JPH0342617A - 像形成媒体 - 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、磁気メモリー、光メモリーやコンピュータ等
から出力される画像信号や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
に関し、特にカラー画像を出力表示する像形成媒体に関
する。

［従来の技術］ 従来、静止画像の出力用として、高分子液晶を用いたデ
イスプレィか知られている。高分子液晶は薄膜化、大面
積化か可能で、フラットディスプレイトシての素子化か
容易な上に、ペーパー出力と同等の鮮明でしかも安定し
たメモリー画像が得られるという特徴かある。また、高
分子液晶は、熱あるいは電界等を利用して可逆的に光学
特性を変化させることがてきるため、画像の繰り返し表
示及び消去か可能である。特に、高分子液晶のポリドメ
イン状態の光散乱を用いると視野角依存性の少ない表示
画像か得られる。

［発明か解決しようとする課題］ 一方、高分子液晶を用いた像形成媒体てカラー画像を表
示する方法として、高分子液晶中に色材を添加し、これ
を媒体の面方向に一層配置して色を選択させる方法があ
る。この方法は、カラーフィルターを用いていないため
に素子構成か簡単て、高分子液晶層とフィルターとのマ
ッチンクか不要である等の利点かあり、さらにフィルタ
ーと高分子液晶層との積層による視野角依存性かなくな
るため有効である。

しかしなから、光散乱を用いた像形成媒体には、光散乱
角度や光散乱効率の波長依存性かあり、表示画像の色の
つりあいを補正する必要か生じている。

また、比視感度の差によっても色のつりあいの補正が必
要て、高分子液晶を用いた像形成媒体ての簡便な補正方
法か期待されている。

本発明は、この様な従来技術に鑑みてなされたものであ
り、高分子液晶を用いた像形成媒体において、比視感度
の差による色のつりあいの補正や散乱光表示を行なう際
の色による散乱強度及び散乱角度の差異を容易に補正す
ることか可能て、良好な表示画像を得ることかできる像
形成媒体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］ 即ち、本発明は、異なる色に彩色されたカラー高分子液
晶を少なくとも２色以上の複数種用い、該複数種のカラ
ー高分子液晶か基板上に微細面積て規則的又は不規則的
に一層に配置された像担持体を有し、該配置されたカラ
ー高分子液晶からの散乱光強度を熱によって選択的に変
化させて散乱光による表示を行なう像形成媒体てあって
、最も波長の長い光を散乱するカラー高分子液晶の面積
率が最大であることを特徴とする像形成媒体である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明て使用できる高分子液晶は、サーモトロピック液
晶てあり、中間相としてネマチック、スメクチック、コ
レステリックのタイプか使用てきる。高分子サーモトロ
ピック液晶は、薄膜状態か得られるのみならず、低分子
液晶に比べ記録状態の保持か容易であるという利点を有
する。

例えば、本発明において利用てきる高分子サーモトロピ
ック液晶（以下、単に高分子液晶と記す）は、次の２つ
に分類される。

■メソーゲン基、あるいは比較的剛直て長い原子団が屈
曲性銀て結ばれたもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直て長い原子
団を有するもの。

これらの高分子液晶は異なる数種の高分子液晶と混合し
て用いることが可能である。また高分子液晶と低分子液
晶との混合物、高分子液晶と高分子との混合物として用
いることも可能である。

以下に高分子液晶の具体例を示ｆがこれらに限定される
ものてはない。

Ｒ：　ＯＣＨ３゜ Ｒ：　０Ｃ３１（。

Ｒ：　　ＣＮ （８） １１３ （１１） ｅ これらの高分子液晶はガラス転移点以下の温度てその構
造状態を保持できる特徴があるため、例えば、次のよう
な記録モートか可能である。

液晶相 ポリドメイン状態←−→等方相状態 （光散乱状態）　　　（先非散乱状態〜透明状態）この
記録モートは、まず高分子液晶を、液晶相が多数のドメ
イン（分域）から成るポリドメイン状態に保持しておく
。次に、等吉相を示す温度以上に高分子液晶を加熱後、
ガラス転移点以下に急冷し高分子液晶を等吉相の状態に
保持することにより、記録か行われる。

記録領域は、高分子液晶を等吉相を示す温度近傍まて加
熱後徐冷することにより、初めのポリドメイン状態に戻
すことかできる。また、先非散乱光散乱の各状態を逆転
させて記録モー１へとすることも可能になる。

本発明においては、記録材料中に酸化防止剤や造核剤等
の添加剤を添加して用いてもよい。

また、本発明の像形成媒体を形成する高分子液晶中には
、カラー表示のために色材を添加する必要かある。色材
としては、従来低分子液晶に使用されている２色性色素
やその他の染料、顔料が使用できる。また、レーザー光
等の光吸収によって高分子液晶を加熱する際には、これ
ら色表示用の染料、顔料の他に、光吸収色素（特にレー
ザー洸吸収色素）を、色表示に影響を与えず、また感度
か得られる範囲で添加しても良い。

一般にこれらの染料、顔料の添加量は、高分子液晶に対
して０．０１〜：ｌＯｗＬ％、好ましくは０６１〜２ｗ
ｔ％の範囲であり、その添加量は添加によって高分子液
晶の相転移温度や液晶性に大幅な影響が出ない範囲とす
ることが好ましい。

本発明では、色材を高分子液晶に化学的に結合させた形
て導入することができる。例えば、側鎖型高分子液晶の
側鎖に色材の化学構造を共重合させた化合物が挙げられ
る。色材を添加する場合に比べ、色材の拡散が完全に抑
えられるので特に好ましい。

本発明の像形成媒体は、このようにして得られた色が異
なる複数種のカラー高分子液晶を微細面積で、規則的又
は不規則的に一層形成された像担持体を有することを特
徴としている。

さらに、本発明はカラー高分子液晶に含有される色材の
可視光透過波長、すなわち表示される散乱光波長が最も
長い時、この色のカラー高分子液晶の面積率を最大にす
ることを特徴としている。

これは本発明では表示画像か高分子液晶により散乱され
る光によって形成されることに帰因して０ いる。

すなわち、光散乱強度と散乱角は光波長に依存し、長波
長の光はど光散乱強度が小さく、散乱角も小さいという
傾向にある。従って、本発明では色材を添加したカラー
高分子液晶からの散乱光強度と散乱角かその色に応して
異なることになり、良好な表示画像を得るためには、こ
の差異を補正する必要がある。そこで、本発明では、最
も長い波長の光を散乱するカラー高分子液晶に対し、そ
の面積率を大きくして、その散乱光強度と散乱角を補正
することか可能となった。より具体的には、ブルー、グ
リーン、レッドの色材を有する３色のカラー高分子液晶
から成る像形成媒体の場合は、レッドの高分子液晶の面
積率を他より多くすることが好ましい。

一方、本発明の像形成媒体ては、視感度の補正のために
、例えばグリーンの高分子液晶の面積率を他より少なく
することも可能である。

本発明において、面積率とは、像担持体の一定領域にお
けるある色のカラー高分子液晶の微小面積の合計値の割
合を指示するものとする。

本発明は、カラー高分子液晶の面積率を変えることによ
って、このような補正を容易に行なうことができる。一
般に、高分子液晶中に添加される色材の種類や添加量に
よってこのような補正を行なうことも可能であるか、液
晶特性を悪化させずに高分子液晶中に相溶てきる色材の
種類や添加量には限界かある。

また、本発明において、面積率を最大にするカラー高分
子液晶は、実質上表示に寄与する面積率を有する必要が
あるため、面積率には下限が存在し、通常は３％以上、
好ましくは１０％以上である。

本発明において、カラー高分子液晶を選択的に加熱し、
透明−光散乱の状態の変化を起こす必要かある。

この手法としては、例えば以下の方法が挙げられる。

（イ）異なる色に対して用いられている高分子液晶の液
晶相を示す温度領域かそれぞれ異なるようにし、急冷、
徐冷の温度条件によって、透明−光散乱を選択する方法
である。つまり、第１図（ａ）において、像担持体上の
微少領域■と■において、それぞれて用いられている高
分子液晶をＡ。

Ｂとし、Ａ、Ｈのガラス転移点と等吉相転移点（ＴｇＡ
、ＴｃＦＡ、ＴｇＢ、ＴｃＮ［ｌ）か第１図（ｂ）のよ
うな関係であるとする。■、■の初期状態かともに光散
乱（液晶ポリドメイン）状態て保持されているとき、■
、■を含む領域でＴｃｊ）’以上に加熱後、ＴｇＡ以下
に急冷すると、■、■はともに透明（等吉相）状態て保
持される。引き続きＴｃ１）Ａ以上７　ｇ　Ｂ以下の温
度に加熱後　７　ｇＡ以下まて徐冷することにより、■
のみを光散乱状態にもどすことができる。

一方、■、■とも光散乱状差のとき、Ｔｃｊ）へ以上Ｔ
ｇ　Ｂ以下の温度まで加熱後、Ｔｇ　Ａ以下に急冷する
と、■のみを透明状懲にすることかてきる。

また、ＴｃＩ！”以上に加熱後、７　ｇＡ以下に徐冷す
ると、■、■をともに光散乱状態にすることができる。

　３ この第１図（ｂ）てのＴｇＡ、　Ｔｅ１ｌＡ、　ＴｇＢ
、　Ｔｃｊｌ！Ｂの関係は、２つの高分子液晶Ａ、Ｂの
液晶相温度領域が完全に分離されている場合であるが、
完全に分離されていない、すなわち、Ｔｃｊ？Ａ＞　Ｔ
ｇＲの場合でも、Ｔｃｊ）Ｂ＞　ＴｃｐＡて２つの液晶
温度域が実質上分離されていれば良い。つまり、第１図
（Ｃ）に示したように、ＴｃＪＡ、　Ｔｃｊ！Ｂ以下の
ある温度幅ΔＴｘＡ。

ΔＴｘ８か重ならず分離されていれば良い場合かある。

このＴｃＪ）’、　Ｔｃｊ）’の温度差は、１０°Ｃ以
上あることが好ましく、さらにＴｃＩ！’、　Ｔｃ４”
の温度差が大きい程記録の分離は容易になる。

本発明において、液晶温度域が分離されている像担持体
への熱印加はサーマルヘッドによって行なうことかてき
る。サーマルヘッドの駆動電圧を変化させることにより
、第１図（ｄ）示すように、像担持体の温度を段階的、
連続的に変えることかてきる。

また、温度幅ΔＴｘに保持される時間等を制御すること
によって、高分子液晶の光散乱強度を連続　４ 的に変化させて中間調の記録状態を実現することもてき
る。

（ロ）別の手法として、異なる色の微小領域に対して異
なる波長の光を照射して、選択的に加熱する方法か挙げ
られる。色表示のために添加されている色材をそのまま
光吸収色素として用いることも可能であるか、使用する
光源か可視光に発振波長を有するレーサー（ｌｉｅ−Ｎ
ｃ、　Ａｒ＋等）となってしまい、装置」二、駆動上の
不都合か多いため、色表示用とは別に赤〜近赤外光に吸
収を有する光吸収色素を添加し、半導体レーサーを用い
ることか好ましい。この場合、異なる光吸収位素間の吸
収波長のクロス１−一りか少なく、しかもこの光吸収色
素の添加にともなって、色表示特性に影響を与えないこ
とか必要となる。

［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 下記の構造式（Ｉ）て表わされる高分子液晶に二色性色
素ＬＳＲ−４０５（三菱化成■製）を２ｗｔ％混合した
ものを、ジクロロエタンに溶解させた後、減圧乾燥して
溶媒を除去することによって、二色性色素か均一に添加
されたレッド色の高分子液晶組成物を得た。

一方、下記の構造式（ＩＩ　）て表わされる高分子液晶 ＣＩ＋。

に二色性色素ＬＳＦ３−２７８　（三菱化＃ｉ、ｕ製）
を２ｗｔ％添加したブルー色の高分子液晶組成物を得た
。

得られた２つの高分子液晶組成物をそれぞれ粉砕した後
、分級することによって個数平均粒径８４ｍのカラー粒
子とした。このレッド、ブルーの各カラー粒子を１．５
　二１の割合（重量比）てツレントした後、静電塗工法
により５０ｐｍ厚のポリエステルフィルム上に一層塗工
した。

次に、これを１５０°Ｃに加熱しなからテフロン（登録
商標）ローラー間を通過させることにより、カラー粒子
をポリエステルシート上に圧着焼付けを行って、第２図
に示したようなレッドとブルーの２色の種類て、しかも
微小面積のカラー高分子液晶がランタムに配列された像
形成媒体を作成した。

得られた像形成媒体に、第３図に示す構成０記録装置で
画像の記録を行なった。

始め像形成媒体上のカラー高分子液晶は、すべて光散乱
状態にしておく。サーマルヘッド■と■（サーマルヘッ
ド３．３′）を以下の表１に示すように使用し、ブルー
（Ｂ）とレッド（Ｒ）のカラー高分子液晶を画像信号に
合わせて選択的に透明状態に変化させた。

　７ 表 たたし、サーマルヘッドによる急冷、徐冷の制御は、サ
ーマルヘッドに印加する電圧パルスを制御することによ
って行なった。具体的には、（イ）のサーマルヘッドの
、（ロ）のサーマルヘッド■、（ハ）のサーマルヘッド
■の駆動パルスを第４図に示した。

記録した像形成媒体を、第５図に示すような構成の装置
によって、散乱色表示を行なったところ良好な画像か得
られた。

　８ 画像の消去は、 像形成媒体全面を１５０ ００以上に 加熱後、 ４５°Ｃ以下まて徐冷することにより行なうことかてき
た。

実施例２ 下記の構造式（ｍ） て表わされる高分子液晶 ＣＨ。

１１３ Ｃ”Ｈ Ｃ：１Ｈ７ （［［） ｙ　　：　　ｚ＝３ に二色性色素 ５Ｒ ４０５（三菱化成■製） を２ｗｔ％ を実施例１ と同様に混合し、 レッドの高分子液晶 　０ 組ＩＯ＃、物を得た。

また、 下記の構造式（ＩＶ） （Ｖ）て表わされ る高分子液晶 ＣＨ３ （：Ｈ３−Ｃ”Ｈ ３Ｈ７ （ＩＴ） Ｘ　、　　ｙ Ｚ　＝　４　゛ （Ｖ）　　　ｘ　　：　　ｙ　　：　　ｚ＝３．５　　
・　３．５：３に対し、（ＩＶ）には二色性色素ＬＳＢ
−３３５とＬＳＹ−１１６（三菱化成■製）を各１ｗｔ
％ずつ、（Ｖ）には二色性色素ＬＳＢ−２７８（三菱化
成■製）を２ｗｔ％、それぞれ混合し、グリーン及びブ
ルーのカラー高分子液晶組成物を得た。

次に、３色のカラー高分子液晶をそれぞれ粉砕、分級し
、個数平均粒径８＃Ｌｍの粒子とした後に、レッド、グ
リーン、ブルーのカラー粒子を１．６　：　１　：　１
．３の割合（重量比）てブレンドした。得られたブレン
ド物を静電塗工法により、５０ｐｍ厚のポリエステルフ
ィルム上に一層塗工した。

さらに、実施例１と同様に圧着焼付けを行なって、第６
図に示したような、レッド、グリーン。

ブルーの３色のカラー高分子液晶かランダムに配　２ 列された像形成媒体を作成した。

得られた像形成媒体に、第７図に示した構成の記録装置
で画像の形成を行なった。第７図てｌラインのサーマル
ヘッドによって、第８図に示した温度変化を像担持体に
付与することによって、３色のカラー高分子液晶の光散
乱強度を選択的に変化させた。

第８図の温度付与波形のうち、（ａ）の領域はすべての
カラー高分子液晶のＴｃＡ（Ｎ”−１ｓｏ　　転移温度
）以上の温度に加熱し、透明状態とする初期化領域であ
る。次の（ｂ）の領域は、Ｔｃｆｆか最も高いブルー高
分子液晶の記録状ｆハ１を決める領域てＴｃＩ！’から
ある一定の温度幅ΔＴｘ８（ΔＴｘｌ］＜＜ＴｃＩ！’
−Ｔｇ’　、　ＴｃＩ！”−ΔＴｘＢ＞　Ｔｃ＃’　、
　ＴｃＪ）Ｒ）て徐冷［温度付与波形（ｂ）−のコされ
ると、ブルー高分子液晶は光散乱状態に変化し、急冷［
温度付与波形（ｂ）−■コされると透明状態が保持され
た。

この際、グリーン及びレッドの高分子液晶は透明状態の
ままて変化しなかった。以下、（ｃ）、（ｄ）　３ の領域のそれぞれグリーン、レッドのカラー高分子液晶
の記録状態を順次決めた後、冷却領域（ｅ）て像担持体
を室温まて冷却した。

記録した像形成媒体を、実施例１と同様に、散乱色表示
を行なったところ良好なカラー画像か得られた。

［発明の効果］ 以」−説明した様に、本発明は、異なる色に彩色された
カラー高分子液晶を少なくとも２色以上の複数種用い、
これらを微細面積で一層に配列された像担持体を有し、
高分子液晶による散乱光によって表示を行なう像形成媒
体において、最も波長の長い光を散乱するカラー高分子
液晶の面積率を最も大きくすることにより、視感度補正
や散乱光表示を行なう際の色による散乱強度及び散乱角
度の差異を容易に補正することが可能となり、良好な表
示画像か得られるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の像形成媒体の記録原理
の一例を示す説明図、第２図は本発明の実施　４ 例１の像形成媒体の構成図、第３図は実施例１の像形成
媒体に記録するのに用いる記録装置の構成図、第４図は
実施例１のサーマルヘッドの駆動パルスを示す説明図、
第５図は実施例１の像形成媒体に用いる表示装置の構成
図、第６図は実施例２の像形成媒体の構成図、第７図は
実施例２の像形成媒体に用いる記録装置の構成図および
第８図は実施例２の像担持体に印加される温度変化を示
すグラフである。 ■・・・ポリエステルフィルム ２・・・カラー高分子液晶 ３．３′・・・サーマルヘッド ４．４′・・・プラテンローラ ５．５′・・・送りローラ ６・・・フレネルレンズ ７・・・バックライト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる色に彩色されたカラー高分子液晶を少なく
   とも２色以上の複数種用い、該複数種のカラー高分子液
   晶が基板上に微細面積で規則的又は不規則的に一層に配
   置された像担持体を有し、該配置されたカラー高分子液
   晶からの散乱光強度を熱によって選択的に変化させて散
   乱光による表示を行なう像形成媒体であって、最も波長
   の長い光を散乱するカラー高分子液晶の面積率が最大で
   あることを特徴とする像形成媒体。
2. （２）前記像担持体がブルー、グリーン、レッドの３種
   類のカラー高分子液晶から成り、レッド高分子液晶の面
   積率が最大である請求項１記載の像形成媒体。
3. （３）前記ブルー、グリーン、レッドの３種類のカラー
   高分子液晶の中でグリーン高分子液晶の面積率が最小で
   ある請求項２記載の像形成媒体。