CN1682151A - 显示装置的驱动方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，具有：反射元件，其通过施加电场而显示状态发生变化；光电导层，其通过照射光而导电率发生变化。通过对反射元件和光电导层施加驱动电压，以及对光电导层照射选择性写入光，使照射写入光的区域的反射元件上所施加的电场发生变化，在将规定的图像写入到反射元件上时，使光电导层带电规定的带电时间的期间之后，照射写入光。由此，可以使打字浓度稳定，且可以提高对比度。

Description

显示装置的驱动方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通过使用光电导层控制施加到显示层上的电场强度来进行图像的显示的反射型的显示装置的驱动方法及装置。
背景技术
作为计算机和移动(モバイル)设备用的显示装置，一般是具有CRT和附有背光的透射型液晶显示器。这种显示装置是在内部具有发光装置的发光型的显示装置。
另一方面，根据近年来的研究，在读取文本等的显示的情况下，从工作效率和疲劳度的观点来说，提倡优选具有印刷品那样的高分辨率的非发光型显示装置。反射型的显示装置由于不需要在内部设置发光装置，而使用自然光等进行显示，对眼睛有好处，在低耗电方面也非常有效。此外，特别是根据实现低耗电的观点，希望即使切断电源显示也不消失、具有存储性的显示装置。
作为反射型的具有存储性的显示装置，提出了使用电泳的显示装置、使用扭转球(ツイストボ一ル)的显示装置、使用胆甾醇型液晶的选择反射的显示装置等。
电泳方式是通过对介质中的带电粒子施加电场而使之移动来进行显示的方法。使用电泳方式的显示装置，例如记载在非专利文献1和非专利文献2中。
扭转球方式是对具有两种颜色和带电的微小球施加电场而使之旋转来进行显示的方法。使用扭转球方式的显示装置例如记载在非专利文献3中。
使用胆甾醇型液晶的方式是利用胆甾醇型液晶的平面状态和焦锥状态中反射特性的不同来进行显示的方法。作为使用胆甾醇型液晶的显示装置的一个例子，例如在专利文献1、专利文献2、专利文献3、非专利文献4和非专利文献5中记载了使用光空间调制元件的光写入型的显示装置。该显示装置使光照射区域的液晶层的电气特性选择性地变化，通过利用与光非照射区域之间的电气特性的不同使光照射区域的液晶层的状态选择性地变化，从而显示图像。使用光空间调制元件的显示装置，由于不需要使用偏振镜，具有清楚和容易看见的优点。
此外，在专利文献4中，记载了这样的显示装置，其使用聚合物网络和手性向列液晶(カイラルネマテイツク液晶)，利用了与胆甾醇型液晶相同的、具有选择反射状态和透过(散乱)状态的存储性的双稳定性。
图12是示出使用了光空间调制元件的光写入型显示装置的结构的简要剖视图。
在基板100上形成电极102。在电极102上，形成有通过照射光而产生电荷的光电导层104。在光电导层104上，形成有光吸收层106。在光吸收层106上，形成有隔离层108。在隔离层108的上方，与基板10相对向地设置基板110。在基板110的与基板100相对向的表面上，设有电极112。在隔离层108和电极112之间，夹入有由胆甾醇型液晶构成的液晶层114。液晶层114由密封剂116密封。
接下来，使用图13针对图12示出的显示装置的动作原理进行说明。还有，在图13中省略了光电导层104和隔离层108的记载。
图13A表示胆甾醇型液晶的平面状态。在平面状态中，反射入射光中与液晶分子的螺旋间距相对应的波长的光。因此，在平面状态中，显示与反射光的波长相对应的规定的颜色。还有，反射光谱成为最大的波长λ，在设液晶的平均折射率为n，螺旋间距为p时，表示为：
           λ＝n·p
此外，反射光的波长频带宽度Δλ，在设液晶的折射率各向异性为Δn时，表示为：
           Δλ＝Δn·p
图13B表示胆甾醇型液晶的焦锥状态。在焦锥状态下，入射光透过液晶层。如果在液晶层的下层设置光吸收层，那么入射光被光吸收层吸收。因此，在焦锥状态下显示为黑色。
平面状态和焦锥状态，只要不施加任何的外力就半永久性保持。因此，如果使用胆甾醇型液晶，可以构成具有即使切断电源也可以保持得到显示内容的存储性的显示装置。
接下来，使用图14针对由于施加电场引起的液晶层的状态变化进行说明。图14是表示电场的施加方法和液晶层的状态变化的关系的图。还有，虽然在这里说明的仅是施加电场和液晶层114的基本的关系，但是实际的写入动作如后所述使用光电导层104。
如果在电极104-电极112之间施加电压而供给液晶层114强的电场，那么液晶分子的螺旋结构完全松开，全部的分子变为基于电场的朝向的垂直(ホメオトロピツク)状态。即，在垂直状态下，液晶分子的长轴方向与电场的朝向平行。
如果从垂直状态将电场突然变为零，那么液晶的螺旋轴变为与电极垂直，成为选择性地反射与螺旋间距对应的光的平面状态(图14A)。另一方面，在施加刚好能解除液晶分子的螺旋轴程度的弱的电场后除去该电场的情况下(图14B)和施加强的电场后缓慢地除去电场的情况下(图14C)，液晶的螺旋轴变为与电场平行，成为透过入射光的焦锥状态。此外，在上述的中间驱动的情况下，成为平面状态的液晶和焦锥状态的液晶细微地混合的中间的状态，成为也可以进行中间色调的显示。
图15是表示胆甾醇型液晶的脉冲电压的响应特性的图。
初始状态是平面状态(P)的情况下，如果提高脉冲电压那么将变为焦锥状态(FC)，如果进一步提高电压，那么经由垂直状态再次返回到平面状态(P)。此外，在初始状态是焦锥状态(FC)的情况下，在升高脉冲电压的同时，经由垂直状态变为平面状态(P)。
这样，通过适宜地控制施加在电极104-电极112之间的电场，可以使液晶层的状态任意地变化。
接下来，使用图16和图17针对使用光电导层的光写入的机构进行说明。图16是说明光电导层的构成和动作的图，图17是表示使用光电导层的光写入方法的曲线图。
图16是被称为功能分离型的有机感光体(OPC)。该功能分离型OPC具有由于光照射而产生电荷的电荷产生层(CGL)104a、和输送电荷产生层104a中产生的电荷的电荷输送层(CTL)104b，通常在打印装置等中使用。
将光能提供给CGL层104a，产生具有电荷动量(モ一メント)的电荷载体的母体，在电场的存在下，母体将电子和空穴区分开。CTL层104b通常由具有空穴输送性的材料构成，通过由感光体表面的带电电荷形成的电场，从而孔在CTL层104b中移动。在对胆甾醇型液晶和该功能分离型的光电导层104组合而成的光写入元件进行驱动的情况下，使发射层侧的电极112成为-极，光电导层104侧的电极102为+极。
此外，与功能分离型OPC不同，也有在同一层中具有电荷的产生和移动的功能的称为单层型OPC的构成。
还有，作为光电导层104，其它还可以是使用非晶硅这种无机物的光电导层。但是，与其它的感光体相比，OPC具有耐久性良好，加工性·批量生产性优、可以安装或脱离于柔性的介质等多个优点。
接下来，使用图17说明将胆甾醇型液晶层114和光电导层104组合起来的显示装置的显示(反射率)特性。
图17A是在光照射时和非照射时比较从平面状态驱动到焦锥状态的情况下的显示特性的曲线图。
在光照射的情况下，如果电压脉冲信号超过某个阈值电压Vtf，则反射层朝着焦锥状态变化。如果使反射层完全变为焦锥状态的电压为Vfc，那么在其以上的电压值下将再次向着平面状态变化。
另一方面，在没有光照射的情况下，向着焦锥状态的变化开始的阈值电压Vtf、完全变为焦锥状态的电压Vfc′与光照射情况下相比大幅度提高。
这里，比较两种情况下的各个电压值，在光照射时，完全变为焦锥的电压值Vfc在非照射时的阈值电压Vtf以下。即，通过施加电压值Vfc，光照射部分变为焦锥状态，而非照射部分仍然是平面状态。
图17B是在光照射时和非照射时比较从焦锥状态驱动到平面状态的情况下的显示特性的曲线图。
在光照射的情况下，如果施加电压超过Vtp，液晶朝着平面状态变化，如果为Vp，那么液晶完全变为平面状态。
另一方面，在没有光照射的情况下，如果施加电压超过Vtp′，液晶朝着平面状态变化，如果为Vp′，那么液晶完全变为平面状态。
此种情况下，也比较两种情况下的各个电压值，根据光照射的与否，阈值电压有很大的不同。例如通过全部施加Vp的电压，照射光的部分变为平面状态，但是非照射部分仍然是焦锥状态。
因此，由于光照射后在光电导层中产生的导电率的差，即使施加相同的电压，在光照射部分和非照射部分提供给液晶的电场强度也会产生不同，因此可以使定向状态不同。
通常，在液晶层的驱动中使用交流波形。这是因为直流驱动时液晶层内离子偏向存在，这将导致文字和图像的烧结和对比度(コントラスト)的降低。
因此，在使用上述功能分离型OPC的显示装置的情况下，特别是激光打印和LED打印方式那样的线曝光(线写入)的情况下，由于OPC本身具有二极管这样的整流作用，所以不能交流驱动。此外，即使是单层型OPC的情况下，也不能期待对称性良好的交流动作。
从这种观点来看，在专利文献5和非专利文献6中记载了这样的显示装置：通过将CGL层设置在CTL层的两面，避免OPC的整流作用、实现对称性良好的交流动作。
因此，由于光电导层的光疲劳，即使在使用同样的驱动条件的情况下，也会产生印字不均和对比度的降低。因此，希望一种不受光电导层的光疲劳的影响而写入质量的稳定性高的显示装置的驱动方法。
此外，在作为基板而使用薄膜这种具有挠性的材料的显示装置中，一个重要的课题就是显示不均的问题。即，由于具有挠性的薄膜等部件的影响，使显示装置的厚度完全均匀是不容易的，由此必然产生厚度不均。因此，由于厚度不均，显示装置中产生电场强度产生不均，所以产生画面内文字浓的位置和薄的位置的差别。
此外，由于通过在CTL层的两面设置CGL层而可以交流驱动的显示装置的制造成本高，希望用更加便宜且简单的方法就可以交流驱动。
本发明的目的是提供一种显示装置的驱动方法，可以防止光电导层的光疲劳、作为基板而使用具有挠性的材料的显示装置的显示不均以及对比度的下降。此外，本发明的其它目的是提供一种显示装置的驱动方法，通过简单的结构和方法防止显示层的烧结。
专利文献1为日本专利申请特开平09-105900号公报；
专利文献2为日本专利申请特开平2000-180888号公报；
专利文献3为日本专利申请特开平2002-040386号公报；
专利文献4为日本专利申请特开平06-507505号公报；
专利文献5为日本专利申请特开平11-237644号公报；
非专利文献1为Proceedings of the IEEE，美国，1973年7月，Vol.61，No.7，p.832；
非专利文献2为Nature，英国，1998年7月16日，Vol.394，p.253；
非专利文献3为Proceedings of Society for Information Display，美国，1997年第三和第四季度，Vol.18/3&4，p.289；
非专利文献4为Society for Information Display Intemational SymposiumDigest of Technical Papers，美国，1991，Vol.22，p.250-253；
非专利文献5为Society for Information Display 96 Applications Digest，美国，p.59；
非专利文献6为“コレステリツク液晶を用いた電子ペ一パ一、有機感光体による光画像書きみ”，Japan Hardcopy 2000，p.89；
非专利文献7为Journal of the Society for Information Display，1997，Vol.5/3，p.269。
发明的公开
上述目的通过如下的显示装置的驱动方法来实现，该显示装置具有通过施加电场而显示状态发生变化的反射元件和通过光的照射而导电率发生变化的光电导层，通过对上述反射元件和上述光电导层施加驱动电压以及对上述光电导层照射选择性写入光，而使照射上述写入光的区域的上述反射元件上所施加的电场发生变化，将图像写入到上述反射元件上，其特征是，使上述光电导层带电规定的带电时间的期间后，照射上述写入光。
此外，上述目的通过下述的显示装置的驱动装置也能实现，该显示装置具有通过施加电场而显示状态发生变化的反射元件和通过光的照射而导电率发生变化的光电导层，其特征是，具有：电压施加装置，其对上述反射元件和上述光电导层施加驱动电压；光照射装置，其对上述光电导层照射光；控制装置，其控制上述电压施加装置和上述光照射装置，使得通过上述电压施加装置或上述光照射装置使上述光电导层带电规定的时间之后，通过上述光照射装置对上述光电导层选择性照射写入光，通过使照射上述写入光的区域的上述反射元件上所施加的电场发生变化，从而将图像写入到上述反射元件上。
根据本发明，在使用光电导层进行光写入的显示装置中，由于在光照射之前，先施加规定时间以上的电压的同时，使施加的电压的波形成为平缓的波形，所以可以使印字浓度稳定，提高对比度。
此外，由于通过按每个规定的扫描区间切换施加电压的极性的虚拟的交流动作来进行光写入，所以可以抑制显示层内的离子的偏向存在，防止文字和图像的烧结。
附图的简单说明
图1是表示向使用LED阵列的存储介质光写入信息的方法的简图。
图2是表示光写入过程中液晶层的状态变化的曲线图。
图3是表示现有显示装置的驱动方法中OPC的电阻值的变化的曲线图。
图4是表示本发明显示装置的驱动方法中OPC电阻值的变化的曲线图。
图5是表示施加电压的波形和液晶层内的电压的关系的曲线图。
图6是表示本发明第一实施形式的显示装置的驱动方法中使用的显示装置的结构的简要剖视图。
图7是表示充电时间和印字不均的关系的曲线图。
图8是表示使印字浓度的平面内分布一维化的结果的曲线图。
图9是表示本发明第二实施形式的显示装置的驱动方法中使用的显示装置的结构的简略剖视图。
图10是表示本发明第三实施形式的显示装置及其驱动方法的简略剖视图。
图11是表示本发明第四实施形式的显示装置的驱动方法的简图。
图12是表示使用光空间调制元件的光写入型显示装置的结构的简略剖视图。
图13是表示使用胆甾醇型液晶的显示装置的动作原理的图。
图14是表示向液晶层施加电场的方法和液晶层的状态变化的关系的图。
图15是表示胆甾醇型液晶的脉冲电压的响应特性的曲线图。
图16是说明光电导层的结构和动作的图。
图17是表示使用光电导层的光写入方法的曲线图。
实施发明的最佳方式
本申请的发明人等针对光照射和电压施加的关系进行了深刻研究的结果，首次发现：(1)在进行光照射前，事先施加规定时间以上的电压，(2)不使该电压波形为矩形波这种突变的波形，例如象正弦波那样缓慢增加的波形，在使印字浓度大幅度稳定、且提高对比度方面非常有效。
下面，以使用LED阵列将信息写入存储介质的情况为例对适当的光照射与电压施加的关系进行说明。
图1是表示向使用LED阵列的存储介质光写入信息的方法的简图。在具有由胆甾醇型液晶构成的液晶层的存储介质10上，设有对夹住液晶层而相对向的电极之间施加电压的外部电源12。在存储介质10上，设有在存储介质10上照射光的LED呈线状配置而成的LED头部14。还有，LED的发光波长区域的700nm或其以上的近似红外光经常使用，但是并不限于此。LED头部14可以在相对于LED列垂直的方向(副扫描方向：图中的箭头方向)对存储介质10上进行扫描。还有，也可以使用LED本身在副扫描方向上动作的方法和在副扫描方向上使存储介质10动作的方法。
接下来，使用图2对图1的使用了光写入装置的存储介质10光写入信息的方法的概略进行说明。图2是表示光写入过程中液晶层的状态变化的曲线图。
首先，在LED开始点亮之前，在电极之间施加规定的驱动电压。这里，几乎与LED的点亮同时，或者在其之前接通开关而施加电压。这种电压施加方法是在现有的显示装置的驱动方法中使用的方法。
此时液晶层是平面状态，处于反射率高的状态。此外，由于OPC是没有被照射光的高电阻状态，施加到液晶层上的电场强度处于相对低的状态。
接下来，将表示通过个人电脑等终端发送来的图像信息的电信号输入到LED头部14，在LED头部14内转换为光信号。
接下来，在基于所记录的图像信息使LED头部14的各元件发光闪烁的同时，在副扫描方向上扫描LED头部14。
如果在将电压施加到液晶层的状态下由LED照射光，那么OPC的电阻将大大减小，由于施加给液晶层的电压增大，由于内部电场的增大使直观上的阈值电压降低。此时，液晶层变为垂直状态，控制施加电压，从而降低的阈值电压满足变为焦锥状态的电压值。如果使LED熄灭，该部分的阈值电压返回到原来的状态，照射LED的区域的液晶层变为焦锥状态。即，由LED产生的光脉冲使液晶内的电场强度变化，并记录信息。
另一方面，没有由LED照射光的区域，由于仅施加比成为焦锥状态的阈值电压低的电压，所以维持初始状态的平面状态。
在副扫描方向扫描LED头部14的同时，重复进行上述一系列的操作，在存储介质10上二维记录信息。
对于要进行记录的区域全部的光照射结束后，切断施加到液晶层的电压。由于胆甾醇型液晶具有存储性，即使切断电压后仍保持该状态。这样，结束对存储介质10的光写入。
上述光写入的方法仅说明了单纯的写入动作。因此，在仅这种的单纯的方法中，由于OPC的光疲劳和周围温度等原因，OPC内的带电性产生偏差。如果OPC的光疲劳程度高，则载体的产生效率、移动度降低而变得不稳定，从而也导致对比度的降低。伴随着周围温度的变化而无效电流变化的情况也是相同的。此外，由于厚度不均使印字浓度产生偏差，显示再现性会变得不稳定。
即，如图3所示，OPC的光疲劳小时，光照射前的初始电阻值大，由于光照射，电阻值的减小程度也极大。相对于此，OPC的光疲劳大的情况下和周围温度与常温显著不同的情况下，光照射前的初始电阻值由于无效电流的增加而减少，同时由于光照射而电阻值减小的程度也变小。因此，在光疲劳大的情况下，与光疲劳度小时相比，光照射区域和光非照射区域之间的对比度变低。
根据上述结果，本申请的发明人等尝试着在光照射前预先施加规定时间或其以上的电压，对OPC充电。结果，即使在OPC的光疲劳大的情况下，也可以防止对比度降低。
即，如图4所示，在光照射前预先施加规定时间或其以上的驱动电压的情况下，在OPC的光疲劳小时，无效电流大约保持一定而且较小，光照射时的电阻值的对比度大。相对于此，在OPC的光疲劳度大时和温度不稳定时，载体的产生效率、移动度和无效电流变为不稳定的状态，与光照射时的电阻值的对比度降低。为了改善这种现象，通过对OPC充电并使载体的产生效率·无效电流稳定后照射光，从而即使在光疲劳大的情况下，也可以使电阻值降低到不使记录品质受到损害的级别，即可以保持电阻值的对比度。
即，在光照射前进行充电等于给液晶层乘以偏置电场。由此，由于可以使具有足够强度的电场稳定并形成在液晶层中，所以可以缓和由于周围环境和OPC的光疲劳等引起的记录的不稳定性。
还有，与上述同样的效果通过照射微弱的辅助光也可以得到。由于可以通过用OPC感光度区域(主要是从可见光到红外光)的数1x程度的弱的光均匀地照射记录元件的整个面，可以增大OPC内部的电荷移动量，与上述的充电方法相同，可以由LED强化记录。即，该辅助光具有偏置效果。
因此通过使用上述的光写入顺序，即使是在OPC的光疲劳程度大的情况下和周围温度高的情况下也可以实现稳定的高对比度的写入。此外，在该方法中，可以大幅度减小由于表面内的厚度不均引起的印字浓度的偏差。
光照射前的充电时间在1～20秒得到最佳的效果。但是，即使是在比其长的时间充电的情况下，只要遮断外部光的噪音并且使LED的曝光量适当时，不存在分辨率降低等问题。
还有，考虑在通过与电压的施加几乎同时照射光的现有的驱动方法连接扫描更宽的区域的情况下，产生在电压施加1～20秒后被曝光的区域。因此，此种情况下，在曝光开始点的附近区域带电不充足而变为淡的文字，相对于此，在充分带电后曝光的区域成为浓的文字。即，在曝光开始时的区域和几秒后的区域，会产生浓度的不同。另一方面，如果使用本发明的驱动方法，可以得到浓度的不同几乎没有的稳定的品质的显示状态。
为了得到稳定的对比度，除了上述的充电，施加电压的波形也是重要的。
在施加具有通常的阶梯状波形的电压的情况下，如图5所示，液晶层基于与CR电路等价以及OPC和液晶层之间的介电常数和电阻率的差，产生施加过量的电压的现象。当产生这种现象时，在过渡现象过程中急剧的电压将会使液晶分子的排列混乱，成为导致对比度降低的最大的原因。
根据上述结果，本申请的发明人等尝试着如图5所示，从零电平慢慢地施加电压。通过慢慢地施加电压，可以减轻电场的过量，可以减轻对液晶定向的影响。由此，可以抑制对比度的降低。
作为施加的电压的波形，可以适用正弦波那样的连续地慢慢变化的波形和阶梯状断续变化的波形。在施加阶梯状电压的情况下，电压的阶梯宽度最好是印字电压的一半左右或其以下。
在这里需要注意的是，由于上述方式是进行直流方向的电场的充电，所以担心文字和图像的烧结等的问题。这种情况下，通过使复位波形为与印字反向的电场，或者为每个记录单元的模拟的交流驱动，可以使离子的偏向存在得到中和。
还有，上述本发明中，虽然针对将胆甾醇型液晶用作显示层的显示装置进行了说明，但是上述驱动方法也可以适用于使用光电导层的其它显示装置。例如，通过使本发明的驱动方法适用于使用扭转球的显示装置，可以提高球的旋转精度，缓和显示不均匀。
(第一实施形式)
使用图6针对根据本发明第一实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。图6是表示用于本实施形式的显示装置的驱动方法的显示装置的结构的简要剖视图。
首先，使用图6针对用于本实施形式的显示装置的驱动方法的显示装置的结构进行说明。
在基板20上形成电极22。在电极22上，形成由于光照射而产生电荷的光电导层24。光电导层24是如图6所示的2层型的光电导层。在光电导层24上形成光吸收层26。在光吸收层26上，形成隔离层28。在隔离层28的上方，设置有与基板20相对向的基板30。在基板30的与基板20相对向的表面上设有电极32。在隔离层28和电极32之间夹有由胆甾醇型液晶构成的液晶层34。液晶层34由密封剂36密封。还有，为了能够电流的交流化，与功能分离型相比，光电导层24优选使用单层型的光电导层。
接下来，使用图6针对本实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。此外，使液晶的初始状态为平面状态。
首先，在光照射之前，在电极22-电极32之间，施加使液晶层34的状态变化所合适的电压。此时，施加电压的波形不是阶梯状的，而是从基础电位(例如接地电位)阶段性地或是连续性地缓慢上升到规定电位的波形。例如，可以使用正弦波或阶段性的阶梯波形。通过使用这种波形，可以抑制由于电场的过量引起的液晶分子的定向混乱，防止对比度降低。
接下来，施加电压达到规定的电压之后，仍然保持该状态，充电(带电)规定时间。此外，充电时间最好是1～20秒。通过进行充电，可以抑制光电导层24的光疲劳的影响，如上所述可提高对比度。此外在本实施形式将充电时的电压设定成与驱动液晶层时的电压相同，但是不必一定相同。
接下来，经过规定的充电时间后，开始从基板20侧向光电导层24曝光。曝光时可以使用利用LED阵列的线曝光和利用掩模的掩模(投影)曝光。由此，在光照射区域，在光电导层24产生电荷，而且光电导层24的电阻值减少，施加给液晶层34的电压比阈值电压大。由此，液晶层34变为垂直状态。还有，由于在光非照射区域施加给液晶层34的电压没有超出阈值电压，所以仍然是平面状态。
接下来，停止光照射时，施加给液晶层的电压减少，伴随于此，液晶层的状态变为焦锥状态。
接下来，使施加在电极22-电极32之间的电压阶段性地或连续性地缓慢的降压到基础电位(例如接地电位)。使用这种波形降压的理由与升高电压的情况相同。对于如图17所示的焦锥的驱动，除去元件内的电场不需要是突然的，最好是花费一定时间。由于使印字部为焦锥状态的写入方法不必象对平面状态驱动那样突然遮断电场，所以写入时的制约小，比较容易实现。
在上述一系列的写入动作中不照射光而仍然保持在平面状态的区域中，通过与上述相同的写入方法。可以补记规定的图像。
这样，结束向液晶层34的光写入动作。
上述一系列的顺序，通过例如利用个人计算机控制光照射显示装置的光源(例如LED头部)以及在电极22-32之间施加电压的电源电压而进行。
接下来，示出检验根据本发明的显示装置的驱动方法的效果的结果。还有，检验的显示装置的液晶层34是使用E48(メルク公司生产)作为液晶，感应向右弯曲的CB15(メルク公司生产)作为手性剂(カイラル剤)的手性向列液晶，厚度为3μm。此外，光电导层34是如图16所示的二层型OPC，其厚度为7μm。此外，显示介质的尺寸是B5尺寸。此外，在存储介质的光写入时使用的是具有600dpi分辨率的LED阵列，通过相对于该存储介质扫描该LED阵列来进行线写入。
(比较例)
作为比较例，使用在开始LED曝光之前就开始向液晶层施加电压的现有的驱动方法进行向显示装置的写入。
首先，在开始LED曝光之前，开始对液晶层34施加电压。施加电压的波形是阶梯状的波形，施加对该介质的写入最佳电压，即100V。
接下来，开始向显示介质进行LED曝光。
LED曝光结束后，调查图像，在绿色的背景、黑色的文字表示下，得到分辨率600dpi、对比度约为10的值。此外，画面内的文字浓度(光学浓度)的偏差约为5％。
(实施例)
在开始LED曝光之前，开始向液晶层34施加电压。施加电压从接地电平以50V/秒的速度连续地上升。在该条件下，在电压施加开始起2秒之后，达到对该介质的写入最佳电压，即100V。施加电压达到最佳电压之后，将施加电压保持在该最佳电压，继续施加电压。
接下来，在施加电压达到最佳电压5秒之后，开始LED曝光。
LED曝光结束后，调查画质，在绿色的背景、黑色的文字表示下，分辨率600dpi、对比度约上升到20。特别是，画面内的文字浓度的偏差可以抑制到约1.2％。
图7是表示充电时间和印字不均的关系的图。图7A是充电时间为0秒，图7B是充电时间为3秒，图7C是充电时间为5秒的情况。在各个图中，横轴表示亮度，纵轴表示频率。
如图所示，在充电时间为0秒的情况下，判断出亮度的偏差大，印字不均大。与此相对，在充电时间是3秒的情况下，判断出印字不均变小，而且整体的印字浓度变浓。在充电时间为5秒的情况下，印字不均变得更小，印字浓度也变得更浓。还有，虽然图中没有示出，但在充电时间是3秒或其以下的情况下，也可以看到进行充电的情况下改善的效果。
图8是表示印字浓度的画面内分布为一维的结果的曲线图。图8A是没有进行充电的比较例的情况，图8B是进行充电的实施例的情况。
如图所示，比较例的情况下，判定在曲线中具有凹凸起伏，印字浓度的不均大。与此相对，实施例的情况下，看出印字浓度变浓，不均也降低了。
由此，根据本实施形式，在使用胆甾醇型液晶作为存储介质的显示装置中，由于在光照射前预先施加电压规定时间或其以上的同时，还使施加的电压的波形成为平缓的波形，所以可以使印字浓度稳定，提高对比度。
(第二实施形式)
使用图9对根据本发明第二实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。
图9是表示用于根据本实施形式的显示装置的驱动方法的显示装置的结构的简要剖视图。还有，与图6表示的第一实施形式的显示装置的驱动方法相同的结构用相同的附图标记，省略或简化对其的说明。
本实施形式中，对于使用选择反射波长区域不同的二层液晶层作为显示层的显示装置的驱动方法进行说明。
首先，使用图9对用于本实施形式的显示装置的驱动方法的显示装置的结构进行说明。
在基板20上形成电极22。在电极22上，形成由于光照射而产生电荷的光电导层24。在光电导层24上，形成光吸收层26。在光吸收层26的上方，与基板20相对向地设置基板30。在基板30的与基板20相对向的表面上，设置电极32。在光吸收层26和电极32之间，借助于隔离层28夹住由手性向列液晶构成的液晶层34和由手性向列液晶构成的液晶层38。液晶层34由密封剂36密封。此外，液晶层38由密封剂40密封。
接下来，使用图9对根据本实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。还有，使液晶的初始状态为平面状态。
首先，在光照射之前，在电极22-电极32之间施加使液晶层34，38的状态变化适当的电压。此时，施加电压的波形，不是阶梯状的，而是阶段性地或是连续地缓慢上升到规定电压的波形。例如，可以使用正弦波和阶段性的阶梯波形。通过使用这种波形，可以抑制由于电场的过量引起的液晶分子的排列混乱，防止对比度降低。
接下来，施加电压达到规定的电压之后，仍然保持该状态，充电规定时间。还有，充电时间最好是1～20秒。通过进行充电，可以抑制光电导层24的光疲劳的影响，如上所述提高对比度。
接下来，在经过规定的充电时间之后，开始从基板20侧向光电导层24曝光。曝光时，可以使用利用LED阵列的线曝光和利用掩模的掩模(投影)曝光。由此，在光照射区域，在光电导层24产生电荷而减小了光电导层24的电阻值，施加给液晶层34、38的电压比阈值电压大。由此，液晶层34、38变为垂直状态。还有，由于在光非照射区域施加给液晶层34、38的电压没有超过阈值电压，仍然是平面状态。
接下来，如果停止光照射，那么施加给液晶层的电压减少，伴随于此，液晶层的状态变为焦锥状态。
接下来，将施加在电极22-电极32之间的电压阶段性地或是连续地缓慢降低到接地电平。降压中使用这样的波形与升高电压的情况下的理由相同。
这样，结束对液晶层34、38的光写入动作。
接下来，示出检验本实施形式的显示装置的驱动方法的效果的结果。还有，检验的显示装置的液晶层34是使用E48(メルク公司生产)作为液晶、感应向右弯曲的CB15(メルク公司生产)作为手性剂的手性向列液晶，厚度为3μm。液晶层34在平面状态状表示蓝色。显示装置的液晶层38是使用E48(メルク公司生产)作为液晶、感应向右弯曲的CB15(メルク公司生产)作为手性剂的手性向列液晶，厚度为3μm。液晶层38在平面状态表示橙色。这两个液晶层34、38都是平面状态时，通过加法混色表示白色。此外，光电导层34是如图6所示的二层型的OPC，其厚度为20μm。此外，显示介质的尺寸是B5尺寸。此外，在存储介质的光写入中使用具有600dpi的分辨率的LED阵列，对存储介质扫描该LED阵列，从而进行线写入。
(比较例)
作为比较例，使用在开始LED曝光之前开始向液晶层施加电压的现有驱动方法来进行对显示装置的写入。
首先，在开始LED曝光之前，开始对液晶层34、38施加电压。施加电压的波形是阶梯状的波形，施加对该介质的写入最佳的电压，即400V。
接下来，开始对该显示介质LED曝光。
LED曝光结束之后，针对图像进行调查，在白色的背景、黑色的文字表示下，得到分辨率600dpi、对比度约为3的值。此外，画面内的文字浓度(为光学浓度)的偏差约为10％。
此外，在非印字部也是由于电场的过量现象变为焦锥状态的地点。
(实施例)
在开始LED曝光之前，开始对液晶层34、38施加电压。施加电压从接地电平起以50v/秒的速度连续上升。在该条件下，在电压施加开始8秒之后，到达对该介质的写入最佳的电压，即400V。在施加电压达到最佳电压后，将施加电压保持在该最佳电压，继续施加电压。
接下来，施加电压达到最佳电压5秒之后，开始LED曝光。
LED曝光结束之后，调查图像质量，在白色背景、黑色的文字表示下，上升到分辨率600dpi，对比度约为10。特别是，画面内的文字浓度的偏差可以抑制在约2％。
此外，代替使用LED阵列，进行掩模曝光(投影曝光)，在将存储介质曝光的情况下，光照射区域变为焦锥状态，非照射区域维持在平面状态，可以进行对比度高的清晰的负(ネガ)记录。此时的对比度约为10。
由此，根据本实施形式，在使用选择反射波长区域不同的二层的胆甾醇型液晶作为存储介质的显示装置中，由于在光照射之前预先施加电压规定的时间以上，同时使施加电压的波形为平缓的波形，可以稳定印字浓度，提高对比度。
(第三实施形式)
使用图10对根据本发明第三实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。
图10是表示根据本实施形式的显示装置及其驱动方法的简要剖视图。还有，与图6和图9表示的第一实施形式和第二实施形式的显示装置的驱动方法相同的构成要素使用相同的附图标记，省略或简化对其说明。
首先，使用图10对用于本实施形式的显示装置的驱动方法的显示装置的结构进行说明。还有，本实施形式所示的显示装置是具有使用扭转球的存储介质的显示装置。
在基板20上形成电极22。在电极22上，形成由于光照射而产生电荷的光电导层24。在光电导层24上，形成隔离层28。在隔离层28的上方，与基板20相对向地设置基板30。在基板30的与基板20相对向的表面上，设置电极32。在隔离层28和电极32之间，夹住含有多个扭转球44的显示层42。扭转球44的每个半球面的颜色以及带电特性不同，可以对应于施加电场在显示层42内旋转。显示层42由密封剂36密封。
接着使用图10对根据本实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。还有，以下的说明中，假定扭转球44的黑色区域向着基板30侧的状态为初始状态而进行说明。此外，使扭转球44的黑色区域带负电，白色区域带正电。
首先，在光照射之前，在电极22-电极32之间从外部电源12施加规定的驱动电压。此时，施加电压的波形，不是阶梯状的，而是阶段性地或是连续地缓慢上升到规定电压的波形。例如，可以使用正弦波和阶段性的阶梯波形。
接下来，施加电压达到规定的电压之后，仍然保持该状态，充电规定时间。还有，充电时间最好是1～20秒。通过进行充电，可以抑制光电导层24的光疲劳的影响，提高扭转球44的旋转精度，即对比度。
接下来，在经过规定的充电时间之后，开始从基板20侧向光电导层24曝光。曝光时，可以使用利用LED阵列的线曝光和利用掩模的掩模(投影)曝光。由此，在光照射区域，在光电导层24产生电荷而减小了光电导层24的电阻值，施加给显示层42的电压比扭转球44旋转的阈值电压大。因此，扭转球44受到光电导层24中产生的电荷的影响而旋转，从而表示规定的颜色。例如，对于图10中示出的例子，带正电的扭转球44的白色区域排斥由光电导层24产生的正电荷而旋转，白色区域向着基板30侧。还有，由于在光非照射区域中施加给显示层42的电压没有超过阈值电压，扭转球44不旋转，扭转球44仍然是初始状态。
接下来，如果停止光照射，那么扭转球44保持光照射时的状态。
接下来，将施加在电极22-电极32之间的电压阶段性地或是连续地缓慢降压到接地电平。
这样，结束对显示层42的光写入动作。
由此，根据本实施形式，在使用扭转球作为存储介质的显示装置中，由于在光照射之前预先施加电压规定时间以上的同时，使施加的电压的波形为平缓波形，所以可以使印字浓度稳定，提高对比度。
(第四实施形式)
使用图11针对本发明第四实施形式的显示装置的驱动方法进行说明。
图11是表示根据本实施形式的显示装置的驱动方法的简图。还有，与图6、9、10所示的第一至第三实施形式的显示装置的驱动方法相同的构成要素使用相同的附图标记，省略和简化对其说明。
本实施形式中，针对防止文字和图像的烧结的显示装置的驱动方法进行说明。
根据本实施形式的显示装置的驱动方法，虽然与第一至第三实施形式的显示装置的驱动方法相同，但是具有进行虚拟的交流驱动的特征。
例如，假设将图11A示出的这种线1～线5的信息光写入存储介质的情况。使用根据第一实施形式的显示装置的驱动方法光写入线1～线5的情况下，在一个方向施加驱动电压而进行写入时，液晶层34中的线慢慢偏向存在，在最恶劣的情况下将会产生烧结。
因此，在本实施形式的显示装置的驱动方法中，例如如图11B所示，对于奇数行的线(线1、线3、线5)，在正方向施加电压的状态下进行光写入，对于偶数行(线2，线4)，在负方向施加电压的状态下进行光写入。通过这样进行对存储介质的写入，成为与进行虚拟的交流驱动的情况几乎相同，可以防止离子的偏向存在。因此，可以防止文字和图像的烧结。
此外图11B示出的例子中，由于奇数行的线比偶数行的线多，若考虑光写入时的施加电场的平均矢量方向，则成为正方向。此种情况下通过复位液晶层的状态，并将返回平面状态时的电压设定为与光写入时的施加电场的平均矢量方向相反的方向，即负方向，可以使防止离子偏向存在的效果更高。
或者，将光写入时的施加电场的方向固定在一个方向的情况下，也可以将复位时的施加电场的方向设定为相反方向。
还有，根据本实施形式的显示装置的驱动方法，由于是虚拟的交流驱动，所以作为光电导层34需要使用可以适用于交流驱动的、例如单层型的光电导层和在CTL层的两面设置CGL层的光电导层。
由此，根据本实施形式，由于通过按每个规定的扫描区间切换施加电压的极性的虚拟交流动作来进行光写入，所以可以抑制在显示层内的离子的偏向存在，防止文字和图像的烧结。
本发明并不局限于上述实施形式，可以作出各种变形。
例如，在上述第一至第三实施形式中，虽然在光照射前预先施加规定时间以上的驱动电压的同时，使施加的电压波形成为平滑的波形，但是也可以只是其中任意一个方面。虽然适用两个方面改善的效果极大，但是即使进行一个方面，也具有稳定印字浓度、提高对比度的效果。
此外，在上述第一至第三实施形式中，虽然通过在光照射之前施加驱动电压来对光电导层充电，但也可以代替施加驱动电压，通过对存储元件的整个面均匀地照射具有OPC感光度区域波长的数1x程度的弱的光，来使OPC内部的电荷的移动量增大。此种情况下，对光电导层的光照射时间虽然与光的强度有关，但是最好是与施加电压的情况相同的1～20秒的时间。还有，由光照射的充电也可以在施加电压的状态下进行。
还有，在上述第二实施形式中，虽然示出的是反射元件使用选择波长区域不同的两层液晶层的显示装置中适用本发明的例子，但是也可以在具有三层以上的液晶层的显示装置适用本发明。
此外，虽然在第一和第二实施形式中以使用液晶层作为反射元件的显示装置和在第三实施形式中以使用扭转球作为反射元件的显示装置作为例子对本发明的显示装置的驱动方法进行说明，但是本发明也可以广泛地适用于通过使用光电导层控制施加给显示层的电场来进行显示的显示装置。例如，可以适用于使用电子油墨(E-ink：Electronic-ink)等电泳方式的显示装置。
工业上的可利用性
根据本发明的显示装置的驱动方法，该显示装置具有通过施加电场而显示状态发生变化的反射元件和通过光照射而导电率发生变化的光电导层，通过对反射元件和光电导层施加驱动电压和对光电导层照射选择性的写入光来使照射写入光的区域的反射元件上所施加的电场变化，从而在反射元件上写入图像，其中通过在使光电导层带电规定的带电时间的期间之后照射写入光，来实现稳定的印字浓度和高的对比度。因此，对于通过使用光电导层控制施加给显示层的电场强度来进行图像的显示的反射型显示装置是非常有用的。

Claims (15)

1、一种显示装置的驱动方法，该显示装置具有通过施加电场而显示状态发生变化的反射元件和通过光的照射而导电率发生变化的光电导层，通过对上述反射元件和上述光电导层施加驱动电压以及对上述光电导层照射选择性写入光，而使照射上述写入光的区域的上述反射元件上所施加的电场发生变化，将图像写入到上述反射元件上，其特征在于，
使上述光电导层带电规定的带电时间的期间后，照射上述写入光。
2、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，通过在将上述驱动电压施加于上述反射元件以及上述光电导层的状态下保持规定的时间，从而使上述光电导层带电。
3、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，通过对上述光电导层的整个面照射比上述写入光弱的带电用的光，从而使上述光电导层带电。
4、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在将上述驱动电压施加于上述反射元件和上述光电导层时，使施加电压从基础电位起到上述驱动电压止连续性地或阶段性地变化。
5、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，照射上述写入光之后，使施加电压从上述驱动电压起到基础电位止连续性地或阶段性地变化。
6、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，基于上述光电导层的光疲劳的程度，控制上述光电导层的上述带电时间。
7、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，上述光电导层的上述带电时间是1～20秒。
8、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，上述写入光的照射是通过对上述光电导层相对地扫描光源而进行的，按扫描上述光源的每个规定区域反转上述驱动电压的极性。
9、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在对上述反射元件写入之前或写入之后，对上述反射元件施加消除用电压，并对上述反射元件的记录信息进行初始化。
10、根据权利要求9所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，反向设定上述驱动电压的极性和上述消除用电压的极性。
11、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，上述反射元件是形成通过施加电场而状态发生变化的胆甾醇型结构的液晶层，通过使上述液晶层从初始状态的平面状态变化到焦锥状态来写入图像。
12、根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，上述反射元件具有液晶层或者通过施加电场而旋转的扭转球，所述液晶层形成通过施加电场而状态发生变化的胆甾醇型结构。
13、一种显示装置的驱动装置，该显示装置具有通过施加电场而显示状态发生变化的反射元件和通过光的照射而导电率发生变化的光电导层，其特征在于，具有：
电压施加装置，其对上述反射元件和上述光电导层施加驱动电压；
光照射装置，其对上述光电导层照射光；
控制装置，其控制上述电压施加装置和上述光照射装置，使得通过上述电压施加装置或上述光照射装置使上述光电导层带电规定的时间之后，通过上述光照射装置对上述光电导层选择性照射写入光，
通过使照射上述写入光的区域的上述反射元件上所施加的电场发生变化，从而将图像写入到上述反射元件上。
14、根据权利要求13所述的显示装置的驱动装置，其特征在于，上述控制装置在通过上述电压施加装置施加上述驱动电压的状态下保持规定的时间，从而使上述光电导层带电。
15、根据权利要求13所述的显示装置的驱动装置，其特征在于，上述控制装置通过上述光照射装置将比上述写入光弱的带电用的光对上述光电导层的整个面照射规定的时间，从而使上述光电导层带电。
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