JPH0444331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はツイステイツドネマテイツク液晶にア
ゾベンゼン系フオトクロミツ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 フオトクロミツク化合物は、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、フオトクロ
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、フオトクロ
ミツク化合物を分散する媒体として高分子コレス
テリツ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、
コレステリツク液晶が持つ螺旋構造体のなかにフ
オトクロミツク分子が溶解分散することによつ
て、螺旋構造体によつてフ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。従つ
て、旋光度変化はコレステリツク液晶相の持つ大
きな旋光度にフオトクロミズムによつて生ずる旋
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オトクロミズムに伴
う旋光度変化に対し著しく大きいため、ピツチ長
を精度高く設定する必要があつた。しかしなが
ら、ピツチ長は、液晶セルの構成条件、液晶発現
条件、温度などによつて影響されることが多いた
め、このようなコレステリツク液晶をマトリツク
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
は問題があつた。

発明は解決しようとする課題 本発明は、従来のフオ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、ツイ
ステイツドネマテイツク液晶相はコレステリツク
液晶相の螺旋溝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
分の一の螺旋構造を持ち、90度の旋光度を持つこ
とになる）に着目し、コレステリツク液晶の代り
にツイステイツドネマテイツク液晶を用い、かつ
フオトクロミツク化合物としてアゾベンゼン系フ
オトクロミツク系化合物を用いれば、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
及びフオ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
なすに至つた。

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イツク液晶相が捻れ
ているツイステイツドネマテイツク液晶中にフオ
トクロミツク化合物を溶解せしめ、アゾベンゼン
系フオトクロミツク化合物の可逆的光反応に伴う
構造変化をツイステイツドネマテイツク液晶セル
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（松本正一、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オ
トクロミツ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ツドなどのスペー
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）。

本発明で用いるアゾベンゼン系フオトクロミツ
ク化合物は、アゾベンゼンを基本骨格とするフオ
トクロミツク化合物、例えば４−メトキシアゾベ
ンゼン、４−（２−メチルブトキシ）−4′−ペンチ
ルアゾベンゼンなどである。

また、液晶としては、従来知られているネマテ
イツク系の液晶物質から任意に選ぶことが出来る
（A.Be′guin et al，Molecular Crystals and
Liquid Crystals，Vol.115，No.１−４（1984）参
照）。また、スメクテイツク系のものであつても、
ある温度でネマテイツ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
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、ツイステイ
ツドネマテイツ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、アゾベンゼン系フオト
クロミツク化合物自体が光学活性体であつても良
い。

アゾベンゼン系フオトクロミツク化合物の添加
量は、液晶の重量当り0.1〜10重量％、好ましく
は0.5〜５重量％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つ
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
しは光書込みによつ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
によつてなされる。直線偏光の波長はフオトクロ
ミズムで用いる波長領域を超えたものでもよいの
で光読出しによる記録の消失を防止でき、かつそ
の変化量は、アゾベンゼン系フオトクロミツク化
合物の種類とそのドープ量、カル厚、光反応量、
旋光度測定波長によつて異なるが、セル１ミリ厚
に換算すると、150〜2000度もあり、コレステリ
ツ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。

次に実施例によつ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エニルエステルの
混合液晶100mgに、４−メトキシアゾベンゼン１
mg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、ツイステイツドネマテイツク液晶セ
ルを得た。このセルに500wの超高圧水銀燈と色
ガラスフイルターとを組み合せて取り出した
365nm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ず
ることはないが、この状態で＞440nm以上の可視
光を照射すると、旋光度は、再び−88度にもどつ
た。以後、紫外光と可視光の交互照射により、旋
光度は−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ミクロンのツイステイツドネマテイ
ツク液晶セルをえた。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におけるシクロヘキシルカルボン酸フ
エニルエステルの混合液晶の代りにコレステリル
−４−（メタクリロイロキシ）ブタノエートとコ
レステリル−11−（メタクリロイロキシ）ウンデ
カノエートとの共重合体をもちい、８ミクロンの
高分子コレステリツ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−2.495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ミリ当りに換算すると0.163度になる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ツイステイツドネマテイツク液晶相にアゾベ
   ンゼン系フオトクロミツク化合物を溶解分散させ
   てなる高感度光メモリ素子。