JPS62278530A

JPS62278530A - 表示装置

Info

Publication number: JPS62278530A
Application number: JP12179686A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ueno; 上野　敏彦; Toyoichi Nakamura; 中村　豊一; Kazutsuka Tani; 谷　千束; Nobuo Nishida; 西田　信夫; Hiroshi Hoshino; 星野　博史; Kunikiyo Yoshio; 邦清吉尾; Koichi Takada; 耕一高田; Hideo Samura; 佐村　秀夫
Original assignee: NEC Corp; Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: NEC Corp; Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-03

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】発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、文字、図形等を表示する平面表示装置に関す
る。

（従来の技術）従来の平面表示装置は電球あるいは発光ダイオードを並
べたもの、プラズマ放電発光を利用したもの、液晶を用
いたもの等がある。これらの装置はいずれも任意の文字
、図形を表示する為に縦（Ｘ）、横（Ｙ）に多数の電極
を配している。この他に熱的変化により色変化を示すサ
ーモクロミック材料を表示媒体としてサーマルヘッドで
駆動する装置もある（ニス・アイ・デー８３ダイジエス
ト、ＳＩＤ８３Ｄｉｇｅｓｔ、Ｐ５８）。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来のものはいずれも上述の如く任意の文字図
形を表示するため縦（Ｘ）、ｂｔ（Ｙ）に多数の電極を
マトリクス状に配置し、各Ｘ、Ｙ電極の交点を画素とし
、各画素にＸ、Ｙ電極から供給する駆動波形を適時制御
するものである。従って画素数の多い、即ち高分解もし
くは大容量の表示を行なうためには、極めて多数の電極
からなる構造を有し、かつ複雑な駆動回路を必要とする
為、一般に高価である。また、メツセージボードの様に
同じ情報を持続して表示する場合には、常時電圧を印加
しておかなければならない為、消費電力の点で不経済で
あり、更に、外部に情報記憶を必要とする事も高値にな
る原因となっている。

また、一般に電子式平面ディスプレイは、その材料・構
造上、公衆表示用などの大面積のものは製造が困難であ
る上に、クロストークの問題があり大表示容量のものも
実現が困難であった。一方、サーモクロミック材料を表
示媒体としてサーマルヘッドで駆動するものは、クロス
ドータのない大表示容量のものが実現できる可能性を有
するものであるが前記提案された材料は本質的にメモリ
ー性を有するものでなく、材料固有の昇温時の色変化現
象と降温時の色変化現象の相違、即ちヒステリシス現象
を応用したもので、ある特定温度における昇温時、降温
時における光反吐率透過率変化を表示に利用する。従っ
て表示を保持するため表示媒体全体を極めて厳密に温度
制御する必要があり、消費電力、表示の安定性等で本質
的解決になっていない。

本発明の目的（ｊ、上述した従来技術の問題点を解決し
た新規な表示装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の要旨とするところは基質上に熱的の情報の書込
消去可能な表示記録層を形成した表示媒体をサーマルヘ
ッド等を用いて熱的に情報の書込を行なう表示装置であ
り、前記表示記録層が高分子液晶、高分子・低分子液晶
分散系等の高分子系液晶から成ることを特徴とするもの
である。

なかでも、表示記録層をコレステリック性高分子液晶と
したり、基質を高分子フィルムとすると応用範囲が広く
なりさらに優れた表示装置となる。

（作用）本発明の作用は、大面積のフィルム状に形成しうる高分
子系液晶の熱光学的効果を利用するものである。高分子
系液晶は一般に高温状態では電場等の外場により液晶性
基の分子配向を変化せしめて光学的変化を生じせしめる
事が可能である。もちろん高分子特有の高粘性のため一
般に低温では電場等の外場にはほとんど応答せずその状
態は長時間保持される。一般に高分子液晶はガラス相、
液晶相、等方性相を有し特に前記状態を長時間保持する
メモリー性はガラス相で実現される。高分子液晶の液晶
性基の分子配向状態は等方性相から液晶相に冷却する過
程で大きく変化する。等方性相は液晶性基がランダムに
配向している状態であり、等方性相から急冷すると、液
晶性基は元の状態に緩和できず、ランダムな配向状想が
凍結される。一方、等方性相から徐冷した場合は、一般
に元の状態に戻すことが可能である。

従ってこの高分子液晶の加熱急冷及び加熱徐冷による配
向状態変化に基づいて情報の書込、消去が可能となる。

即ち、初期の一定に配列した高分子液晶に微小加熱素子
列等により加熱急冷することで配列した高分子液晶状態
の中にランダムな配列状態を形成することができ、これ
ら分子配列変化に基づく大きな光学変化に基づき情報の
書込が可能となる。

一方、情報の消去は前記書込ヘッドとは別の加熱素子に
より高分子液晶を等方相まで一担加熱し徐冷することで
元と同じ配列状態が得られ消去が可能となる。

従って、前記高分子液晶膜を形成したフィルム状表示媒
体を一方向に移動させ、前記表示媒体の移動と同期した
形で表示媒体に微小加熱素子列を適時選択印加すること
で情報の書込が可能となり、又、比較的大きい面積を有
する加熱素子上を表示媒体が一定方向にゆっくり移動す
る事で加熱徐冷効果が得られ消去が可能となる。

一方、表示媒体を固定し、書込用微小加熱素子列及び消
去用加熱素子を移動させることでも同様な表示消去を行
なう事も可能である事は言うまでもない。

以上、熱的励起源として微小加熱素子列、即ちサーマル
へラドアレイの場合について述べたが、前記熱的励起源
としてサーマルヘッドの替わりにレーザ光源を用いる事
も可能である。レーザビームを集束し、高分子系液晶を
局部的に加熱することで、上述と同様の書込効果が得ら
れる。この時、高分子系液晶層の下部に前記レーザビー
ムの波長に光吸収を有し、光ビームエネルギーを熱に変
換する光吸収層を設置すると書込感度は更に向上する。

なお、回転多面鏡、電気光学変調素子等を用いた通常の
レーザビーム走査系を用いてレーザビームを制御するこ
とで任意の文字、図形が表示できるのは言うまでもない
。

又、サーマルペン、レーザ熱ペン等手書き用書込ペンを
用意すれば紙に鉛筆で書く如く、手書き入力も可能とな
る。サーマルペンとしては半田ゴテのように電気で加熱
するものや、ガスライターの先に銅のブロックを取り付
けたもの（現在このタイプの半田ゴテがコードレス半田
ゴテとして使用されている）などを用いることができる
。以上が本発明技術の基本的動作原理である。

本表示装置に用いる表示媒体の基本的構成は次の通りで
ある。基質フィルム上に高分子液晶上が形成されており
、前記高分子液晶上には保護層が形成されている。上記
基質、高分子液晶、保護層間にはそれ以外の層が挿入さ
れていても良い。

本発明に用いられる高分子液晶としては公知のコレステ
リック高分子液晶をはじめ、ネマチック高分子液晶、ス
メクチック高分子液晶があげられる。これらの高分子液
晶は従来の低分子液晶とは根本的に異なって大面積化す
ることが容易であり表示用として非常に優れたものであ
る。

高分子液晶の骨格構造は主鎖型重合体と側鎖型重合体と
に大別できるが、本発明においてはいずれを用いること
も可能である。主鎖型高分子液晶は剛直な基（以下「メ
ソーゲン」と言う）が主鎖中に含まれる高分子化合物で
必要に応じて可撓性のある基（以下「スペーサ」と言う
）を含んでいてもよい。

メソーゲンとしてＩＣ１−ｘ−ｏとして表わされるもの
が通常使用される。ここでＸ＝ＣＨ＝ＣＨ，Ｃ−Ｅ：Ｃ
。

ＣＨ＝ＣＨ−Ｃｏ、ＣＯ−０，Ｃｏ　−ＮＨ，ＣＨ＝　
Ｎ、Ｎ　＝　Ｎ。

ＮＴＮ、ＮＨ−ＣＯ−ＯＱｆｔＭ＃ｆ通常使用ｇ、ａａ
。

スペーサとしては通常０１〜Ｃ１２のメチレン鎖、オキ
シエヂレン鎖、オキシプロピレン鎖などが通常使用され
る。

主鎖型高分子液晶の例としてはマクロモレキニラーレ・
ヘミ−１８４巻２５３頁（１９８３年）記載の下記構造
のものをあげることができる。

［（ＣＨ２）ｎｏ−ｏ−Ｃｏ−０−ｏ−ＣＯ−ｏ−ｏ＝
ｏｈその他の主鎖型高分子液晶としてポリ（ベンジル−
グルタメート）のようなポリペプチド、ヒドロキシプロ
ピルセルロースなどのようなセルロース誘電体を使用す
ることもできる。

側鎖型高分子液晶とはメソーゲンが側鎖に含まれるもの
でスペーサが主鎖とメソーゲンとの間に介在していても
よい。メソーゲンとしては上記に述べた以外に、コレス
テリル基、もしくはカイラルネマチック基を含むものが
通常使用できる。側鎖型高分子液晶に用いられる主鎖と
してはＣ−Ｃ結合、５ｉ−０結合が通常使用される。前
者の例としてはマクロモノキュラーレ・ヘミ−１７９巻
２５４１頁（１９７８年）記載の下記化学構造で表わさ
れるものがあげられる。

後者の例としては特許公開公報５６−７９１７３記載の
下記化学構造で表わされるものがあげられる。

く工・Ｘ千牟台）ＣＨ３ＣＨ３）　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＣｈｏｌ＝
コレステリル基また低分子液晶と通常のポリマーとをブレンドして作成
した膜が本発明による上記高分子液晶を含有する膜と同
様な働きを示す場合がある。この場合も本発明に係る高
分子液晶を含有する膜と同様に表示媒体として使用が可
能である。使用可能なポリマーとしては、メチル−、プ
ロピル−、イソプロピル−、ブチル−メタクリレート樹
脂をはじめアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
ステル系附脂、ポリカーボネート慰脂等があげられる。

また共重合樹脂としてスチレン・ブタジェン共重合体や
塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体等が上記ポ
リマーとして使用可能である。

上言己ポリマーの混合割合は低分子液晶１重量部に対し
て０．０１〜４．０重量部であるのが望ましい。これは
４．０重量部を越えてポリマーが増加すると液晶性が低
下し、組み合わせによっては液晶相を示さない。

また０、０１重量部未満とポリマーが少なすぎると機械
的強度が低下し良好な表示媒体になりえない。上記の高
分子液晶含有量、低分子液晶含有ポリマー量のいずれの
場合もその転移温度の好ましい範囲は保存安定性からそ
の下限がまた書込エネルギーから上限が定まり、好まし
い転移温度は４０°Ｃ〜３００°Ｃである。

本発明に用いられる高分子の液晶あるいは低分子液晶と
高分子との混合物から成る薄膜を形成する方法としては
溶媒に溶解させて塗布する方法；スピンコード法、キャ
スト法、ディッピング法、バーコード法、ロールコート
法、グラビアコート法、ドクターブレード法などにより
行ない、溶媒を蒸発させて薄膜を形成させる。溶媒とし
ては、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
テトラヒドロフランのようなエーテル類、トルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素類、クロロホルム、ジクロ
ルエタンなどのハロゲン化炭化水素類、アセトニトリル
、プロピオニトリルなどのニトリル化合物、及びこれら
の２種以上の混合溶媒などが使用される。又、溶媒を用
いないで溶融状態で上記のような加工を行なうことがで
きる。この場合は通常、塗布時に温度調節が必要となる
。

基質として用いることのできる材料としては通常基板や
プラスチックフィルムをあげることができる。例えば、
ニトロセルロース、アセチルセルロース、ポリカーボネ
ート、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エス
テル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニール、ナイロン６、ポリエチレンテレフタ
レーバト、ポリイミド、ポリパラＹン酸、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、エチレンｒテトラフルオレエチレン
共重合体から成るフィルムである。又、表示媒体を固定
し、書込用サーマルヘッドを移動させるタイプの表示装
置においては、基質としてガラス等も使用できる。

保護層を高分子液晶等の表示層の上に形成する方法とし
ては、フィルムを圧着する方法、高分子溶液を塗布、乾
燥する方法、紫外線硬化性尉脂を塗布し光硬化させる方
法などがあげられる。上記フィルムの材料としては既に
述べた基質用プラスナッチフィルム使用することができ
る。

以上詳細に述べたように、本発明の表示装置は純熟的書
込・消去を行なうものであり、電極表示媒体の駆動回路
素子が不要である事はもちろん、表示媒体自身がメモリ
ー機能を持っているので同一内容を持続して表示する場
合等においては消費電力は極めて小さく、また外部メモ
リー装置も不要である。又、高分子液晶は容易に大面積
フィルムを形成することが゛できるので大面積表示装置
を低価格で製造でき、しかも熱による画素選択方式なの
でクロクトークは全く生じず大表示容量の表示装置も容
易に実現できる。

（実施例）第１図、第２図に本発明の一実施例を示す。第１図は表
示装置の模式的断面略図、第２図は表示媒体の断面略図
である。本発明になる表示装置の基本的＠戊は第１図に
示す如く、フィルム状表示媒体１と前記表示媒体を移動
させるためのフィルムロール４゜６及びそれを駆動する
モーター５と情報書込用サーマルヘッド７、消去ヘッド
２、及び本装置の駆動回路８から成る。本実施例ではフ
ィルムは巻き取り方式になっているが、エンドレスでフ
ィルムを回転してもよい。

また、巻き取り方式でなく単なるスクリーンとして手書
き用としてもよい。このほか、板上の基板に表示記録層
を設けてもよい。

第２図に示すように、表示媒体はポリエステル、ポリエ
ーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレー
）　（ＰＥＴ’）の如き耐熱性高分子フィルムからなる
基質フィルム９上にサーマルヘッドから熱供給を効率的
に吸収するための黒色塗料の如き熱吸収層１０をロール
コータ一層の印刷手段をもって塗布形成しである。前記
熱吸収層１０上には高分子液晶膜１１が形成されており
、更に高分子液晶膜１１上には前記基質フィルムと同様
な材料系の極めて薄い保護膜が形成されている。前記高
分子液晶材料としてネマチック性液晶基を付加した材料
又はコレステリック性液晶基を付加した材料いずれも使
用できる。実用的には液晶相が常温近辺にあり、かつフ
ィルムに形成し易いものが望ましい。本実施例では下記
に示す特開昭５６−７９１７３記載のコレステリック性
高分子液晶を用いた。

Ｃｈｏｌニコレステロール本高分子液晶材料を１５０°Ｃ程度に加熱しロールコー
タ−を用いて１０ｐｍ程度の薄膜に形成した。

上記表示媒体を表示装置に取付け、まず消去ヘッドを用
いて１２０°Ｃに加熱徐冷し、前記表示媒体を巻き上げ
る事で表示媒体の一括消去を行なった。以上の如く調整
した表示媒体はコレステリック特有の選択反射を示す赤
色に見えた。

なお、消去ヘッド２は一面ペタの発熱体、−例を上げれ
ばニクロムヒーター、ＩＴ○（インジウム・チン・オキ
サイド）薄膜等が利用できる。書込サーマルヘッド７は
微小加熱素子が一列に配置され、各々独立に制御できる
ものであり、通常のサーマルプリンター、ファクシミリ
等に用いられている微小加熱素子アレイを用いることが
できる。

上記表示媒体をほぼ７ｍｓ／１ｉｎｅの速度で巻き上げ
ながらそれに同期した信号を書込サーマルヘッドに供給
し、情報の書込を行った。書き込まれた領域は白く散乱
し、赤色の背景上で白色の画像が得られ、十分な表示コ
ントラストが得られた。形成された画、像は消えずに数
日間以上記憶表示された。

なお、前述の方法により消去する事により白色画像は完
全に消え元の状態に戻った。

（実施例２）高分子系液晶として実施例１の用いた材料の変わりにコ
レステリルミリステート１重量部、ポリ塩化ビニール（
重合度７００）２を袋部とをテトラヒドロフランに溶解
したものをポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布
乾燥し１０ｐｍ厚の表示層を形成したものを用いた以外
は実施例１と同じ構成の表示層を作成したが実施例１と
同様に書込・消去効果が確認された。

以上、本実施例について説明したが、本発明の実施に当
っては本例に限定されず種々の変形実施が可能である。

例えば本例に用いた高分子液晶の他に種々のものが利用
可能である。コレステリック性高分子液晶を用いた場合
は、選択反射による背景色はコレステリックピッチによ
り決まる。前記コレステリックピッチを調整した種々の
材料を用いる事で種々の背景色が得ることができる。更
に前記表示装置の前面に円偏光板を設置すると更に高コ
ントラストめ表示が得られる。又ネマチック性高分子液
晶でも同様な表示効果が得られる。

（発明の効果）上記実施例の記述からもわかるように外部メモリー装置
不要による低価格化、高分子液晶の大面積フィルム形成
能による大画面化、純熱的駆動によるタロストークの無
い大表示容量化を可能とする表示装置を提供するもので
あり、特に大画面表示分野において高い工業的価値を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の表示装置の一実施例の構造を示す図
である。第２図は本発明の表示媒体の一実施例の構造を
示す図である。第１図において１・・・表示媒体　　　　　２・・・消去ヘッド４・・
・フィルムロール　　５・・・駆動モーター６・・・フ
ィルムロール　　７・・・書込ヘッド８・・・駆動回路第２図において９・・・基質フィルム　　　１０・・・熱吸収層第１図第２図９基質フイルム１０熱吸収層１１高分子液晶１２保護膜第１頁の絖き＠発明者　百足　邦清京ｊ社（＠発明者　高１）耕−京１社１ ■発明者　偉材　秀夫京１社１＄市東山区−橋野本町１１番地の１　三洋化成工業株式
会勺＄市東山区−橋野木町１１番地の１　三洋化成工業株式
会勺＄市東山区−橋野木町１１番地の１　三洋化成工業株式
会相

Claims

【特許請求の範囲】

熱的に情報の書込消去可能な表示記録層を基質上に形成
した表示媒体に熱的に情報の書込を行なう表示装置にお
いて、前記表示記録層が高分子系液晶からなることを特
徴とする表示装置。