JPH022514A - 像形成媒体およびその像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フロッピーディスクや光ディスク、光磁気メ
モリ媒体、コンピュータ等から出力される画像信号ある
いはファクシミリ信号、その他の画像信号を受けて画像
を出力表示する像形成媒体および像形成方法に関し、特
に多様化するカラー画像を出力するための像形成媒体お
よび像形成方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、テレビやＶＴＲによる動画出力やコンピュー
ターとの対話作業における出力はＣＲＴ　　（ブラウン
管）やＴＮ（ツィステッド・ネマティック）液晶のデイ
スプレィモニターに出力表示され、またＷＰ（ワードプ
ロセッサー）やファクシミリ等による文書２図形等の高
精細画像はプリントアウトされたハードコピーとしてペ
ーパーに出力表示されてきた。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、ＣＲＴは上記動画出力に対しては美しい
画像を出力するが、長時間静止した画像に対してはフリ
ッカや解像度不足による走査縞等が視認性を低下させる
欠点かある。

また、上記のＴＮ液晶等の従来の液晶デイスプレィにお
いては、フラットさを実現してはいるが、一対のガラス
基板間に液晶をサンドイッチする等の作製上の手間や、
また画面か暗い等の問題点があった。また、ＣＲＴやＴ
Ｎ液晶ては、上記した静止画像の出力中においても、安
定した画像メモリーかないために、常にビームや画素電
圧をアクセスしていなければならない等の欠点がある。

これに対して、ペーパーに出力された画像は高精細に、
また安定したメモリー画像として得られるが、これを多
く使用すると整理にスペースを要し、また大縫に廃棄す
ることになると資源を浪費する欠点かある。

なお、カラー画像を繰り返えし表示・消去することかで
きるデイスプレィ装置を実現するために、従来より、静
電記録、電子写真記録、感熱記録等の方法を利用したベ
ルト状像担持体を用いた表示方法が種々提案されている
。例えば、その−例としては、特開昭５７−１７１３８
０号公報に示されている様に、熱的な方法によりカラー
画像を形成する方法か提案されている。しかしながら、
その方法はカラー塗料をチドリ状に配置し、このカラー
塗料部分を感熱ヘットで精密に選択する必要かあり、ま
た表示中に保温するための手段を必要とするなどの欠点
かあるため実用化に対し問題かあると考えられる。

本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたちのてあり、従来ハードコピーとしてのみ得られ
ていた高精細画像をハードコピーと同等の鮮明さて表現
し、また高密度のカラー画像を繰り返えし表示・消去す
ることかてきる像形成媒体およびその像形成方法を提供
することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］および［作用］即ち、本
発明の第一の発明は、カイラルな構造を有する第１の高
分子層と、光散乱状態か得られる第２の高分子層とを少
なくとも積層した像形成媒体てあって、前記第１の高分
子層の中間相温度範囲の領域か前記第２の高分子層の中
間相温度範囲よりも比較的低温側にあることを特徴とす
る像形成媒体である。

また、本発明の第二の発明は、カイラルな構造を有する
第１の高分子層と光散乱状態か得られる第２の高分子層
とを少なくとも積層してなる像形成媒体に対して、熱的
に制御された像情報を与えるものてあり、その制御方法
か第２の高分子層の透明状態を決定する熱的信号を与え
る第１ステップと、第１の高分子層のカイラルピッチを
制御し所望の呈色性を示す熱的信号を与える第２ステッ
プとを有することを特徴とする像形成方法である。

以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明の像形成媒体の層構成の一例を示す説明
図である。同第１図において、本発明の像形成媒体は、
基体１の上に、第１の高分子層２および第２の高分子層
３を順次積層してなるものである。

基体ｌはガラス、ポリエステル、シリコンゴム、その他
の材質からなる透明あるいは不透明のノ、（材か用いら
れる。

また、第１の高分子層２としては、温度を変化させるこ
とにより、少なくとも可視光を波長選択的に反射または
透過させ、またこれを固定することかてき、中間相とし
てコレステリック液晶相またはカイラルスメクチック液
晶相を示す、いわゆる側鎖型または主鎖型の高分子液晶
層が最適である。

Ｌ記のうち、コレステリック液晶高分子のカイラルピッ
チを温度により変えることによる選択反射ての呈色性ま
たは材料についての記述は、例えば、版材、浅田、安部
編「液晶高分子」３章、２項（１９８８年）シグマ出版
社、又は「マクロモレキュルス（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃ
ｕｌｅｓ）　Ｊ　　Ｖｏｌ、２０．　Ｎｏ、２．２９８
頁（１９８７年）、ワタナベ等（Ｗａｔａｎａｂｅ　ｃ
ｔ　ａｌ）著「サーモトロピック　ポリペブチデス（Ｔ
ｈｅｒｎｏｔｒ−ｏｐｉｃ　Ｐｏ１ｙｐｅｐＬｉｄｅｓ
）　３　Ｊ　、またｒ　　Ｍａｋｒｏｍｏｌ。

ＣｈｅｌＩｌ、　Ｍａｋｒｏｉｏｌ、　Ｓｙｍｐ、　Ｊ
　１２巻、２０３頁（１９８７年）、その他の文献等に
より示されている。また、カイラルスメクチック液晶高
分子においても、そのカイラルピッチにより同様の呈色
性が期待される。

本発明に用いることのできる第２の高分子層３としては
、メタクリル酸ポリマー、シロキサンポリマー、ポリエ
ステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー等を主鎖とし
、低分子液晶をベンタント状または直鎖状に付加した側
鎖型または主鎖型のサーモトロピック高分子液晶が好適
である。また、第２の高分子層では、中間相としての液
晶相において、スメクチック、カイラルスメクチック、
ネマチック、コレステリックまたはその他の相をとるも
の、またディスコティック液晶等を用いることができる
。以下、第２の高分子層として使用しつる高分子液晶の
具体例を数種例示するか１本発明はこれ等に限定される
ものではない。

ＭＷ　　＝　１８，０００ （［１） １ａｓｓ ５０℃　　　　　　　　　＋００ 一液晶相（Ｓｏｌ） Ｃ ｌ５ｏ。

（ｒＶ） また、これらを塗布成膜するための溶媒としては、ジク
ロロエタン、　ＤＭＦ、シクロヘキサノン、テトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）　、アセトン、エタノールその他の
極性又は非極性溶媒、又はこれらの混合溶媒が使用され
、これらは使用する高分子液晶との溶解性又は成膜性等
の要因によって選択される。

次に、例えば前記（Ｉ）式により示される高分子液晶を
単独で用いた場合における本発明に係わる第２の高分子
層３としての作用特性を詳しく説明する。

前記（Ｉ）式により示される高分子液晶をジクロロエタ
ンにより溶解し、これをアルコール洗浄を施したボッエ
ステル系透明基体上にアプリケーターにより塗布した。

その後、９５°Ｃの雰囲気中に１０分間放置したところ
、白色の散乱膜が形成された。この膜厚は塗布前におけ
る高分子液晶の濃度２０ｗｔ％の場合において１０ｇｍ
程度のものか得られた。

この様にして得られた白色シート上を、感熱ヘッドで走
査したところ、文字９図形パターンに従って透明部分が
固定された。このシートを光学濃度か１．２の黒色ハッ
ククラランドＬに導くと、白地に黒の鮮明な表示か得ら
れた。また、このシートを通常のオーバーへットプロシ
ェクタ（０ＨＰ）ζ、−て投影したところ鮮明な白抜き
画像かスクリーン上で得られた。

次に、上記パターンが記録されたシートの全１１′１１
を約＋２０°Ｃにまて加熱し、その後約ｔＯＳ°Ｃで数
秒保ったのち、常温に戻すと元の白色散乱状態に全面か
復帰し、このまま常温において安定てあり再度の記録２
表示を行なうことかてきた。

この現象は、前記高分子液晶か安定したメモリー状態を
維持するガラス転移点以下におけるフィルム状態、実質
的に光学的散乱状態に維持することのてきる液晶フィル
ム状態およびこれより高温て等吉凶分子配列となる等方
性フィルム状態の少なくとも３状態をとり得ることに起
因して制御することがてきる。

ここで、高分子液晶層による画像形成の原理的プロセス
を、第２図を用いて説明する。

第２図において、前述した散乱状態は図中■の状態であ
る。これを、例えは感熱ヘットあるいはレーザー等の加
熱手段により■ａのようにＴ２（Ｔ、、、＝等方状態移
行温度）以上に加熱した後、急冷すると、図中■の様に
ほぼ等方状態と同様の光透過状態か固定される。この急
冷状態は、特に冷却手段を用いることもなく、基体を空
気中に自然放熱することで充分である。この等方状態は
、Ｔ＋（Ｔｇ＝ガラス転移温度）以下における室温また
は常温状態においては安定てあり、画像メモリーとして
安定な状態である。

一方１図中■ａのように１２以上に加熱した後、液晶温
度Ｔ、−Ｔ２間に、−例として１秒ないし数秒間保持す
ると、■ｂのごとく、この保持時間において散乱強度を
再び増し、常温においては再び元の散乱状態■に復帰し
、この状態はＴ１以下において安定に保持される。

また１図中■で示すように、液晶温度１１〜１２間に一
例として１０ミリ秒〜１秒程度の間保持する様にすれば
、その部分においては中間の透過状態を常温で保持する
ことかてき、階調表現として使用することも可能である
。

すなわち、上記の場合では、いったん等方状態に加熱し
た後常温に至るまでに、液晶温度でどの程度の時間保持
するかて透過率または散乱強度を制御することができ、
またこれをＴ、以下においては安定に保持することがて
きる。さらに、上記において散乱状態に復帰させる場合
の温度は、液晶温度内てＴ２に近い方かより早く、また
、液晶温度に比較的長時間放置する様な場合は、いった
ん等方状態に加熱しないでも、以前の状態にかかわらず
■の散乱状態に戻らしめることは可能である。

上記に示した方法により、光散乱状態と透明状態を呈す
る高分子液晶は、第２の高分子層として最適である。こ
のほか相分離ポリマー、その他の相変化タイプのポリマ
ー等の他の公知の方法により光散乱効果を示すポリマー
も第２の高分子層として使用することは可能である。

本発明においては、前記第１の高分子層の中間相温度範
囲の領域が前記第２の高分子層の中間相温度範囲より比
較的低温側にあるのが好ましい。

本発明の像形成方法は、カイラルな構造を有する第１の
高分子層と光散乱状態か得られる第２の情分子層とを少
なくとも積層してなる像形成媒体に対して、熱的に制御
された像情報を与えるものてあり、その制御方法か第２
の高分子層の透明状態を決定する熱的信号をかえる第１
ステップと、第１の高分子層のカイラルピッチを制御し
所望の呈色性を示す熱的信号をかえる第２ステップとを
有する各ステップをとおして行なうことかできる。この
場合、第２の高分子層の透明状態を決定する熱的信号な
ゲえる第１ステップは階調信号を含むものか好ましい。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 第１図に示す像形成媒体を、第１の高分子層２として、
前記文献中に示される下記の（Ｖ）式で表わされるサー
モトロピック高分子液晶を、その−トに第２の高分子層
３としては、たとえば下記（ＩＴ）式に示す高分子液晶
を積層して作製した。

ｒ （ＩＶ） 上記の（Ｖ）式に示される構造を有するサーモトロピッ
ク液晶のドデシル基を有するユニットの量を調整するこ
とにより、はぼ１１０°Ｃ〜１３５℃の範囲て温度を選
択することによって、そのピッチか可視域にダイナミッ
クレンジとなる選択散乱／反射／透過を呈するコレステ
リック液晶として用いることが出来る。

すなわち、ここては、第５図に示す様に、第１の高分子
層の中間相すなわちコレステリック液晶温度範囲が、第
２の高分子層の中間相（液晶）温度範囲（Ｔｇｚ　＝　
１．４０°Ｃ〜Ｔ１１２＝１９６°Ｃ）より比較的低温
側に位置するものを用いる。

前記光散乱を示す第２の高分子層（（■）式に示す高分
子液晶）は、はぼ２００°Ｃ以上の温度では透明な等吉
相である。したかって、該層に対して、−旦２００°Ｃ
以上に加熱したのち、比較的急冷状態とし、該層のガラ
ス転移点以下に冷却すると前記第２の高分子層３は透明
状態が固定される。

あるいは、上記第２の高分子層（（■）式）の液晶温度
以上の加熱温度又はガラス転移点以下への冷却過程を適
当に選択することにより、前記した様に中間的な透明状
態、いわゆる階調表現を行なうことか可能である。

一方、前記第１の高分子層に対しては、前記第２の高分
子層のガラス転移点付近以下において、可視域にダイナ
ミックレンジとなる呈色性を示す。したがって、前記第
２の高分子層の透明度をほぼ決定した後、さらに常温に
到るまでの冷却過程に対して温度制御を与えることで第
１の高分子層のカラーを決めることか出来る。

すなわち、前記第２の高分子層の透明度を決める温度分
布を与える第１ステップと、前記第１の高分子層の呈色
性を決める温度分布を与える第２ステップとにより熱的
制御を行うことて、本発明の像形成媒体はカラー像を表
現し、これを固定化することが出来る。

ここで上記温度分布の与え方として有効である方法とし
て、発熱ヘットのパルスデューティ−あるいはヘットに
与える電圧レベルを各色に応じて変調する等の方法かあ
る。Ｌ記の様にして形成された像は、カラーに濃淡を有
するため原理的にフルカラーの画像を与えることも可能
になる。

本実施例の像形成方法を行うために、発熱ヘッドに与え
るエネルギーレベルとして模式的にパルスの形で表した
ものを第６図に示す。なお、第６図において、第１の高
分子層および第２の高分子層の中間相温度範囲には多少
の重なりが出ても良いが、Ｔｍ＋　　（第１の高分子層
の等吉相転移温度）≦Ｔｇ２（第２の高分子層のガラス
転移温度）とした方が像形成上制御しやすい。

上記の方法により形成した画像を消去するには、上記像
形成媒体を一旦少なくとも第２の高分子層の等吉相転移
温度以上に高めた後、徐冷することて表面の−様な白色
散乱状態が得られる。

なお、本発明の像形成媒体に対する前記の呈色性の作用
は、第１の高分子層を下層、第２の高分子層を土層とし
、第２の高分子層側から熱的手段を駆動させる場合、ま
たは第２の高分子層を下層、第１の高分子層を上層とし
、第１の高分子層側から熱的手段を駆動させる場合のい
ずれも可能であるが、熱的手段か発熱ヘットである場合
には、上層の表面にはシリコーン樹脂、フッ素系樹脂、
ポリイミド、その他の薄層を保護層として設けてもよい
。

また、前記第１の高分子層を下層として設ける場合には
、基体ｌの表面にポリイミド、ＰＶＡその他の配向膜を
設け、ラビング等の上行配向処理あるいは他の方法によ
る垂直配向処理を施すことがこの層における呈色性の色
純度を高めるために有効であり、さらに第１．第２の高
分子層間に一ヒ記配向膜と同様の配向層を第１の高分子
層にシュアリング塗工その他の方法などにより設けるこ
とで第１の高分子層の配向性をさらに高めることがてき
る。

以上説明した様な本発明の像形成媒体およびその像形成
方法を用いれば、第３図（ａ）　、　（ｂ）および第４
図に示す様な表示装置により、直視型またはプロジェク
ションタイプのデイスプレィを得ることか出来る。

第３図（ａ）、（ｂ）の表示装置においては、白色の下
地に対してカラー画像を直視することが出来、また第４
図の表示装置により白色のスクリーン上に投影すれば、
暗色バッククララントにカラー輝度の得られるプロジェ
クションカラーとなる。これは第２の高分子層を光学散
乱層として設けた効果によるものである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、たとえば、発熱ヘ
ッドの１ドツトに対して、所望の色を選択して得ること
か出来、高密度のカラー画像を繰り返えし表示・消去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の像形成媒体の層構成の一例を示す説明
図、第２図は第２の高分子層に用いられる高分子液晶の
温度と透過率、散乱強度との関係を示すクラ７、第３図
（ａ）、（ｂ）および第４図は末完ＩＪＩの像形成媒体
を使用した表示装置を示す説明図、第５図は第１．第２
の高分子層の中間相液晶温度範囲の関係を示す説明図お
よび第６図は実施例２の像形成方法における第１．第２
ステップの発熱ヘットに与えるエネルギーをパルスの形
式で示した模式図である。 １・・・基体　　　　　　　２・・・第１の高分子層３
・・・第２の高分子層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）カイラルな構造を有する第１の高分子層と、光散
   乱状態が得られる第２の高分子層とを少なくとも積層し
   た像形成媒体であって、前記第１の高分子層の中間相温
   度範囲の領域が前記第２の高分子層の中間相温度範囲よ
   りも比較的低温側にあることを特徴とする像形成媒体。
2. （２）前記第１の高分子層が、その中間相としてコレス
   テリック液晶相またはカイラルスメクチック液晶相を示
   す請求項１記載の像形成媒体。
3. （３）カイラルな構造を有する第１の高分子層と光散乱
   状態が得られる第２の高分子層とを少なくとも積層して
   なる像形成媒体に対して、熱的に制御された像情報を与
   えるものであり、その制御方法が第２の高分子層の透明
   状態を決定する熱的信号を与える第１ステップと、第１
   の高分子層のカイラルピッチを制御し所望の呈色性を示
   す熱的信号を与える第２ステップとを有することを特徴
   とする像形成方法。
4. （４）前記第２の高分子層の透明状態を決定する熱的信
   号を与える第１ステップは階調信号を含む請求項３記載
   の像形成方法。