專利名稱：多官能化合物、光記錄材料、光記錄介質(zhì)、光記錄再生裝置、光波導(dǎo)材料及光取向膜材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多官能化合物及其用途。詳細(xì)而言，涉及具有通過照射光而引起結(jié)構(gòu)異構(gòu)化的光異構(gòu)化基的多官能化合物及其用途。該通過照射光而引起的結(jié)構(gòu)異構(gòu)化是可逆反應(yīng)，若對光照射部分進(jìn)行加熱等，則可向原狀態(tài)還原。故而，也可應(yīng)用于光開關(guān)等動態(tài)光功能材料。具體而言，可用作可高密度地光記錄大量數(shù)據(jù)信息的光記錄材料。因此，本發(fā)明又涉及將上述多官能化合物用作光記錄材料的光記錄介質(zhì)及光記錄再生裝置。又,若對上述多官能化合物照射光，則有可能通過光異構(gòu)化部位的光異構(gòu)化而引起折射率調(diào)制，從而可在光照射部與光未照射部之間產(chǎn)生折射率差。故而上述多官能化合物可應(yīng)用于光波導(dǎo)。由此，本發(fā)明又涉及使用上述多官能化合物的光波導(dǎo)材料。進(jìn)而，上述多官能化合物可形成膜，且可通過旋涂或熱熔融等而變化為任意形狀后進(jìn)行使用。故而上述多官能化合物可形成膜并且光感度優(yōu)良。由此本發(fā)明又涉及使用上述多官能化合物的光取向膜材料。
背景技術(shù)：
近年來，因可進(jìn)行高密度記錄或多重記錄等，故而人們積極地研討全息圖記錄。全息圖記錄中眾所周知的有利用振幅全息圖者，該振幅全息圖利用記錄材料的透射率變化；或者利用相位全息圖者，該相位全息圖利用記錄材料的折射率變化或凹凸變化。用于全息圖記錄的記錄材料中，人們較多地對通過照射光而使折射率變化的全息圖記錄材料(以下，有時稱作“光折變材料”的情形)進(jìn)行研討。尤其自易于加工成任意形狀的觀點、及易于調(diào)節(jié)感應(yīng)波長的觀點考慮，人們積極研討有機系的光折變材料。光折變材料中，通過照射光而產(chǎn)生電荷，所產(chǎn)生的電荷移動、被捕獲(trap)，結(jié)果產(chǎn)生內(nèi)部電場，通過該內(nèi)部電場的普克爾效應(yīng)而產(chǎn)生折射率變化。全息圖是通過該折射率變化而形成的。然而，在有機光折變材料中，為了有效地表現(xiàn)出普克爾效應(yīng)而須使分子取向，故而必需外部電場。外部電場的必要性是應(yīng)用有機光折變材料的重要課題。作為無需外部電場的全息圖記錄材料，眾所周知的有具有偶氮苯骨架的有機材料。對于全息圖記錄而言，偶氮苯骨架的光異構(gòu)化反應(yīng)起到重要作用。若對使用有這種材料的膜照射直線偏振光，則將通過反-順-反的異構(gòu)化循環(huán)而產(chǎn)生偶氮苯骨架的再取向。偶氮苯骨架吸收對應(yīng)于P-P *遷移的光后被自熱穩(wěn)定的反式體激勵至順式體，引起折射率調(diào)制，但由光激勵所產(chǎn)生的順式體因熱松弛而自動地還原為反式體,故而若將自然光用作光源，則無法獲得較大的折射率調(diào)制。然而眾所周知的是，若將偏振光用作光源則僅激勵具有與偏振光的電矢量一致的電場的反式體偶氮苯骨架，進(jìn)而，當(dāng)所激勵的順式體偶氮苯骨架因熱松弛而還原為反式體時，以固定概率還原為具有與偏振光電矢量直交的電場的反式體。由此，在光照射部分蓄積有無法激勵的偶氮苯骨架，故而產(chǎn)生雙折射性，因雙折射性而引起折射率調(diào)制(膠體二色效應(yīng)(Weigert effect):例如,參照社団法人高分子學(xué)會編、控制光的下一代高分子·超分子、NTS (2000)。又，若對光照射部位實施加熱等，則通過分子運動，而變化為具有初期狀態(tài)的無規(guī)取向(電場)的反式體，由此雙折射性消失，可再次記錄。通過該取向變化，而誘導(dǎo)光學(xué)各向異性即雙折射及二色性，從而可進(jìn)行全息圖記錄。這樣，具有偶氮苯骨架的有機材 料有望用作可重寫的光記錄材料、尤其全息圖記錄材料。然而，僅偶氮色素的折射率調(diào)制度與偶氮色素量成比例地増加，故而為獲得較大折射率調(diào)制度則必需吸收率較大的材料，且必需大功率激光。然而，不僅偶氮色素，而且也報導(dǎo)有利用液晶性化合物時，即使為較小的吸收量，也可誘導(dǎo)較大的雙折射(例如，參照非專利文獻(xiàn)I)。更詳細(xì)而言，例如，若利用偶氮色素與液晶性化合物的混合物，則以通過偏振光而取向的偶氮色素為起點，進(jìn)而使液晶性分子取向，由此可表現(xiàn)出非常大的雙折射性，具有增強折射率調(diào)制度的效果。作為這樣的全息圖記錄材料掲示有使用在側(cè)鏈具有特定結(jié)構(gòu)的偶氮苯部位及液晶部位，且具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯主鏈的含偶氮苯高分子的全息圖記錄材料(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。然而，這些在靈敏度(記錄速度)及記錄密度的兩方面而言，作為光記錄介質(zhì)用并不充分。又，非專利文獻(xiàn)I中記載有適合于全息圖記錄的高分子化合物，然而為實現(xiàn)短時間的寫入，必須預(yù)先在整個介質(zhì)誘導(dǎo)光學(xué)各向異性，由此必需用于此的預(yù)處理。進(jìn)而，也記載有使用膜厚為500 μ m的記錄介質(zhì)的全息圖的多重記錄結(jié)果,然而ー個全息圖記錄所需的時間為30秒，作為實用上的記錄速度并不充分。這樣，難以將此前所報告的含有偶氮苯骨架的高分子材料，用作在光記錄介質(zhì)中形成有多個全息圖的體積型全息圖材料。即，難以制作實現(xiàn)高衍射效率以實現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的高速記錄的厚膜介質(zhì)，作為實用介質(zhì)，40 μ m左右的膜厚為極限膜厚(例如，參照非專利文獻(xiàn)2) ο又，利用液晶性的情形時，由于液晶性而導(dǎo)致產(chǎn)生光散射，故而難以應(yīng)用于使用透明材料的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，通過均勻取向化技術(shù)而使液晶均勻取向，由此也可使材料透明化，然而一般僅能以厚度數(shù)μ m左右實施均勻取向，故而無法用于以利用厚膜為前提的情形。進(jìn)而，使用液晶性高分子的方法是如下方法在經(jīng)取向處理的基板上涂布顯示熱致液晶性的高分子化合物溶液后，通過以液晶性高分子呈現(xiàn)液晶性的溫度實施熱處理而獲得所期望的取向，實施取向后，通過將液晶性高分子保持為玻璃狀態(tài)而使取向固定化。然而，在將液晶性高分子涂布在已取向處理的基板上時，由于是溶解于溶劑中后進(jìn)行涂布，故而無法用在一部分塑料等耐溶劑性不足的基板。進(jìn)而，由于液晶性高分子與其它成分的相溶性較差，故而例如，為了復(fù)合液晶基、偶氮苯骨架等功能部位，而必須經(jīng)過共聚物化等合成操作。
作為獲得相溶性優(yōu)良的液晶化合物的方法，近年來報告有玻璃化液晶的概念。表現(xiàn)玻璃化液晶的液晶化合物具有下述結(jié)構(gòu)在末端具有多個液晶基，并且利用連結(jié)基連結(jié)液晶基與核部分。通過具有這樣的結(jié)構(gòu)，而可實現(xiàn)某種程度的相溶性的提高及均勻涂布性能的提聞。均勻涂布性能僅在液晶材料所表現(xiàn)的液晶相為向列液晶相的情形時有效地發(fā)揮，相反，若液晶相中包含層列相等接近于結(jié)晶的相，則進(jìn)行向基板上涂布或取向處理之時，由于結(jié)晶化或?qū)恿幸壕Щy以均勻涂布。故而，在玻璃化液晶中，為了降低液晶的結(jié)晶性以表現(xiàn)出單獨的向列液晶相，通過設(shè)計在液晶基的側(cè)方位具有取代基的液晶化合物，而確保均勻涂布性能。然而，具有在側(cè)方位并不具有取代基的結(jié)構(gòu)簡單的液晶基的液晶化合物中，無法表現(xiàn)出單獨的向列液晶相，從而有望開發(fā)這樣的液晶化合物。專利文獻(xiàn)I :日本專利特表2000-514468號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利特表2002-539476號公報非專利文獻(xiàn)I :H. Ringsdorf and H-ff. Schmidt, Makromol. Chem,1327-1334(1984)。非專利文獻(xiàn)2 :Η· J. Coufal, D. Psaltis, G. T. Sincerbox eds. Holographic DataStorage,Springer,p.222 (2000)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供可用作可高密度地光記錄大量數(shù)據(jù)信息的光記錄材料，可利用在光照射部與光未照射部之間所產(chǎn)生的折射率差而用作光波導(dǎo)材料，可形成膜并且可用作光敏度優(yōu)良的光取向膜材料的多官能化合物。本發(fā)明的多官能化合物，其包含通式(I)所表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)。[化I]
權(quán)利要求
1.ー種多官能化合物，其包含通式(I)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多官能化合物，其由通式(Ia)表示，
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多官能化合物，其由通式(Ib)表示，
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多官能化合物，其由通式(Ic)表示，
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的多官能化合物，其中， 所述光異構(gòu)化基具有通式(2)所示的結(jié)構(gòu)，分、々⑵ 通式(2)中，各芳香族環(huán)也可分別具有I個以上的取代基。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的多官能化合物，其中， 所述液晶基具有通式(3a)至(3g)中的任一個所示的結(jié)構(gòu)，
7.—種光記錄材料，其包含權(quán)利要求I 6中任一項所述的多官能化合物。
8.—種光記錄介質(zhì)，其具有包含權(quán)利要求7所述的光記錄材料的光記錄層。
9.ー種光記錄再生裝置，其包含權(quán)利要求8所述的光記錄介質(zhì)。
10.ー種光波導(dǎo)材料，其包含權(quán)利要求I 6中任一項所述的多官能化合物。
11.一種光取向膜材料，其包含權(quán)利要求I 6中任一項所述的多官能化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多官能化合物，其可用作能高密度地光記錄大量數(shù)據(jù)信息的光記錄材料，可利用產(chǎn)生在光照射部與光未照射部之間的折射率差而用作光波導(dǎo)材料，且可形成膜并且可用作光敏度優(yōu)良的光取向膜材料。本發(fā)明的多官能化合物包含通式(1)所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)，通式(1)中，R1～R2分別獨立地為H、CH3、Cl中的任一個，X1～X3分別獨立地為-O-、-NH-、-N(烷基)-中的任一個，A1～A3分別獨立地為2價的連結(jié)基，L1～L3分別獨立地為光異構(gòu)化基、液晶基、H中的任一個，L1～L3中的至少一個為光異構(gòu)化基。
文檔編號C07C255/54GK102690215SQ20121017176
公開日2012年9月26日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者上田充, 中西貞裕 申請人:日東電工株式會社