JPH0244536A - 光メモリ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はツィスティッドネマティック液晶にフォトクロ
ミック化合物を溶解分散してなる液晶セルより構成され
、読出しによる記録消失を防止し、かつ高感度に記録を
読出し得る光メモリ素子に関するものである。

従来の技術 フォトクロミック化合物は、情報の書込み及び消去を目
的とする可逆的光メモリ材料の構成物質として有用であ
る。しかし、光反応にはしきい値がないため読出し光の
繰り返し照射により、書込まれた情報は、少しづつ消失
する。この欠点を克服する手段として、旋光度が吸収帯
から離れた波長域でも検出可能である性質を利用し、フ
ォトクロミズムの化学構造変化を旋光度の変化に変換し
検出する工夫がなされている。例えば、フォトクロミッ
ク化合物を分散する媒体として高分子コレステリック液
晶を用いた光メモリ材料がこれまでに提案されている（
特開昭６２−２０９１８６＞。

これは、コレステリック液晶が持つ螺旋構造体のなかに
フォトクロミック分子が溶解分散することによって、螺
旋構造体によって７オトクロミツク分子に旋光度が誘起
されることを原理としている。

従って、旋光度変化はコレステリック液晶相の持つ大き
な旋光度にフォトクロミズムによって生ずる旋光度変化
が上乗せされた形で検知されるが、この螺旋構造に基づ
く旋光度はフォトクロミズムに伴う旋光度変化に対し著
しく大きいため、ピッチ長を精度高く設定する必要があ
った。しかしながら、ピッチ長は、液晶セルの構成条件
、液晶相発現条件、温度などによって影響されることが
多いため、このようなコレステリック液晶をマトリック
スとした光メモリ材料は試料間で旋光度のバラツキが有
り、旋光度を正確かつ高感度に検出するには問題があっ
た。

発明が解決しようとする課題 本発明は、従来のフォトクロミズムを利用した可逆的光
記録の持つ欠点を改良し、読出し光による記録破壊がな
く、而も高感度に記録情報を検出できる新規光メモリ素
子を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、読出し光による記録消失を防止し、かつ
高感度に記録を読み出せる光メモリ材料を開発するため
に、鋭意研究を重ねた結果、ツィスティッドネマティッ
ク液晶相はコレステリック液晶相の螺旋構造の部分構造
に相当し、しかも、その螺旋構造は平行配向処理を施し
た二枚の基板の配向処理方向の角度を設定することによ
り、任意に設定される事実（例えば、配向処理方向を直
交するように二枚の基板を用いると液晶相は、四分の−
の螺旋構造を持ち、９０度の旋光度を持つことになる）
に着目し、コレステリック液晶の代りにツィスティッド
ネマティック液晶を用いれば、旋光度が一定であり、液
晶セルのバラツキを解決できること及びフォトクロミズ
ムに伴う旋光度変化量が大きい事実を見出し、この知見
に基づいて、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、液晶セルを構成している二枚の透
明基板の間でネマティック液晶相が捻れているツィステ
ィッドネマティック液晶中にフォトクロミック化合物を
溶解せしめ、フォトクロミック化合物の可逆的光反応に
伴う構造変化をツィスティッドネマティック液晶セルの
旋光度変化に変換して読出し得る光メモリ素子を提供す
るものである。

本発明で用いる液晶セル基板には、透明なシリカガラス
、硬質ガラス、石英ガラス及び透明な各種高分子シート
が用いられる。本発明では、上記の基板をあらかじめ公
知の方法で配向処理をおこなう必要がある（松本圧−１
角田市良著「液晶の最新技術−物性・マテリアル・応用
−」工業調査会、１９８４年　参照）。すなわち、これ
らの基板を斜め蒸着法で処理したり、あるいは、ポリビ
ニルアルコールあるいはポリイミド薄膜を塗布し、これ
を綿布で軽く擦る方法、ラビングを行う。

本発明においては、この配向処理基板上にフォトクロミ
ック化合物を溶解した液晶化合物物をのせ、さらにこの
上にもう一枚の配向処理基板をのせる。この時、二枚の
配向基板の配向方向が一定の角度、例えば、９０度にな
るように液晶セルを構成する必要がある。液晶セルの厚
みを調製するために、高分子微粒子やガラスロッドなど
のスペーサを用いることができる。あるいは、また表示
用液晶セルの製造と同じく熱硬化性樹脂、光硬化性エポ
キシ樹脂などを用いてシールされた空セル容器に液晶を
充填することを利用出来る（前述文献参照）。

ここで言うフォトクロミック化合物とは光幾何異性化に
基づく、アゾベンゼン、インジゴ、アシルインジゴ、チ
オインジゴ、セレノインジゴ、ベリナフトインジゴ、ヘ
ミチオインジゴ、インドリノスピロベンゾピラン、ペン
ゾチアゾリノスピロペンゾピランなどを基本骨格とする
化合物をさす。

また、液晶としては、従来知られているネマティック系
の液晶物質から任意に選ぶことが出来る（　　Ａ　　、
Ｂｇｇｕｉｎ　　ｅｔ　　ａｌ、　　Ｍｏ１ｅｃｕｌａ
ｒ　　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　　ａｎｄＬｉｑｕｉｄ　Ｃｒ
ｙｓｔａｌｓ、　Ｖｏｌ、　１１５．　Ｎｏ、　１−４
．　（１９８４）参照）。また、スメクティック系のも
のであっても、ある温度でネマティック液晶相をとるも
のを用いることが出来る。液晶物質としては低分子のみ
ならず高分子のものも含まれることは言うまでもない。

本発明においては、これらの液晶材料を配向基板の配向
処理方向を一定の角度、例えば直交させることにより液
晶分子に捻りを加え、ツィスティラドネマティックの状
態として使用することが必要である。とくに、配向処理
方向を直交させた場合、ねじれ方向を右まわりもしくは
左まわりに設定するために、液晶化合物に光学活性物質
を添加してもよいし、あるいは、フォトクロミック化合
物自体が光学活性体であっても良い。

フォトクロミック化合物の添加量は、液晶の重量当り０
．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重世％の範囲
である。

液晶セルの厚みは、２〜５０ミクロンの任意の厚みを選
ぶことができる。さらには、このように調製した液晶セ
ルに複屈折板を重ねることによって、旋光度変化量をさ
らに増大させることも可能である。

発明の効果 本発明の光メモリ材料においては、情報の読出しは光書
込みによって生ずる旋光度の変化、すなわち、直線偏光
の回転角度の変化を測定することによってなされる。直
線偏光の波長はフォトクロミズムで用いる波長領域を超
えたものでもよいので光続出しによる記録の消失を防止
でき、かつその変化量は、フォトクロミック化合物の種
類とそのドープ量、セル厚、光反応量、旋光度測定波長
によって異なるが、セル１ミリ厚に換算すると、１５０
〜２０００度もあり、コレステリック液晶を用いた系の
約３〜９００倍の変化量として捕えることが可能であり
、メモリ検出が高感度に出来る。

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例　１ シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステルの混合液晶
１００ｍｇに、４−メトキシアゾベンゼン１ｍｇ及び８
ミクロンのガラススペーサーを入れ良く混合する。この
混合物をラビング配向処理した硬質ガラス基板上に流し
、さらにこの上にもう一枚の配向処理済の基板を、ラビ
ング方向が直交するようにのせ、ツィスティッドネマテ
ィック液晶セルを得た。このセルに５００ｗの超高圧水
銀燭と色ガラスフィルターとを組み合せて取り出した３
６５ｎｍの紫外光を２０秒間照射した。アゾベンゼン誘
導体のトランス体からシス体への変化につれ、旋光度（
５８９ｎｍ）が−８８，０度から−８５，０度に変化し
た。５８９ｎｍの光ではシス体がトランス体に変するこ
とはないが、この状態で＞４４０　ｎｍ以上の可視光を
照射すると、旋光度は、再び一８８度にもどった。以後
、紫外光と可視光の交互照射により、旋光度は一８８度
と８５度の間を可逆的に変化した。この変化量は、液晶
セル１ミリ当りに換算すると、１５０度の変化量になる
。

実施例　２ 実施例１における４−メトキシアゾベンゼンの代りに（
ｓ）−４−（２−メチルブトキシ）−４ペンチルアゾベ
ンゼンを液晶の重量当り、３重量％溶解し、２０ミクロ
ンのツィスティッドネマティック液晶セルをえた。この
セルに紫外光と可視光との交互照射すると、５８９ｎｍ
の旋光度が８７度と４７度の間で可逆的に変化した。こ
の変化量は、液晶セル１ミリ当りに換算すると２０００
度になる。

比較例 実施例１におけるシクロへキシルカルボン酸フェニルエ
ステルの混合液晶の代りにコレステリル−４−（メタシ
クロイロキシ）ブタノエートとコレステリル−１ｌ−（
メタシクロイロキシ）ウンデカノエートとの共重合体を
もちい、８ミクロンの高分子コレステリック液晶セルを
構成した。このセルに実施例１で用いた紫外光及び可視
光を交互照射すると、５８９ｎｍの旋光度が−２，４９
５度から−２，４８２度の間で可逆的に変化した。

この変化量は、セル１ミリ当りに検算すると０゜１６３
度になる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ツイスティッドネマティック液晶相に異なる波長の
   光により可逆的に分子構造変化を行うフォトクロミック
   化合物を溶解分散してなる光メモリ素子