JPS61175084A - Image forming element - Google Patents

Image forming element

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JPS61175084A
JPS61175084A JP60017035A JP1703585A JPS61175084A JP S61175084 A JPS61175084 A JP S61175084A JP 60017035 A JP60017035 A JP 60017035A JP 1703585 A JP1703585 A JP 1703585A JP S61175084 A JPS61175084 A JP S61175084A
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JP
Japan
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image forming
film
substrate
organic compound
functional molecule
Prior art date
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Application number
JP60017035A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Nakagiri
孝志 中桐
Yukio Nishimura
征生 西村
Kunihiro Sakai
酒井 邦裕
Yoshinori Tomita
佳紀 富田
Takeshi Eguchi
健 江口
Kenji Saito
謙治 斉藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/28Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating

Abstract

PURPOSE:To enable an image forming element to be used in simple displayers, recorders, and memories, which is capable of giving high-contrast images, by providing a heating element to give heat energy to an image forming layer composed of a phase transitionary organic compound having hydrophilic and hydrophobic portions and also having no unsaturated bonds in its molecular skeleton and a functional molecule having hydrophilic and hydrophobic portions. CONSTITUTION:A functional molecule used has an image forming function (displaying, recording, and storing functions) and information conversion function (arithmetic function) other than image conversion and exhibits its functions by light, electric energy, etc. A heating element used is an infrared rays absorptive layer preferably. The functional molecule making up a film with a phase transitionary organic compound is selected from materials capable of exhibiting functions in the softened state where it is chemically changeable. When the film is heated to a temperature higher than the phase transition temperature by the heating element to keep the organic compound in softened state, the functional molecule quickly responds to input energy (functional manifestation).

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱エネルギー及び光エネルギーを利用する新規
な像形成素子に関し、とりわけ有機機能性膜によって構
成され、記録素子又は表示素子としても利用され得る像
形成素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a novel image forming element that utilizes thermal energy and light energy, and in particular is constructed of an organic functional film and can also be used as a recording element or a display element. The invention relates to an image forming element.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

波長入1の光により色が変・化し、暗所、熱又は波長入
2の光により元に戻る機能性分子のことをフォトクロミ
ック分子といい占〈から知られている(例えば、繊維高
分子材料研究所研究報告No、141 1984−3)
Photochromic molecules are functional molecules that change color when exposed to light at wavelength 1 and return to their original state when exposed to light in the dark, heat, or wavelength 2 (for example, in fiber polymer materials). Institute Research Report No. 141 1984-3)
.

しかしながら、このように可逆的に色が変化する機能性
分子でありながら、従来、ごく一部の限られた範囲を除
いて1表示素子や記録素子や記憶素子等の光学素子に利
用されていないのは固体状態では光応答性が生じないか
又は不十分であるためであった。
However, despite being a functional molecule that reversibly changes color, it has not been used in optical devices such as display devices, recording devices, and memory devices, except in a very limited range. This is because photoresponsiveness does not occur or is insufficient in the solid state.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

そこで1本発明の目的は、かかる技術分野における従来
技術の解決しえなかった課題を解決することである。
Therefore, one object of the present invention is to solve problems that could not be solved by the conventional techniques in this technical field.

つまり、本発明の目的は、コントラストの高い、簡易な
表示装置、記録装置、記憶装置等に利用する像形成素子
を提供することである。
That is, an object of the present invention is to provide an image forming element that has high contrast and is used in simple display devices, recording devices, storage devices, and the like.

本発明の別の目的は、カラー表示装置、カラー記録装置
等に利用する表示素子を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a display element for use in color display devices, color recording devices, and the like.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

」二足の目的は以下の本発明によって解決される。 The two-legged object is solved by the following invention.

すなわち本発明は、少なくとも親水性部位と疎水性部位
を有し、且つ分子骨格中に不飽和結合を有しない有機化
合物分子と、少なくとも親木性部位と疎水性部位を有す
る機能性分子よりなる像形成層と該像形成層に熱エネル
ギーを付′jするための発熱要素とを有することを特徴
とする像形成素子である。
That is, the present invention provides an image consisting of an organic compound molecule having at least a hydrophilic site and a hydrophobic site and having no unsaturated bond in the molecular skeleton, and a functional molecule having at least a lignophilic site and a hydrophobic site. This is an image forming element characterized by having a forming layer and a heat generating element for applying thermal energy to the image forming layer.

〔作用〕[Effect]

本発明でいう相転移とは、物質が熱によって不動の固体
状態から動的な状態に変わる場合をいう。従って、堅固
な状態から流動的、乃至は柔軟な状態、静的な状態から
動的な状態、結晶相から液晶相、固体から液体、ある種
の液晶相から別種の液晶相等に変化することは全て相転
移である。
In the present invention, phase transition refers to a case where a substance changes from an immobile solid state to a dynamic state due to heat. Therefore, it is impossible to change from a solid state to a fluid or flexible state, from a static state to a dynamic state, from a crystalline phase to a liquid crystalline phase, from a solid to a liquid, from one type of liquid crystalline phase to another, etc. It's all a phase transition.

機能性分子とは、像形成機能(表示機能、記録機能、記
憶機能)及び像変換以外の情報変換機能(演算機能)を
いい、さらに物質又はエネルギーの輸送機能を含む、さ
らに、光や電気エネルギーの付与によって機能を発現す
る場合に限らず、熱、磁気、圧力、物質等の付与による
機能発現を含むものである。前記発熱要素は、赤外線吸
収層であることが好ましい。
Functional molecules refer to image forming functions (display functions, recording functions, memory functions) and information conversion functions other than image conversion (arithmetic functions), and also include substance or energy transport functions, as well as light and electrical energy transport functions. It is not limited to cases in which functions are expressed by the application of heat, magnetism, pressure, substances, etc., but also includes functions expressed by the application of heat, magnetism, pressure, substances, etc. Preferably, the heat generating element is an infrared absorbing layer.

次に1本発明の素子の基本的な駆動原理を説明する。Next, the basic driving principle of the element of the present invention will be explained.

ある種の機能性分子はエネルギーの付与により、液体乃
至は流動体中では高速に化学変化するが、堅固な固体中
では化学変化しないか或いはその変化が極めて遅い。
When energy is applied to certain functional molecules, chemical changes occur rapidly in liquids or fluids, but chemical changes do not occur or the changes occur extremely slowly in solid solids.

相転移する有機化合物分子と混合膜を構成する機能性分
子は、前述の如き分子、即ち堅固な状態では化学変化し
ないか又は、しにくいために機能の発現をしないか又は
、しにくいが、柔軟な状態では化学変化しやすいため機
能を発現しうるような材料が選択される。
The organic compound molecules that undergo a phase transition and the functional molecules that make up the mixed film are molecules such as those mentioned above, that is, molecules that do not change chemically in a rigid state, or that do not express their functions because it is difficult to do so, or that are flexible but are difficult to change. Since it is easy to undergo chemical changes under certain conditions, materials that can perform functions are selected.

このようにar&された前記混合膜を前記発熱要素を用
いて相転移温度以上に加温することにより前記有機化合
物を柔軟性に富む状態に維持させる。かかる状態の中に
存在する前記機能性分子は化学変化しやすい状態におか
れるから、入力エネルギーの付与に対して高速に応答(
機能発現)する0以上に述べた構成によって本発明の目
的は達成されるものである。
By heating the mixed film thus ar&ed to a temperature above the phase transition temperature using the heating element, the organic compound is maintained in a highly flexible state. Since the functional molecules existing in such a state are in a state where they are easily chemically changed, they respond rapidly to the application of input energy (
The object of the present invention is achieved by the configuration described above.

要するに本発明は、 1、液体の媒体では用途が限定され、不安定であるので
固体媒体が望まれること。
In short, the present invention has the following points: 1. A solid medium is desired because a liquid medium has limited uses and is unstable.

2、しかし、固体の媒体では機能が充分発現できないこ
と、 の2点を相転移性有機化合物を混合することによって解
決したものである。
2. However, the function cannot be fully expressed in a solid medium.These two problems were solved by mixing a phase-transitionable organic compound.

更に1本発明の像形成素子の例を図面に従って説明する
Furthermore, one example of the image forming element of the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の像形成素子の断面図であり、第1図(
A)は透過型の像形成素子を、また第1図(B)は反射
型の像形成素子をそれぞれ示している。lは基板、2は
発熱要素、3は熱相転移性有機化合物と光によって機能
を発現する機能性分子との混合膜から構成される像形成
層、4は保護用基板である。第1図(A)の透過型の像
形成素子の作像原理は、次のとおりである。
FIG. 1 is a sectional view of the image forming element of the present invention, and FIG.
A) shows a transmission type image forming element, and FIG. 1(B) shows a reflection type image forming element. 1 is a substrate, 2 is a heating element, 3 is an image forming layer composed of a mixed film of a thermal phase changeable organic compound and a functional molecule that exhibits a function by light, and 4 is a protective substrate. The image forming principle of the transmission type image forming element shown in FIG. 1(A) is as follows.

作像のためにバイアスとして発熱要素2を加熱し、加熱
された発熱要素2上の前記像形成層3の構成成分である
相転移性有機化合物に相転移変化を生ぜしめる。その結
果、流動的乃至柔軟な状態におかれた前記像形成層3に
作像のためにあるパターン乃至は入力情報に従い、像形
成層3の所望する位置、例えば位置5に光6(赤外線、
可視光線、紫外線又はX線など)を照射し、像形成層3
の構成成分である機能性分子に後述の光化学変化を生ぜ
しめる。かくして、この光化学変化をしたパターン乃至
は情報(光化学変化領域5)を素子の裏面側から照明光
7を照らしつつ、直接・間接にとらえて表示乃至は読み
とる。
For image formation, the heating element 2 is heated as a bias, and a phase transition change is caused in the phase-transitionable organic compound, which is a component of the image forming layer 3, on the heated heating element 2. As a result, light 6 (infrared, infrared,
The image forming layer 3 is irradiated with visible light, ultraviolet rays, or
It causes the photochemical changes described below in the functional molecules that are the constituent components of. In this way, this photochemically changed pattern or information (photochemically changed area 5) is directly or indirectly captured and displayed or read while illuminating the illumination light 7 from the back side of the element.

第1図(B)の反射型の像形成素子においては、照明光
7を透過型とは逆に保護用基板4側から入射し、前記混
合膜3より基板l側に設けである反射膜11によって反
射せしめ、光化学変化領域5と光化学変化領域以外の領
域において反射される反射光8の強弱等をとらえて表示
乃至は読みとる0本発明の像形成素子の前記像形成層3
を構成する分子骨格中に不飽和結合を南しない相転移性
有機化合物としては、以下のものが例示される。
In the reflective image forming element shown in FIG. 1(B), the illumination light 7 is incident from the protective substrate 4 side, contrary to the transmission type, and the reflective film 11 is provided on the substrate l side from the mixed film 3. The image forming layer 3 of the image forming element of the present invention captures and displays or reads the intensity, etc. of the reflected light 8 reflected in the photochemical change area 5 and areas other than the photochemical change area.
The following are examples of phase transition organic compounds that do not have unsaturated bonds in their molecular skeletons.

(1)飽和高級脂肪酸 CH3(CH2)、2 C00H CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)、6COOH CH3(CH2)18COOH CH3(CH2)、oCOOH (2)  長鎖ジアルキル塩 o長鎖ジアルキルアンモニウム塩 (mは10〜30の整数) フ 0長鎖ジアルキルスル寮オン酸塩 0長鎖ジアルキルリン酸塩 次に、光応答する機能性分子としては、光によって色が
変化する化合物、すなわちフォトクロミック化合物があ
げられる。そのようなものとしては、以下のものが例示
される。
(1) Saturated higher fatty acids CH3(CH2), 2 C00H CH3(CH2)14COOH CH3(CH2), 6COOH CH3(CH2)18COOH CH3(CH2), oCOOH (2) Long chain dialkyl salt o Long chain dialkyl ammonium salt (m is an integer from 10 to 30) Long chain dialkyl sulfur ionate Long chain dialkyl phosphateNext, examples of functional molecules that respond to light include compounds that change color depending on light, that is, photochromic compounds. . Examples of such things include the following:

(3)スピロピラン及び類似体(イオン解離)波長入1
の光によりイオン解離し、右側の構造に変化し、これが
暗所で熱的に、又は別の波長入2の光により左側の構造
に戻る。
(3) Spiropyran and analogues (ion dissociation) wavelength input 1
The ions are dissociated by light, changing to the structure on the right, which returns to the structure on the left either thermally in the dark or by light at another wavelength of 2.

(4)シス−トランス異性化 (=C,C=N、N=Nな゛どの不飽和二重結合の異性
化に基づく例 ・チオインジゴ (5)水素移動を伴うグ変異性化 ・ケト−エノール異性化 ・aci−ニトロ異性化 Ph2CMN、NN=CH◎ h、ピC<;ス 。・己、2□ (6)光閉環反応 自シスースチルベン ・フルギド (7)へテロ環を含む原子価異性化反応ニトロン−オキ
サシリンシン系 (8)1−フェノキシアントラキノン類(91)光二量
化反応 (Io)芳香族多環化合物への光二量化反応(11)光
レドックス反応 チアジン色素系 ビオロゲン して混合膜を作成する方法としては、ラングミュア・プ
ロジェット法(単分子累積膜形成法(LB法))がある
(4) Cis-trans isomerization (example based on isomerization of unsaturated double bonds such as =C, C=N, N=N), thioindigo (5) G mutagenesis with hydrogen transfer, keto-enol Isomerization/aci-nitroisomerization Ph2CMN, NN=CH◎ h, PiC<;su.・Self, 2□ (6) Photo-ring closure reaction Self-cis-stilbene fulgide (7) Valence isomerization containing a heterocycle Reaction Nitrone-oxacillinsine system (8) 1-phenoxyanthraquinones (91) Photodimerization reaction (Io) Photodimerization reaction to aromatic polycyclic compounds (11) Photoredox reaction Thiazine dye system Creating a mixed film using viologen As a method, there is the Langmuir-Prodgett method (monomolecular cumulative film formation method (LB method)).

LB法によれば、像形成における品質、効率等に優れる
だけではなく、高解像或は超高解像が得られる利点があ
り、更に液体の有機化合物を固体上に成膜できるなど、
材料の選択範囲が箸しく広がるなどの特徴も有する。
According to the LB method, it not only has excellent quality and efficiency in image formation, but also has the advantage of obtaining high resolution or ultra-high resolution, and can also form a film of a liquid organic compound on a solid surface.
It also has features such as a wide range of materials to choose from.

以下、LB法を用いて成膜する場合を説明する。The case of forming a film using the LB method will be described below.

LB法は、分子内に親木基と疎水基を有する構造の分子
において、両者のバランス(両親媒性のバランス)が適
度に保たれているとき、分子は水面上で親木基を下に向
けて単分子膜または単分子層の累積膜を作成する方法で
ある。水面上の単分子層は二次元系の特徴をもつ0分子
がまばらば散開しているときは、一分子当りの面積Aと
表面積nとの間に二次元理想気体の式、rlA=  k
T が成り立ち、“気体膜パとなる。ここに、kはポルツマ
ン定数、Tは絶対温度である。Aを充分小さくすれば分
子間相互作用が強まり二次元固体の“凝縮膜(または固
体膜)”になる。
In the LB method, when a molecule has a parent wood group and a hydrophobic group in its molecule, and the balance between the two (amphiphilic balance) is maintained appropriately, the molecule is placed on the water surface with the parent wood group facing down. This method creates a monomolecular film or a cumulative film of monomolecular layers. The monomolecular layer on the water surface has the characteristics of a two-dimensional system.When the molecules are sparsely dispersed, the two-dimensional ideal gas equation, rlA=k, is expressed between the area A per molecule and the surface area n.
T holds true, resulting in a gas film. Here, k is Portzmann's constant, and T is the absolute temperature. If A is made sufficiently small, the intermolecular interaction becomes stronger, resulting in a two-dimensional solid "condensation film (or solid film)". "become.

凝縮膜はガラス等の基板の表面に発熱要素3が成膜され
ているときはその表面反射膜9が成膜されているときは
その表面へ一層づつ移すことができる。この方法を用い
て単分子膜又は単分子層累積膜は例えば次のようにして
製造する。
When the heating element 3 is formed on the surface of a substrate such as glass, the condensed film can be transferred layer by layer to the surface of the substrate, such as when the surface reflective film 9 is formed. Using this method, a monomolecular film or a monomolecular layer stack is produced, for example, as follows.

まず有機化合物(混合系を含む)を溶剤に溶解し、これ
を水面上に展開し、有機化合物を膜状に析出させる0次
にこの析出物が水面上を自由に拡散して拡がりすぎない
ように仕切板(または浮子)を設けて展開面積を制限し
て膜物質の集合状態を制御し、その集合状態に比例した
表面圧nを得る。この仕切板を動かし、展開面積を縮小
して膜物質の集合状態を制御し、表面圧を徐々に上昇さ
せ、累積膜の製造に適する表面圧nを設定することがで
きる。この表面圧を維持しなから−静かに清浄な基板を
垂直に上下させることにより単分子膜又は二種以上の分
子が混合した混合単分子膜が基板上に移しとられる。単
分子膜は以上で製造されるが、単分子層累積膜は、前記
の操作を繰り返すことにより所望の累積度の単分子層累
積膜が形成される。
First, an organic compound (including mixed systems) is dissolved in a solvent, and this is spread on the water surface to precipitate the organic compound in a film form.Next, this precipitate should be free to diffuse on the water surface and prevent it from spreading too much. A partition plate (or float) is provided to limit the development area and control the state of collection of the membrane material, thereby obtaining a surface pressure n proportional to the state of collection. By moving this partition plate, the developed area can be reduced to control the aggregation state of the film material, and the surface pressure can be gradually increased to set a surface pressure n suitable for producing a cumulative film. While maintaining this surface pressure, a monomolecular film or a mixed monomolecular film of two or more types of molecules is transferred onto the substrate by gently moving the clean substrate up and down vertically. A monomolecular layer film is produced as described above, and a monomolecular layer cumulative film having a desired degree of accumulation is formed by repeating the above-mentioned operations.

r&成膜分子、前記の有機化合物から1種または2種以
上選択される。
r&film-forming molecules are selected from one or more of the above-mentioned organic compounds.

単分子膜又は単分子層累積膜の厚さは30人〜300ル
mが適しており、特に3000人〜30弘mが適してい
る。
The thickness of the monomolecular film or the monomolecular layer stack is suitably 30 to 300 m, particularly preferably 3000 to 30 m.

単分子層を基板上に移すには、上述した垂直浸漬法の他
、水平付着法1回転円筒法などの方法による。水平付着
法は基板を水平に接触させて移しとる方法で、回転円筒
法は、円筒型の基体を水面上に回転させて単分子層を基
体表面に移しとる方法である。前述した垂直浸漬法では
、水面を横切る方向に基板を上げると一層めは親木基が
基板側に向いた単分子層が基板上に形成される。前述の
ように基板を上下させると、各工程ごとの1枚づつ単分
子層が重なっていく、成膜分子の向きが引上げ工程と浸
漬工程で逆になるので、この方法によると各層間は親木
基と親木基、疎水基と疎水基が向かい合うYJ!!II
Iが形成される。この様にして作成された単分子層累積
膜の模式図を第2図に示す0図中、10−1は親木基、
1O−2は疎水基、11%/Iは相転移性有機分子、1
2は機能性分子である。
In order to transfer the monomolecular layer onto the substrate, in addition to the above-mentioned vertical dipping method, methods such as the horizontal deposition method and the one-turn cylinder method are used. The horizontal deposition method is a method in which substrates are brought into horizontal contact and transferred, and the rotating cylinder method is a method in which a cylindrical substrate is rotated above the water surface to transfer a monomolecular layer onto the surface of the substrate. In the above-mentioned vertical immersion method, when the substrate is raised in a direction across the water surface, a monomolecular layer is formed on the substrate with the parent wood groups facing the substrate in the first layer. As mentioned above, when the substrate is moved up and down, the monomolecular layers in each step are overlapped one by one.The direction of the film-forming molecules is reversed in the pulling step and the dipping step, so according to this method, each layer is YJ where wood base and parent wood base, hydrophobic group and hydrophobic group face each other! ! II
I is formed. A schematic diagram of the monomolecular layer cumulative film prepared in this way is shown in Fig. 2. In Fig. 0, 10-1 is the parent tree group;
1O-2 is a hydrophobic group, 11%/I is a phase changeable organic molecule, 1
2 is a functional molecule.

それに対し、水平付着法は、基板を水面に水平に接触さ
せて移しとる方法で、疎水基が基板側に向いた単分子層
が基板上に形成される。
On the other hand, the horizontal deposition method is a method in which the substrate is brought into horizontal contact with the water surface and transferred, and a monomolecular layer with hydrophobic groups facing the substrate is formed on the substrate.

この方法では、累積しても、成膜分子の向きの交代はな
く全ての暦において、疎水基が基板側に向いたX型膜が
形成される0反対に全ての層において親水基が基板側に
向いた累積膜はX型膜と呼ばれる。
In this method, there is no change in the direction of the film molecules even if they are accumulated, and an X-shaped film is formed in which the hydrophobic groups face the substrate in all the layers.On the contrary, in all the layers, the hydrophilic groups face the substrate. A cumulative film oriented toward is called an X-type film.

回転円筒法は1円筒型の基体を水面上に回転させて単分
子層な基体表面に移しとる方法である。単分子層を基板
上に移す方法は、これらに限定されるわけではなく、大
面積基板を用いる時には、基板ロールから水槽中に基板
を押し出していく方法などもとり得る。又、前述した親
木基、疎水基の基板への向きは原則であり、基板の表面
処理等によって変えることができる。
The rotating cylinder method is a method in which a cylindrical substrate is rotated above the water surface and a monomolecular layer is transferred onto the surface of the substrate. The method of transferring the monomolecular layer onto the substrate is not limited to these methods, and when using a large-area substrate, a method of extruding the substrate from a substrate roll into a water bath may also be used. Furthermore, the orientation of the aforementioned parent wood group and hydrophobic group toward the substrate is a general rule, and can be changed by surface treatment of the substrate, etc.

本発明における機能性分子に疎水性部位を導入する場合
、炭素数が5〜3oの長鎖アルキル基が特に好ましい。
When introducing a hydrophobic moiety into the functional molecule in the present invention, a long-chain alkyl group having 5 to 3 carbon atoms is particularly preferred.

基板lとして使用することのできるものとしては、ガラ
ス、アルミニウムなどの金属、プラスチック、セラミッ
ク、紙などが挙げられる。
Examples of materials that can be used as the substrate 1 include glass, metals such as aluminum, plastics, ceramics, and paper.

第1図(A)に示した透過型の場合には、できる限り耐
圧性のある透光性のガラスやプラスチック、特に無色乃
至淡色のものが好ましい。
In the case of the transmission type shown in FIG. 1(A), it is preferable to use pressure-resistant and transparent glass or plastic, especially colorless or light-colored ones.

保護用基板4としては、できる限り耐圧性のある透光性
のガラスやプラスチックが適しており、特に無色乃至淡
色のものが好ましい、保護用基板4を設けることは、混
合膜の耐久性、安定性を向上させるためには、好ましい
ことであるが、成膜分子の選択によって保護用基板は設
けても設けなくてもよい。
As the protective substrate 4, pressure-resistant, translucent glass or plastic is suitable as much as possible, and colorless or light-colored ones are particularly preferable.Providing the protective substrate 4 increases the durability and stability of the mixed film. Although it is preferable in order to improve the properties, the protective substrate may or may not be provided depending on the selection of the film-forming molecules.

発熱要素2としては、赤外線照射による加熱を利用する
もの(第1図)等が挙げられる0代表的なものとしては
各種の無機あるいは有機材料、例えばGd*Tb@Fe
等の合金、カーボンブラック等の無機顔料等があり、有
機材料としては、例えばニグロシン等の有機染料がある
Examples of the heat generating element 2 include those that utilize heating by infrared irradiation (Fig. 1); representative examples include various inorganic or organic materials, such as Gd*Tb@Fe;
and inorganic pigments such as carbon black. Examples of organic materials include organic dyes such as nigrosine.

かかる光吸収色素の一例を挙げれば、銅フタロシアニン
、バナジウムフタロシアニン等の金属フタロシアニン、
含金属アゾ染料、酸性アゾ染料、フルオレスセイン等の
キサンチン系色素等がある。但し、それ自身は所定の熱
に対して溶融しないものである0発熱要素2の膜厚はエ
ネルギー伝達効率及び解像力に影響を及ぼす。
Examples of such light-absorbing dyes include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and vanadium phthalocyanine;
Examples include metal-containing azo dyes, acidic azo dyes, and xanthine dyes such as fluorescein. However, the film thickness of the heating element 2, which itself does not melt under a certain amount of heat, affects energy transfer efficiency and resolution.

これらの観点より、発熱要素2の好適な膜厚が1000
〜2000人である。像形成素子が透過型の場合1発熱
要素2は可視光に対して透過性(例えば5i02)膜で
あることが要件となる。しかし、発熱要素2は特別に設
けなくても、上記特性を具備した基板材料を選択するこ
とにより、基板lが発熱要素を兼ねることもでき番。
From these points of view, the preferred film thickness of the heat generating element 2 is 1000 mm.
~2000 people. When the image forming element is of a transmissive type, the heat generating element 1 is required to be a film that is transparent to visible light (for example, 5i02). However, even if the heating element 2 is not specially provided, the substrate 1 can also serve as a heating element by selecting a substrate material having the above characteristics.

反射膜9としては、高融点の金属材料又は金属化合物材
料を用いて金属膜、誘電ミラーなどを基板1偏にスパッ
タリング法、蒸着法などにより設ける0反射膜も発熱要
素2同様、基板1の材料を光を反射しうる材料を選択す
ることにより、基板lに兼ねさせることもできる。
As the reflective film 9, a metal film, dielectric mirror, etc. is formed on the substrate 1 using a metal material or a metal compound material with a high melting point by a sputtering method, a vapor deposition method, etc. Similarly to the heat generating element 2, the reflective film 9 is formed using the material of the substrate 1. By selecting a material that can reflect light, the substrate can also serve as the substrate l.

前記相転移を起こす温度、即ち相転移温度(T c)は
物質によって固有である。Tcは4O−100℃のもの
が好適である0例えば、パルミチン酸のTcは60〜6
3℃、ジアルキルアンモニウム塩のTcは、20〜60
℃である。一般的にTcは、アルキル鎖長とともに上昇
する。
The temperature at which the phase transition occurs, ie, the phase transition temperature (Tc), is unique depending on the substance. The preferred Tc is 4O-100°C. For example, the Tc of palmitic acid is 60-6.
At 3°C, Tc of dialkyl ammonium salt is 20-60
It is ℃. Generally, Tc increases with alkyl chain length.

第3図は機能性分子12と混合したジアルキルアンモニ
ウム塩の場合の相転移現象を模式的に示したものである
FIG. 3 schematically shows the phase transition phenomenon in the case of a dialkyl ammonium salt mixed with the functional molecule 12.

(A)に対する機能性分子(B)の比は1/10−10
/lが望ましい、あらかじめ混合膜を加熱した状態にお
いて像形成してもよいし、像形成と加熱を同時に行って
もよい。
The ratio of functional molecule (B) to (A) is 1/10-10
/l is desirable. Image formation may be performed in a state where the mixed film is heated in advance, or image formation and heating may be performed simultaneously.

赤外線加熱による場合(第1図)には、赤外線13と光
化学反応に必要な特定波長の光線(以下信号光線14と
いう)とを含む多色光源15を用いることにより、装置
の構成が簡単になり、製作費も安価となる。更に、入力
信号に対応した所定の箇所だけ加熱すればよいので、省
エネルギー化も図れる等の利点がある。
In the case of infrared heating (FIG. 1), the configuration of the apparatus can be simplified by using a polychromatic light source 15 that includes infrared rays 13 and a light beam of a specific wavelength necessary for photochemical reaction (hereinafter referred to as signal light beam 14). , the production cost is also low. Furthermore, since it is only necessary to heat a predetermined location corresponding to the input signal, there is an advantage that energy can be saved.

第4図(A)(B)は赤外線13と信号光線14を同時
に出す多色光源15を用いて像形成を行う場合の模式図
である。紫外光から赤外光まで出す多色光源としてはキ
セノンランプ。
FIGS. 4(A) and 4(B) are schematic diagrams in which image formation is performed using a polychromatic light source 15 that emits infrared rays 13 and signal light beams 14 at the same time. A xenon lamp is a multicolor light source that emits from ultraviolet to infrared light.

ハロゲンランプ等がある。ここで赤外光線用光源と信号
光線用光源を別個にしてもよいことはもちろんである。
There are halogen lamps, etc. Of course, the infrared light source and the signal light source may be provided separately.

前記像形成層上におけるビームのスポット径は必要に応
じて0.5〜loOgmが適当である。しかしながら、
赤外線と信号光線(波長は各機能性分子によって異なる
)の各々のスポット径を前記混合膜上において完全に一
致させる必要はない、赤外線13のスポット径の方が信
号光線14のそれよりやや大きくても構わないしく第4
図(A))、反対にやや小さくてもさしつかえない(第
4図(B))、何故なら、前述の理由により赤外線と信
号光線の両方を照射された箇所においてのみ像が形成さ
れるからである。従って、像点の大きさは、いずれか小
さい方の光線のスポット径により決定される(第4図(
A)(B))、尚、像形成素子に対して赤外線13と信
号光線14とを同時に照射する場合、所定の画像に対応
する様にパターン上に照射することもできるし、赤外線
13をビームとして多数のビームをドツト、ヒに一括し
て照射することもできるが、1ビーム又はlラインビー
ムを赤外線吸収層16上に走査させる方法をとることも
できる。この場合、赤外線ビームを信号光線ビームに先
行させて走査してもよい、尚、以上では赤外線加熱によ
って検素を形成する方法について説明したが、本発明で
は第4図の赤外線吸収層16を後述のように不図示の金
属等からなる伝熱層に代え、これに不図示の発熱要素を
近接もしくは接触させて混合膜を伝導加熱するように変
形することも可能である。
The spot diameter of the beam on the image forming layer is suitably 0.5 to loOgm, as required. however,
It is not necessary that the spot diameters of the infrared rays and the signal light beams (wavelengths differ depending on each functional molecule) completely match on the mixed film; the spot diameter of the infrared rays 13 is slightly larger than that of the signal light beam 14. I don't mind the 4th
(Fig. 4 (A)), on the other hand, it is acceptable even if it is slightly smaller (Fig. 4 (B)), because for the reason mentioned above, an image is formed only in the area irradiated with both the infrared ray and the signal beam. be. Therefore, the size of the image point is determined by the spot diameter of the smaller of the rays (Fig. 4 (
A) (B)) When simultaneously irradiating the image forming element with the infrared ray 13 and the signal beam 14, it is possible to irradiate the infrared ray 13 and the signal beam 14 on a pattern corresponding to a predetermined image, or the infrared ray 13 can be irradiated as a beam. Although it is possible to simultaneously irradiate a large number of beams in dots and holes, it is also possible to use a method in which one beam or one line beam is scanned over the infrared absorbing layer 16. In this case, the infrared beam may be scanned in advance of the signal beam.Although the method of forming the detection element by infrared heating has been described above, in the present invention, the infrared absorbing layer 16 in FIG. 4 will be described later. Instead of a heat transfer layer made of a metal or the like (not shown), a heat generating element (not shown) may be brought close to or in contact with the heat transfer layer to heat the mixed film by conduction.

本発明では、形成像の識別効果を更に高めるために、赤
外線吸収層16と像形成層の間に前述したように可視光
線の反射膜9を別途、介在させることもできる。かかる
反射膜9は、熱伝導の際、それ自身が溶融することのな
い高融点の金属材料又は金属化合物材料によって形成す
る必要がある。
In the present invention, in order to further enhance the discrimination effect of the formed image, the visible light reflecting film 9 may be separately interposed between the infrared absorbing layer 16 and the image forming layer as described above. The reflective film 9 needs to be formed of a high melting point metal material or metal compound material that does not melt itself during heat conduction.

本発明を更に具体的に説明するために、以下に実施例を
挙げる。
In order to explain the present invention more specifically, Examples are given below.

実施例1 本発明の像形成素子を以下のようにして製造した。Example 1 The image forming element of the present invention was manufactured as follows.

50mm角のガラス基板表面上にスパッタリング法によ
り膜厚1500人の5i02層を付着して、赤外線吸収
WJ2を形成した。
A 5i02 layer having a thickness of 1500 layers was deposited on the surface of a 50 mm square glass substrate by sputtering to form an infrared absorbing WJ2.

次に、(iで表わされる大ピロピラン化合物1部と(I
I)で表されるミリスチン!!1部を(I)     
  Me Me 18H37 (II)    CH3(CH2) 12COOHをク
ロロホルムに各々2.5X10−3mo l/JLの濃
度に溶かした溶液をIXIO−3mol/iの濃度の塩
化カドミウムを含む蒸留水を炭酸水素ナトリウムでpH
6,3に調整した20℃の水相の水面上に滴下展開させ
た。
Next, 1 part of a large propyran compound represented by (i) and (I
Myristicin expressed by I)! ! Part 1 (I)
Me Me 18H37 (II) CH3(CH2) A solution of each 12COOH dissolved in chloroform to a concentration of 2.5X10-3 mol/JL was adjusted to pH with sodium bicarbonate in distilled water containing cadmium chloride at a concentration of IXIO-3 mol/i.
The mixture was dropped onto the water surface of a 20°C aqueous phase adjusted to 6.3.

溶媒のクロロホルムが蒸発除去された後、仕切板を移動
させて水面上に残された混合単分子膜の展開領域を縮め
、その表面圧を20dyne/cmまで高めた0次いで
表面圧を一定に保ちつつ、ガラス基板を10 mm/m
 i nの速度で静かに上下させることにより、単分子
膜を5i02膜の付着したガラス表面上に移し取り、無
色の像形成層2を得た。さらに、この上にガラス基板を
のせた。このような方法により単分子膜の暦数が各々2
1,51,101,201゜301の無色の像形成層を
有する5種類の像形成素子を製造した。
After the solvent chloroform was removed by evaporation, the partition plate was moved to reduce the spread area of the mixed monomolecular film left on the water surface, and the surface pressure was increased to 20 dyne/cm.Then, the surface pressure was kept constant. At the same time, the glass substrate was
The monomolecular film was transferred onto the glass surface to which the 5i02 film was attached by gently moving it up and down at a speed of i n to obtain a colorless imaging layer 2. Furthermore, a glass substrate was placed on top of this. By this method, the calendar number of each monolayer is 2.
Five types of imaging elements were prepared with colorless imaging layers of 1, 51, 101, 201, 301.

これらの層形成素子に赤外線(850mm)と紫外線(
356mm)を出す多色光源を用いて、2つの光を同時
に照射したところ、いずれも照射部位に青い明瞭像が得
られた。
Infrared (850mm) and ultraviolet (
When two lights were irradiated simultaneously using a polychromatic light source that emitted 356 mm, a clear blue image was obtained at the irradiated area.

実施例2 本発明の像形成素子を以下のとおり製造した。Example 2 The imaging element of the present invention was manufactured as follows.

50mm角のガラス基板表面上にスパッタリング法によ
り膜厚1500人のGd・Tb・Fe(ガドリニウム・
テルビウム・鉄)層を付着して、赤外線吸収層2を形成
した。このGd・Tb5Fe層の酸化を防止する為、そ
の上にS+02保護膜を被覆した。
Gd, Tb, Fe (gadolinium,
A layer of terbium (iron) was deposited to form an infrared absorbing layer 2. In order to prevent this Gd·Tb5Fe layer from being oxidized, an S+02 protective film was coated thereon.

次に(Ul)で表わされるシス−トランス光異性化化合
物1部と(rV)で表されるパルミチン酸1部を用いて (rV)   CH3(CH2) 14COOH実施例
1と同様の条件・方法で黄色の像形成素子を製造した。
Next, using 1 part of a cis-trans photoisomerizable compound represented by (Ul) and 1 part of palmitic acid represented by (rV), (rV) CH3(CH2) 14COOH was produced under the same conditions and method as in Example 1. A yellow imaging element was produced.

この像形成素子に直射日光下で画像情報に広じた赤外線
を照射すると、赤色の像が得られた。
When this image forming element was irradiated with infrared rays spread over the image information under direct sunlight, a red image was obtained.

実施例3 本発明の像形成素子を以下のとおり製造した。Example 3 The imaging element of the present invention was manufactured as follows.

50mm角のガラス基板表面上にスパッタリング法によ
り膜厚1500人の5i02層を付着して、赤外線吸収
層2を形成した。
An infrared absorbing layer 2 was formed by depositing a 5i02 layer with a thickness of 1500 mm on the surface of a 50 mm square glass substrate by sputtering.

次に、(V)で表わされるイミダゾール化合物1部と(
VI)で表されるステアリン酸1部を用いて (V)     OH (■)    CH3(CH2) 16e00H実施例
1と同様の方法・条件で白色の像形成素子を製造した。
Next, 1 part of the imidazole compound represented by (V) and (
(V) OH (■) CH3(CH2) 16e00H A white image forming element was produced in the same manner and under the same conditions as in Example 1 using 1 part of stearic acid represented by VI).

この像形成素子に直射日光下で画像情報に応じた赤外線
を照射すると、深紫色の像が得られた。
When this image forming element was irradiated with infrared rays according to image information under direct sunlight, a deep purple image was obtained.

本発明の主要な効果をまとめると以下の通りである。The main effects of the present invention are summarized as follows.

(1)微小な単分子膜又は単分子層累積膜の照射部又は
加熱部の1個を機素単位として高密度に配列することが
可能であるから、高解像度の像形成ができる。
(1) Since it is possible to arrange one of the irradiation parts or heating parts of a minute monomolecular film or a monomolecular layer stack as a unit of element in a high density, high-resolution images can be formed.

(2)機能性分子の調整又は選択により静止画、又はス
ローモーションを含む動画の表示が容易にできる。
(2) Still images or moving images including slow motion can be easily displayed by adjusting or selecting functional molecules.

(3)機能性分子の調整、選択によりカラー表示を容易
に実施することができる。
(3) Color display can be easily implemented by adjusting and selecting functional molecules.

(4)素子の構造が比較的簡略であるから、その生産性
に優れているし、素子の耐久性が高く信頼性に優れてい
る。
(4) Since the structure of the element is relatively simple, its productivity is excellent, and the element has high durability and reliability.

(5)広範囲な駆動方式に適応できる。(5) Applicable to a wide range of drive systems.

(6)ラングミュア−プロジェット法を用いて単分子膜
又は単分子層累積膜を作成できるので、大面積化が極め
て容易に図れる。
(6) Since a monomolecular film or a monomolecular layer accumulation film can be created using the Langmuir-Prodgett method, it is extremely easy to increase the area.

(7)液晶のような液体を用いないので、製作が容易で
あり、かつ安全である。
(7) Since no liquid such as liquid crystal is used, manufacturing is easy and safe.

(8)相転移温度はそれ程高くないので、像形成素子等
に用いる電力が少なくて済み、それだけ電源部、即ち、
像形成装置を小型化できる。
(8) Since the phase transition temperature is not so high, less power is required for the image forming element, etc., and the power supply section, i.e.,
The image forming device can be downsized.

(9)混合J1g(単分子又は単分子層累積膜の)相転
移を利用する場合において混合膜(単分子膜)構成分子
の構造によっては、相転移した状態を長く保持するもの
もある。このような場合には、本発明に係る像形成素子
は記録装置(材料)、記憶装置(材料)として利用する
こともできる。
(9) Mixed J1g In the case of utilizing phase transition (of a monomolecular or monomolecular layer stack), depending on the structure of the constituent molecules of the mixed film (monolayer film), some may maintain the phase-transformed state for a long time. In such a case, the image forming element according to the present invention can also be used as a recording device (material) or a storage device (material).

(10)迅速に像形成を得ることができる。(10) Imaging can be quickly obtained.

(11)像消去・再生も可能である。(11) Image erasure/reproduction is also possible.

(12)生体脂質の機能に近似するので1分子デバイス
、バイオエレクトロニクス璋との適合性がある。
(12) Since it approximates the function of biological lipids, it is compatible with single-molecule devices and bioelectronics.

(13)輻射線吸収層を用いるため、熱効率が良い。(13) Since a radiation absorption layer is used, thermal efficiency is good.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)は1本発明の透過型像形成素子の断面図、
第1図(B)は、本発明の反射型像形成素子の断面図、
第2図は本発明に係る単分子累積膜の模式図、第3図は
本発明に係る相転移現象を示す模式図、第4r17:1
(A)  (B) ハ多色光源を用いて像形成を行なう
場合の像形成素子の断面図である。 l   基板 2   輻射線吸収層 3   像形成層 4   保護用基板 6光 7・8 照明光 9   反射膜 10−1  親木基 10−2 17iIi水基 11   相転移性有機化合物分子 12   機能性分子 13   赤外線 14   信号光線 15   多色光源 16   赤外線吸収層 特許出願人   キャノン株式会社 第1図 (A) (j3)
FIG. 1(A) is a sectional view of a transmission type image forming element of the present invention;
FIG. 1(B) is a cross-sectional view of the reflective image forming element of the present invention,
FIG. 2 is a schematic diagram of a monomolecular cumulative film according to the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram showing a phase transition phenomenon according to the present invention, and 4r17:1
(A) (B) C is a cross-sectional view of an image forming element when forming an image using a polychromatic light source. l Substrate 2 Radiation absorption layer 3 Image forming layer 4 Protective substrate 6 Light 7, 8 Illumination light 9 Reflective film 10-1 Parent wood group 10-2 17iIi water group 11 Phase changeable organic compound molecule 12 Functional molecule 13 Infrared rays 14 Signal light beam 15 Multicolor light source 16 Infrared absorption layer patent applicant Canon Corporation Figure 1 (A) (j3)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも親水性部位と疎水性部位を有し、かつ
分子骨格中に不飽和結合を有しない相転移性有機化合物
分子と、少なくとも親水性部位と疎水性部位を有する機
能性分子よりなる像形成層と該像形成層に熱エネルギー
を付与するための発熱要素とを有することを特徴とする
像形成素子。
(1) An image consisting of a phase-transitionable organic compound molecule that has at least a hydrophilic site and a hydrophobic site and has no unsaturated bonds in its molecular skeleton, and a functional molecule that has at least a hydrophilic site and a hydrophobic site. An image forming element comprising a forming layer and a heat generating element for applying thermal energy to the image forming layer.
(2)該発熱要素が輻射線吸収層である特許請求の範囲
第1項記載の像形成素子。
(2) The image forming element according to claim 1, wherein the heat generating element is a radiation absorbing layer.
JP60017035A 1985-01-31 1985-01-31 Image forming element Pending JPS61175084A (en)

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