JPH0368918A - 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、カラー画像の記録や表示を行なう像形成媒体
に関し、特にレーザー光によって画像の形成か行なわれ
る像形成媒体に関する。

［従来の技術］ 従来、高分子液晶を用いた像形成媒体によって書き換え
可能な画像の記録や表示か行なわれている。高分子液晶
は、薄膜化、大面積化が可能であるために、フラットパ
ネルデイスプレィや、紙と領似した像形成媒体として有
望視されている。

特に、高分子液晶のポリドメインによる光散乱を用いる
と、視野角依存性の少ない画像を得ることができる。

画像の記録方法としては、サーマルヘッド等の抵抗発熱
体を用いて高分子液晶を加熱し、光散乱強度を変化させ
ることにより記録を行なう方法、この他にレーザー光等
の光照射によって高分子液晶を同様に加熱して記録する
方法もある。一般に、レーザー光を用いた記録は高密度
の記録を行なうことができる上に媒体と非接触で記録す
ることかてきるのて像形成媒体への力学的な影響が少な
いという長所がある。

［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にカラー画像を記録する
方法として、相転移温度に応じて光散乱−温度の特性が
異なる高分子液晶中にそれぞれ色の異なる色材を添加し
、これらを画素として基板上に一層配置した媒体を用い
る方法かある。

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イｊ利である
。しかしなから、光散乱−温度の特性か異なる数種用の
カラー高分子液晶を用いているために、隣接画素間ての
クロストークが発生しやすいという問題がある。

本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、隣接画素間てのクロストークの発生
を防止し、色再現性が良好な画像か得られる像形成媒体
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、光散乱強度が変化する相転移温度を有
し、しかも相転移温度及び色が共に異なる少なくとも２
種類以上のカラー高分子液晶を画素として一層に配置し
てなる像担持体をイ了し、該像担持体に記録光を照射し
て加熱することにより画素の光散乱強度を選択的に変化
させて画像の形成を行なう像形成媒体において、前記カ
ラー高分子液晶の色に対応して記録光の吸収効率が異な
る様に構成されてい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。

本発明によれば、前述のような相転移温度が異なる少な
くとも２神類以上のカラー高分子液晶を用いた像形成媒
体において、カラー高分子液晶からなる画素に選択的な
記録を行なうために照射される光の吸収効率か色によっ
て異なるようにしたことを特徴とする特に相転移温度の
低いカラー高分子液晶ほど吸収効率を高くすることを特
徴としている。これにより、記録に際して隣接する画素
間でのクロストークなより効果的に防出することができ
るようにしたものである。

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、Ｒｔ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。

■メソーゲン裁、あるいは比較的剛直て長い原子団か屈
曲性鎖て結ばれたもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子
団をイｆ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
て用いることか可能である。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”ドに高分子液晶の兵体例を示すかこれらに限定され
るものてはない。

Ｒ：　ＯＣＩ＋３゜ Ｒ：　ＯＣ，１１？ Ｒ：　　ＣＮ （８） （１０） １１３ （１１） ｌＩＣ 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かあるため、例えば、次のよう
な記録モートが可能である。

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、等労相を示す温度以上に高分子液晶を加熱後、
ガラス転移真以下に急冷し高分子液晶を等労相の状態に
保持することにより、記録が行われる。

記録領域は、高分子液晶を等方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ｉＥに
仄ずことかてきる。また、先非散乱光散乱の各状態を逆
転させて記録モート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東剤や逍核剤等
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心安かある。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、顔料か使用てきる。

一般にこれらの染ネ゛ｌ、顔料の添加鼠は、高分子液晶
に対して０．Ｏ１〜３０ｗＬ％、奸ましくは０，１〜２
０ｗＬ％の範囲であり、その添加呈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
とすることか好ましい。

本発明ては、色材を高分子液晶に化学的に結合させた形
て導入することかできる。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か挙げられ
る。色材を添加する場合に比べ１色材の拡散か完全に抑
えられるので特に好ましい。

本発明の像形成媒体ては、カラー高分子液晶に光を照射
して加熱することにより、記録を行なうことを特徴とし
ている。照射される光は、記録密度の向上、記録光制御
の容易さからレーザー光が好ましい。さらに、前述の色
材か有する可視域の波長よりも近赤外域に吸収を有する
レーザー吸収色素を添加する方か、半導体レーザーを使
用することかてきるために好ましく、記録に半導体レー
ザーを使用すれば、記録光かカラー化のために添加され
ている色材等によって吸収されないため、感度の調節か
行ないやずいという長所かある。

近赤外域吸収のレーザー吸収色素には、例えば以下のも
のか挙げられる。

−１ −２ −３ −４ （Ｘ”）２ Ｘ　＝　Ｃｊ’Ｌ、ＡｓＦｒ。

これらのレーザー光吸収色素て代表される光吸収色２に
の添加量は、画像の色に影響を与えず、また光記録の感
度が得られる範囲であることが好ましく、また、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か
出ない範囲とすることか好ましい。光吸収色素の可視光
域ての吸収にもよるが、具体的には０．０１〜２５ｗｔ
％、好ましくは口、ｌ〜２．Ｏｗｔ％である。

本発明ては画素として一層に配置されたカラー高分子液
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、例えば以下の方法か挙げられる。

異なる色を有するカラー高分子液晶において、液晶相を
示す温度領域が色によって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、画素■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。

Ｂのガラス転移点と等労相転移点（ＴｇＡ、　Ｔｃｊ）
ＡＴｇ’、　Ｔｃｊ）′′）か第１図（ｂ）のような関
係であるとする。（ｉ）　、　ｔ２）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、■、■を含む領域てＴｄ”以上に加熱後、ＴｇＡ以
下に急冷すると、■、■はともに透明（等労相）状態で
保持される。引き続きＴｃ１）Ａ以上ＴｇＢ以下の温度
に加８後、Ｔｇ　Ａ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かてきる。

一方、■、■とも光散乱状ぷのとき、ＴｃｐＡ以上７　
ｇ　Ｒ以下の温度まて加熱後、７　ｇ　Ａ以下に急冷す
ると、■のみを透明状態にすることかてきる。

また、Ｔｃ１）８以上に加熱後、ＴｇＡ以下に徐冷する
と、■、（字）をともに光散乱状態にすることかてきる
。

この第１図（ｂ）でのＴｇ”、　ＴｃＲ＾＊　Ｔｇ”＊
　ＴＣＲ”の関係は、２つの高分子液晶Ａ、Ｈ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、即ち、Ｔｃ１Ａ＞　ＴｇＢの場合で
も、Ｔｃｌ”＞　Ｔｃ１Ａ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、　ＴｃＲＡ、　ＴｃＲＢ以下のある温度幅ΔＴ
ｘ＾、ΔＴｘ”・か屯ならず分離されていれば良い場合
がある。

このＴｃＲＡ、　ＴｃＲ”の温度差は１０℃以上あるこ
とが好ましく、さらにＴｃ１Ａ、　Ｔｃｊ）Ｂ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６丁や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。

本発明ては、このように色を有する画素の光散乱強度を
選択的に変化させるために、異なる色で用いられている
画素の相転移温度を前述のように異なるようにする手法
が行なわれているが、光記録の際には異なる色を有する
隣接した画素間でのクロストーク、をさらに防止する対
策が取られている。つまり、異なる色を有する画素に対
しては、画素が記録光を吸収する効率を変えて同等の記
録光が照射されても画素に応じて加熱温度に差が出るよ
うにすることにより、さらに効果的なりロストーク防止
を行なうことができる。記録光に対する吸収効率を利用
することにより、さらにクロストーク防止の効果が向上
し、画像の色再現性が良好となる。また、クロストーク
防止に対して相転移温度に依存する割合が低下するため
、使用てきる高分子液晶の材料の汎用性が広がるという
効果がある。

光記録においては、光吸収色素の波長存在性を利用する
ことも考えられるが、記録光の光源が複数となり、さら
に光学系も複雑となるため、記録装置が複雑となり、コ
ストも上昇するという問題かあり、あまり好ましくない
０本発明では、前述したように、記録光としてレーザー
光、特に近赤外域に発振波長を有し、駆動がしやすい半
導体レーザーが好ましい。

本発明では高分子液晶中に添加される光吸収色素をすべ
て同じ種類とし、その添加量を高分子液晶の色に応じて
変えることにより、画素の記録光吸収効率を変えること
ができる。特に、相転移温度の高いカラー高分子液晶ほ
どレーザー吸収色素の添加濃度を低くすることが好まし
い。

具体的には、第１図（ａ）において、隣接した画素■、
■の記録光に対する吸収効率が■〈■であるようにする
と、　Ｔｃｊｉが低い■の画素のみの光散乱強度を変化
させるために記録光照射によってＴｃｌＡ以上の温度に
加熱される際でも、Ｔｃｊｉが高い■の画素は光吸収効
率が低し↑ので、ＴｃｌＡ以上の温度以上には加熱され
ず、画素■の光散乱強度は変化しない、従って、（Ｃ）
の場合のΔＴｘ１１とΔＴｘＡの温度領域間が近接して
いる時でも、画素間のクロストークか起こらず良好な画
像が得られることになる。

［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）で表わされる高分子液晶（Ｉ） に二色性色素ＬＳＢ−２７８　（三菱化成■製）２ｗｔ
％とレーザー光吸収色素ＩＲＧ−（１２：＋　（０本化
薬■製）１ｗｔ％を混合したものを、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、二色性色素とレーザー光吸収色素が均一に添加され
たブルー色の高分子液晶組ｔａ物を得た。

一方、下記の構造式（■）で表わされる高分子液晶 Ｃ１１３ （Ｈ） に二色性色素ＬＳＲ−４０５　（三菱化Ｊ＆１ｌＪ）製
）２ｗｔ％とレーサー光吸収色素　ＩＲＧ−０２：ｌ　
（日本化薬■製）１、：Ｉ　ｗＬ％を同様に均一混合し
、レフト色の高分子液晶組成物を得た。

得られた２種類の高分子液晶組成物をそれぞれ粉砕、分
級することによって個数平均粒径約８鉢１のカラー粒子
とした。カラー粒子を重量比ｌ：ｌの；１．１合て均一
にブレンドした後、静電塗工法により、５０トー厚のポ
リニスデルフィルム上に一居塗工を行なった。

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
子をポリエステルフィルム上に圧着焼付けし、第２図に
示したようなレッドとブルーの２色カラー高分子液晶か
画；Ｂとしてランダ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図に示す構成の記録装置で
画像の記録を行なった。

始め、像形成媒体上のフルー、レッドの画素ともに光散
乱状態とした。

次に、入ｗａｘ　１．２ｐｍ　、出力２０ｍＷの半導体
レーザー光をパルス巾２０（ＩＩＬｓｅｃ、スポット径
１１００ｐて画像信号に応して照射したところ、レーザ
ー光か照射されたＡ域のツルー及びレッドの画素はとも
に等労相まて加熱された後、急冷されるため光透過状態
に変化した。

一カ、入ｌ１ａｘ　１．２４ｍ　、出力１０１Ｗの半導
体レーザー光をパルス巾２００ｇ５ｅｃ、スポット径　
１００ｇｍて画像信号に応して照射したところ、レーザ
ー光が照射された領域のレッド画素のみが変化し、光透
過状態となった。

さらに、ブルー及びレッドの画素がともに光透過状態と
なった領域に、λｗａｘ　１．２４ｍ　、出力１０＋ｕ
Ｗの半導体レーザー光を第４図に示したパルスと１０昨
■のスポット径て照射したところ、レッドの画素のみを
光散乱状態に戻すことかできた。

以上の記録手順によって像形成媒体上に画像の記録を行
ない、これをオーバーヘッドプロジェクタ−によってス
クリーン上に投影したところ、ブルーとレッドの画素１
１０てのクロストークが少ないため、位再現性の裏打な
表示画像が得られた。

尖に例２ 等吉相転移点か異なる３！ｉｉの高分子液晶（■）、（
■）、（Ｖ）に対して、下記の表工に示す通りの配合割
合で、二色性色素及びレーサー光吸収色素を尖施例工と
同様に混合し、レソト、グリーン、フルーの３色の高分
子液晶組成物を得た。

高分子液晶の構造式 ｘ：ｙ：ｚ＝３：６：１ （ｍ） ｘ：ｙ：ｚ＝４：４：　　１　　　　　　（■）ｘ：ｙ
：ｚ＝３．５：３．５：３　　　（Ｖ）得られた３色の
高分子液晶組成物をそれぞれ粉砕２分級して個数平均粒
径約８Ｈのカラー粒子とした後、実施例１と同様に５０
＃Ｌｍ厚のポリエステルフィルム上に一層塗工、焼付は
処理を行なって第５図に示す構成の像形成媒体を作成し
た。

得られた像形成媒体に、第３図に示す構成の記録装置に
よって画像の記録を行なった。

記録は入ｗａｘ　１．２ｐｍ　、定格３ｈＷの半導体レ
ーザー光の出力をアナログ変調して、スポット径２００
ツω、全パルス巾２００ｍ５ｅｃで光照射を行なった。

光照射が行なわれた領域ては、アナログ調に応じて第６
図（ａ）〜（Ｃ）に示した種々の温度変化が生し、この
結果、レッド、グリーン、ブルーの各画素の光散乱強度
を選択的に変化させることができ、このようにして画像
の記録を行なうことかてきた。

記録か行なわれた像形成媒体を実施例１と同様にスクリ
ーン上に投影したところ、隣接する画素ｎｆｌてのクロ
ストークが無く、色再現性が良好なカラー表示画像か得
られた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、色が異なり、し
かもこの彩色に対応して光散乱強度か変化する相転移温
度も異なるカラー高分子液晶の少なくとも２種類以上を
用いて、これらを画素として一層に配置した光記録用の
像形成媒体において、カラー高分子液晶の色に応して記
録光の吸収効率が異なるように設定することにより、隣
接画素間でのクロストークを防止し、色再現性が良好な
画像が得られる効果がある。

【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
半導体レーザーの駆動パルスを示す説明図、第５図は実
施例２の像形成媒体の構成図および第６図（ａ）〜（Ｃ
）は実施例２の像形成媒体へ画像を記録する際に像担持
体に印加される温度変化を示すグラフである。 ｌ・・・ポリエステルフィルム ２・・・カラー高分子液晶 ３・・・駆動装置 ４・・・コリメーターレンズ ５．５′・・・送りローラ ６・・・半導体レーザー ７・・・像形成媒体 ８・・・ステージ ９・・・　Ｆｏ レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光散乱強度が変化する相転移温度を有し、しかも
   相転移温度及び色が共に異なる少なくとも２種類以上の
   カラー高分子液晶を画素として一層に配置してなる像担
   持体を有し、該像担持体に記録光を照射して加熱するこ
   とにより画素の光散乱強度を選択的に変化させて画像の
   形成を行なう像形成媒体において、前記カラー高分子液
   晶の色に対応して記録光の吸収効率が異なる様に構成さ
   れていることを特徴とする像形成媒体。
2. （２）前記カラー高分子液晶の相転移温度が低いほど記
   録光の吸収効率が高い請求項１記載の像形成媒体。
3. （３）前記記録光がレーザー光である請求項１または２
   記載の像形成媒体。
4. （４）前記カラー高分子液晶中に近赤外域以上の波長に
   吸収を有するレーザー吸収色素が添加されている請求項
   １記載の像形成媒体。
5. （５）前記カラー高分子液晶中に添加されているレーザ
   ー吸収色素はすべての種類のカラー高分子液晶において
   同一であり、かつ相転移温度の高いカラー高分子液晶ほ
   どレーザー吸収色素の添加濃度が低い請求項４記載の像
   形成媒体。