JP2558270B2

JP2558270B2 - 情報表示体およびこれを用いた表示装置

Info

Publication number: JP2558270B2
Application number: JP62019764A
Authority: JP
Inventors: 泉田極
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPS63184782A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は情報表示体およびこれを用いた表示装置に関
する。

（従来の技術）周知のように、視覚情報をフィルム等の表示媒体の表
面に書込み、この表示媒体を例えば表示装置の表示窓か
ら露呈させて表示する場合がある。

このような表示に用いられる表示媒体のひとつとし
て、加熱すると発色し、冷却すると消色する可逆性をも
ち、かつ温度に対してヒステリシス特性を有する化学物
質を利用して再使用を可能にした感熱性表示体が知られ
ている。この表示体は前記性質により、ある一定温度に
おいて発色、消色の二つの状態が共存し得る現象を利用
して画像情報を表示しているが、画像情報の表示状態を
持続させるためには、常に表示体を前記二つの状態が共
存しうる温度に例えば、加熱あるいは冷却によって保た
ねばならないという問題を有している。

これに対し近年、加熱温度の違いにより可逆的に白濁
状態、透明状態が繰り返され、かつ特定温度以下におい
ていずれかの状態が安定保持される感熱材が見出されて
いる。

この感熱材（以下、サーモクロミック材と呼ぶ）は、
熱可塑性樹脂などから成るマトリックス材と該マトリッ
クス材中に分散されている有機低分子物質から成り、特
定温度t₀以上に加熱した場合にはその温度に応じてt₀以
下に冷却後の状態が変化する性質を有している。

すなわち、このサーモクロミック材は、第２図示のよ
うに、t₀よりも高い温度に二つの状態転移点t₀〜t₁,t₁
〜t₂（t₀＜t₁,t₁＜t₂）をもち、t₂以上に加熱した後、t
₀以下に冷却すると白濁し、遮光状態となる。

一方、t₁で示す温度範囲に加熱した後、t₀以下に冷却
すると透過率の高い透明状態となる。

さらに、加熱状態がt₀〜t₁の間、もしくはt₁〜t₂の間
の場合には、その加熱温度に応じて、冷却したときには
サーモクロミック材の白濁度が、透明状態から最大白濁
状態に到るまでの連続的な中間白濁状態を示す。

なお、第２図においては、当初白濁状態にあるサーモ
クロミック材について実線が加熱中の光透過率曲線い
を、そして破線はt₀以下に冷却後の透過率曲線をそれぞ
れ示している。当初、透明状態にあるサーモクロミック
材についても、t₁未満の透過率は異なるが、他は同様な
特性が示される。そして、ここで用いられるサーモクロ
ミック材の例を示すと次の通りである。すなわち、前記
マトリックス材としては、ポリエステル、ポリアミド、
ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレ
ン、シリコン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ピニルデン−
塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリ
ル共重合体等の熱可塑性樹脂から選択された一積または
それ以上の重合体を用いることができる。

また、前記有機低分子物質としては、飽和あるいは不
飽和モノおよびジカルボン酸またはこれらのエステル、
アミドおよびアンモニウム塩、飽和あるいは不飽和ハロ
ゲン化脂肪酸またはこれらのエステル、アミドおよびア
ンモニウム塩、アリールカルポン酸またはこのエステ
ル、アミドおよびアンモニウム塩で、炭素数が10〜30の
有機化合物から選択された一種またはそれ以上の物質を
用いることができる。特に好ましい物質としては、パル
ミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ペヘン酸等の直
鎖飽和高級脂肪酸、またはそれらのエステル、アミドお
よびアンモニウム塩が挙げられる。

このようなサーモクロミック材は、例えば無色透明な
基材上に積層されて部分的な白濁状態を呈し、これらの
組成物をひとつの情報表示体として構成されている。

そして、この表示体は、上記組成物をひとつの単位と
してこれを幾層にも組合せることにり、サーモクロミッ
ク材の性質を利用して例えば、有色の背景板と組合せる
ことによって画像情報を表示できるようになっている
（例えば特開昭57−92370号公報、特開昭57−212481号
公報）。

また、このような情報表示体の表示には、例えば、露
呈用の表示窓を有する表示装置が用いられる。

すなわち、この表示装置は、表示窓と対向する位置
で、情報表示体をはさんで例えば、黒色の有色背景板を
近接させ、この情報表示体に対する温度制御によって、
情報表示体の透明、白濁状態を適宣選択して特に、透明
状態を選択した場合には、背景板の色による情報表示を
行なう。

ところで、上述したように、従来の情報表示体にあっ
ては、異なる色彩による表示を行なう場合、透明体とサ
ーモクロミック材とで構成された情報表示体を幾相に重
畳することが必要となるので、情報表示体が大型化し、
特に、厚みが大きくなり取扱いで上、不便であり、ま
た、このような情報表示体では、透明、白濁状態を選択
した場合に、背景板との組合せによるモノクロ表示しか
できず、結果として、種類の少ない表示しかできないと
いう問題があった。

また、上記表示体を用いる表示装置においては、幾層
にも重畳した構成を用いた場合、各層毎で情報の書き込
みを行なった後に各層を重畳させて各層での色彩による
情報の表示を行なう構成を備えたものがある（例えば、
特開昭56−155975号公報）。しかし、このような構成で
は、重畳する各層での書き込み位置が整合されていない
と情報表示部に色ずれが発生してしまう虞れがある。ま
た、書き込みに関しては、表示体の一方の面に書き込み
ヘッドを対向当接させて書き込むようにした構成がある
（例えば特開昭57−171380号公報）。しかし、この種、
書き込みヘッドがドット状に配列された構成の場合、ヘ
ッドと表示体の色表示部と位置整合性が適正でないと、
上記した場合と同様に色ずれを起こす虞れがある。この
ため、色ずれを起こさないようにするための特別な構成
が必要となる。

（目的）本発明の目的は、従来の情報表示体の問題に鑑み、簡
単な構造で多数の色彩を用いた表示が可能となる表示体
およびこれを用いた表示装置を提供することにある。

（構成）この目的を達成するため、第１番目の発明は、それぞ
れ別の色彩が施されているサーモクロミック層を重合し
て構成した情報表示体において、上記サーモクロミック
層の間に断熱層を配置したことを特徴としている。特
に、上記断熱層が透明層あるいは着色層が用いられてい
る。第２番目の発明は、断熱層をはさんで別の色彩が施
されているサーモクロミック層が重合された情報表示体
を回転自在に支持し、上記情報表示体をはさんで対向す
る同一位置にそれぞれ対応させて鏡像関係にある情報を
上記サーモクロミック層に対して書き込む書込ヘッド部
を備え、その書込ヘッド部の加熱状態を２段階以上に制
御することにより、上記サーモクロミック層に鏡像関係
にある情報を複数色の色彩表示にて行なわせることを特
徴としている。

以下、第１図乃至第７図について本発明の実施例の詳
細を説明する。

第１図は、本発明による情報表示体の一実施例を示す
説明図であるが、同図のうち、第１図（Ａ）乃至（Ｄ）
は、色彩表示に用いられる基本的な構成および作用を説
明する図であることを付記しておく。

第１図（Ａ）において、情報表示体10が各々マトリッ
クス材及び有機低分子物質から成る、第１および第２の
サーモクロミック層10A,10Bを薄いフィルム状に積層し
て構成されている。

そして、このサーモクロミック層は、そのマトリック
ス材中に染料や顔料などの着色材を混合分散させること
が可能であり、例えば第１のサーモクロミック層10Aを
自身により白色（白濁）とされ、第２のサーモクロミッ
ク層10Bが赤色添加材を混入させて赤色着色層とされて
いる。

上記構成において、いま第１図（Ｂ）において斜線で
示す部分が白濁部で、その他の部分が透明部となってい
ると、上方に視点をおいた場合、第１のサーモクロミッ
ク層10Aにおける白濁部分においては第２のサーモクロ
ミック層10Bの状態に拘りなく白色像が見える。

また、第１のサーモクロミック層10Aが透明で第２の
サーモクロミック層10Bが白濁している場合には、第２
のサーモクロミック層10B中の赤色着色材により赤色が
見える。

さらに、第１、第２のサーモクロミック層10A、10Bが
共に透明である場合には、反射光は、第２のサーモクロ
ミック層10Bの着色材によって赤色であるが、例えば、
背景板22を黒色とした場合には、その赤色光も背景板22
に吸収されてしまうためその透明部は黒色に見える。

従って、このような点から、情報表示体において、白
色、赤色および背景の色に対応した色の３つの色彩によ
る表示が可能となる。

第１、第２の隣りあうサーモクロミック層同士を積層
させて情報表示体を構成したが、これらサーモクロミッ
ク層に対して着色を施す代りに白色を呈するサーモクロ
ミック層の間に着色層を設ける場合もある。

すなわち、第１図（Ｃ）には、この場合の例が示され
ており、同図において情報表示体は、当初、白色を呈す
るサーモクロミック層10Aを２層とし、これら層間に、
赤色着色材を混入した着色層10Cを配置してある。

上記構成では、第１図（Ｄ）示のように、第１図
（Ｂ）と同様、上方に視点をおいたとき、視点側のサー
モクロミック層10Aの白濁部分（図における斜線部）に
おいては、着色層10Cの色彩に拘りなく白色像が見え
る。

一方、視点側のサーモクロミック層10Aが透明であっ
て、他方のサーモクロミック層10Bが白濁している場合
には、着色層10Cの着色材とサーモクロミック層の白濁
部分とにより赤色若しくは淡い赤色に見える。

そして、サーモクロミック層のいずれもが透明である
場合には、第１図（Ａ）に示した情報表示体と同様に、
着色層10Cの着色材によって赤色であるが、背景板22を
黒色とした場合には、その赤色光を吸収されてしまうの
で、その透明部は黒色に見える。

従って、このような構成においても、情報表示では、
白色、赤色および背景に対応した色の３つの色彩による
表示が可能となる。

次に、第１番目の発明の実施例を第１図（Ｅ）以下の
図面で説明する。

第１番目の発明の実施例による表示体は、サーモクロ
ミック層間に新たな層を介入することを特徴とし、その
新たな層として、第１図（Ｅ）、第１図（Ｇ）および第
１図（Ｈ）に示すように、透明あるいは着色された断熱
層10Dおよび10D₁を配置されている。

これらの実施例の構造において断熱層を介入させる理
由は、サーモクロミック層の温度レベルを各部位で区分
し易くするためおよび、情報表示体の基材として兼用す
るためである。

すなわち、第１図（Ｅ）、（Ｇ）、（Ｈ）に示した実
施例において、上層と下層とに配置されたサーモクロミ
ック層に対して温度条件を異ならせて書込み部のサーマ
ルヘッドによる情報記録状態を変化させるようにするた
めである。

なお、これら実施例によって得られる表示の態様は、
先の第１図（Ａ）および第１図（Ｃ）に示した情報表示
体における表示の場合と同じ原理によって同等の結果が
得られるので、第１図（Ｆ）、第１図（Ｉ）において反
射光の表示をするに止めてその詳細な説明は省く。

また、上述した例に加えて、情報表示体10のなかのサ
ーモクロミック層をさらに増加することも可能である。

すなわち、第７図は、透明な中間層10Dの上下両面に
おいて、上面には、白色を呈するサーモクロミック層10
Aと、例えば黄色（以下ａ色という）に着色された第２
のサーモクロミック層10Eとを積層し、そして、下面に
は、例えば、マゼンタ色（以下ｂ色という）に着色され
た第３のサーモクロミック層10Fと、例えば青色（以下
ｃ色という）に着色された第４のサーモクロミック層10
Gとを積層して構成した情報表示体が示されている。

このような情報表示体にあっては、その上下両面に対
応して設けられた一対の書込ヘッド（サーマルヘッド）
によって情報が書込まれる。

この例における表示の態様は、先の第１図に示した情
報表示体における場合と同じ原理によって色の減色混合
による多色表示の結果が得られるので、図において反射
光の表示をするに止めて詳細な説明は省く。

なお、図中、符号ａ＋ｂでは赤色がそしてａ＋ｂ＋ｃ
では紫色を得られることを付記しておく。

従って、この例にあっても、サーモクロミック層の重
畳数に対応した複数種類の色表示が行なえることにな
る。

なお、上述した各構造から成る情報表示体は、基本的
には、少なくとも２層のサーモクロミック層を備えてい
るものであるが、他に表面保護層や無反射層あるいは中
間接着層を付加することもある。

すなわち、これら各層を設けるのは、例えば、市販の
ホワイトボードに記入する際に用いられる記入ペン（マ
ーカーと呼ばれる）によって情報表示体表面に追加記入
をするような場合、インク材料に対する化学的保護や機
械的な強度向上を図るためであり、具体的には、第８図
示のように、第１図に示した情報表示体の表面に例え
ば、保護層11を設ける。

以上のような実施例によれば、少なくとも２層のサー
モクロミック層を接合するだけで３色あるいはそれ以上
の色彩の情報表示を可能にすることができる。

次に、このような情報表示体を表示に供するための表
示装置について説明する。

表示装置20は、第３図のように、マーカーや黒板消し
などの小物入れ31を備えた架台30上に載置固定されてお
り、正面に表示窓20Aを形成されている。

そして表示装置20の内部には、ベルト状の情報表示体
10を巻き掛けられた複数のローラ21a、21b、21c、21dが
配置され、情報表示体10を図示矢印方向に移送してい
る。

一方、情報表示体10をはさんで表示窓20Aと対向する
位置には例えば表面を黒色塗装された背景板22が配置さ
れ、そしてこの背景板22と反対側に位置する情報表示体
10の内側にはイレーサ23を構成するヒータが配置されて
いる。

イレーサ23は、後で詳しく述べるが、情報表示体10に
対する加熱温度をイレースの仕方によって異ならせるよ
うに制御されるものであって、具体的には、情報表示体
10の全面透明化あるいは全面白濁化を行なえる温度に設
定される。

また、情報表示体10の移送方向における表示窓20Aの
前方には、情報表示体10をはさんで一対のサーマルヘッ
ドから成る書込み装置24が配置され、そして情報表示体
10の移送方向における表示窓20Aの後方には、CCDを含む
光電変換機器から成る読取り装置25が配置されている。

書込み装置24は、図示されないインターフェースを介
して例えば、イメージスキャナ、ファクシミリなどの装
置から信号を送られて作動するものであり、その信号に
基づく作動態様は後で述べる。

また、読取り装置25は、従来の表示装置に用いられる
のと同様に、蛍光灯などの光源やミラーを有し、このミ
ラーやレンズおよび別のミラー等を等を介して画像信号
がCCDに入り、ここから電気信号をプリンタ等の機器に
電送する。

なお、前述した表示窓20Aは、一般にはガラスやプラ
スチック等の透明材で覆うようにするが、図示のように
開放方式すると、市販のホワイトボードに用いるマーカ
ーによって情報表示体10に直接情報を書込むことができ
る。

以上述べた表示装置20にあっては、情報表示体10の移
送時、イレーサ23による情報消去、書込み装置24による
情報書込み、表示窓20Aでの表示、そして読取り装置25
による情報読込みが行なわれる。ところで、イレーサ23
による情報消去に際しては、前述したサーモクロミック
層の性質に基いて、１）全面透明化と、２）全面白濁化
の２つの方式が用いられる。

従って、１）の場合には、第２図から明らかなよう
に、情報表示体10の温度がt₁になるように設定され、そ
して２）の場合にはt₂以上になるように設定される。

一対のサーマルヘッドを用いる場合、前述したイレー
サ23による情報消去の仕方１）のとき、第４図示のよう
に、サーモクロミック層の上層の上側と下側との温度分
布が設定されると、表示の段階（第４図（Ｃ））では、
情報表示体10の上下両方からみて３色の色彩の表示が可
能となる。

この場合には、書込み装置24をなすサーマルヘッド
は、情報表示体10をはさんで対向する同一位置に配置さ
れ、鏡像関係にある情報を書き込むことにより、情報表
示体10の表裏両面での色彩表示の色ずれが起こらないよ
うにされている。

また、前述したイレーサ23による情報消去２）のと
き、第５図示のように、サーモクロミック層の上側と下
側との温度分布が設定された場合においても、情報表示
体10の上下両方からみて３色の色彩による表示が可能と
なる。第４図、第５図における符号22は、黒色着色され
た背景板を示している。

なお、サーマルヘッドにおいては、イレースを行なわ
ずに追加あるいは重複書込みを行なうことも可能であ
る。

そして前述した一対のサーマルヘッドを用いる場合に
は、必要に応じて書込み部あるいはその直前で情報表示
体10をt₀近くまで加熱しておくことにより、サーマルヘ
ッドへの印加エネルギーを低減したり、加熱状態を２段
階以上に制御したりするうえで、都合が良い。

また、イレース用の部材としてヒータに代えて加熱ロ
ーラとしても良いこと勿論であり、さらに、温度制御の
ために、冷却ファンや熱バイアス等の補助手段を設けて
も良い。

（効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、断
熱層をはさんで両側にサーモクロミック層を配置するだ
けの簡単な構造により、情報表示体の表裏両面への情報
記録が行なえるので、情報表示体の大型化を招くことな
く、かつ、情報書き込みの手間をかけることなく色彩表
示が可能になる。

また、上述したような情報表示体を表示する場合、書
込みの形式を多岐にわたって選択することが可能であり
かつ、表示装置にあっても、情報表示体が単一のままで
多色表示に供されるので、単調な画像表示から、多様な
表示を可能にすることができる。しかも、情報表示体を
はさんで対向する同一位置に書込ヘッドを配置し、鏡像
関係にある情報を同タイミングにて書き込むことができ
るので、多色表示の際の色ずれを未然に防止することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明による情報表示体の
表示原理を説明するための図、第１図（Ｅ）乃至（Ｋ）
は、本発明による情報表示体の実施例の構成及びその作
用を示す説明図、第２図は本発明による情報表示体の温
度特性を示す線図、第３図は本発明の一実施例を示す表
示装置の説明図、第４図及び第５図は第３図に示した表
示装置による情報表示体への書込み時の作用を示す説明
図、第６図は本発明の実施例における要部を示した情報
表示体の側面図、第７図は情報表示体の他の例を示す断
面図である。 10……情報表示体、10A、10B……サーモクロミック層、
10C……着色層、10D、10D₁……断熱層、20……表示装
置、24……サーマルヘッド。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ別の色彩が施されているサーモク
ロミック層を重合して構成した情報表示体において、上記サーモクロミック層の間に断熱層を配置したことを
特徴とする情報表示体。
【請求項２】断熱層に透明層あるいは着色層が用いられ
る特許請求の範囲第１項記載の情報表示体。
【請求項３】断熱層をはさんで別の色彩が施されている
サーモクロミック層が重合された情報表示体を回転自在
に支持し、上記情報表示体をはさんで対向する同一位置
にそれぞれ対応させて鏡像関係にある情報を上記サーモ
クロミック層に対して書き込む書込ヘッド部を備え、そ
の書込ヘッド部の加熱状態を２段階以上に制御すること
により、上記サーモクロミック層に鏡像関係にある情報
を複数色の色彩表示にて行なわせる表示装置。