JPH0643148B2 - 光学的記録媒体 - Google Patents

光学的記録媒体

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JPH0643148B2
JPH0643148B2 JP60171941A JP17194185A JPH0643148B2 JP H0643148 B2 JPH0643148 B2 JP H0643148B2 JP 60171941 A JP60171941 A JP 60171941A JP 17194185 A JP17194185 A JP 17194185A JP H0643148 B2 JPH0643148 B2 JP H0643148B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、担体層と染料含有重合体層からなる光学的記
録媒体に関する。
光データ記憶装置または光メモリは公知である。特定の
波長の光、特にレーザー光線によるか又は他の適当な高
エネルギー放射線により、ガラス又は適当な合成樹脂か
ら成る感光性塗膜を有する担体の反射挙動は、所々変化
する。この場合、読み取り過程においては、記載された
個所と記載されない個所が認識され、それから初めの信
号が再生される。この現在のシステムに関する概説は、
例えばブラディ(H.Brody )によりレーザー・フォーカ
ス(Laser Focus )1981年8月号47頁以降に示さ
れ、そこには他の文献も見られる。
光メモリにおいて光吸収のために染料を使用することは
公知である。例えば米国特許4097895号明細書に
は、ガラスから成る円板状基板と染料層により被覆され
た光反射性アルミニウム層から成る記録担体が記載され
ている。レーザー光線は、吸収性染料層を分離し、それ
を蒸発させ又は溶融し、そして光反射層を露呈する。こ
のようにして記録された情報は、再びレーザーにより、
読み取ることができる。
米国特許4380769号明細書からは、光吸収層とし
て重合体結合剤中にアゾ染料を含有する記録担体が知ら
れている。さらに、吸収性化合物として、オキサジン
(特開昭58−132231号)、シアニン染料(特開
昭58−112790号及び同58−125246
号)、フタロシアニン化合物(欧州公開特許第8472
9号、米国特許4241355号明細書、特開昭58−
56892号)及びナフトキノン−1,4−化合物(欧
州公開特許第97929号)を使用する光メモリ系が既
知である。
情報記憶のために染料のホトクロミズムを利用する、消
去可能な記録担体も知られている。西独特許出願公開第
3007296号明細書には、重合体に結合するホトク
ロミックのインジゴイド染料が使用され、同32202
57号明細書には、光メモリ用の放射線感光性材料とし
て、ホトクロミックのスピロ化合物が記載されている。
低分子の液晶材料は光電表示装置における光変調器とし
て使用され、液晶層の光学挙動は通常は印加された電場
により変化する(たとえば H.Kelker 及びR.Hatz著 Han
dbook of Liquid Crystals 1980年第603頁以下
又は B.Bahadur 著 Mol. Cryst. Liq Crist.,1983
年第99巻第345〜374頁)。
高解像性の図式的表示をするためレーザー光線で薄い液
晶層を駆動することも同様に公知であり、たとえばカー
ン(Kahn)により Appl. Phys. Lett. 第22巻197
3年第111頁以下に高解像性グラフィックディスプレ
イ製造に関し、記載されている。この場合。入射したレ
ーザーエネルギー(1.06μm)が、In2−xSn
3−y電極に吸収される。ビレッキ、(H.Birecki
)、ナバルイ(S.Naberhuis )及びカーン(F.J.Kah
n)が、オプティカル・ストーレイジ・メディア(Optic
al Storage Media )編集者アラン、ベル(Alan E.Bell
)及びアルバートジャムベルディーノ(Albert A.Jamb
erdino が Proc. SPIE 420 、1983年第194〜1
99頁に報告したように、消去可能な光メモリの製造も
同じ原理により可能である。
浦辺、新井及び大越(J.Appl. Phys.,第54巻(3
号)第1552〜第1558頁(1983年))は、ス
メクチック液晶中で入射されたエネルギー(ヘリウム−
ネオンレーザー)を吸収するために、二色性染料を用い
ている。
ドイツ国特許出願公開第2618023号明細書には、
レーザーエネルギーが染料含有層により吸収される、砒
化ガリウムレザーによりアドレッシング可能な液晶セル
が記載されている。ドイツ国特許出願公開第33373
16号明細書に示されるように、液晶セルも電子線で駆
動することができる。
主鎖又は側鎖にメソゲン基を有する液晶相形成性重合体
は公知であって、これら化合物部類に関する概説は、た
とえばポリマー・リキッド・クリスタルズ(Polymer Li
quid Crystals, A.Ciferri, W.R.KrigbaumおよびR.B.Me
ryer, Academic 出版ニューヨーク、1982年)に記
載されている。
液晶相形成重合体を自己補強性合成樹脂に使用すること
は、例えばウエンドルフ(Wendorff)によりクンストシ
ュトッフェ(Kunststoffe )第73巻、1983年、9
号第524〜528頁に報告されている。
液晶重合体は原則として、低分子の液晶と同様の挙動を
示し、例えば電場内で配向できる(H. Ringsdorf及びR.
Zentel, Makromol.Chew.,第183巻、1982年、第
1245〜1256頁、H.Pranoto及びW.Haase, Mol. C
ryst. Liq. Cryst.,第98巻、1983年、第299〜
308頁)。液晶ポリアクリレートの熱による駆動は、
シバエフ(V.P.Shibaev )ら(Polym. Commun,第24
巻、第364〜365頁(1983年)により初めて実
現された。
本発明の課題は、書き込まれた情報が長期間にわたり安
定に記憶され、場合により局所的に又は全面的に消去可
能な光学的記録媒体を提供することであった。さらに、
この記録媒体はレーザーにより書き込み、読み取り及び
場合により消去することができるべきである。
本発明者らは、少なくとも1つの染料を化学的に結合し
て含有する重合体層が、液晶相形成重合体であるとき、
担体層と染料含有重合体層からなるきわめて好適な光学
的記録媒体が得られることを見出した。
重合体層は、それぞれその内側に透明な電極を備えるこ
とができる、2枚のガラス製の又は合成樹脂製の担体の
間に位置しうる。透明な導電性層としては、例えば錫を
ドーピングした公知の酸化インジウム層(ITO)を使
用できる。透明電極と反射電極を用いることもできる。
好ましい光反射材料は、例えばアルミニウム、ロジウ
ム、金及び銅である。
液晶重合体の単一な組織を得るために、電極表面を場合
により処理せねば成らない。単一で均質な又はホメオト
ロープに配向された液晶層を形成する方法は、例えばケ
ルカー(H.Kelker)及びハッツ(R.Hatz)著ハンドブッ
ク・オブ・リキッド・クリスタルズ(Handbook of Liqu
id Crystals )1980年511頁以降に記載されてい
る。
情報は例えばレーザーにより、単一に配向された液晶重
合体層に書き込まれる。その際、この重合体は、例えば
局所的に相転移温度(例えばスメクチック→ネオマチッ
ク)以上ないしは透明点(例えばネマチック→等方性)
以上に加熱される。冷却すると、書き込まれた箇所に光
散乱、光学活性、複屈折又は吸収の変化が起き、ガラス
状態の重合体中に安定に凍結することができる。書き込
まれた情報は、場合により電場の印加及び/又は同時の
局所又は全面の加温により、再び消去することができ
る。
本発明による記録材料は、書き込まれた情報を大きいコ
ントラストでの記憶することが可能である。該記録材料
は、高感度、良好な解像性を有しかつ重合層の結晶化が
不可能であるので、優れた長期安定性を有する。
担体層と染料含有重合体層からる光学的記録媒体は、本
発明によれば、少なくとも1つの染料を化学的に結合し
て含有する重合体層が、次の式(I)及び(II) で示される単位から構成されている液晶相形成重合体
(III)であることを特徴とする。
上記式中、R1は水素又はメチル基を表わし、Rは−
(−CH−)−又は−(−CH−CH−O−)
−CH−CH−を表わし、n=2〜5であり、m
=0〜2であり、R2は次式の基 を表わし、R4はシアン基、塩素、臭素、ニトロ基、ア
ルキル基、アルコキシ基を表わすか又は4−位がシアン
基、クロルアルキル基又はアルコキシ基に置換されたフ
エニル基を表わし、R5はアルキル基を表わし、R6はシ
アン基、4−シアンフエニル基又はアルコキシ基を表わ
し、R7はアルキル基又はアルコキ基を表わし、R8はシ
アン基、アルキル基、アルコキシ基、シクロヘキシル
基、4−アルキルシクロヘキシル基、4−シアンフエニ
ル基、4−アルキルフエニル基又は4−アルコキシフエ
ニル基を表わしかつR9はシアン基、アルキル基、アル
コキシ基、4−シアンフエニル基又は4−アルコキシフ
エニル基を表わし、アルキル基及びアルコキシ基は1〜
25個のC原子を含有し、R及びRは同じか又は異っ
ていてもよく、R10はO,S又はNを介してRに結合し
ておりかつ使用したレーザーの波長に応じて選択される
多色性染料の残基を表わす。
これらの記載された液晶共重合体(III)は、ネマチッ
ク、スメクチック又はネマチック及びスメチックの相
を、あるいは欧州特許出願7574号明細書中に記載さ
れているようにコレステリックの相を形成する。
染料残基R10は例えば下記のものである。
特にその重合体連鎖が式(Ia)及び(IIa)(重合体
IV)の単位から、あるいは式(Ia)及び(IIb)(重
合体V)の単位から構成されている共重合体が優れてい
る。この共重合体の合成及び分析は、ドイツ国特許出願
公開第3211400号明細書に記載されている。
第1表に、示差熱分析及び偏光顕微鏡観察により測定さ
れた、重合体IV1)ないしIV7)及びV1)ないしV
3)の相転移、ならびに重合体IV1)、IV4)、IV7)
及びV1)ないし3)に対する等級Sを一括して示す。
等級の測定は、均質に配向された試料について(層厚:
10μm、周縁配向:ポリイミド)室温で行った。
等級Sは公知の次式 により決定される。二色性比率CRは、吸光度E″(ネ
マチック相の優先方向に対して平行な偏光による測定)
とE(ネマチック相の優先方向に対し垂直な偏光によ
る測定)を測定することにより、次の関係式により求め
られる。
さらに重合体連鎖が次式の単位を含有するディスコチッ
ク重合体又は共重合体が優れている。
この式中R10を表わし、n=4〜24であり、R11は次式の基 を表わし、Xは−O−、−S−、 を表わし、R12はC〜C12−アルキル基を表わし、重
合体は同じか又は異なるR11を含有しうる。
(VI)を含有する重合体をレーザー駆動するために必要な
染料は、重合体又は共重合体に溶解され、使用されるレ
ーザーの波長に応じて選択される。
そのために適する染料は、例えばドイツ国特許出願公開
第3148206号明細書及びジャーナル・オブ・ザ・
アメリカン・ケミカル・ソサエティ、(J. Amer. Chem.
Soc., )第104巻(1982年)第5245頁から
公知である。
個々には例えば次の染料があげられる。
さらに、本発明の光学的記録媒体のためには、重合体連
鎖が次式 の単位から構成され、又は重合体連鎖が式(VII)の単位
を含有する有色のディスコチック重合体又は共重合体が
特に好適である。式(VII)においてR10及びR12は前記
の意味を有し、そしてMは2個の水素原子又は1個の金
属イオン、例えばCu(II)である。
記録媒体の構成は公知であるか又は自体公知であり、後
記の実施例に詳細に記載されている。
記憶担体のレーザー駆動及び記憶情報の読み取りは、常
法により行なわれ、例えばブレッキ(H.Birecki )、ナ
ーベルイ(S. Naberhuis )及びカーン(F.J. Kahn )
により、オプティカル・ストーレイジ・メディア(Opti
cal Strage Media)・プロシーディングSPIE420
(1983年)第194〜199頁に記載されている。
I.記録媒体の構成 その構成は図面に示されている。染料含有液晶重合体
(c)は、2枚のガラス担体又はポリメチルメタクリレ
ート担体(a)の間に存在し、下方の担体は場合により
反射層(例えばアルミニウム)を有する。重合体の均質
平面組織は、傾斜蒸着された酸化珪素層又は研摩したポ
リイミド層(b)により得られる。重合体のホメオトロ
ピック組織は、担体(a)上のシラン層(b)により達
成される。
配向は、磁場内又は電場内での熱処理により、いっそう
均一にすることができる。層の厚さは、例えばマイラー
フィルム(Mylarfolie;デュポン社のポリエレングリコ
ールテレフタレートフィルム又はガラス繊維から成るス
ペーサ(d)により定められる。
II.実施例 実施例1 記録媒体の構成は上記I項に記載されている。重合体層
(c)の厚さは8μmであった。重合体としては重合体
IV.7を使用した。担体は内側にポリイミド層を備えて
いた。116〜117℃(透明温度より若干低い)での
数時間の熱処理により、重合体(c)が均質平面状に配
向された。
媒体は室温でHe−Neレーザーにより書き込んだ(焦
点距離:5μm、出力:4mw)。
書き込まれた情報は、交差偏光フィルターを有する顕微
鏡下で確認し、可視化することができる。116〜11
7℃での熱処理によって、その記録を消去することがで
きる。
実施例2 記録媒体の構成は上記I項に記載されている。重合体層
(c)の厚さは3μmであった。重合体IV.4を使用し
た。担体(a)は内側に傾斜蒸着された二酸化珪素層を
有していた。重合体層(c)は、126〜127℃での
数時間熱処理することにより均質平面状に配向された。
媒体は、実施例1と同様にNe−Heレーザーにより書
き込んだ(焦点距離:3μm、出力:4mw)。
この記録は、126〜127℃での熱処理により消去す
ることができた。
実施例3 記録媒体の構成は上記I項に記載されている。担体
(a)は、その内側がシランにより塗被されていた。重
合体IV.7を使用した。
116〜117℃での熱処理により、液晶重合体のホメ
オトロピック組織が得られた。
媒体はHe−Neレーザーで書き込むことができる。そ
の記録は117℃での熱処理により消去される。
実施例4 記録媒体の構成と駆動は、実施例3に記載したように行
なったが、重合体として重合体IV.2を使用した。透明
で導電性に塗被された担体(a)を使用する。ホメオト
ロピックの出発組織は、電場の印加及び付加的シラ塗膜
により達成することができる。書き込まれた情報は、熱
処理と同時的電場の印加により、再び消去することがで
きる。その際、消去過程が実施例3の媒体におけるより
も迅速に行われる。
実施例5 記録媒体の構成と制御は、実施例4に記載したように行
なった。しかし上方の担体は透明で導電性の被覆層(I
TO)を有し、下方の担体は反射導電性の被覆層、例え
ばアルミニウムを有していた。
実施例6 記録媒体の構成と制御は実施例4又は5におけるように
行なったが、傾斜蒸着した二酸化珪素層により、重合体
IV.2の均質な周縁配向が達成され、電場の印加により
ほとんどホメオトロピックの出発組織が達成された。
実施例7 記録媒体の構成は実施例2と同じであった。付加的に、
担体はその内側に透明な導電性層を有する。(c)とし
ては共重合体IV.4を使用した。10V/50Hz電場
の印加において情報をレーザーにより書き込む。レーザ
ーが液晶重合体を局所的にスイッチング可能状態とし、
印加された電場が、その重合体を書き込まれた箇所で再
配向する。この実施態様においては、それにより生じた
層の吸収の変化が、書き込まれた箇所で読み取られる。
この情報は熱処理により再び消去することができる。
上方の担体が透明で導電性の層を有し、下方の担体が反
射電動性の層を有するときにも同じく良好な結果が得ら
れる。
実施例8 記録媒体の構成は実施例4と同じである。重合体とし
て、重合体IV.7を使用した。ホメオトロピックの出発
組織が、担体(a)のシラン塗膜により達成された。
He−Neレーザーで情報を書き込む場合、同時に電場
(10V/50Hz)を印加する。実施例7におけるよ
うに、書き込まれた個所での層の吸収変化が読み取られ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明記録媒体の一実施例態様を説明するため
の縦断面図であって、aはガラス又はポリメチルメタク
リレートから成る担体、bはaに隣接する例えばシラン
又はポリイミドから成る層、cは染料を含有する液晶重
合体、dは例えばポリエチレングリコールテレフタレー
トのフィルム又はガラス繊維から成るスペーサであり、
矢印はレーザー照射を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート・リングスドルフ ドイツ連邦共和国6500マインツ―ゴンゼン ハイム・ケールウエーク41 (72)発明者 ハンス―ウエルナー・シユミツト ドイツ連邦共和国6500マインツ・ホルツシ ユトラーセ18 (72)発明者 ギユンター・バウル ドイツ連邦共和国7800フライブルク・ワル トホ―フシユトラーセ8デー (72)発明者 フリードリツヒ・ウインドシヤイド ドイツ連邦共和国7800フライブルク・エツ ケルトシユトラーセ4 (72)発明者 ルドルフ・キーフアー ドイツ連邦共和国7801フエルシユテツテ ン・イム・ゴツテスアツケル20 (56)参考文献 特開 昭58−142314(JP,A) 特開 昭59−94733(JP,A) 特開 昭60−23451(JP,A) 特開 昭60−166487(JP,A) 特開 昭60−168691(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】担体層と染料含有重合体層からなる光学的
    記録媒体において、少なくとも1つの染料を化学的に結
    合して含有する重合体層が、式(I)および(II) [式中R1は水素又はメチル基を表わし、Rは−(−C
    −)−又は−(−CH−CH−O−)−C
    −CH−を表わし、n=2〜25であり、m=0
    〜2であり、R2は次式の基 を表わし、R4はシアン基、塩素、臭素、ニトロ基、ア
    ルキル基、アルコキシ基を表わすかまたは4位がシアン
    基、塩素、アルキル基又はアルコキシ基により置換され
    たフエニル基を表わし、R5はアルキル基を表わし、R6
    はシアン基、4−シアンフエニル基又はアルコキシ基を
    表わし、R7はアルキル基又はアルコキシ基を表わし、
    8はシアン基、アルキル基、アルコキシ基、シクロヘ
    キシル基、4−アルキルシクロヘキシル基、4−シアン
    フエニル基、4−アルキルフエニル基又は4−アルコキ
    シフエニル基を表わし、R9はシアン基、アルキル基、
    アルコキシ基、4−シアンフエニル基又は4−アルコキ
    シフエニル基を表わし、アルキル基およびアルコキシ基
    は1〜25個のC原子を含有し、R及びR2は同じか又
    は異なっていてもよく、R10はO,S又はNを介してR
    に結合しておりかつ使用したレーザーの波長に応じて選
    択される多色性染料の残基を表わす]で示される単位か
    ら構成されている液晶相形成重合体(III)であること
    を特徴とする光学的記録媒体。
  2. 【請求項2】液晶相形成重合体がネマチック相を形成す
    る、特許請求の範囲第1項記載の光学的記録媒体。
  3. 【請求項3】液晶相形成重合体がネマチック相及びスメ
    チック相を形成する、特許請求の範囲第1項記載の光学
    的記録媒体。
  4. 【請求項4】液晶相形成重合体がコレステリック相を形
    成する、特許請求の範囲第1項記載の光学的記録媒体。
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