JPH1184412A - 光書き込み型液晶表示シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光型で、構成及び書き込み方法が簡易であ
り、設置場所や取り扱いの制約を受けない光書き込み型
液晶表示シートを得る。 【解決手段】 対向する一対の偏光層６ａ、６ｂによ
り、第一の透明基板１ａ、第一の透明電極２ａ、強誘電
性液晶層３、光導電層４、第二の透明電極２ｂ、第二の
透明基板２ａをこの順に狭持してなり、さらに偏光層６
ａの外側に読み出し光を反射する反射層７を積層し、第
二の透明基板２ｂ側から光導電層４に書き込み光を、反
射層７に読み出し光をそれぞれ照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、書き込み光によ
り液晶に像を記録し、受光型で像の表示が可能な光書き
込み型液晶表示シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特開平７−１９９２１３号公報
に開示された従来の光書き込み型液晶表示装置を示す構
成図である。図に示す光書き込み型液晶表示装置は受光
型の表示装置であり、目に優しく、目が疲れにくいとい
う特徴を持っているので、人間に優しい機器として期待
されている。図において、１ａ、１ｂは透明基板、２
ａ、２ｂは透明電極、３は液晶層（調光層）、４は光導
電層、５はキャリア阻止層兼遮光層、１００は露光手
段、１０１は加熱手段、１０２は検知手段、１０３は電
圧制御手段である。

【０００３】ここで、液晶層３としては、使用環境温度
でスメクチックＡ相を示し、使用環境温度以上でネマチ
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
を用いており、相転移を制御するための加熱手段１０
１、検知手段１０２、電圧制御手段１０３が必要となっ
ている。

【０００４】次に動作について説明する。まず、加熱手
段１０１によって液晶層３の液晶をネマチック相への転
移点以上に加熱して液相にしてから冷却する。液晶の相
状態を監視しておき、液晶が液相からネマチック相にな
ったとき、電圧制御手段１０３によって透明電極２ａ、
２ｂ間に電圧を印加しながら、光導電層４側から露光手
段１００によって像の書き込みを行う。光導電層４は通
常は高抵抗であり、光を照射した部分の抵抗が光導電効
果により低下するという特性をもつ。従って、光導電層
４に光を照射した部分では、光導電層の抵抗が小さくな
り、液晶層３にかかる電圧が増して、液晶層３に像の書
き込みが行われる。このとき、書き込みは液晶がネマチ
ック相からスメクチックＡ相に相転移する前に終えられ
なければならない。液晶は使用環境温度で記憶性をもつ
スメクチックＡ相で存在するため、液晶がスメクチック
Ａ相に相転移する前の最後に書き込まれた像が電圧印加
停止後も保持される。液晶層３側から読み出し光を照射
すると遮光層５で反射するので、書き込んだ内容を見る
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の光書き込み型液
晶表示装置は以上のように構成されているので、加熱手
段を設け、熱と光を併用して書き込まなければならず、
装置の構成及び書き込みの方法が複雑になるという問題
点があった。また、書き込み側と読み出し（観察）側と
が同一面ではないため、設置場所や取り扱いの制約を受
けるという問題点もあった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、受光型で、且つ簡易な構成及び書
き込み方法による光書き込み型液晶表示シートを得るこ
とを目的とする。また、設置場所や取り扱いの制約を受
けない光書き込み型液晶表示シートを得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光書き込
み型液晶表示シートは、対向する一対の偏光層により、
第一の透明基板、第一の透明電極、強誘電性液晶層、光
導電層、第二の透明電極、第二の透明基板をこの順に狭
持してなり、さらに第一の透明基板側の偏光層の外側に
読み出し光を反射する反射層を積層し、第二の透明基板
側から光導電層に書き込み光を、反射層に上記読み出し
光をそれぞれ照射するものである。

【０００８】また、対向する一対の偏光層により、第一
の透明基板、第一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電
層、第二の透明電極、第二の透明基板をこの順に狭持し
てなり、さらに第二の透明基板側の偏光層の外側に書き
出し光を透過すると共に読み出し光を反射する反射層を
積層し、第一の透明基板側から反射層に読み出し光を、
第二の透明基板側から光導電層に書き出し光をそれぞれ
照射するものである。

【０００９】また、対向する一対の透明基板により、第
一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透明
電極をこの順に狭持してなり、さらに強誘電性液晶層と
光導電層との間に書き込み光を透過すると共に読み出し
光を反射する反射層を積層し、第一の透明基板側から光
導電層に書き込み光を、反射層に読み出し光をそれぞれ
照射するものである。

【００１０】また、反射層は、可視光波長帯で反射性で
あり、光導電層の感度波長帯の少なくとも一つの波長に
おいて透過性を有すると共に、書き込み光は反射層を透
過する波長を有し、読み出し光は反射層で反射する波長
を有するものである。

【００１１】また、対向する一対の透明基板により、第
一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透明
電極をこの順に狭持してなり、さらに強誘電性液晶層と
光導電層との間に読み出し光を反射する反射層を積層
し、第二の透明基板側から光導電層に書き込み光を、第
一の透明基板側から反射層に読み出し光をそれぞれ照射
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
光書き込み型液晶表示シートを示す断面図である。図に
おいて、１ａは第一の透明基板、１ｂは第二の透明基
板、２ａは第一の透明電極、２ｂは第二の透明電極、３
は強誘電性液晶層、４は光導電層、６ａ、６ｂは偏光
層、７は反射層である。

【００１３】本発明の光書き込み型液晶表示シートは、
液晶として強誘電性液晶３を用いているため、上記従来
例のような加熱手段を必要としない。強誘電性液晶は２
μｍ程度以下の薄いセルにおいて表面安定化状態（液晶
分子の配向が揃った状態）となっている。従って、液晶
に電圧を印加すると、上記従来例のように加熱しなくて
も、液晶分子の配向を印加した電圧の極性に応じて一様
に揃わせることができ、電圧印加を停止してもその状態
を保持することができる。また、一対の偏光層で液晶層
を挟み込み、印加電圧の向きを反転させると、液晶の表
示における暗状態と明状態が入れ替わる。ここでは、強
誘電性液晶を２μｍ程度の膜厚に薄膜化したものを用い
る。

【００１４】第一の透明基板１ａ、第二の透明基板１ｂ
としては、ガラス基板、あるいはポリエーテルスルホン
（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）
などのプラスチックフィルムを用いることができる。光
導電層４は、透明な材料が適しており、可視光波長帯に
感度波長帯のない光導電材料を用いることができる。例
えば、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）の使用が可能
である。偏光層６ａ、６ｂとしては通常の偏光板を用い
ることができる。反射層７としては通常の金属反射板を
用いることができる。

【００１５】次に動作について説明する。第一の透明電
極２ａと第二の透明電極２ｂとの間に電圧を印加しなが
ら、書き込み光を第二の透明基板１ｂ側から照射するこ
とにより、書き込み光に反応した光導電層４の抵抗が下
がり、強誘電性液晶層３への電圧が増加して書き込みが
行われる。書き込み光の波長は光導電層４の感度波長帯
の波長から選択されるが、通常は可視光波長帯外の波長
をもつ光が用いられる。例えば、光導電層４が上記ＰＶ
Ｋの場合には、書き込み光は紫外光となる。

【００１６】光で書き込んだ後、電圧印加を停止し、透
明基板１ｂ側から読み出し光を照射すると書き込んだ内
容を見ることができる。このとき、読み出し光は通常の
可視光で良い。光導電層４は、可視光波長帯に感度波長
帯のない材料であるため、読み出し光は光導電層４で反
応せず、強誘電液晶層３を通り、反射層７で反射して戻
ってくるので、液晶への書き込み内容を視認することが
できる。

【００１７】なお、書き込んだ内容を消去する場合に
は、書き込み時電圧とは反対極性の電圧を印加しながら
光を照射する。このようにして消去されるまでは、強誘
電性液晶３の記憶性により書き込んだ内容は保持され
る。

【００１８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、液晶として強誘電性液晶３を用いることにより、加
熱手段を省略することができる。また、反射層７によ
り、書き込み光と読み出し光の入射面を同一にすること
ができる。

【００１９】次に、この発明の実施の形態１による光書
き込み型液晶表示シートを適用した書き込み装置の例を
説明する。図２は、この発明の実施の形態１による光書
き込み型液晶表示シートを適用した書き込み装置を示す
構成図である。図において、８はこの実施の形態１によ
る液晶表示シート、９は書き込み装置の蓋、１０は可動
式光照射部、１１は書き込み装置の筐体である。

【００２０】次に動作について説明する。液晶表示シー
ト８の書き込み面、即ち、第二の透明基板１ｂ側を下に
して、書き込み装置の筐体１１上面にセットし、蓋９を
閉める。このとき、液晶表示シート８の第一の透明電極
２ａと第二の透明電極２ｂとの間に所望の電圧が印加さ
れる状態になる。電圧印加と同期して、可動式光照射部
１０が移動しながら液晶表示シート８に下側から光を照
射することにより、書き込みが行われる。書き込みが終
了した液晶表示シート８は、紙のように持ち運んで随時
表示内容を見ることができる。また、書き込んだ内容を
消去する場合には、書き込み時と同様に、書き込み装置
に液晶表示シート８をセットして、書き込み電圧と反対
極性の電圧を印加しながら、可動式光照射部１０で光を
照射すればよい。このように書き込み内容は可逆性をも
つので、液晶表示シート８は、書き込み、消去を繰り返
し使用することができる。

【００２１】なお、この発明の実施の形態１による液晶
表示シートを用いた書き込み装置は、上述したものに限
定されるものではない。

【００２２】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による光書き込み型液晶表示シートを示す断面図
である。図において、７１は第一の透明基板１ａ側から
入射した読み出し光を反射すると共に、反射層１２の外
側から入射した書き込み光を透過する反射層であり、ハ
ーフミラーなどを用いることができる。

【００２３】次に動作について説明する。第一の透明電
極２ａと第二の透明電極２ｂとの間に電圧を印加しなが
ら、書き込み光を反射層７１の外側から照射することに
より、光に反応した光導電層４の抵抗が下がり、強誘電
性液晶層３への電圧が増加して書き込みが行われる。第
一の透明基板１ａ側から見ると、書き込んだ内容を見る
ことができる。読み出し光は強誘電性液晶層３を通り、
光導電層４では反応せず、反射層７１で反射して戻って
くるので、液晶への書き込み内容を視認できる。

【００２４】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、液晶として強誘電性液晶３を用いることにより、加
熱手段を省略することができると共に、反射層７１を備
えることにより、書き込み光と読み出し光の入射面を異
ならせることができる。従って、書き込み装置の設置場
所や制約などにより、書き込み内容を見る側と同じ側に
書き込み装置を設けられない場合などに効果を得ること
ができる。

【００２５】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３による光書き込み型液晶表示シートを示す断面図
である。図において、７２は反射層である。反射層７２
は、読み出し光を反射して書き込み光を透過するもの、
即ち可視光波長帯で反射性であり、可視光波長帯外の少
なくとも一つの波長において透過性を有するものであ
る。例えば誘電体多層膜ミラーなどで実現することがで
きる。

【００２６】次に動作について説明する。光書き込み
は、透明電極２ａと２ｂの間に電圧をかけながら、透明
基板１ａ側から書き込み光を照射することにより行われ
る。反射層７２は、書き込み光を透過するため、書き込
み光は光導電層４に到達することができる。書き込んだ
内容は、透明基板１ａ側から読み出し光を照射すること
により見ることができる。反射層７２は、読み出し光を
反射するので、読み出し光は光導電層４へ到達すること
はない。従って、光導電層４は読み出し光に影響され
ず、光導電層４の光導電材料は、読み出し光の波長と無
関係に選択することができ、且つ書き込みと読み出しを
同時に行うことができる。このような構成により、例え
ば、既に書き込まれた内容を見ながら、透明電極２ａと
２ｂの間に電圧をかけつつ、ペン状機器等から光を照射
することにより、書き込みを追加することも可能であ
る。

【００２７】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、強誘電液晶層３と光導電層４との間に、読み出し光
を反射して書き込み光を透過する反射層７２を設けるこ
とにより、書き込み光と読み出し光の入射面を同一にで
きると共に、読み出し光が光導電層４を通過しないの
で、光導電層４の光導電材料は読み出し光の波長と無関
係に選択することができ、且つ書き込みと読み出しを同
時に行うことができる。

【００２８】なお、強誘電性液晶の液晶表示モードをゲ
ストホスト型にすることにより、偏光層６ｂを省略する
ことができる。この場合、強誘電性液晶層３には、ゲス
トホスト型をとるために必要な二色性色素が添加され
る。ここで、強誘電性液晶がホスト（母体）となり、二
色性色素がゲストとなる。ホストの強誘電性液晶へ印加
する電圧により液晶分子の配向が変化するが、この向き
に合わせてゲストの二色性色素分子の配向も変化する。
二色性色素分子は、分子の向きと偏光層６ａの偏光軸と
の関係により、光を透過したり吸収したりするので、偏
光層６ｂの役割を代替することができる。従って、印加
電圧の極性に応じて光の吸収状態に差が生じるので、偏
光層６ｂを省略しても、その差を像として視認すること
ができる。

【００２９】次に、この発明の実施の形態３による光書
き込み型液晶表示シートを適用した電子白板装置の例を
説明する。図５は、この発明の実施の形態３による光書
き込み型液晶表示シートを適用した電子白板装置を示す
構成図である。図において、１２はこの発明の実施の形
態３による光書き込み型液晶表示シート、１３は可動式
光照射部、１４は可動式読取部、１５は支持枠、１６は
印刷部である。なお、可動式光照射部１３と可動式読取
部１４とは一体となった構成でも構わない。

【００３０】次に動作について説明する。液晶表示シー
ト１２は、透明基板１ａ側を表にして透明な支持枠１５
に取り付けられ、透明電極２ａと２ｂの間に電圧が印加
されるようになっている。電圧の印加と同期して、可動
式光照射１３が移動しながら、電子白板装置表側から液
晶表示シート１２へ書き込み光を照射する。同様に電子
白板装置表側から書き込まれた内容を随時視認する（読
み出す）ことができる。また、書き込まれた内容は、可
動式読取部１４により移動しながらスキャンされ、印刷
部１６から印刷することができる。

【００３１】さらに、上述したように、書き込んだ内容
を見ながら、ペン状機器等から光を照射して書き込みを
追加することも可能であり、可動式光照射部１３により
書き込まれた内容とペン状機器等で書き込んだ内容とを
合わせて、可動式読取部１４により読み取り、印刷部１
６から印刷することもできる。

【００３２】なお、上記実施の形態３では、書き込み光
と読み出し光の入射面が同一であったが、シートの設置
場所の制約などから、図６に示すように、第一の透明基
板１ａ側から読み出し光を照射し、第二の透明基板１ｂ
側から書き込み光を照射しても良いことは言うまでもな
い。図において、７３は読み出し光を反射する反射層で
ある。また、上記図６に示す液晶表示シートを電子白板
装置に適用する場合、可動式光照射部１４は電子白板装
置の裏側に設置される構成となる。

【００３３】また、この実施の形態３による光書き込み
型液晶表示シートを電子白板装置に適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、対向する一対の偏光層により、第一の透明基板、
第一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透
明電極、第二の透明基板をこの順に狭持してなり、さら
に第一の透明基板側の偏光層の外側に読み出し光を反射
する反射層を積層し、第二の透明基板側から光導電層に
書き込み光を、反射層に上記読み出し光をそれぞれ照射
するので、加熱手段を必要とせず、構成や書き込み方法
を簡易にできる効果がある。また、書き込み光と読み出
し光の入射面を同一にすることができ、設置場所や取り
扱いの制約を受けない効果がある。

【００３５】また、請求項２記載の発明によれば、対向
する一対の偏光層により、第一の透明基板、第一の透明
電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透明電極、第
二の透明基板をこの順に狭持してなり、さらに第二の透
明基板側の偏光層の外側に書き出し光を透過すると共に
読み出し光を反射する反射層を積層し、第一の透明基板
側から反射層に読み出し光を、第二の透明基板側から光
導電層に書き出し光をそれぞれ照射するので、加熱手段
を必要とせず、構成や書き込み方法を簡易にできる効果
がある。また、書き込み光と読み出し光の入射面を異な
らせることもでき、設置場所や取り扱いの制約を受けな
い効果がある。

【００３６】また、請求項３記載の発明によれば、対向
する一対の透明基板により、第一の透明電極、強誘電性
液晶層、光導電層、第二の透明電極をこの順に狭持して
なり、さらに強誘電性液晶層と光導電層との間に書き込
み光を透過すると共に読み出し光を反射する反射層を積
層し、第一の透明基板側から光導電層に書き込み光を、
反射層に読み出し光をそれぞれ照射するので、加熱手段
を必要とせず、構成や書き込み方法を簡易にできる効果
がある。また、書き込み光と読み出し光の入射面を同一
にすることができ、設置場所や取り扱いの制約を受けな
い効果がある。また、光導電層の材料は読み出し光の波
長と無関係に選択することができ、且つ書き込みと読み
出しを同時にすることができる効果がある。

【００３７】また、請求項４記載の発明によれば、反射
層は、可視光波長帯で反射性であり、光導電層の感度波
長帯の少なくとも一つの波長において透過性を有すると
共に、書き込み光は反射層を透過する波長を有し、読み
出し光は反射層で反射する波長を有するので、書き込み
光と読み出し光の入射面を同一にすることができ、設置
場所や取り扱いの制約を受けない効果がある。また、光
導電層の材料は読み出し光の波長と無関係に選択するこ
とができ、且つ書き込みと読み出しを同時にすることが
できる効果がある。

【００３８】また、請求項５記載の発明によれば、対向
する一対の透明基板により、第一の透明電極、強誘電性
液晶層、光導電層、第二の透明電極をこの順に狭持して
なり、さらに強誘電性液晶層と光導電層との間に読み出
し光を反射する反射層を積層し、第二の透明基板側から
光導電層に書き込み光を、第一の透明基板側から反射層
に読み出し光をそれぞれ照射するので、加熱手段を必要
とせず、構成や書き込み方法を簡易にできる効果があ
る。また、書き込み光と読み出し光の入射面を異ならせ
ることもでき、設置場所や取り扱いの制約を受けない効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による光書き込み型
液晶表示シートを示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による光書き込み型
液晶表示シートを適用した書き込み装置を示す構成図で
ある。

【図３】 この発明の実施の形態２による光書き込み型
液晶表示シートを示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による光書き込み型
液晶表示シートを示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３による光書き込み型
液晶表示シートを適用した電子白板装置を示す構成図で
ある。

【図６】 この発明の実施の形態３による別の光書き込
み型液晶表示シートを示す断面図である。

【図７】 従来の光書き込み型液晶表示装置を示す構成
図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 透明基板、２ａ、２ｂ 透明電極、３ 強
誘電性液晶層、４ 光導電層、６ａ、６ｂ 偏光層、
７、７１、７２、７３ 反射層、９ 蓋、１０ 可動式
光照射部、１１ 筐体、１３ 可動式光照射部、１４
可動式読取部、１５支持枠、１６ 印刷部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の偏光層により、第一の透
   明基板、第一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、
   第二の透明電極、第二の透明基板をこの順に狭持してな
   り、さらに上記第一の透明基板側の偏光層の外側に読み
   出し光を反射する反射層を積層し、上記第二の透明基板
   側から上記光導電層に書き込み光を、上記反射層に上記
   読み出し光をそれぞれ照射することを特徴とする光書き
   込み型液晶表示シート。
2. 【請求項２】 対向する一対の偏光層により、第一の透
   明基板、第一の透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、
   第二の透明電極、第二の透明基板をこの順に狭持してな
   り、さらに上記第二の透明基板側の偏光層の外側に書き
   出し光を透過すると共に読み出し光を反射する反射層を
   積層し、上記第一の透明基板側から上記反射層に上記読
   み出し光を、上記第二の透明基板側から上記光導電層に
   上記書き込み光をそれぞれ照射することを特徴とする光
   書き込み型液晶表示シート。
3. 【請求項３】 対向する一対の透明基板により、第一の
   透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透明電極
   をこの順に狭持してなり、さらに上記強誘電性液晶層と
   上記光導電層との間に書き込み光を透過すると共に読み
   出し光を反射する反射層を積層し、上記第一の透明基板
   側から上記光導電層に書き込み光を、上記反射層に上記
   読み出し光をそれぞれ照射することを特徴とする光書き
   込み型液晶表示シート。
4. 【請求項４】 反射層は、可視光波長帯で反射性であ
   り、光導電層の感度波長帯の少なくとも一つの波長にお
   いて透過性を有すると共に、書き込み光は上記反射層を
   透過する波長を有し、読み出し光は上記反射層で反射す
   る波長を有することを特徴とする請求項３に記載の光書
   き込み型液晶表示シート。
5. 【請求項５】 対向する一対の透明基板により、第一の
   透明電極、強誘電性液晶層、光導電層、第二の透明電極
   をこの順に狭持してなり、さらに上記強誘電性液晶層と
   上記光導電層との間に読み出し光を反射する反射層を積
   層し、上記第二の透明基板側から上記光導電層に書き込
   み光を、上記第一の透明基板側から上記反射層に上記読
   み出し光をそれぞれ照射することを特徴とする光書き込
   み型液晶表示シート。