JPH0364738A

JPH0364738A - 像形成媒体

Info

Publication number: JPH0364738A
Application number: JP20033989A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Onishi; 敏一大西; Shuzo Kaneko; 金子　修三; Takashi Kai; 丘甲斐
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1991-03-20

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−Ｃ画像を出力表示する像形ｆｒ
、Ｉｉ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
イスプレィが知られている。高分子液晶は薄膜化、大面
積化が可能で、フラットデイスプレィとしての素子化が
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がある。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
せることができるため、画像の繰り返し表示及び消去が
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が得られ
る。

［発明が解決しようとする課題］高分子液晶を用いた像形成媒体でカラー画像を表示する
方法として、色材が添加されたカラー高分子液晶を用い
る方法がある。これは異なる色のカラー高分子液晶を画
素として基板上に一層配置した媒体を用い、画素の光散
乱強度を選択的に変えることにより、カラー画像を表示
させる方法である。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が簡単で、高分子液晶層とフ
ィルターとのマツチングが不要である等の利点があり、
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
依存性がなくなるため有効である。

しかしながら、光散乱を５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があり、表示画像の色
のつりあいを補正する必要が生じている。

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、散乱光表
示の際の散乱強度、散乱角度の波長依存性を簡便に補正
し、色つりあいのとれた良好な表示画像を得ることがで
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、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
晶が画素として一層で規則的又は不規則的に基板上に配
置された像担持体を有し、該配置されたカラー高分子液
晶中にドメインを選択的に発生及び成長させることによ
り、彩色に対応した波長の光を散乱させて散乱光表示を
行なう像形成媒体であって、該複数種のカラー高分子液
晶のうち少なくとも１色のカラー高分子液晶のドメイン
サイズの最大値が異なることを特徴とする像形成媒体で
ある。

また、本発明は、色に対応して液晶相を示す液晶温度領
域が異なるように調整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
晶が画素として一層で規則的又は不規則的に基板上に配
置された像担持体を有し、該画素の光散乱強度を選択的
に変化させて散乱光表示を行なう像形成媒体であって、
最も長波長の光を散乱するカラー高分子液晶の液晶温度
領域の温度幅が最も大きい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。

本発明は、異なる色に彩色された複数のカラー高分子液
晶上に一層で規則的又は不規則的に配置し、これらのカ
ラー高分子液晶中に発生するドメインによって散乱され
る光を用いた表示を行なう像形成媒体であって１表示散
乱光波長に対応してカラー高分子液晶のドメインサイズ
が異なることに特徴があり、散乱光表示の際の散乱強度
、散乱角度の波長依存性を簡便に補正し１色つりあいの
とれた良好な表示画像を得るものである。

また、本発明は、最も長波長の光を散乱するカラー高分
子液晶の液晶相を示す液晶温度領域の温度幅を最も大き
くすることにより、上記と同様の色補正を行ない良好な
表示画像を得るものである。

本発明で使用できる高分子液晶は、サーモトロピック液
晶であり、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が使用できる。高分子サーモトロ
ピック液晶は、薄膜状態が得られるのみならず、低分子
液晶に比べ記録状態の保持が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できる高分子ザーモトロビ
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ｐＨ直で長い原子団が
屈曲性鎖で結ばれブこもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子
団を有するもの。

これらの高分子液晶は異能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すが、これらに限定され
るものではない。

（１１）ｅ（１０）これらの高分子液晶はガラス転移点以下の温度でその構
造状態を保持できる特徴があるため、例えば、次のよう
な記録モードが可能である。

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
記録モードは、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で加
熱後徐冷することにより、初めのポリドメイン状態に戻
すことができる。また、先非散乱−光散乱の各状態を逆
転させて記録モード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がある０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
ザー光吸収色素）を、色表示に影響を与えず、また感度
が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０．０１〜３０ｗｔ％、好ましくは０．１〜２０ｗ
ｔ％の範囲てあり、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
で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０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。

本発明は、以上のようにして得られるカラー高分子液晶
を異なる色で複数種用意し、これらを基板上に一層配置
し、散乱光による表示を行なう像形成媒体であり、散乱
光波長に対応してカラー高分子液晶のドメインサイズの
最大値が異なることを特徴とする特に、最も長波長の光
を散乱するカラー高分子液晶のドメインサイズの最大値
を最大にすることが望ましい。これは、カラー高分子液
晶からの散乱光強度と散乱角度は、散乱光波長及び高分
子液晶のドメインサイズに依存するためである。つまり
、高分子液晶のドメインサイズが小さい（例えば、０．
１〜ｌＪＬ■程度）際は、短波長の光は十分に散乱する
が、長波長の光はほとんど散乱されないのに対し、高分
子液晶のドメインサイズが大きく（例えば、１〜２０Ｉ
Ｌｍ）なると、長波長の光も散乱するようになる。従っ
て、彩色されたカラー高分子液晶を用いた像形成媒体で
は、散乱される光の波長に応じてカラー高分子液晶のド
メインサイズを変えることによって散乱光表示の際の色
つりあいを補正し、良好な表示画像が得られる。具体的
には、レッド、グリーン、ブルーの３色のカラー高分子
液晶からなる像形成媒体に対しては、レッドの高分子液
晶のドメインサイズの最大値を大きくする。

一般に、高分子液晶のドメインは、温度を下げて等吉相
から液晶相へ相転移した時に生じ始め、温度と保持時間
によって成長しその大きさが大きくなり、高分子液晶（
又はその組成物）の種類に応じである大きさで実質上飽
和し、最大値を示す、特に、高分子主鎖の化学構造が類
似し、しかもガラス転移点（Ｔｇ）を有する高分子液晶
に対しては、等吉相転移点（Ｔｅｌ）とＴｇとの温度差
（液晶温度領域の温度幅ΔＴ）が大きいほど、得られる
ドメインサイズの最大値が大きくなるという相関関係が
認められるため、６丁の大きなカラー高分子液晶から最
も長波長の光が散乱されるようにカラー高分子液晶を選
択することができる。

また、等吉相で保持された高分子液晶を液晶相を示す温
度まで加熱しても、同様にドメインが形成される。本発
明の像形成媒体でカラー高分子液晶のドメインサイズが
最も大きい時、ｒ＆乱の特異な波長依存性がない限り、
カラー高分子液晶の散乱光強度は最も大きくなる。また
、本発明では液晶相での保持温度や保持時間を調節する
ことによって、所望のドメインサイズを選択して散乱光
強度を変化させることができ、これによって階調表示が
可能である。この際、ＩＩＩ調表本表示なうドメインサ
イズの範囲も、長波長の光を散乱するカラー高分子液晶
から順次大きくしておくことが望ましい。

さらに本発明においては、すべての色のカラー高分子液
晶か同程度の飽和１ノ／：二＋＜メインサイズを示す、
二とか可能である場合で・ｔつ、波長の長い光な散乱す
るカラー高分子液晶のドメインサイズを像形成条件によ
って変化さｅ、散乱光表示の色つりあいを同様に補正す
ることも可能である。

本発明に３いて、カラー高分子液晶のドメインサイズと
ｌ／ては、可視光を散乱させるのに必要な大きさである
ことが望ま１ノく、通常ｏ、１＝ｉｏ口μ引、好＊ｂ＜
は０゜ｌ−５Ｏｐ、ｍである。高分子液晶のドメインは
、厚＄１ｐ、ｍ程度の薄膜化１ノだ高分子液晶をクロス
ニコル下での偏光顕ａｍに、Ｌつて観察するここができ
るいなお、１くメインサイズの大きさは偏光顕微鏡観察
Ｔ！得らυ、るドメインの等価円直径（面積で等価円と
した時の直径）の平均の長さを示す。

また、光散乱強度は、（＝のＩくメインサイズとともに
ドメイン間の屈折率差（高分子液晶の複屈折性、オーダ
ーバラメ・−タ・−）によっても影響を受ける。

本発明におい゛〔、表示波長が最も長いカラー高分子液
晶の１−メーインの大きざや液晶温度領域の温度幅を大
きくすることによって、光散乱強度、散乱角度の補正を
容易に行なうことがアきる。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が、液晶性を悪化きぜずに高分
子液晶中に相溶できる色材の種類や添加量には限界があ
る。

また、高分子液晶のドメインの大きさがｌＩＪ、ｌ径程
度の小さい高分子液晶でも、１／ラッドには使用できな
くても、ブルー色には使用できる材料があり、高分子液
晶の相転移温度、添加剤相溶性など劇料汎用性が広がる
。

また、本発明Ｃおいて、基板りに配置されるカラー高分
子液晶は実質上表示に寄与する必要がある。その点で、
カラー面積率には下限が存在し。

面積率は３％以」−１好ましくは１０％以上である。

ｔｔ、お、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意味
する。

本発明において、カラー高分子液晶を選択的に加熱１）
、透明−光散乱の状態の変化を起こす必要かあるゆこの手法としては、例えば以下の方法が挙けられる。

（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がそれぞれ異なるように１ノ、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、異ねる色の
像担持体」二の微少領域■と■においｒ、それぞれで用
いられている高分子液晶な八、６とｌノ、Ａ、Ｈのガラ
ス転移点と等吉相転移点（ＴｇＡ、　Ｔｃ　ＩＡ、Ｔｇ
’　＊丁ｃｌ’　）が第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）状態で保持されているとき、■、■を含む領域
でＴｅｌ”以上に加ｍＷｋ、丁ｇＡ以下に急冷すると、
■、■はともＣ透明（等実相）状態で保持される。引き
続きＴ　ｃ　ｊ？　ＡＪ！ｋＴ−以下の温度に加熱後、
ＴｇＡ以下まで徐冷することにより、■のみを光散乱状
態にもどすことかできる。

一方、■、■とも光散乱状態のとき、ＴｃＩ！Ａ、１；
Ｊ上７　ｇ　Ｂ以下の温度まで加熱後、ＴｇＡ以下に急
冷すゐヒ、■のみを透明状態にすることができる。

また、Ｔｅｌ”以上に加８後、丁ｇＡ以下に徐冷すると
、■、■をともに光散乱状８にするここかできる。

この第１図（ｂ）での丁〆、　Ｔｅ１Ａ。丁ｇＢ＋　Ｔ
ｅｌ”の関係は、２つの高分子液晶八、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、Ｔｅ１Ａ＞Ｔｇ’の場合でも
、　Ｔｅｌ’＞　Ｔｅ１Ａで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（ｅ）に示１ノ
たように、Ｔｅ１Ａ、　ＴＣ１″以下のある温度幅△Ｔ
ゆ。。

△Ｔ−が重ならず分離古れていれば良い場合がある。

このＴｅｌ□Ｔｅｌ’の温度差は、ＩＯ”Ｃ以りある。

二とが好ましく、さらにＴｅ１Ａ、　Ｔｅｌ”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屯ツドによって行なうことがで
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ができる。

また、温度幅ΔＴやΔＴオ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的に変
化させて中間調の記録状態を実現することもできる。

（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が挙げ
られる９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が、使用する
光源が可視光に発振波長を膚するレーザー（Ｈｅ−Ｎｅ
、Ａｒ中等）となってしまい、装置上、駆動上の不都合
が多いため、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、半導体レーザーを用いること
が好ましい。この場合、異なる光吸収色素間の吸収波長
のクロストークが少なく、しかもこの光吸収色素の添加
にともなって、色表示特性に影響な与えないことが必要
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。

下記の構造式（１）で表わされる高分子液晶ΔＴ＝７３
．２℃ に二色性色素ＬＳＲ−４０５　（三菱化成■製）を２ｗ
ｔ％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
が均一に添加されたレッド色の高分子液晶組成物を得た
。

また、同様に下記の構造式（ＩＩ）で表わされる高分子
液晶５７．６℃　　　　　　　８７．６℃ ｇ　　　　　　　　　　Ｃｈ　　　　　　　　　　Ｉｓ
ｏ。

ΔＴ　＝３０℃ に二色性色素ＬＳＢ−２７８　（三菱化成■製）２ｗｔ
％を均一に混合し、ブルー色の高分子液晶組成物を得た
。

また、同様に下記の構造式（ｍ）で表わされる高分子液
晶４丁　２６０℃ に二色性色素ＬＳＢ−３３５　トＬＳＹ−１１６　　Ｃ
三菱化成ｎ製）をそれぞれ１ｗｔ％を均一に混合し、グ
リーン色の高分子液晶組成物を得た。

得られた３色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２゜μ璽のカラー
粒子とした。得られた３色のカラー粒子を均一にブレン
ドした後、静電塗工法により５０川重厚のポリエステル
フィルム上に一層塗工した。

次に、これを１２０℃に加熱１ノながらテフロン（登録
商標）ローラー間を通過させるこだにより、カラー粒子
をポリエステルシート上（圧着焼付けを行って、第２図
に示したようなレフ１り、グリーン、ブルーの３色の種
類のカラー高分子液晶がランダムに配列きれた像形成媒
体を作成１）た。

なお、各カラー高分子液晶のドメインサイズの最大値は
、クロスニコル下の偏光顕微鏡を用いた目視による観察
では、レッド高分子液晶約３１Ｌｍ、グリーン高分子液
晶約１．７μ、園、ブルー高分子液晶約１井薦であった
。

得られた像形成媒体に、第３図に示ず構成の記録装置で
画像の記録を行なった。第３図で１ラインのサーマルヘ
ッドによって、第４図に示した温度変化を像担持体に付
与して３色のカラー高分子液晶の光散乱強度を選択的に
変化きせた。

第４図の温度付与波形のうち、（ａ）の＠域は、すべて
のカラー高分子液晶のＴｅｌ以」二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ｍ域は、Ｔ
ｅｌか最も高いレットの高分子液晶の記録状態を決める
領域で、Ｔｅｌ”からある一定の温度幅ΔＴ、１″′（
ΔＴ、”　（Ｔｅｌ”　−Ｔｇ”、　Ｔｅｌ”−Δ丁、
″〉Ｔ　ｃ　Ｉ　’　＋　Ｔ　ｅ　ｌ　’　）で、徐冷
［温度付与波形（ｂ）−■ユされるとレッドの高分子液
晶は光散乱状態に変化し、急冷［温度付与波形（ｂ）−
〇］されるヒ透明状態が保持されたやこの際、ブルー及
びグリーンの高分子液晶は透明状態のままで変化し龍か
った。

以下、（ｅ）、　（ｄ）の領域でそれぞれブルー、グリ
ーンのカラー高分子液晶の記録状態を順次決めた後、冷
却＠域（ｅ）で像担持体を室温まで冷却した。

記録１ノだ像形成媒体を、第５図に示すよう龍構成の装
置によって、散乱色表示を行なったところ良好な画像が
得られた。

［発明の効果Ｊ以上説明した様に、本発明は、カラー高分子液晶が少な
くヒも２色以上の複数種で基板上に規則的又は不規則的
に配置きれた像担持体を衣し、カラー高分子液晶からの
散乱光によつで表示な行なう像形成媒体においで、該カ
ラー高分子液晶のうち少なくとも１色のカラー高分子液
晶のドメインサイズの最大値を異ならしめることにより
、散乱光強度、散乱角度の波長依存性を容易に補正でき
、色つりあいのとれた良好な表示画像を得るここができ
、また使用できる高分子液晶の汎用性が広くなるという
効果がある。

また、最も長波長の光を散乱するカラー高分子液晶の液
晶温度領域の温度輻を最も大きくすることにより、」二
記と同様の散乱光強度、散乱角度の波長依存性を容易に
補正でき、また色つりあいのとれた良好龍表示画像を得
ることができる効果がある。

【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図は本発明の実施例の像形成
媒体の構成図、第３図は実施例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図は実施例の像担持
体に印加される温度変化を示すグラフおよび第５図は実
施例の像形成媒体に用いる記録装置の構成図である。ｌ・・・ポリエステルフィルム２・・・カラー高分子液晶３．３′・・−サーマルへ・ブト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

【特許請求の範囲】

（１）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画素と
して一層で規則的又は不規則的に基板上に配置された像
担持体を有し、該配置されたカラー高分子液晶中にドメ
インを選択的に発生及び成長させることにより、彩色に
対応した波長の光を散乱させて散乱光表示を行なう像形
成媒体であって、該複数種のカラー高分子液晶のうち少
なくとも１色のカラー高分子液晶のドメインサイズの最
大値が異なることを特徴とする像形成媒体。
（２）前記複数種のカラー高分子液晶のうち、最も長波
長の光を散乱するカラー高分子液晶のドメインサイズの
最大値が最も大きい請求項１記載の像形成媒体。
（３）前記カラー高分子液晶がレッド、グリーン、ブル
ーの３色のカラー高分子液晶である請求項１又は２記載
の像形成媒体。
（４）色に対応して液晶相を示す液晶温度領域が異なる
ように調整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画素と
して一層で規則的又は不規則的に基板上に配置された像
担持体を有し、該画素の光散乱強度を選択的に変化させ
て散乱光表示を行なう像形成媒体であって、最も長波長
の光を散乱するカラー高分子液晶の液晶温度領域の温度
幅が最も大きいことを特徴とする像形成媒体。
（５）前記カラー高分子液晶がレッド、グリーン、ブル
ーの３色のカラー高分子液晶である請求項４記載の像形
成媒体。