JPH04158352A - 液晶分散型光記録材料 - 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、光による液晶の相変化を利用した新規な光記
録材料に関するものである。さらに詳しくいえば本発明
は、ホトクロミック化合物を混合したネマチック液晶を
微粒子状に高分子フィルム中に分散して固定化し、光に
よるホトクロミック化合物の構造変化による液晶微粒子
の等吉相への相転移を生じさせ、それを利用して情報を
一時的又は永久的に記録する材料に関するものである。

従来の技術 液晶を用いる記録材料としては、情報を電気的な作用を
利用して貯蔵するものと、光の作用を利用して貯蔵する
ものとが知られており、前者は主として表示用に利用さ
れている。

ところで、電気的な作用を利用して情報を書き込む液晶
表示は、電力の供給が停止すると情報が消失するため、
これを永久的に保存するには、特別の工夫を加えなけれ
ばならないし、またパターン化された電極を用いるため
解像性が低く高容量の記録票子としては不適当である。

他方、光の作用を利用して情報を貯蔵するものには、レ
ーザビームなどの熱を利用する形式のものは高密度光記
録に応用可能であるが、全面消去を経ずに記録の書換え
を行なうことはできない。

また光化学的に構造が変化する化合物を混合し、光の作
用で相変化させる形式のものは、低分子液晶を用いた系
では液晶が流動するため時間の経過とともに著しく解像
度が低下する傾向がある０例え＃、ｆ−，−ネマチック
液晶にキラルなアゾベンゼンを溶解して得られるホトク
ロミックなコレステリック液晶は、紫外線の作用で等吉
相に変化し、これを利用して情報を記録することができ
るが、時間の経過とともに液晶が流動し、記５ｓｔｔｒ
が不明確になる。高分子液晶を用いることで経時変化の
少ない記録が得られるが、記録速度が著しく低下する（
川西祐司他、日本写真学会誌、第５２巻４１３頁（１９
９０年））。

光化学的に構造変化する化合物層と液晶層とを透明基板
上に積層し、光の作用で液晶の配向を変化する形式のも
のは優れた記録速度、解像度、及び経時安定性を示すが
、常に基板という支持体が必要で成形性や製造性におい
ては優れていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、高分子中に分ｎｔした液晶微粒子の光による
相転移を利用して情報を記録するものであって、液晶の
流動性に起因する解像度の経時的低下をもたらさない、
成形性、製造性に優れた光記録材料を提供することを目
的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、光による液晶の相転１多を利用した光記
録材料を開発するために、鋭意研究を重ねた結果、ホト
クロミック化合物を溶解したネマチック液晶の微粒子を
高分子中に分散・固定化したフィルムを形成すれば、■
光により可逆的に変化するホトクロミック化合物の２種
の構造に応じて、微粒子化した液晶の相転移が行なわれ
ること、従　　。

って情報のビット記録ができること、■微粒子の相転移
は媒体である高分子との屈折率差に変化をもたらし、こ
れに基づく光散乱を生じること、また同時に液晶微粒子
そのものが相転移により複屈折を失なうことなどにより
、ホトクロミック化合物の一光化学反応を引き起こし得
ない光による非破壊的な光学的読み出しができること、
■微粒子は相転移しても安定に高分子フィルム中に固定
化され、微粒子単位で記録された情報は拡散せずに安定
に保持できること、■フィルムは柔軟で製造、応用段階
での取扱に優れていることを見いだし、これらの知見に
菖づいて本発明をなすに至った。

すなわち本発明は、光により可逆的に構造変化するホト
クロミック化合物を混合したネマチック液晶を、゛高分
子フィルム中に微粒子状に分散固定化してなる光ＩＩｉ
！緑材料を提供するものである。

本発明において液晶微粒子を支持する目的で用いられる
高分子としては、用いるネマチック液晶と相溶性が低く
、ネマチック液晶を溶解しない溶剤に溶解するものが望
ましい、ネマチック液晶との相溶性が高い高分子や、ネ
マチック液晶を溶解しない溶剤に溶解し得ない高分子に
あっては、ｉｒｉ晶の微粒子を高分子中に分散・固定化
すること、良質なフィルムを形成することが困難である
。このような基幹高分子の具体例として、ポリビニルア
ルコール、ポリイミド樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エ
ステル、ポリ（メタ）アクリル酸アミド、ポリ（Ｌ−グ
ルタミン酸エステル）、ポリ（Ｌ−リジン）、ポリスチ
レン、ポリエステル、ポリアミド、などをあげることが
できるが、これに限定されるものではない。

液晶微粒子中に包含されるホトクロミック化合物とは、
光の作用で構造変化を生じ、その光に対する挙動例えば
色調を変化する化合物であって、これまで炭素−炭素間
炭素一窒素間、窒素−窒素間の不飽和二重結合の光幾何
異性化反応、原子価光異性化反応、ヘテロリティックな
光開閉ｍ反応、光閉環反敗　光互変異性化反応などを利
用した多種多様の化合物が知られている。　（例えばウ
ィリーインターサイエンス社発行、ジー、エイチ、ブラ
ウン編、　「ホトクロミズムＪ　（１９７１年）１！−
照）、このような化合物のうち、光幾何異性化に基づく
ホトクロミック化合物の例としては、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、へミインジゴ、ヘミチオイン
ジゴ、アゾメチンなどを、ヘテロリティックな光間閉環
反応に基づくホトクロミック化合物の例としては、イン
ドリノスピロベンゾビラン、インドリノスビロナフ！−
オキサジン、ペンゾチアゾリノスピロペンゾビラン、イ
ンドリノスピロベンゾチオピラン、スピロインドリジン
などを、光閉環反応に基づくホトクロミック化合物の例
としては、スチルベン、フルギドなど、をまた光互変異
性化反応に基づくホトクロミック化合物の例としては、
サリチリデンアニル、Ｏ−ヒドロキシアゾベンゼン、　
Ｏ−ニトロベンジルなどをそれぞれ基本骨格とする化合
物を挙げることができる。

本発明にかかわる、ネマチック液晶微粒子を高分子フィ
ルム中に分散固定化するには、高分子溶液にホトクロミ
ック化合物をあらかじめ溶解したネマチック液晶を加え
、機械的に混合する、あるいは超音波処理をする方法が
用いられる。これを流延塗布、スピン塗布など通常の方
法で基板上に塗布後、溶媒を乾燥して用いる、あるいは
これを剥離してフィルム惧体として用いる。

次に、光により可逆的に構造変化を起こす高分子フィル
ム中に微粒子化する液晶としては、従来知られているネ
マティック系の液晶物質の中から任意のものを選ぶこと
ができるが、動作温度でネマチック相をとるものを】ぶ
必要がある。また、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。

このような液晶物質は、例えばニー・ペキン（Ａ、Ｂｅ
ｑｕｉｎ）他著、モレキュラー・クリスタルズ・アンド
・リキッド・クリスタルズ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　　Ｃ
ｒｙｓｔａｌｓ　　ａｎｄＬｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔ
ａｌｓ）、第１１５巻（１９８４年）に、また高分子液
晶物質は、例えば、アドバンシズ・イン・ポリマー・サ
イエンス（Ａｄｖａｎｃｅｓ　　ｉｎ　　Ｐｏｌｙｍｅ
ｒＳｃｉｅｎｃｅ）、第６０７６１巻（１９８４年）に
掲載されている。これらの液晶物質は、単独で用いても
よいし、また２種以上混合して用いてもよい。

茨に添付図面により本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の基本構造を示す断面図で、ポリマーフ
ィルム中に、光により可逆的な構造変化を行なうホトク
ロミック化合物を所定量含むネマチック液晶の微粒子を
分散・固定化している。

第２図は、本発明の原理を示す断面図であって、図のＩ
においては微粒子はネマチック相、！Ｉにおいては等吉
相にあり、両状態間は波長の異なる二種の照射光のいず
れかを選ぶことで行き来できる。

液晶微粒子がネマチック相にある時は、液晶微粒子と高
分子フィルムとの屈折率差は大きく、入射光を散乱する
。微粒子が等吉相に転移すると、高分子と屈折率がほぼ
等しくなる結果、光散乱せず透過する様になる。この様
な透過光強度による読み出しの他、直交偏光子によって
液晶微粒子の複屈折性を読み出すこともできる。いずれ
においても、ホトクロミズムを起こさない波長の光を情
報の読み取りに利用できるので、情報を破壊することが
ない。

本発明の光記＃を票子において、いったん記録した情報
を消去したい場合は、記録時に使用した光と波長の異な
る光を照射して、ホトクロミック化合物の構造を元に戻
すことにより行うことができる。

発明の効果 本発明の光記録材料は、従来のホトクロミック材料によ
る情報記録の欠点、例えばいったん記録した情報が読み
取りの繰り返しにより光化学的な逆反応によって徐々に
消失するという欠点を示さないという利点がある上に、
液晶が微粒子状に高分子に分散・固定化されているので
、記録した情報が液晶の流動により散逸してしまう従来
の液晶系光記録材料に比してはるかに優れている。また
、本発明の光記録材料は、可逆的な光情報貯蔵に用いら
れるだけでなく、光アドレス型の表示にも好適に用いる
ことができる。

ヌ；ＩＩｔ例 １．ネマチック混合液晶（Ｒ○５７１、ロブイック社ｇ
）２５０ｍｇ、４−ｎ−ブチル−４°−メトキシアゾベ
ンゼン５０ｍｇを温めて混合し、これへポリビニルアル
コール（！！化度１００、重合度５００）の１０％水溶
液１．８ｇを加え、３０秒間超音波処理を行い、クリー
ム状のエマルジョンを得た。これをガラス板上に流延菫
布し、風乾した。このフィルムにおいては、液晶微粒子
の直径は約１〜２μｍ、フィルムの厚みは約２〜３μｍ
であった。

５００Ｗ超高圧水銀灯をフィルターカットして得られる
３６５ｎｍ（紫外光）、４４０ｎｍ（可視光）の光に応
じて、微粒子化した液晶相の光誘起相転移が行なわれ、
可視光照射によってはフィルムは光散乱状態となり不透
明に、紫外光照射では散乱が消失して透明になった。６
３３ｎｍにおける透過率を測定したところ、不透明状態
で１０％、透明状態で５０％の透過率を示した。

２．１により得たフィルムを、偏光子を直交とした偏光
顕微鏡で観察すると、可視光照射で液晶微粒子がネマチ
ック相にあるときは明るい像を、紫外光照射で等吉相と
すると暗い壕を与えた。フォトマスクを用いた接触露光
実験を行なったところ、微粒子のほぼ直径程度の解像度
で、パターンが記録できることを確かめた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本横道を示す断面図で、ポリマーフ
ィルム（１）中に、光により可逆的な構造変化を行なう
ホトクロミック化合物を所定量含むネマチック液晶の微
粒子（２）を分散・固定化している。 第２図は、本発明の原理を示す断面図であって、図の■
においては液晶微粒子はネマチック相、１１においては
等吉相にあり、両状態間は波長の異なる二種の照射光（
光１、光２）のいずれかを選ぶことで行き来できる。液
晶微粒子と高分子との屈Ｆｒ率差が変化する結果、■で
は破線で示したモニター光が散乱され、■では透過する
。 第１図 第２図 Ｉ　　　　　　　　　　　　ＩＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホトクロミック化合物とネマチック液晶との混合物を高
   分子中に分散してなる光記録材料。