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JPH0765036B2 - Reversible thermochromic material - Google Patents

Reversible thermochromic material

Info

Publication number
JPH0765036B2
JPH0765036B2 JP61172400A JP17240086A JPH0765036B2 JP H0765036 B2 JPH0765036 B2 JP H0765036B2 JP 61172400 A JP61172400 A JP 61172400A JP 17240086 A JP17240086 A JP 17240086A JP H0765036 B2 JPH0765036 B2 JP H0765036B2
Authority
JP
Japan
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film
temperature
color
melting point
image
Prior art date
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Application number
JP61172400A
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Japanese (ja)
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JPS6327587A (en
Inventor
謙吾 伊東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP61172400A priority Critical patent/JPH0765036B2/en
Publication of JPS6327587A publication Critical patent/JPS6327587A/en
Publication of JPH0765036B2 publication Critical patent/JPH0765036B2/en
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  • Heat Sensitive Colour Forming Recording (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体レーザの光熱変換作用により感
応し、熱により可逆的に着色状態が変わる可逆的熱発消
色材料に関するものであり、特に新規な表示装置の提供
を可能とする可逆的熱発消色材料に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reversible thermochromic material which is sensitive to, for example, the photothermal conversion action of a semiconductor laser and reversibly changes its colored state by heat. The present invention relates to a reversible thermochromic material capable of providing a novel display device.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、ラクトン環を有する電子供与性呈色性有機化
合物と、フェノール性水酸基を有する電子受容性化合物
と、これら化合物と混合された成膜状態で融点と該融点
よりも低い温度に凝固点を有する結晶性高分子の混合物
を成膜することにより、 実用的な速度で発色及び消色可能な新規な可逆的熱発消
色材料を提供し、例えば半導体レーザを走査源とする新
規表示装置の提供を図ろうとするものである。
The present invention provides an electron-donating color-forming organic compound having a lactone ring, an electron-accepting compound having a phenolic hydroxyl group, a melting point in a film-forming state mixed with these compounds, and a freezing point at a temperature lower than the melting point. Providing a novel reversible thermochromic material capable of coloring and erasing at a practical rate by forming a film of a mixture of crystalline polymers that it has, for example, providing a new display device using a semiconductor laser as a scanning source. It is intended to try.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、色変化による室内温度計や食料品,飲食品等
の温度表示、各種工業における色による温度検知、さら
には色変化を利用して玩具,教材,文具等へのファッシ
ョン性の付与等を目的として、熱により可逆的に色が変
わる熱変色性材料の開発が進められている。
Conventionally, temperature display of indoor thermometers, foods, foods and drinks due to color change, temperature detection by color in various industries, and use of color change to add fashionability to toys, teaching materials, stationery, etc. For the purpose, development of a thermochromic material whose color reversibly changes with heat is under way.

例えば特開昭55−157677号公報や特開昭57−90085号公
報等には、電子供与性呈色性有機化合物と顕色剤である
フェノール性水酸基を有する化合物を主体とする熱変色
材料が開示されている。
For example, in JP-A-55-157677 and JP-A-57-90085, a thermochromic material mainly composed of an electron-donating color-developing organic compound and a compound having a phenolic hydroxyl group as a developer is disclosed. It is disclosed.

これら熱変色材料は、大略−50℃〜150℃程度の温度範
囲で各種色彩に変色し、あるいは有色から無色へと変化
するものであって、示温機能材料として各種用途が見込
まれている。
These thermochromic materials change their colors to various colors or change from colored to colorless in a temperature range of approximately -50 ° C to 150 ° C, and are expected to have various uses as temperature-indicating functional materials.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、従来の熱変色性材料は、熱に対する応答
速度等に不満を残しており、また局部的に変色を制御す
ることは難しかった。
However, the conventional thermochromic materials are not satisfactory in response speed to heat and it is difficult to control discoloration locally.

そこで本発明は、熱に対する応答速度に優れ、例えば半
導体レーザの光熱変換作用による発熱に速やかに感応し
て着消色を繰り返すことが可能な可逆的発消色材料を提
供することを目的とし、表示装置のディスプレイパネル
等として有用な可逆的熱発消色材料の提供を目的とす
る。
Therefore, the present invention has an object to provide a reversible coloring and decoloring material which is excellent in response speed to heat and is capable of repeating coloring and decoloring in response to heat generated by the photothermal conversion action of a semiconductor laser, for example. An object of the present invention is to provide a reversible thermochromic material that is useful as a display panel of a display device.

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

本発明者は、熱変色性材料の研究過程において、次のよ
うな現象を見出した。
The present inventor discovered the following phenomenon in the course of research on thermochromic materials.

すなわち、ある種のロイコ染料(色素前駆体)を適当な
フェノール性化合物(顕色剤)とともに側鎖に長いアル
キル基を有する高分子量体中に溶解させると、室温では
着色(発色)状態にあるのに対し、高分子量体の融点を
越える温度に加熱するの無色透明状態に変化し、逆にこ
の高分子量体の凝固点以下の温度に冷却すると再び着色
状態に戻るというものである。また、この現象は可逆的
であり、何度でも同じ挙動を示した。
That is, when a certain type of leuco dye (pigment precursor) is dissolved in a high molecular weight polymer having a long alkyl group in the side chain together with a suitable phenolic compound (developing agent), it is colored (colored) at room temperature. On the other hand, when it is heated to a temperature exceeding the melting point of the high molecular weight substance, it changes to a colorless and transparent state, and conversely, when it is cooled to a temperature below the freezing point of this high molecular weight substance, it returns to the colored state. Moreover, this phenomenon was reversible and showed the same behavior over and over.

更なる検討の結果、この挙動は前二者の化合物(色素前
駆体及び顕色剤)が溶解している高分子量体の相変化に
大きく依存し、高分子量体の相変化を制御することによ
り結果として熱により色変化を制御できることが判明し
た。
As a result of further investigation, this behavior depends largely on the phase change of the high molecular weight polymer in which the former two compounds (dye precursor and developer) are dissolved, and As a result, it has been found that the color change can be controlled by heat.

本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであっ
て、ラクトン環を有する電子供与性呈色性有機化合物
と、フェノール性水酸基を有する電子受容性化合物と、
これら化合物と混合された成膜状態で融点と該融点より
も低い温度に凝固点を有する結晶性高分子よりなり、こ
れらを成膜したことを特徴とするものである。
The present invention has been completed based on such findings, and an electron-donating color-forming organic compound having a lactone ring, and an electron-accepting compound having a phenolic hydroxyl group,
It is characterized in that it is made of a crystalline polymer having a melting point and a freezing point at a temperature lower than the melting point in a film-forming state mixed with these compounds, and these films are film-formed.

本発明の熱発消色材料は、消色時には濃度条件等を適切
に選べば可視光に対して無色透明化するので、コレステ
リック液晶を利用した熱変色性材料のように黒色の下地
を必要とせず、高分子量体の特性である造膜性を利用し
てフィルムやガラス等の透明支持体上に均一な皮膜を形
成すれば、光のシャッターとして機能し、ディスプレイ
パネル材料等としての用途に適したものと言える。
The thermochromic decolorizing material of the present invention becomes colorless and transparent to visible light by appropriately selecting the density condition and the like at the time of decoloring, and thus does not need a black base unlike thermochromic materials utilizing cholesteric liquid crystals. If a uniform film is formed on a transparent support such as a film or glass by utilizing the film forming property of the high molecular weight substance, it functions as a light shutter and is suitable for use as a display panel material or the like. Can be said to be a thing.

本発明において、高分子量体として使用される結晶性高
分子には、電子供与性呈色性有機化合物やフェノール性
水酸基を有する電子受容容化合物を溶解すること、結晶
と同様に融点を有すること、凝固点が融点よりも低い温
度であること、等が要求される。
In the present invention, the crystalline polymer used as a high molecular weight substance, dissolving an electron-donating compound having an electron-donating color-forming organic compound or a phenolic hydroxyl group, having a melting point similar to crystals, It is required that the freezing point be lower than the melting point.

ここで、特に融点については、試料と熱的に不活性な基
準物質とをそれぞれ相等しい容器に入れ、両者を等価な
条件下、周囲の温度を一定色度で上昇させながら、ある
いは下降させながら両者間の温度差(示差温度)を連続
的に測定する示差熱分析により確認することができる。
すなわち、融点を有する物質を示差熱分析すると、その
融解時には融解熱(固相にある物質が同温度の液相に変
わるために必要とする熱量。)を必要とすることにな
り、基準物質との温度差(示差温度)が大となる。した
がって、この示差温度による吸熱ピークがある場合に
は、融点を有するものと判断される。
Here, in particular, regarding the melting point, the sample and the thermally inactive reference substance are placed in the same container, respectively, and both are placed under equivalent conditions while the ambient temperature is raised or lowered at a constant chromaticity. It can be confirmed by a differential thermal analysis in which the temperature difference (differential temperature) between the two is continuously measured.
That is, when a substance having a melting point is subjected to a differential thermal analysis, the heat of fusion (the amount of heat required for a substance in the solid phase to change to a liquid phase at the same temperature) is required at the time of melting, Temperature difference (differential temperature) becomes large. Therefore, if there is an endothermic peak due to this differential temperature, it is determined to have a melting point.

また、凝固点が融点よりも低い温度であるということ
は、例えば高分子量体を加熱・冷却した時に第1図に示
すような挙動を示すことを言う。
In addition, the fact that the freezing point is lower than the melting point means that, for example, the behavior as shown in FIG. 1 is exhibited when the high molecular weight substance is heated and cooled.

すなわち、この第1図に示すものの例では、試料を加熱
していくと、図中曲線Aで示すように47℃前後から試料
は急激に液相に変わり始め、48〜49℃ではほとんどが液
相となる。これに対して、液相にある試料を冷却してい
くと、図中曲線Bで示すように45℃付近まで液相状態を
保ち、それ以下の温度になると急激に固相へと変化して
いく。したがって、この試料を融点以下で、かつ凝固点
以上の温度(以下、バイアス温度と称する。)に保って
おけば、何らかの手段による熱的刺激を加えた場合、刺
激を受けた部位は液化状態を保つことになる。
That is, in the example shown in FIG. 1, when the sample is heated, the sample suddenly begins to change into a liquid phase from around 47 ° C. as shown by a curve A in the figure, and most of the sample is in the liquid phase at 48 to 49 ° C. Be in phase. On the other hand, when the sample in the liquid phase is cooled, the liquid phase state is maintained up to around 45 ° C as shown by the curve B in the figure, and when the temperature is lower than that, the solid phase is rapidly changed. Go. Therefore, if this sample is kept at a temperature below the melting point and above the freezing point (hereinafter referred to as the bias temperature), the thermally stimulated portion will keep the liquefied state when thermally stimulated by some means. It will be.

このように、高分子量体として使用される結晶性高分子
には、いわゆるヒステリシス的な挙動を示すことが必要
である。なお、このヒステリシス的な挙動は、結晶性高
分子自体の特性によってもよいし、あるいは電子供与性
呈色性有機化合物やフェノール性水酸基を有する電子受
容化合物の混入による凝固点降下によるものであっても
よい。
As described above, the crystalline polymer used as the high molecular weight substance needs to exhibit so-called hysteresis behavior. Note that this hysteresis-like behavior may be due to the characteristics of the crystalline polymer itself, or may be due to the freezing point depression due to the incorporation of the electron-donating color-forming organic compound or the electron-accepting compound having a phenolic hydroxyl group. Good.

かかる結晶性高分子としては、ポリエチレン,ポリアク
リレート,ポリメタクリレート,ポリアクリルアミド等
が挙げられ、これらのホモポリマーあるいはコポリマー
が使用可能である。例えばラジカル重合やラジカル共重
合等の手法により、アクリル酸あるいはメタクリル酸の
高級脂肪酸エステルを単独で,あるいは他のモノマーの
存在下で直鎖状に重合して高分子量化を図ることによ
り、合成することができる。但し、コポリマーとする場
合にも、結晶性は保持している必要がある。得られる高
分子量体の物性は、使用するモノマ(重合性単量体)の
性質により多様に変化するが、この性質は本発明の可逆
的熱発消色材料の着消色の変化温度,温度に対する色変
化の程度等に大きく影響を及ぼす。
Examples of the crystalline polymer include polyethylene, polyacrylate, polymethacrylate, polyacrylamide, etc., and homopolymers or copolymers thereof can be used. For example, by a method such as radical polymerization or radical copolymerization, higher fatty acid ester of acrylic acid or methacrylic acid is polymerized alone or linearly polymerized in the presence of another monomer to obtain a high molecular weight, and thus synthesized. be able to. However, even in the case of a copolymer, it is necessary to maintain crystallinity. The physical properties of the obtained high molecular weight substance are variously changed depending on the property of the monomer (polymerizable monomer) used, and this property is dependent on the change temperature of the color fading and fading of the reversible thermochromic material of the present invention. It greatly affects the degree of color change.

一方、電子供与性呈色有機化合物は、それ自身無色ある
いは淡色の化合物であり、電子を後述の電子受容性化合
物に供与することにより有色状態に変化する有機化合物
であって、例えばロイコ染料が挙げられる。但し、本発
明ではロイコ染料であれば如何なる化合物であってもよ
いというわけではなく、前述の着消色挙動を発現するに
はラクトン環を有するロイコ染料とする必要がある。
On the other hand, the electron-donating color organic compound is a colorless or light-colored compound itself, and is an organic compound that changes to a colored state by donating an electron to the electron-accepting compound described later, and examples thereof include leuco dyes. To be However, in the present invention, any compound may be used as long as it is a leuco dye, and it is necessary to use a leuco dye having a lactone ring in order to exhibit the above-mentioned color fading behavior.

上記ラクトン環を有するロイコ染料には、大別してトリ
フェニルメタンフタリド類やフルオラン類、チオフルオ
ラン類、インドリルフタリド類、ローダミンラクタム
類、アザフタリド類等が有り、以下の化合物が例示され
る。
The leuco dyes having a lactone ring are roughly classified into triphenylmethanephthalides, fluoranes, thiofluoranes, indolylphthalides, rhodamine lactams, and azaphthalides, and the following compounds are exemplified.

先ず、トリフェニルメタンフタリド類としてはクリスタ
ルバイオレットラクトン,マラカイトグリーンラクトン
等が挙げられ、フルオラン類としては3−ジエチルアミ
ノ−6−メチル−7−クロルフルオラン,3−ジエチルア
ミノ−7−メトキシフルオラン,3−ジエチルアミノ−6
−ベンジルオキシフルオラン,1,2−ベンズ−6−ジエチ
ルアミノフルオラン,3,6−ジ−p−トルイジノ−4,5−
ジメチルフルオラン−フェニルヒドラジド−γ−ラクタ
ム,3−アミノ−5−メチルフルオラン,2−メチル−3−
アミノ−6−メチル−7−メチルフルオラン,2,3−ブチ
レン−6−ジ−n−ブチルアミノフルオラン,3−ジエチ
ルアミノ−7−アニリノフルオラン,3−ジエチルアミノ
−7−(パラトルイジノ)−フルオラン,7−アセトアミ
ノ−3−ジエチルアミノフルオラン,2−ブロム−6−シ
クロヘキシルアミノフルオラン,2,7−ジクロロ−3−メ
チル−6−n−ブチルアミノフルオラン等が挙げられ
る。
First, examples of triphenylmethanephthalides include crystal violet lactone and malachite green lactone, and examples of fluoranes include 3-diethylamino-6-methyl-7-chlorofluorane, 3-diethylamino-7-methoxyfluorane, 3-diethylamino-6
-Benzyloxyfluorane, 1,2-benz-6-diethylaminofluorane, 3,6-di-p-toluidino-4,5-
Dimethylfluorane-phenylhydrazide-γ-lactam, 3-amino-5-methylfluorane, 2-methyl-3-
Amino-6-methyl-7-methylfluorane, 2,3-butylene-6-di-n-butylaminofluorane, 3-diethylamino-7-anilinofluorane, 3-diethylamino-7- (paratoluidino)- Fluorane, 7-acetamino-3-diethylaminofluorane, 2-bromo-6-cyclohexylaminofluorane, 2,7-dichloro-3-methyl-6-n-butylaminofluorane and the like can be mentioned.

また、チオフルオラン類としては3−ジエチルアミノ−
6−メチル−7−ジメチルアミノ−チオフルオラン,3−
ジエチルアミノ−7−ジベンジルアミノ−チオフルオラ
ン等が挙げられ、インドリルフタリド類としては8−
(4−ジエチルアミノフェニル)−8−(1−エチル−
2−メチルインドール−8−イル)フタリド,3,3−ビス
(1−エチル−2−メチル−8−イル)フタリド,3,3−
ビス(2−フェニルインドール−3−イル)フタリド,3
−(4−ジ−n−ブチルアミノフェニル)−3−(2−
フェニルインドール−3−イル)フタリド,8−〔4−
(ジメチルアミノ)フェニル〕−3−〔N,N−ビス−
(4−オクチルフェニル)アミノ〕フタリド等が挙げら
れる。
Further, as thiofluoranes, 3-diethylamino-
6-methyl-7-dimethylamino-thiofluorane, 3-
Diethylamino-7-dibenzylamino-thiofluorane and the like can be mentioned, and as indolylphthalides, 8-
(4-Diethylaminophenyl) -8- (1-ethyl-
2-Methylindol-8-yl) phthalide, 3,3-bis (1-ethyl-2-methyl-8-yl) phthalide, 3,3-
Bis (2-phenylindol-3-yl) phthalide, 3
-(4-Di-n-butylaminophenyl) -3- (2-
Phenylindol-3-yl) phthalide, 8- [4-
(Dimethylamino) phenyl] -3- [N, N-bis-
(4-octylphenyl) amino] phthalide and the like can be mentioned.

さらに、ローダミンラクタム類としてはローダミンラク
トン等が、アザフタリド類としては3,3−ビス(1−エ
チル−2−メチルイドール−3−イル)−7−アザフタ
リド等が挙げられる。
Further, the rhodamine lactams include rhodamine lactone, and the azaphthalides include 3,3-bis (1-ethyl-2-methylidol-3-yl) -7-azaphthalide.

また、電子受容性化合物は、顕色剤としての役割を果た
すもので、本発明ではフェノール性水酸基を有する化合
物が使用可能である。
Further, the electron-accepting compound plays a role as a developer, and in the present invention, a compound having a phenolic hydroxyl group can be used.

例示すれば、ターシャリーブチルフェノール,ノニルフ
ェノール,ドデシルフェノール,スチレネーティッドフ
ェノール類,2,2−メチレンビス−(4−メチル−6−タ
ーシャリーブチルフェノール),α−ナフトール,β−
ナフトール,ハイドロキノンモノメチルエーテル,グア
ヤコール,オイゲノール,p−クロルフェノール,p−ブロ
モフェノール,o−クロルフェノール,o−ブロモフェノー
ル,o−フェニルフェノール,p−フェニルフェノール,p−
(p−クロロフェニル)−フェノール,o−(o−クロロ
フェニル)−フェノール,p−オキシ安息香酸メチル,p−
オキシ安息香酸エチル,p−オキシ安息香酸プロピル,p−
オキシ安息香酸ブチル,p−オキシ安息香酸オクチル,p−
オキシ安息香酸ドデシル,3−イソプロピルカテコール,p
−ターシャリーブチルカテコール,4,4−メチレンジフェ
ノール,4,4−チオ−ビス−(6−ターシャリーブチル−
3−メチルフェノール),1,1−ビス−(4−ヒドロキシ
フェニル)−シクロヘキサン,4,4−ブチリデン−ビス−
(6−ターシャリーブチル−3−メチルフェノール),
ビスフェノールA,ビスフェノールS,1,2−ジオキシナフ
タレン,2,3−ジオキシナフタレン,クロルカテコール,
ブロモカテコール,2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン,
フェノールフタレイン,o−クレゾールフタレイン,プロ
トカテキュー酸メチル,プロトカテキュー酸エチル,プ
ロトカテキュー酸プロピル,プロトカテキュー酸オクチ
ル,プロトカテキュー酸ドデシル,2,4,6−トリオキシメ
チルベンゼン,2,3,4−トリオキシエチルベンゼン,没食
子酸メチル,没食子酸エチル,没食子酸プロピル,没食
子酸ブチル,没食子酸ヘキシル,没食子酸オクチル,没
食子酸ドデシル、没食子酸セチル,没食子酸ステアリ
ル,2,3,5−トリオキシナフタレン,タンニン酸等であ
る。
For example, tertiary butylphenol, nonylphenol, dodecylphenol, styrenated phenols, 2,2-methylenebis- (4-methyl-6-tertiarybutylphenol), α-naphthol, β-
Naphthol, hydroquinone monomethyl ether, guaiacol, eugenol, p-chlorophenol, p-bromophenol, o-chlorophenol, o-bromophenol, o-phenylphenol, p-phenylphenol, p-
(P-chlorophenyl) -phenol, o- (o-chlorophenyl) -phenol, methyl p-oxybenzoate, p-
Ethyl oxybenzoate, p-Propyl oxybenzoate, p-
Butyl oxybenzoate, p- Octyl oxybenzoate, p-
Dodecyl oxybenzoate, 3-isopropylcatechol, p
-Tert-butyl catechol, 4,4-methylenediphenol, 4,4-thio-bis- (6-tert-butyl-
3-methylphenol), 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -cyclohexane, 4,4-butylidene-bis-
(6-tert-butyl-3-methylphenol),
Bisphenol A, bisphenol S, 1,2-dioxynaphthalene, 2,3-dioxynaphthalene, chlorcatechol,
Bromocatechol, 2,4-dihydroxybenzophenone,
Phenolphthalein, o-cresolphthalein, methyl protocatechuate, ethyl protocatechuate, propyl protocatechuate, octyl protocatechuate, dodecyl protocatechuate, 2,4,6-trioxymethylbenzene , 2,3,4-Trioxyethylbenzene, methyl gallate, ethyl gallate, propyl gallate, butyl gallate, hexyl gallate, octyl gallate, dodecyl gallate, cetyl gallate, stearyl gallate, 2,3 Examples include 5,5-trioxynaphthalene and tannic acid.

上述の各成分を混合し、高分子量体の造膜性を利用して
皮膜を形成することにより本発明の熱発消色材料とな
る。
The heat-decoloring material of the present invention is obtained by mixing the above-mentioned components and forming a film by utilizing the film-forming property of the high molecular weight substance.

上記皮膜は、記録保持層としての役割を果たすもので、
結晶性高分子の融点以上に加熱すると消色状態となり、
凝固点以上の温度でこの消色状態が保持され、凝固点以
下では発色状態となる。
The above film plays a role as a recording holding layer,
When it is heated above the melting point of the crystalline polymer, it becomes decolorized,
This decolored state is maintained at a temperature equal to or higher than the freezing point, and the color is developed below the freezing point.

上記皮膜に含まれる結晶性高分子は、融点と凝固点が異
なっており、着消色挙動を示す皮膜とした場合にもこの
性質が反映されて、色変化が温度に対してヒステリシス
を示す。したがって、この皮膜全体をバイアス温度に保
っておけば、何等かの手段により熱的刺激を加えた場
合、刺激を受けた部位は液化して無色化するが、非刺激
部位は始めの着色状態を保つ。また、バイアス温度に保
持することは、相転移を起こすために必要な熱的刺激エ
ネルギー量を極力抑えるという意味も合わせ持つ。
The crystalline polymer contained in the film has different melting points and freezing points, and this property is reflected even in the case of a film exhibiting coloration / decoloration behavior, and the color change exhibits hysteresis with respect to temperature. Therefore, if the entire film is kept at the bias temperature, when a thermal stimulus is applied by some means, the stimulated part is liquefied and becomes colorless, but the non-stimulated part is initially colored. keep. In addition, maintaining the bias temperature also has the meaning of suppressing the amount of thermal stimulation energy required for causing the phase transition as much as possible.

ここで、皮膜をバイアス温度に保持するには、上記皮膜
をガラス基板に挟みこのガラス基板を金属枠で支持する
ことによる加熱や、あるいはガラス基板の表面にネサ膜
を設けこのネサ膜による抵抗加熱等の手段によればよ
い。
Here, in order to maintain the film at the bias temperature, heating is performed by sandwiching the film on a glass substrate and supporting this glass substrate with a metal frame, or by providing a nesa film on the surface of the glass substrate, resistance heating by the nesa film is performed. And the like.

以上のように構成される可逆的熱発消色材料に対し、例
えば出力10mW程度の半導体レーザ光を熱的刺激源として
画像的に走査すれば、走査部が無色透明化した画像が形
成され、バイアス温度を保っている限り画像が保持(記
録)される。また、画像を消去するには、冷却により結
晶性高分子の凝固点以下の温度にすればよい。この冷却
操作前に皮膜全体を融点以上に加熱する操作を加えても
よい。
For the reversible thermochromic decolorizing material configured as described above, for example, if a semiconductor laser beam with an output of about 10 mW is image-wise scanned as a thermal stimulus source, an image in which the scanning part is colorless and transparent is formed, and the bias is applied. The image is retained (recorded) as long as the temperature is maintained. Further, in order to erase the image, the temperature may be set to a temperature below the freezing point of the crystalline polymer by cooling. Before this cooling operation, an operation of heating the entire coating film to a melting point or higher may be added.

これら一連の手法により、新規なディスプレイデバイス
としての用途が開け、書き換え可能な高品位静止画表示
装置の提供が可能となる。かかる表示装置は、一連の熱
サイクルにより静止画表示が可能であること、あらゆる
方向からコントラスト良く直視できること、高解像性,
中間階調表現等の点で高品位画像の形成が可能であるこ
と、画像のちらつきがなく観視者の眼性疲労を抑えるこ
とができること、大画面化が容易であること等の特性を
有する。
With these series of techniques, it is possible to provide a high quality still image display device that can be rewritten by opening a new use as a display device. Such a display device is capable of displaying a still image by a series of thermal cycles, being capable of directly looking at a good contrast from any direction, having high resolution,
It has the characteristics that it is possible to form high-quality images in terms of halftone expression, there is no image flicker, it is possible to suppress eye fatigue of the viewer, and it is easy to increase the screen size. .

また、装置的に見ても、本発明の熱発消色材料を塗布し
たパネルと、このパネルをバイアス温度に保つヒータ
(必ずしも必要ない。)、走査用光学系及び画像走査源
としての半導体レーザからなり、例えばブラウン管等と
比較しても薄型,軽量であり、作製も容易で安価なもの
となる。
In terms of apparatus, a panel coated with the thermochromic material of the present invention, a heater (not necessarily required) for keeping the panel at a bias temperature, a scanning optical system, and a semiconductor laser as an image scanning source. Therefore, it is thinner and lighter than, for example, a cathode ray tube, and is easy to manufacture and inexpensive.

このような半導体レーザによる書き込み可能な類似デバ
イスとして熱書込み液晶があるが、これは液晶中に熱的
に形成された光散乱組織(白濁状態)を投影により黒化
させるものである。本発明の熱発消色材料を用いた表示
装置は、投影せずとも可視光のオン−オフ画像を直視で
きるという利点を有する。
There is a heat-writable liquid crystal as a similar device which can be written by such a semiconductor laser, and it is a device for blackening a light scattering structure (white turbid state) thermally formed in the liquid crystal by projection. The display device using the thermochromic material of the present invention has an advantage that the on-off image of visible light can be directly viewed without projecting.

勿論、本発明の熱発消色材料を選択的に消色するための
熱源としては、上述の半導体レーザに限られず、例えば
感熱ヘッド(ライン型,シリアル型等)や熱ペン,キセ
ノンランプ,その他熱輻射器等が使用でき、接触,非接
触を問わない。
Of course, the heat source for selectively erasing the heat-decolorable material of the present invention is not limited to the above-mentioned semiconductor laser, but may be, for example, a thermal head (line type, serial type, etc.), a thermal pen, a xenon lamp, or another thermal source. A radiator can be used, and it does not matter whether it is in contact or not.

特にキセノンランプや半導体レーザ等の光源を熱源と
し、光熱変換作用により発生する熱を利用する場合に
は、熱発消色材料皮膜やこれを支持するガラス基板等に
加熱光を吸収する色素を添加し、効率を高めるようにし
てもよい。
In particular, when a light source such as a xenon lamp or a semiconductor laser is used as a heat source and the heat generated by the photothermal conversion action is used, a dye that absorbs heating light is added to the heat-decoloring material film or the glass substrate that supports it. The efficiency may be increased.

〔作用〕[Action]

本発明の可逆的熱発消色材料は、融点を有し臨界的な相
変化を示す結晶性高分子を用いて、これにラクトン環を
有する電子供与性呈色性有機化合物とフェノール性水酸
基を有する電子受容性化合物とを分子状に溶解せしめる
ことを特徴としており、このような結晶性高分子中にお
ける発色体(電子供与性呈色性有機化合物)の電子状態
が相変化に伴って変化することが、熱変色挙動に反映さ
れると推定される。
The reversible thermochromic material of the present invention uses a crystalline polymer having a melting point and a critical phase change, and has an electron-donating color-forming organic compound having a lactone ring and a phenolic hydroxyl group. It is characterized by dissolving an electron-accepting compound in a molecular form, and the electronic state of a color former (electron-donating color-forming organic compound) in such a crystalline polymer changes with a phase change. Are estimated to be reflected in the thermochromic behavior.

実際、本発明の可逆的熱発消色材料を結晶性高分子に融
点以上に加熱すると消色状態となり、凝固以上の温度で
この消色状態が保持され、凝固点以下では発色状態とな
る。
In fact, when the reversible thermochromic material of the present invention is heated above the melting point of the crystalline polymer, it becomes in a decolored state, and this decolored state is maintained at a temperature of solidification or higher, and at the solidification point or lower, it becomes a colored state.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実験例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on experimental examples.

なお、本発明を実現するために必要不可欠な結晶性高分
子の合成法及び着消色挙動の発現方法を実験例1〜実験
例3で述べ、半導体レーザを走査熱源とする書き込み実
験について実験例4に示す。
The method of synthesizing the crystalline polymer and the method of expressing the coloration and decoloration behavior, which are indispensable for realizing the present invention, are described in Experimental Examples 1 to 3, and a writing experiment using a semiconductor laser as a scanning heat source is performed. 4 shows.

実験例1 丸底フラスコにn−ステアリルアクリレート45g(0.14
モル)と重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル
0.5g(0.003モル)を入れ、さらに反応溶媒としてエチ
ルアルコール100gを加えて溶解させた。
Experimental Example 1 45 g of n-stearyl acrylate (0.14
Mol) and the polymerization initiator azobisisobutyronitrile
0.5 g (0.003 mol) was added, and 100 g of ethyl alcohol as a reaction solvent was further added and dissolved.

次に、この丸底フラスコ内を80℃に保ちながら窒素気流
下,1時間加熱撹拌を続けた。溶液が白濁した後、この混
合物を室温まで冷却したところ、多量の白色沈澱が生じ
た。
Next, while maintaining the inside of the round bottom flask at 80 ° C., heating and stirring were continued for 1 hour under a nitrogen stream. After the solution became cloudy, the mixture was cooled to room temperature and a large amount of white precipitate formed.

そこで、白色沈澱を濾取し、トルエン−メタノール混合
溶媒から再沈操作を繰り返して40℃で減圧下乾燥したと
ころ、約40gの白色粉末が得られた。
Then, the white precipitate was collected by filtration, repeated reprecipitation from a toluene-methanol mixed solvent, and dried at 40 ° C. under reduced pressure to obtain about 40 g of white powder.

得られた粉末は、アルコールやアセトン等の極性溶媒に
は難溶性で、トルエン等の非極性溶媒には易溶性であ
り、明らかに出発モノマーとは異なったものであった。
また、その融点は48℃程度で、蝋のように可逆的固液変
化を示した。
The obtained powder was slightly soluble in polar solvents such as alcohol and acetone, and easily soluble in nonpolar solvents such as toluene, and was clearly different from the starting monomer.
Moreover, its melting point was about 48 ℃, and it showed a reversible solid-liquid change like wax.

この白色粉末について、DSC(示差熱走査熱量計)によ
る分析を行った結果、48℃にシャープな融点を、また41
〜43℃に凝固点を有することが明らかとなった。
The white powder was analyzed by DSC (Differential Thermal Scanning Calorimeter) and found to have a sharp melting point at 48 ° C and 41
It was found to have a freezing point at ~ 43 ° C.

次に、この白色粉末(以下、高分子量体Iと称する。)
と色素前駆体であるロイコ染料(電子供与性呈色有機化
合物)及び顕色剤(電子受容性化合物)を下記の組成で
混合し、全体を180℃に15分間保って相溶させた。
Next, this white powder (hereinafter, referred to as high molecular weight substance I).
And a leuco dye (electron-donating color organic compound) as a dye precursor and a developer (electron-accepting compound) were mixed in the following composition, and the whole was kept at 180 ° C. for 15 minutes to be compatible with each other.

組成 〔ロイコ染料〕 2−(2′−クロルフェニルアミノ)−6−n−ジブチ
ルアミノフルオラン 0.06g 〔顕色剤〕 p−ヒドロキシ安息香酸ベンジル 0.24g 〔結晶性高分子〕 高分子量体I 2.0 g 第2図に示すように、この相溶体(1)を液状のまま幅
50μm(図中t=50μm)の空隙を有するガラスセル
(2)に注入し、室温まで冷却して固化させたところ、
無着色状態から黒化状態に変化した。また、再度加熱す
ると、ガラスセル(2)のガラス温度が45℃程度となっ
たところで顕著な色変化(黒色→透明)を示し、加熱及
び冷却により同様な色変化を可逆的に繰り返した。但
し、透明状態から黒色状態への変化は40℃程度で起こ
り、可逆変化にヒステリシスを示した。
Composition [leuco dye] 2- (2'-chlorophenylamino) -6-n-dibutylaminofluorane 0.06 g [Developer] benzyl p-hydroxybenzoate 0.24 g [crystalline polymer] Polymer I 2.0 g As shown in Fig. 2, the width of this compatible solution (1) remains liquid.
When injected into a glass cell (2) having a void of 50 μm (t = 50 μm in the figure) and cooled to room temperature to solidify,
The non-colored state changed to a blackened state. When heated again, when the glass temperature of the glass cell (2) reached about 45 ° C., a remarkable color change (black → transparent) was shown, and similar color change was reversibly repeated by heating and cooling. However, the change from the transparent state to the black state occurred at about 40 ° C, and the reversible change showed hysteresis.

上記着消色挙動をガラスセル(2)の図示する方向の吸
収スペクトル〔すなわち入射光I0とし透明光Iとしたと
きの吸収スペクトル〕の変化で示す。第3図は着色時と
無色時の吸収スペクトルを比較して示すものであり、図
中曲線aは着色時の吸収スペクトルを,曲線bは無色時
の吸収スペクトルをそれぞれ示す。
The above-described color fading behavior is shown by a change in the absorption spectrum of the glass cell (2) in the direction shown in the figure [that is, the absorption spectrum when the incident light I 0 is the transparent light I]. FIG. 3 shows a comparison between absorption spectra when colored and when colorless. In the figure, curve a shows the absorption spectrum when colored, and curve b shows the absorption spectrum when colorless.

実験例2 n−ステアリルアクリレート45g(0.14モル)とエチル
メタクリレート8.2g(0.07モル)及び重合開始剤である
アゾビスイソブチルニトリル0.5g(0.003モル)をエチ
ルアルコール100gに溶解させ、実験例1と同様な方法に
より加熱撹拌操作を行ったところ、溶液が白濁し、室温
への冷却により多量の白色沈澱が得られた。
Experimental Example 2 45 g (0.14 mol) of n-stearyl acrylate, 8.2 g (0.07 mol) of ethyl methacrylate and 0.5 g (0.003 mol) of azobisisobutylnitrile as a polymerization initiator were dissolved in 100 g of ethyl alcohol, and the same as in Experimental Example 1. When the solution was heated and stirred by various methods, the solution became cloudy and a large amount of white precipitate was obtained by cooling to room temperature.

この白色沈澱を濾取した後、エタノールで洗浄し、さら
にトルエンに溶解させて不溶成分を濾過により取り除
き、メタノールにより再沈させた。この再沈操作を繰り
返したところ、実験例1に比較するとやや透明性のある
粉末が約45g得られた。
The white precipitate was collected by filtration, washed with ethanol, dissolved in toluene to remove insoluble components by filtration, and reprecipitated with methanol. When this reprecipitation operation was repeated, in comparison with Experimental Example 1, about 45 g of a slightly transparent powder was obtained.

得られた粉末は、アセトン,トルエン等に易溶であり、
これらに溶解させて塗布,乾燥を行うと高分子量体Iに
比べて柔軟性に富んだ皮膜を形成することが判明した。
The obtained powder is easily soluble in acetone, toluene, etc.,
It was found that when dissolved in these materials and applied and dried, a film having more flexibility than the high molecular weight substance I was formed.

また、この粉末は、DSCによる測定の結果、33〜40℃近
辺にブロードな融点を示し、明確な凝固点は示さなかっ
た。但し、液体(40℃以上)と固体(室温)の可逆変化
は繰り返し行なうことができた。
As a result of DSC measurement, this powder showed a broad melting point around 33 to 40 ° C and did not show a clear freezing point. However, the reversible change of liquid (40 ℃ or more) and solid (room temperature) could be repeated.

次に、得られた粉末(以下、高分子量体IIと称する。)
とロイコ染料及び顕色剤を次の組成でトルエン(溶剤)
に溶かし、湿潤時の塗布厚が200μmとなるように合成
紙上に塗布し、60℃で15分間乾燥した後、室温まで冷却
して着色(黒化)した皮膜を得た。
Next, the obtained powder (hereinafter referred to as high molecular weight substance II).
And leuco dye and developer with the following composition in toluene (solvent)
Was applied to a synthetic paper so that the applied thickness when wet was 200 μm, dried at 60 ° C. for 15 minutes, and then cooled to room temperature to obtain a colored (blackened) film.

組成 〔ロイコ染料〕 2−(2′−クロルフェニルアミノ)−6−n−ジブチ
ルアミノフルオラン 0.2g 〔顕色剤〕 ビスフェノールA 0.6g 〔結晶性高分子〕 高分子量体II 7.0g 〔塗布溶剤〕 トルエン 10.0g さらに、この黒化皮膜上に潤滑層を有するポリエチレン
テレフタレートフィルムを熱圧着(いわゆるラミネー
ト)して感熱紙状のフィルムを得た。作成したフィルム
の構成を第4図に示す。すなわち、この感熱紙状のフィ
ルムは、支持体である合成紙(11)上に、ロイコ染料,
顕色剤,高分子量体を含む感熱層(12)〔前述の黒化皮
膜〕及び透明支持体であるポリエチレンテレフタレート
フィルム(13)、耐熱滑性を示す潤滑層(14)を順次積
層した構造を有するものである。
Composition [Leuco dye] 2- (2'-chlorophenylamino) -6-n-dibutylaminofluorane 0.2g [Developer] Bisphenol A 0.6g [Crystalline polymer] Polymer II II 7.0g [Coating solvent] Toluene 10.0 g Further, a polyethylene terephthalate film having a lubricating layer on the blackened film was subjected to thermocompression bonding (so-called lamination) to obtain a thermal paper-like film. The structure of the prepared film is shown in FIG. In other words, this heat-sensitive paper-like film is formed by applying a leuco dye, a synthetic paper (11) as a support,
A structure in which a heat-sensitive layer (12) containing a color developer and a high molecular weight material [the above-mentioned blackened film], a polyethylene terephthalate film (13) which is a transparent support, and a lubricating layer (14) exhibiting heat resistance are sequentially laminated. I have.

得られたフィルムをビデオグラフィックプリンタ(ソニ
ー社製,UP701)に装着し、ネガモードで印字を行った。
なお、印字をネガモードで行ったのは、出力画像が通常
の感熱紙と同等になるためには、このフィルムの動作原
理より印字部(すなわち加熱部)が白化するため画像の
白黒反転を行わなければならないことによる。
The obtained film was mounted on a video graphic printer (Sony, UP701) and printing was performed in a negative mode.
Note that the printing was done in the negative mode because in order for the output image to be equivalent to that of normal thermal paper, the printing section (that is, the heating section) should be whitened due to the operating principle of this film. It depends on what you have to do.

その結果、コントラスト,階調性,解像性についてはほ
ぼ市販の感熱紙と同等で、感度についてはより優れた画
像が得られた。この画像は、室温下でも五分間程度は保
持され、その後ゆっくりと消失した。
As a result, it was possible to obtain an image in which the contrast, gradation, and resolution were almost the same as those of commercially available thermal paper, and the sensitivity was more excellent. This image was kept at room temperature for about 5 minutes and then slowly disappeared.

また、一度画像形成を行ったフィルムを全面加熱(白
化)して画像を消去した後に、再び冷却して黒化させ、
再度印字を行ったところ、一回目と同様な画像形成が行
われ、繰り返し印字が可能であることを示した。
In addition, after the image is formed on the film, the entire surface is heated (whitened) to erase the image, and then cooled again to blacken the film.
When printing was performed again, the same image formation as the first time was performed, showing that repeated printing was possible.

実験例3 n−ステアリルメタアクリレートを出発モノマーとして
実験例1と同様な方法で高分子量体IIIを合成した。こ
の高分子量体IIIは、DSCによる測定の結果、40℃付近に
ややブロードな融点(融点幅3〜4℃)を有し、28℃付
近に凝固点を有することが判明した。
Experimental Example 3 A high molecular weight substance III was synthesized in the same manner as in Experimental Example 1 using n-stearyl methacrylate as a starting monomer. As a result of DSC measurement, this high molecular weight substance III was found to have a slightly broad melting point (melting point width 3 to 4 ° C.) near 40 ° C. and a freezing point near 28 ° C.

次に、高分子量体IIIとロイコ染料,顕色剤を下記の組
成でトルエン−アセトン混合溶媒に溶かし、実験例2と
同様の手法により合成紙上に皮膜化して第4図に示すの
と同様の構成を有する感熱紙状のフィルムを得た。得ら
れたフィルムは青色に着色していた。
Next, the high molecular weight substance III, the leuco dye and the color developer having the following composition were dissolved in a toluene-acetone mixed solvent, and a synthetic paper was formed into a film by the same method as in Experimental Example 2 and the same as shown in FIG. A heat-sensitive paper-like film having the constitution was obtained. The obtained film was colored blue.

組成 〔ロイコ染料〕 クリスタルバイオレットラクトン 0.1g 〔顕色剤〕 没食子酸オクチル 0.3g 〔結晶性高分子〕 高分子量体III 4.0g 〔塗布溶剤〕 トルエン−アセトン混合溶媒 5.0g このフィルムに、室温下(このときフィルムは着色状態
にある。)で出力500Wのキセノンランプ光をレンズによ
り集光させて照射し、露光した。なお、照射したキセノ
ンランプ光は、フィルターにより紫外線を除いた全光線
とし、これを10mm径に絞りフィルム上での光強度1.6mW/
cm2で0.5秒間露光した。
Composition [leuco dye] Crystal violet lactone 0.1 g [Developer] Octyl gallate 0.3 g [Crystalline polymer] High molecular weight polymer III 4.0 g [Coating solvent] Toluene-acetone mixed solvent 5.0 g At this room temperature ( At this time, the film is in a colored state.) A xenon lamp light with an output of 500 W was condensed by a lens, irradiated, and exposed. In addition, the irradiated xenon lamp light is a total light ray excluding ultraviolet rays with a filter, and the light intensity is 1.6 mW /
It was exposed for 0.5 seconds at cm 2 .

この結果、露光部分は無色化した。但し、この場合ベー
スである合成紙が白色であるので、実際には白色化した
ように観察された。
As a result, the exposed portion became colorless. However, in this case, since the base synthetic paper was white, it was actually observed as whitened.

また、露光を止めて室温まで冷却したところ、無色化し
た部分は最初の着色状態(青色状態)に戻り、露光−冷
却の操作を繰り返すことにより着色(青色)と消色(白
色)の色変化を繰り返した。
In addition, when the exposure was stopped and cooled to room temperature, the colorless portion returned to the initial colored state (blue state), and repeated exposure-cooling operations caused color changes between coloring (blue) and decoloring (white). Was repeated.

なお、実験例2で得られたフィルムについても、同様な
変化(黒色と白色の色変化)を示すことを確認した。
It was confirmed that the film obtained in Experimental Example 2 also showed similar changes (color change between black and white).

実験例4 実験例3で可視光線による着色体の無色化の方法を示し
たが、出力10mW程度の赤外光発振半導体レーザを熱源と
して同様な変化を得ようとした場合には、一般にロイコ
染料の発色体が所望の波長域(半導体レーザの発光波長
域)に吸収を有せず光熱変換効率が低いことから、実用
的な書き込み速度を得ることは困難である。
Experimental Example 4 In Experimental Example 3, a method of making a colored body colorless by visible light was shown. However, when an infrared light emitting semiconductor laser having an output of about 10 mW is used as a heat source to obtain a similar change, a leuco dye is generally used. It is difficult to obtain a practical writing speed because the color developing material does not have absorption in a desired wavelength range (emission wavelength range of a semiconductor laser) and has low photothermal conversion efficiency.

そこで、半導体レーザの波長域に大きな吸収を有する色
素を先の着消色挙動を示す皮膜中に共存させるか、ある
いはこの皮膜と密着する部分に前述の色素を含有する層
を設け、レーザ光を効率良く熱に変換させると、この問
題は解決される。また、消色時に無色であることが要求
される場合には、この赤外光吸収色素は、可視光に対し
て無色透明であることが望ましい。
Therefore, a dye having a large absorption in the wavelength range of the semiconductor laser is allowed to coexist in the film exhibiting the above-mentioned color fading behavior, or a layer containing the above dye is provided in a portion in close contact with this film, and laser light is applied. Efficient conversion to heat solves this problem. Further, when it is required to be colorless at the time of decoloring, it is preferable that the infrared light absorbing dye is colorless and transparent to visible light.

かかる見地から、本実験例では上述の要求を満たす色素
としてスクアリウム系色素(この例では波長780nm付近
に感度を有する。)を選択し、これを用いることにより
赤外線(レーザ光)に対する増感を試みた。
From this point of view, in the present experimental example, a squalium-based dye (having a sensitivity in the vicinity of a wavelength of 780 nm in this example) was selected as a dye satisfying the above requirements, and an attempt was made to sensitize it to infrared rays (laser light) by using it. It was

先ず、下記の組成を有する着消色体を得て、実験例1と
同様な方法で厚さ10μmの着消色層を有するガラスセル
を得た。なお、スクアリウム系色素は、単独では高分子
量体Iに不溶であるが、顕色剤と共存させることにより
溶解することができた。
First, a color fading material having the following composition was obtained, and a glass cell having a color fading layer having a thickness of 10 μm was obtained in the same manner as in Experimental Example 1. The squalium dye was insoluble in the high molecular weight substance I alone, but could be dissolved by coexisting with the color developer.

組成 〔ロイコ染料〕 2−(2′−クロルフェニルアミノ)−6−n−ジブチ
ルアミノフルオラン 0.1 g 〔顕色剤〕 没食子酸オクチル 0.2 g 〔結晶性高分子〕 高分子量体I 2.0 g 〔赤外増感色素〕 スクアリウム系色素 0.007g 次に、第5図に示すように、この着消色層(21)を有す
るガラスセル(22)を加熱用ヒータを有するホルダに装
着し、タングステンランプ(23)を光源として、前記着
消色層(21)に形成される画像を投影レング(24)を介
してスクリーン(25)上に投影するように設置した。な
お、前記タングステンランプ(23)からの光は、赤外光
遮断フィルタ(26)を通して赤外光を除去し、集光ラン
プ(27)によりガラスセル(22)に照射した。
Composition [leuco dye] 2- (2'-chlorophenylamino) -6-n-dibutylaminofluorane 0.1 g [Developer] Octyl gallate 0.2 g [Crystalline polymer] Polymer I 2.0 g [red] External sensitizing dye] Squalium dye 0.007g Next, as shown in FIG. 5, the glass cell (22) having the color fading and decoloring layer (21) was attached to a holder having a heater for heating, and the tungsten color lamp (23) was used as a light source for the color fading and decoloring. The image formed on the layer (21) was placed so as to be projected onto the screen (25) via the projection length (24). The light from the tungsten lamp (23) was filtered through the infrared light blocking filter (26) to remove the infrared light, and the glass cell (22) was irradiated by the condensing lamp (27).

一方、上記ガラスセル(22)の着消色層(21)には、電
源ユニット(28)やパターン発生器(29)に接続される
レーザダイオード(30)からのレーザ光をガルバノスキ
ャナミラー(31)や集光レンズ(32),ハーフミラー
(33)を介して照射し、前記着消色層(21)を選択的に
消色して画像を形成した。
On the other hand, laser light from the laser diode (30) connected to the power supply unit (28) and the pattern generator (29) is applied to the galvano-scanner mirror (31) on the coloration / decoloration layer (21) of the glass cell (22). ), A condenser lens (32), and a half mirror (33) to selectively decolor the coloring / decoloring layer (21) to form an image.

すなわち、ガラスセル(22)全体を42℃に保つようにし
た状態で、着消色層(21)上に波長780nmのレーザ光を
約10μm径で焦点を結ばせ、1ドット400μsecで画像的
に走査した。その結果、着消色層(21)のレーザ光が照
射された部分は消色し、スクリーン(25)上では黒地に
白抜け画像が写し出された。また、この画像は、レーザ
光の走査を止めた後でもガラスセル温度(ここでは42
℃)を保つ限りそのまま保持された。
That is, while keeping the temperature of the entire glass cell (22) at 42 ° C., a laser beam having a wavelength of 780 nm is focused on the coloration / decoloration layer (21) with a diameter of about 10 μm, and an image is formed at 400 μsec per dot. Scanned. As a result, the portion of the coloring / discoloring layer (21) irradiated with the laser light was erased, and a blank image was projected on a black background on the screen (25). This image also shows the glass cell temperature (here 42
(° C) was kept as it was.

画像の書き込み速度及び得られる画像のコントラスト
は、着消色層(21)に含まれる成分の濃度比,ガラスセ
ル(22)の保持温度,着消色層(21)の厚さ,レーザ光
強度等によって変化するが、例えばこの実験例に示した
組成の着消色層を用いてレーザ光強度(発振部におい
て)20mWで上述の条件下で書き込みを行うと、着消色層
を無色化するためには1ドット当たり400μsecを要し
た。
The writing speed of the image and the contrast of the obtained image are determined by the concentration ratio of the components contained in the color fading layer (21), the holding temperature of the glass cell (22), the thickness of the color fading layer (21), the laser light intensity. However, when writing is performed under the above conditions with a laser light intensity (in the oscillation part) of 20 mW using the coloring / discoloring layer having the composition shown in this experimental example, the coloring / discoloring layer becomes colorless. To do this, 400 μsec was required for each dot.

また、この1ドット当たりのレーザ光照射時間を変化さ
せると画像に濃淡を生じ、上述の条件下,レーザ光照射
時間40μsec/ドット程度でもある程度の消色反応を起こ
すことが確認された。したがって、前述の着消色色層
(21)は階調表現能を有することが判明した。
Further, it was confirmed that when the laser light irradiation time per dot is changed, light and shade are generated in the image, and even if the laser light irradiation time is about 40 μsec / dot, a decoloring reaction occurs to some extent under the above conditions. Therefore, it was proved that the above-mentioned coloring / decoloring layer (21) has a gradation expression capability.

なお、上述の条件(レーザ光を400μsec/ドットで走
査)下で、得られた画像のコントラストは、スクリーン
(25)上で6:1であった。
Under the conditions described above (scanning with laser light at 400 μsec / dot), the contrast of the obtained image was 6: 1 on the screen (25).

以上の実験例では、実用性を重んじて室温以上での着消
色挙動について述べたが、比較的低温で消色反応を起こ
すことも可能である。例えば、結晶性高分子として、ラ
ウリル・トリデシル混合アクリレートを重合させたもの
を用いると、0℃以下に転移点を示し、低温領域での発
消色させることが可能となる。
In the above-mentioned experimental examples, the coloration / decoloration behavior at room temperature or higher was described with emphasis on practicality, but it is also possible to cause the color-decoloration reaction at a relatively low temperature. For example, when a crystalline polymer obtained by polymerizing lauryl / tridecyl mixed acrylate is used, it shows a transition point at 0 ° C. or lower, and it is possible to develop and decolor in a low temperature region.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の可逆的熱発
消色材料は、ラクトン環を有する電子供与性呈色性有機
化合物と、フェノール性水酸基を有する電子受容性化合
物と、これら化合物と混合された皮膜状態で融点と該融
点よりも低い温度に凝固点を有する結晶性高分子よりな
り、これらを成膜したことを特徴とするものであって、
熱により可逆的に着消色挙動を示し、また優れた熱応答
性を示すことから、実用的な速度で画像等を表示及び書
き換えすることが可能である。
As is clear from the above description, the reversible thermochromic material of the present invention comprises an electron-donating color-forming organic compound having a lactone ring, an electron-accepting compound having a phenolic hydroxyl group, and a mixture of these compounds. A crystalline polymer having a freezing point at a melting point and a temperature lower than the melting point in a formed film state, and these are formed into a film,
Since it exhibits reversible coloration / decoloration behavior due to heat and excellent thermal response, it is possible to display and rewrite images and the like at a practical speed.

したがって、例えば半導体レーザを走査源とする表示装
置への応用が可能で、透過,反射,直視あるいは投影に
よる画像観察が可能な高品位表示装置の提供が可能とな
る。
Therefore, for example, it can be applied to a display device using a semiconductor laser as a scanning source, and it is possible to provide a high-quality display device capable of image observation by transmission, reflection, direct view or projection.

本発明の可逆的熱発消色材料は、一連の熱サイクルによ
り静止画表示が可能であること、あらゆる方向からコン
トラスト良く直視できること、高品位画像の形成が可能
であること、画像のちらつきがないこと、大画面化が容
易であること等の特徴を有し、皮膜の形成も容易で安価
であることから、ディスプレイ機能材料として極めて有
用なものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The reversible thermochromic material of the present invention is capable of displaying a still image by a series of thermal cycles, being capable of directly looking at a good contrast in all directions, capable of forming a high-quality image, and having no image flicker. Since it has features such as easy enlargement of the screen, and can easily form a film at low cost, it is extremely useful as a display functional material.

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

第1図は結晶性高分子の相変化におけるヒステリシス特
性を示す特性図である。 第2図は可逆的熱発消色材料の吸収スペクトルの測定方
法を示す模式的な斜視図であり、第3図は可逆的熱発消
色材料の発色時と消色時の吸収スペクトルの一例を示す
特性図である。 第4図は本発明の可逆的熱発消色材料をフィルム体とす
る際の構成例を示す要部拡大断面図である。 第5図は本発明の可逆的熱発消色材料を使用して半導体
レーザの光熱変換作用により画像表示する表示装置の構
成例を示す模式図である。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a hysteresis characteristic in a phase change of a crystalline polymer. FIG. 2 is a schematic perspective view showing a method for measuring an absorption spectrum of a reversible thermochromic material, and FIG. 3 shows an example of an absorption spectrum of the reversible thermochromic material when it is colored and when it is decolorized. It is a characteristic diagram. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an essential part showing a structural example when the reversible thermochromic material of the present invention is used as a film. FIG. 5 is a schematic diagram showing a structural example of a display device which displays an image by the photothermal conversion action of a semiconductor laser using the reversible thermochromic material of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ラクトン環を有する電子供与性呈色性有機
化合物と、フェノール性水酸基を有する電子受容性化合
物と、これら化合物と混合された成膜状態で融点と該融
点よりも低い温度に凝固点を有する結晶性高分子よりな
り、これらを成膜したことを特徴とする可逆的熱発消色
材料。
1. An electron-donating color-forming organic compound having a lactone ring, an electron-accepting compound having a phenolic hydroxyl group, and a melting point and a freezing point at a temperature lower than the melting point in a film-forming state in which these compounds are mixed. A reversible thermochromic material which is formed of a crystalline polymer having the following features.
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