像の書込みが可能となり、複合
膜3の透明度も向上させることができた。
【0023】以上、本発明の表示パネルの実施例を詳述
したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱すること
なく、種々の小設計変更を行うことが可能である。たと
えば、前記複合膜の前記各着色画素に対応した部分を選
択的に加熱して温度上昇させる加熱手段に使用するレー
ザ走査装置において、半導体レーザ光源または他のレー
ザ光源を使用することが可能である。また、レーザビー
ム走査装置の代わりに、表示パネルの後面に接して配置
されたサーマルヘッドを使用することも可能である。ま
た着色画素の配置パターンは図2のパターン以外に種々
のパターンを採用することが可能である。そして、その
着色画素は、従来公知の印刷工程を用いて形成すること
が可能である。
【0024】
【発明の効果】前述の本発明の表示パネルは、光の透過
率を制御する複合膜が、透明な光重合性樹脂中にスメク
チック液晶が分散した構造を備えている。このような構
造の複合膜は、液晶材料と光重合性樹脂との混合溶液を
液晶が安定して存在する温度に保ちながら光重合性樹脂
を重合させることにより、液晶相と光重合性樹脂相とが
ともに3次元的に相互連結した微構造のものを容易に製
造することができる。また前記構造を備えた複合膜は、
光透過率の変化の度合等の表示特性、表示期間がどれく
らい持続するかというメモリ特性等において、十分な実
用性を有している。また、前記着色画素シートP2の着
色画素層において、イエローY、マゼンタM、シアンC
の各発色画素にArレ−ザを吸収するモノアゾ金属錯塩
系の色素を含有させた場合、目視する側(前側)と反対
側(後側)の着色画素側から画像の書込みが可能とな
り、複合膜3の透明度も向上させることができた。
た、前記着色画素シートは、前方から光が入射したとき
所定の色の光を前方に反射する白色シート上に着色画素
が配列された構成を有している。このため、本発明の表
示パネルは、白い紙に印刷されたカラー画像のように、
直接観察したときに自然な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の表示パネルの一実施例の構成
説明図である。
【図2】 図2は本発明の表示パネルの着色画素シート
の説明図である。
【図3】 図3は液晶の相遷移と光透過率との関連の説
明図である。
【図4】 図4はネマティック相の液晶を電界E=0の
状態で冷却したときの液晶の光透過率の説明図である。
【図5】 図5はネマティック相の液晶を0でない電界
Eを印加した状態で冷却したときの液晶の光透過率の説
明図である。
【符号の説明】
P2…着色画素シート 3…複合膜、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺尾 和男 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 佐々木 貴志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平2−4215(JP,A) 特開 平2−200828(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1333 G02F 1/133 565 G02F 1/1335 505

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な光重合性樹脂中にスメクチック液
    晶が分散した複合膜と、この複合膜の後側に積層されて
    前方から光が入射したとき所定の色の光を前方に反射す
    白色シート上に着色画素が配列された着色画素シート
    と、前記複合膜の前側および後側にそれぞれ配置された
    前側透明電極膜および後側透明電極膜とを有する表示パ
    ネル。
  2. 【請求項2】 前記着色画素シートは熱伝導性の高い材
    料から構成されたことを特徴とする請求項1記載の表示
    パネル。
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