JP2015105349A - Photoisomeric material, method of producing photoisomeric material and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光異性化材料、光異性化材料の製造方法およびその利用に関する。 The present invention relates to a photoisomerizable material, a method for producing a photoisomerized material, and use thereof.
光制御を目的とした光機能材料として、光誘起屈折率変化材料が用いられている。光誘起屈折率変化材料は、光強度記録および位相記録の両方の記録を行うことができ、二次元一括情報処理、静的または動的ホログラム記録および再生への応用等に適した材料である。 As an optical functional material for the purpose of light control, a light-induced refractive index changing material is used. The light-induced refractive index changing material can perform both light intensity recording and phase recording, and is a material suitable for application to two-dimensional batch information processing, static or dynamic hologram recording and reproduction, and the like.
光誘起屈折率変化材料は無機材料と有機材料とに分類される。無機材料の光誘起屈折率変化材料としては、例えば、電気光学効果を奏するフォトリフラクティブ材料等が知られている。また、有機材料の光誘起屈折率変化材料としては、例えば、空間電界配向型のフォトリフラクティブ材料およびフォトポリマーならびに配向型のアゾ色素等が知られている。 Photoinduced refractive index changing materials are classified into inorganic materials and organic materials. As a light-induced refractive index changing material of an inorganic material, for example, a photorefractive material having an electro-optic effect is known. Further, as a light-induced refractive index changing material of an organic material, for example, a spatial electric field alignment type photorefractive material and a photopolymer, an alignment type azo dye, and the like are known.
アゾ色素を含むアゾベンゼン誘導体は、光照射に伴いトランス体からシス体へと分子構造が可逆的に変化する光異性化材料である。一般に、アゾベンゼン誘導体において、アゾベンゼンの光異性化によるシス−トランス応答を促進することによって、光感度および光応答が向上する。例えば、特許文献１にはアゾベンゼン骨格に電子供与基（ドナー）および電子受容基（アクセプター）が導入されたドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体であって、シス−トランス応答を促進されたアゾベンゼン誘導体の化合物が記載されている。 An azobenzene derivative containing an azo dye is a photoisomerization material whose molecular structure reversibly changes from a trans form to a cis form upon light irradiation. Generally, in an azobenzene derivative, photosensitivity and photoresponse are improved by promoting a cis-trans response due to photoisomerization of azobenzene. For example, Patent Document 1 discloses a donor-acceptor type azobenzene derivative in which an electron donating group (donor) and an electron accepting group (acceptor) are introduced into an azobenzene skeleton, and a compound of an azobenzene derivative that promotes a cis-trans response. Have been described.
また、有機微結晶を利用した光制御素子についての研究がなされている。例えば、非特許文献１および非特許文献２には、ＤＡＳＴ微結晶の分散溶液の配向変化について記載されている。また、非特許文献３には、フォトニッククリスタルに向けたポリマーナノ微結晶の配列構造について記載されている。 Studies on light control elements using organic microcrystals have also been made. For example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe changes in orientation of a dispersion solution of DAST microcrystals. Non-Patent Document 3 describes an array structure of polymer nanocrystals directed to a photonic crystal.
光誘起屈折率変化材料を情報処理媒体へ適用する場合、高速応答、高メモリ性、大面積、易加工性および高効率性等が要求される。 When the photoinduced refractive index changing material is applied to an information processing medium, high-speed response, high memory performance, large area, easy processability, high efficiency, and the like are required.
光制御を目的とした光機能材料は、光に対する相互作用の観点から数十μｍ以上のバルク形態で用いられることが多い。光機能分子のみから構成される媒体は、上述のバルク形態とすることは困難である。したがって、このような問題が生じない新規な光機能材料の開発が望まれる。 Optical functional materials intended for light control are often used in a bulk form of several tens of μm or more from the viewpoint of interaction with light. It is difficult to make a medium composed only of optical functional molecules into the above-described bulk form. Therefore, development of a novel optical functional material that does not cause such a problem is desired.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide photoisomerism having a large area, easy processability and high efficiency while maintaining the functionality of a material composed only of a compound. It is to provide chemical materials.
上記の課題を解決するために、
（１）本発明は、光異性化材料であって、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする、光異性化材料を提供する。
To solve the above problem,
(1) The present invention is a photoisomerization material, which includes a compound that exhibits a Weigert effect and a light-transmitting polymer, and the compound is dispersed in the polymer as amorphous fine particles. A photoisomerizable material is provided.
上記光異性化材料によれば、化合物を微粒子化した物を光透過性のポリマー中に分散しているため、化合物の光学濃度を調整することが可能である。また、ポリマーの種類を選択することにより、光異性化材料として多様な形状および用途に用いることができる。したがって、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することができる。 According to the photoisomerization material, since the compound of the compound is dispersed in the light-transmitting polymer, the optical density of the compound can be adjusted. Moreover, it can be used for various shapes and uses as a photoisomerization material by selecting the kind of polymer. Therefore, it is possible to provide a photoisomerization material having a large area, easy processability and high efficiency while maintaining the functionality of a material composed only of a compound.
（２）また、上記化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有していることが好ましい。 (2) Moreover, it is preferable that the said compound has the structure represented by the following general formula (I) in a molecule | numerator.
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、または [In the formula, A represents an N atom, a P atom, a B atom, an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, —COONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, -CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) - ( where, p is an integer ranging from 0 to 10), or
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。 Are shown, X is, -NH 2, -H, -C q F 2q + 1, -SCH 3, -C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, —COOCH 3 , —COCH 3 , —CHO, —NO 2 , or —CN (where q is an integer in the range of 1 to 10)].
上記構成によれば、材料中で立体構造を維持できるため、高速応答性および高メモリ性を備えた材料を提供することができる。 According to the above configuration, since the three-dimensional structure can be maintained in the material, a material having high-speed response and high memory performance can be provided.
（３）また、上記微粒子は、平均粒径が１５０ｎｍ以下であることが好ましい。 (3) The fine particles preferably have an average particle size of 150 nm or less.
上記構成によれば、光散乱が抑制され、且つ光照射時の光の透過性が高まるため、厚みのある材料を実現可能になる。 According to the above configuration, light scattering is suppressed, and light permeability at the time of light irradiation is increased, so that a thick material can be realized.
（４）また、上記微粒子は、ゼータ電位の絶対値が１０ｍＶ以上であることが好ましい。 (4) The fine particles preferably have an absolute value of zeta potential of 10 mV or more.
上記構成によれば、微粒子の分散性の高い材料を提供することができる。 According to the above configuration, a material with high dispersibility of fine particles can be provided.
（５）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物である。 (5) Moreover, the said compound is a compound represented by the following general formula (II) as one aspect | mode of the photoisomerization material which concerns on this invention.
［式中、Ａ１は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ｘ１は、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 [Wherein, A 1 represents an N atom, a P atom, or a B atom, and X 1 represents —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3 , —C q H 2q + 1 , —OCqH 2q + 1 , -F, -I, -Cl, -Br , -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO 2 , or -CN, and (where, q is an integer ranging from 1 to 10) A and b are each independently an integer ranging from 0 to 6].
（６）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物である。 (6) Moreover, the said compound is a compound represented by the following general formula (III) as one aspect | mode of the photoisomerization material which concerns on this invention.
［式中、Ａ２およびＡ３は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 2 and A 3 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, —COONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, — CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 (Wherein p is an integer in the range of 0 to 10), X 2 and X 3 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3 , —C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO 2 , or -CN, (where, q is from 1 to 10 And c and d are each independently an integer in the range of 0-6].
（７）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物である。 (7) Moreover, the said compound is a compound represented by the following general formula (IV) as one aspect | mode of the photoisomerization material which concerns on this invention.
［式中、Ａ５は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ４およびＡ６は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 5 represents an N atom, a P atom, or a B atom, and A 4 and A 6 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, -COONH -, - CH 2 O - , - OCH 2 -, - CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 Wherein p is an integer in the range of 0 to 10, and X 4 , X 5 and X 6 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3 , — C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO 2 , or -CN, (where, q is 1 E, f, g, and h are each independently an integer in the range of 0-6].
（８）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（Ｖ）で表される化合物である。 (8) Moreover, the said compound is a compound represented by the following general formula (V) as one aspect | mode of the photoisomerization material which concerns on this invention.
［式中、Ａ８およびＡ９は、それぞれ独立に、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ７およびＡ１０は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 8 and A 9 each independently represent an N atom, a P atom, or a B atom, and A 7 and A 10 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO; -, - SO 2 -, - COONH -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 (Wherein p is an integer ranging from 0 to 10), X 7 , X 8 , X 9 and X 10 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH. 3 , —C q H 2q + 1 , —OC q H 2q + 1 , —F, —I, —Cl, —Br, —COOH, —COOCH 3 , —COCH 3 , —CHO, —NO 2 , or —CN (provided that q is an integer in the range of 1-10, and i, j, k, l, m and n are each independently an integer in the range of 0-6].
（９）また、上記ポリマーは、上記化合物に対して貧溶媒となる溶媒に可溶であることが好ましい場合がある。 (9) Moreover, it may be preferable that the said polymer is soluble in the solvent used as a poor solvent with respect to the said compound.
上記光異性化材料によれば、ポリマーは微粒子化した化合物溶液に容易に溶解するために、微粒子の分散性が高く、光応答性に優れる。 According to the photoisomerization material, since the polymer is easily dissolved in the compounded compound solution, the dispersibility of the fine particles is high and the photoresponsiveness is excellent.
（１０）本発明はまた、（１）〜（９）のいずれか一項に記載の光異性化材料を含んでいる光異性化層と、上記光異性化層に光を照射する光照射装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする、光デバイスを提供する。 (10) The present invention also provides a photoisomerization layer containing the photoisomerization material according to any one of (1) to (9), and a light irradiation apparatus for irradiating the photoisomerization layer with light. And at least an optical device.
上記光デバイスによれば、光照射装置から光異性化層に光を照射することによって、光異性化層に含まれる光異性化材料の内部の化合物が配向し、光誘起屈折率変化が生じる。光誘起屈折率変化速度に基づき、応答速度が早く、且つメモリ性を維持した光デバイスを提供することができる。 According to the above optical device, by irradiating the photoisomerization layer with light from the light irradiation device, the compounds inside the photoisomerization material contained in the photoisomerization layer are oriented, and a photoinduced refractive index change occurs. Based on the light-induced refractive index change rate, it is possible to provide an optical device that has a high response speed and maintains memory performance.
（１１）本発明はさらに、基板上に光異性化層を有する情報記録媒体であって、当該光異性化層は、（１）〜（９）のいずれかに記載の光異性化材料を含んでいることを特徴とする情報記録媒体を提供する。 (11) The present invention further relates to an information recording medium having a photoisomerization layer on a substrate, the photoisomerization layer comprising the photoisomerization material according to any one of (1) to (9). Provided is an information recording medium characterized by
（１２）本発明はさらに、（１０）に記載の光デバイスまたは（１１）に記載の情報記録媒体へ情報の書き込みを行う書き込み方法であって、上記光異性化層に、上記光異性化材料に含まれる上記化合物が一定の配向を生じる波長の光を照射する工程を含んでいることを特徴とする、書き込み方法を提供する。 (12) The present invention further relates to a writing method for writing information to the optical device according to (10) or the information recording medium according to (11), wherein the photoisomerization material is formed on the photoisomerization layer. The method includes a step of irradiating light having a wavelength that causes a certain orientation of the compound included in the method.
（１３）本発明はさらに、光異性化材料の製造方法であって、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、を含んでいることを特徴とする、光異性化材料の製造方法を提供する。 (13) The present invention further relates to a method for producing a photoisomerization material, the step of making a compound expressing the Weigert effect into amorphous fine particles, and dispersing the fine particles in a light-transmitting polymer. And a dispersion step. A method for producing a photoisomerizable material is provided.
上記製造方法によれば、本発明に係る光異性化材料を好適に製造することができる。 According to the said manufacturing method, the photoisomerization material which concerns on this invention can be manufactured suitably.
（１４）また、本発明に係る製造方法において、上記微粒子化工程は、上記化合物を、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、上記化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいることが好ましい。 (14) Further, in the production method according to the present invention, the micronization step includes a step of preparing a solution by dissolving the compound in a solvent that is a good solvent for the compound, and Preferably includes a step of injecting the above solution under a stirring condition into a solvent to be a poor solvent.
上記製造方法によれば、加熱真空等の化合物を変性させる虞を生じる操作を行う必要がないため、本発明に係る光異性化材料を安定な条件で製造することができる。 According to the said manufacturing method, since it is not necessary to perform operation which may denature compounds, such as heating vacuum, the photoisomerization material which concerns on this invention can be manufactured on stable conditions.
本発明によれば、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photoisomerization material which has a large area, easy processability, and high efficiency can be provided, maintaining the functionality which the material comprised only from a compound has.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
〔１．光異性化材料〕
本発明に係る光異性化材料は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする。
[1. Photoisomerization material)
The photoisomerization material according to the present invention includes a compound that exhibits a Weigert effect and a light-transmitting polymer, and the compound is dispersed in the polymer as amorphous fine particles. .
光異性化材料とは、光照射によって分子の立体配置が変化する材料を指す。本発明に係る光異性化材料は、光照射に伴い光誘起屈折率変化を生じる。 A photoisomerizable material refers to a material whose molecular configuration changes by light irradiation. The photoisomerizable material according to the present invention causes a light-induced refractive index change with light irradiation.
以下に光異性化材料の各構成成分に関して詳細を説明する。 Details of each component of the photoisomerization material will be described below.
（化合物）
本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物である。また、当該化合物は、複数の分子が集合した場合にアモルファスとなり得る性質を有する。ここで、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現するとは、２色性分子の運動が束縛されている場合、偏光の照射によって変更軸と一致する向きに遷移モーメントを有する分子が選択的に光を吸収して反応する。これに伴って光学的な異方性が生じる現象を発現するということを意味している（参照文献：Ikeda, T. J. Mater. Chem. 13, 2037-2057 (2003)）。
(Compound)
The compound contained in the photoisomerization material according to the present invention is a compound that exhibits the Weigert effect. In addition, the compound has a property that can be amorphous when a plurality of molecules are aggregated. Here, the expression of the Weigert effect means that when the movement of a dichroic molecule is constrained, a molecule having a transition moment in a direction that coincides with the change axis by irradiation of polarized light selectively absorbs light and reacts. . This means that a phenomenon in which optical anisotropy occurs is developed (reference document: Ikeda, TJ Mater. Chem. 13, 2037-2057 (2003)).
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果の一例として、例えばアゾベンゼン骨格を有する化合物における光異性化現象が挙げられる。アゾベンゼン骨格を有する化合物は、偏光の電気ベクトルと一致した電場を持つトランス型アゾベンゼン骨格のみが励起されてシス型アゾベンゼン骨格となる。さらに、励起されたシス型アゾベンゼン骨格が熱緩和によりトランス体へと戻る際、一定確率で、偏光電気ベクトルと直交する遷移モーメントを有するトランス型アゾベンゼン骨格へと戻る。したがって、光照射部分には、励起不可能な偏光電気ベクトルと直交する遷移モーメントを有するトランス型アゾベンゼン骨格が蓄積することになるために複屈折性が生じ、複屈折性に起因した屈折率変化が引き起こされる。 An example of the Weigert effect is a photoisomerization phenomenon in a compound having an azobenzene skeleton. In a compound having an azobenzene skeleton, only a trans-type azobenzene skeleton having an electric field corresponding to an electric vector of polarized light is excited to become a cis-type azobenzene skeleton. Furthermore, when the excited cis-type azobenzene skeleton returns to the trans form by thermal relaxation, it returns to the trans-type azobenzene skeleton having a transition moment orthogonal to the polarization electric vector with a certain probability. Therefore, a trans-type azobenzene skeleton having a transition moment orthogonal to the non-excitable polarization electric vector accumulates in the light irradiated portion, resulting in birefringence, and a change in refractive index due to the birefringence. Is caused.
また、アモルファス性であるとは、複数の分子が集合した際に、周期的構造を有さない、無定形構造（非晶質：アモルファス）をとる性質を有することを指している。 In addition, the term “amorphous” refers to having a property of taking an amorphous structure (amorphous) that does not have a periodic structure when a plurality of molecules are assembled.
これらの性質を有する化合物の例として、以下に例示するアゾベンゼン誘導体化合物、スチルベン誘導体化合物およびシッフ塩基誘導体化合物等が挙げられる。 Examples of compounds having these properties include azobenzene derivative compounds, stilbene derivative compounds, and Schiff base derivative compounds exemplified below.
化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、適宜設定すればよく特に限定されないが、ガラス転移温度の一例は−５０℃以上で２５０℃以下の範囲内である。 Although the glass transition temperature (Tg) of a compound should just be set suitably, it is not specifically limited, An example of glass transition temperature is in the range of -50 degreeC or more and 250 degrees C or less.
＜アゾベンゼン誘導体化合物の例示＞
以下に、本発明に適用可能なアゾベンゼン誘導体化合物の例について説明する。
<Examples of azobenzene derivative compounds>
Below, the example of the azobenzene derivative compound applicable to this invention is demonstrated.
本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物の一態様は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有している化合物である。 One embodiment of the compound contained in the photoisomerization material according to the present invention is a compound having in its molecule a structure represented by the following general formula (I).
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、 [In the formula, A represents an N atom, a P atom, a B atom, an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, —COONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, -CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) - ( where, p is an integer ranging from 0 to 10),
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。 Are shown, X is, -NH 2, -H, -C q F 2q + 1, -SCH 3, -C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, —COOCH 3 , —COCH 3 , —CHO, —NO 2 , or —CN (where q is an integer in the range of 1 to 10)].
さらに、本願発明に適用するアゾベンゼン誘導体化合物は、電子受容基と電子供与基とを有する、ドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体化合物であることが好ましい。 Furthermore, the azobenzene derivative compound applied to the present invention is preferably a donor / acceptor type azobenzene derivative compound having an electron accepting group and an electron donating group.
式（Ｉ）における、ドナー（Ａ）とアクセプター（Ｘ）との好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＮ原子、アクセプターがＮＯ２；
（２）ドナーがＮ原子、アクセプターがＣＮ；
（３）ドナーがＮ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（４）ドナーがＰ原子、アクセプターがＮＯ２；
（５）ドナーがＰ原子、アクセプターがＣＮ；
（６）ドナーがＰ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（７）ドナーがＢ原子、アクセプターがＮＯ２；
（８）ドナーがＢ原子、アクセプターがＣＮ；
（９）ドナーがＢ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
（１０）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（１１）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１２）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（１３）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１、
（１４）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＮＯ２；
（１５）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣＮ；
（１６）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（１７）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
A preferred combination of the donor (A) and the acceptor (X) in the formula (I) is as follows.
(1) The donor is an N atom and the acceptor is NO 2 ;
(2) Donor is N atom, acceptor is CN;
(3) donor N atom, the acceptor -C q F 2q + 1;
(4) The donor is a P atom and the acceptor is NO 2 ;
(5) Donor is P atom and acceptor is CN;
(6) donor P atom, acceptor -C q F 2q + 1;
(7) The donor is a B atom and the acceptor is NO 2 ;
(8) Donor is B atom and acceptor is CN;
(9) donor B atoms, the acceptor is -C q F 2q + 1.
(10) The donor is an O atom and the acceptor is —NO 2 ;
(11) The donor is an O atom and the acceptor is -CN;
(12) donor O atom, the acceptor -C q H 2q + 1,
(13) The donor is an O atom, the acceptor is -CqF 2q + 1 ,
(14) donor -N (C p H 2p + 1 ) -, acceptor -NO 2;
(15) donor -N (C p H 2p + 1 ) -, acceptor -CN;
(16) -N (CpH 2p + 1 )-for the donor, -C q H 2q + 1 for the acceptor,
(17) donor -N (C p H 2p + 1 ) -, acceptor -C q F 2q + 1.
さらに、一般式（Ｉ）で表される構造がビナフチルと結合している、ドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体がより好ましい。ビナフチルは２つのナフタレン骨格が１−１’間で結合しており、分子内にねじれ構造を有している。ビナフチルは２つのナフタレン骨格が１−１’間で結合しており、分子内にねじれ構造を有している。このような構造を有する化合物では、このねじれ構造による立体障害により、アゾベンゼン誘導体同士の凝集を抑制することができ、結果的に光感度および光応答性を向上させることができる。 Furthermore, a donor-acceptor type azobenzene derivative in which the structure represented by the general formula (I) is bonded to binaphthyl is more preferable. Binaphthyl has two naphthalene skeletons bonded between 1-1 'and has a twisted structure in the molecule. Binaphthyl has two naphthalene skeletons bonded between 1-1 'and has a twisted structure in the molecule. In a compound having such a structure, aggregation of azobenzene derivatives can be suppressed due to steric hindrance due to the twisted structure, and as a result, photosensitivity and photoresponsiveness can be improved.
そのような化合物として、例えば、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。 Examples of such a compound include compounds represented by the following general formula (II).
［式中、Ａ１は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ｘ１は、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。また、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ａおよびｂが小さいほど、ビナフチル部位のねじれ構造による立体障害的な凝集抑制効果をより効果的に得ることができる。また、式（ＩＩ）中、ａ、ｂは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点からは、ａおよびｂは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ａ、ｂが異なることが好ましい場合もある。 [Wherein, A 1 represents an N atom, a P atom, or a B atom, and X 1 represents —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3 , —C q H 2q + 1 , —OCqH 2q + 1 , -F, -I, -Cl, -Br , -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO 2 , or -CN, and (where, q is an integer ranging from 1 to 10) A and b are each independently an integer ranging from 0 to 6]. A and b are each independently an integer in the range of 0-6, preferably 0-2, more preferably 0-1. As a and b are smaller, a sterically hindered aggregation suppressing effect due to the twisted structure of the binaphthyl moiety can be obtained more effectively. In formula (II), a and b may be the same or different. From the viewpoint of ease of production, a and b are preferably the same, but from the viewpoint of suppressing aggregation, it may be preferable that a and b are different.
式（ＩＩ）における、ドナー（Ａ１）とアクセプター（Ｘ１）との好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＮ原子、アクセプターがＮＯ２；
（２）ドナーがＮ原子、アクセプターがＣＮ；
（３）ドナーがＮ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（４）ドナーがＰ原子、アクセプターがＮＯ２；
（５）ドナーがＰ原子、アクセプターがＣＮ；
（６）ドナーがＰ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（７）ドナーがＢ原子、アクセプターがＮＯ２；
（８）ドナーがＢ原子、アクセプターがＣＮ；
（９）ドナーがＢ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
In the formula (II), preferred combinations of the donor (A 1 ) and the acceptor (X 1 ) are as follows.
(1) The donor is an N atom and the acceptor is NO 2 ;
(2) Donor is N atom, acceptor is CN;
(3) donor N atom, the acceptor -C q F 2q + 1;
(4) The donor is a P atom and the acceptor is NO 2 ;
(5) Donor is P atom and acceptor is CN;
(6) donor P atom, acceptor -C q F 2q + 1;
(7) The donor is a B atom and the acceptor is NO 2 ;
(8) Donor is B atom and acceptor is CN;
(9) donor B atoms, the acceptor is -C q F 2q + 1.
化合物ＩＩにおいて、ビナフチル部位のねじれ構造は、 In Compound II, the twisted structure of the binaphthyl moiety is
であってもよく、 May be,
であってもよい。 It may be.
一般式（ＩＩ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (II) include the following compounds.
また、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。 Moreover, the compound represented by the following general formula (III) is mentioned.
［式中、Ａ２およびＡ３は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 2 and A 3 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, —COONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, — CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 (Wherein p is an integer in the range of 0 to 10), X 2 and X 3 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3, —C q H 2q + 1 , -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO2 or -CN (where, q is in the range of 1 to 10, And c and d are each independently an integer in the range of 0-6].
ここで、ｐは０〜１０、好ましくは０〜６の範囲の整数である。ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ｃ、ｄが小さいほど、ビナフチル部位のねじれ構造による立体障害的な凝集抑制効果をより効果的に得ることができる。また、式（ＩＩＩ）中、ｃ、ｄは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点からは、ｃ、ｄは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ｃ、ｄが異なることが好ましい場合もある。なお、化合物ＩＩＩにおいても、化合物Ｉと同様、ビナフチル部位のねじれ構造は２つの態様を取り得る。 Here, p is an integer in the range of 0 to 10, preferably 0 to 6. c and d are each independently an integer in the range of 0-6, preferably 0-2, more preferably 0-1. As c and d are smaller, a sterically hindered aggregation suppressing effect due to the twisted structure of the binaphthyl moiety can be obtained more effectively. In formula (III), c and d may be the same or different. Although c and d are preferably the same from the viewpoint of ease of production, it may be preferable that c and d are different from the viewpoint of suppressing aggregation. In Compound III, as in Compound I, the twisted structure of the binaphthyl moiety can take two forms.
式（ＩＩＩ）中、Ａ２およびＡ３は電子供与基（ドナー）であり、Ｘ２およびＸ３は電子受容基（アクセプター）である。ドナーとアクセプターの強弱による、シス体の安定性、シス−トランス応答性への影響については前述の通りであり、ドナー（Ａ２、Ａ３）とアクセプター（Ｘ２、Ｘ３）の好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（２）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（３）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（４）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１、
（５）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＮＯ２；
（６）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣＮ；
（７）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（８）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
Wherein (III), A2 and A3 is an electron donating group (donor), X 2 and X 3 is an electron accepting group (acceptor). The influence of the strength of the donor and the acceptor on the stability of the cis isomer and the cis-trans responsiveness is as described above, and a preferred combination of the donor (A 2 , A 3 ) and the acceptor (X 2 , X 3 ) is Is as follows.
(1) The donor is an O atom, and the acceptor is —NO 2 ;
(2) The donor is an O atom and the acceptor is -CN;
(3) donor O atom, the acceptor -C q H 2q + 1,
(4) donor O atom, the acceptor -C q F 2q + 1,
(5) Donor is —N (C p H 2p + 1 ) — and acceptor is —NO 2 ;
(6) donor -N (C p H 2p + 1 ) -, acceptor -CN;
(7) -N (CpH 2p + 1 )-for the donor, -C q H 2q + 1 for the acceptor,
(8) donor -N (CpH 2p + 1) - , acceptor -C q F 2q + 1.
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (III) include the following compounds.
また、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物が挙げられる。 Moreover, the compound represented by the following general formula (IV) is mentioned.
［式中、Ａ５は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ４およびＡ６は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 5 represents an N atom, a P atom, or a B atom, and A 4 and A 6 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, -COONH -, - CH 2 O - , - OCH 2 -, - CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 Wherein p is an integer in the range of 0 to 10, and X 4 , X 5 and X 6 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH 3 , — C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, -COOCH 3, -COCH 3, -CHO, -NO 2 , or -CN, (where, q is 1 E, f, g, and h are each independently an integer in the range of 0-6].
ここで、ｑは１〜１０、好ましくは１〜６の範囲の整数である。Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は同じであってもよく、異なっていてもよいが、製造の容易性等の点からは、同じであることが好ましい。 Here, q is an integer in the range of 1 to 10, preferably 1 to 6. X 4 , X 5 and X 6 may be the same or different, but are preferably the same from the viewpoint of ease of production.
式（ＩＶ）における、ドナー１（Ａ５）、ドナー２（Ａ４、Ａ６）とアクセプター（Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６）の好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（２）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（３）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（４）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（５）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（６）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（７）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（８）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（９）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１０）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１１）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１２）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１３）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１４）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１５）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１６）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（１７）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１８）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１９）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（２０）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（２１）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（２２）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（２３）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（２４）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１。
In formula (IV), preferred combinations of donor 1 (A 5 ), donor 2 (A 4 , A 6 ) and acceptor (X 4 , X 5 , X 6 ) are as follows.
(1) Donor 1 is an N atom, Donor 2 is an O atom, and Acceptor is —NO 2 ;
(2) Donor 1 is P atom, Donor 2 is O atom, Acceptor is -NO 2 ;
(3) Donor 1 is a B atom, Donor 2 is an O atom, and Acceptor is —NO 2 ;
(4) Donor 1 is an N atom, Donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and Acceptor is —NO 2 ;
(5) Donor 1 is a P atom, Donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and Acceptor is —NO 2 ;
(6) Donor 1 is a B atom, Donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and Acceptor is —NO 2 ;
(7) Donor 1 is N atom, Donor 2 is O atom, Acceptor is -CN;
(8) -C donor 1 N atom, the donor 2 O atoms, and the acceptor q H 2q + 1;
(9) -C donor 1 N atom, the donor 2 O atoms, the acceptor q F 2q + 1;
(10) Donor 1 is P atom, Donor 2 is O atom, Acceptor is -CN;
(11) -C donor 1 P atom donor 2 O atoms, and the acceptor q H 2q + 1;
(12) -C donor 1 P atom donor 2 O atoms, the acceptor q F 2q + 1;
(13) Donor 1 is a B atom, donor 2 is an O atom, and an acceptor is -CN;
(14) -C donor 1 B atom donor 2 O atoms, and the acceptor q H 2q + 1;
(15) -C donor 1 B atom donor 2 O atoms, the acceptor q F 2q + 1;
(16) Donor 1 is an N atom, donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and an acceptor is —CN;
(17) Donor 1 is an N atom, donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and an acceptor is —C q H 2q + 1 ;
(18) Donor 1 is an N atom, donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and an acceptor is —C q H 2q + 1 ;
(19) Donor 1 is a P atom, donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and an acceptor is —CN;
(20) Donor 1 P atom donor 2 -N (C p H 2p + 1 ), acceptor -C q H 2q + 1;
(21) Donor 1 P atom donor 2 -N (C p H 2p + 1 ), acceptor -C q F 2q + 1;
(22) Donor 1 is a B atom, donor 2 is —N (C p H 2p + 1 ), and an acceptor is —CN;
(23) Donor 1 B atom donor 2 -N (C p H 2p + 1 ), acceptor -C q H 2q + 1;
(24) Donor 1 B atom donor 2 -N (C p H 2p + 1 ), -C q H 2q + 1 is the acceptor.
また、一般式（ＩＶ）で示される化合物のビナフチル部位のねじれ構造は、 The twisted structure of the binaphthyl moiety of the compound represented by the general formula (IV) is:
であってもよく、 May be,
であってもよい。 It may be.
一般式（ＩＶ）で示される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (IV) include the following compounds.
さらに、下記一般式（Ｖ）で表される化合物が挙げられる。 Furthermore, the compound represented by the following general formula (V) is mentioned.
［式中、Ａ８およびＡ９は、それぞれ独立に、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ７およびＡ１０は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または [Wherein, A 8 and A 9 each independently represent an N atom, a P atom, or a B atom, and A 7 and A 10 each independently represent an O atom, an S atom, —OOC—, —COO; -, - SO 2 -, - COONH -, - CH 2 O -, - OCH 2 -, - CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) -, or
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。 (Wherein p is an integer ranging from 0 to 10), X 7 , X 8 , X 9 and X 10 are each independently —NH 2 , —H, —C q F 2q + 1 , —SCH. 3 , —C q H 2q + 1 , —OC q H 2q + 1 , —F, —I, —Cl, —Br, —COOH, —COOCH 3 , —COCH 3 , —CHO, —NO 2 , or —CN (provided that q is an integer in the range of 1-10, and i, j, k, l, m and n are each independently an integer in the range of 0-6].
ｅ、ｆ、ｇおよびｈは同じであってもよく、異なっていてもよい。それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点点からは、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎが異なることが好ましい場合もある。 e, f, g and h may be the same or different. Each independently represents an integer of 0 to 6, preferably 0 to 2, more preferably 0 to 1. i, j, k, l, m and n may be the same or different. From the viewpoint of ease of production, i, j, k, l, m, and n are preferably the same, but from the viewpoint of suppressing aggregation, i, j, k, l, m, and n are different. It may be preferable.
また、一般式（Ｖ）で示される化合物のビナフチル部位のねじれ構造は、 Moreover, the twist structure of the binaphthyl part of the compound represented by the general formula (V) is:
であってもよく、 May be,
であってもよい。 It may be.
一般式（Ｖ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (V) include the following compounds.
一般式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される化合物の合成方法は特に限定されず、公知の方法を用いて合成することができる。一般式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される化合物の合成方法としては、例えば光延反応を利用した方法を挙げることができる（特許文献１も参照）。 A method for synthesizing the compounds represented by the general formulas (II) to (V) is not particularly limited, and the compound can be synthesized using a known method. Examples of a method for synthesizing the compounds represented by the general formulas (II) to (V) include a method using the Mitsunobu reaction (see also Patent Document 1).
＜その他の化合物の例示＞
アモルファス性のアゾベンゼン誘導体化合物としては、上記の他に、例えば以下に示す化合物が挙げられる。
<Examples of other compounds>
In addition to the above, examples of the amorphous azobenzene derivative compound include the following compounds.
また、本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物のその他の態様として、上述のアゾベンゼン誘導体構造とアモルファス性を示す構造とが連結されている化合物が挙げられる。アモルファス性を示す構造の例としては、例えば、Shirota, Y., J. Mater. Chem., 15 , 75-93 (2005)に記載されている構造およびShaw H. Chen et al., Adv. Mater. 8, No.12, 998-1001 (1996)に記載されている液晶性化合物の構造における、置換基Ｒにおけるアルキル基が、−（ＣＨ２）ｎ−（ｎ＝０〜３）である化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 In addition, as another embodiment of the compound contained in the photoisomerization material according to the present invention, a compound in which the above-described azobenzene derivative structure and a structure exhibiting amorphous properties are linked can be given. Examples of structures exhibiting amorphous properties include, for example, the structures described in Shirota, Y., J. Mater. Chem., 15, 75-93 (2005) and Shaw H. Chen et al., Adv. Mater. 8, No. 12, 998-1001 (1996), a compound in which the alkyl group in the substituent R is — (CH 2 ) n — (n = 0 to 3) in the structure of the liquid crystal compound However, it is not limited to these.
また、本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物としては、上述のアゾベンゼン誘導体化合物またはアゾベンゼン誘導体構造を含む化合物以外の化合物も本願発明に包含される。 Moreover, as a compound contained in the photoisomerization material which concerns on this invention, compounds other than the compound containing the above-mentioned azobenzene derivative compound or an azobenzene derivative structure are also included by this invention.
好ましい化合物の一例としては、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物（ＲＢＤＲ１；(R)-2,2'-Bis[2-{4'-(4-nitrophenylazo)phenylethylamino}ethoxy]-1,1'-binaphthyl）が挙げられる。この化合物は、商用可視光源でよく用いられる〜６００ｎｍの波長に感度を有している。 As an example of a preferable compound, a compound represented by the following general formula (VI) (RBDR1; (R) -2,2′-Bis [2- {4 ′-(4-nitrophenylazo) phenylethylamino} ethoxy] -1,1 '-binaphthyl). This compound is sensitive to a wavelength of ˜600 nm, which is often used in commercial visible light sources.
（微粒子）
本発明に係る光異性化材料において、上述した化合物は、アモルファス性の微粒子を形成している。当該化合物をアモルファス性の小さな粒子としてポリマー中に分散させることによって、当該化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する材料となる。ここで、微粒子の一例では、粒径が１μｍ未満の粒子を意味している。また、アモルファス性の微粒子は、微粒子内に複数の分子がアモルファス状態で存在しており、微粒子全体がアモルファス性を有している。微粒子は、粒子の大きさが小さければ小さいほど光散乱が抑制される。したがって、光異性化材料における微粒子の粒径は、光散乱が抑制されるという観点から、動的光散乱法で測定した場合に、平均粒径が１５０ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。このように小さい粒子を用いることにより、光異性化材料に照射した光の透過性が高まるため、厚みのある材料を実現可能になる。
(Fine particles)
In the photoisomerization material according to the present invention, the above-described compound forms amorphous fine particles. By dispersing the compound as small amorphous particles in the polymer, a material having a large area, easy processability and high efficiency is obtained while maintaining the functionality of the material composed only of the compound. Here, in an example of the fine particles, it means particles having a particle size of less than 1 μm. In addition, in the amorphous fine particles, a plurality of molecules are present in an amorphous state in the fine particles, and the whole fine particles are amorphous. As for the fine particles, the smaller the size of the particles, the more light scattering is suppressed. Therefore, the particle diameter of the fine particles in the photoisomerization material is preferably an average particle diameter of 150 nm or less and 100 nm or less when measured by a dynamic light scattering method from the viewpoint that light scattering is suppressed. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 50 nm or less. By using such small particles, the transmittance of the light irradiated to the photoisomerization material is increased, so that a thick material can be realized.
さらに、本発明の微粒子は、後述する光透過性のポリマーに分散されている。ここで、分散されているとは、一つの相になっている物質（光透過性のポリマー）中に、他の物質が微粒子の状態で散在しているということを指す。分散状態の評価については、電気泳動動的光散乱装置等を用いた動的光散乱法によって測定することができる。また、粒子表面のゼータ電位が０ｍＶに近づくと粒子が凝集する。そのため、粒子表面のゼータ電位は分散性の指標となる。そのため、微粒子の表面電位を電気泳動動的光散乱装置等により測定することによって、溶液中の微粒子の分散性を評価することができる。例えば、光透過性のポリマーとして、微粒子の分散溶液に可溶なポリマーを用いる場合、ポリマーに分散された粒子表面のゼータ電位は、ポリマーを溶解させる前の微粒子の分散溶液における粒子表面のゼータ電位と同等である。従って、ポリマーに分散された微粒子表面のゼータ電位は、例えば、ポリマー溶解前の微粒子の分散溶液における微粒子表面のゼータ電位を測定することによって評価することができる。 Furthermore, the fine particles of the present invention are dispersed in a light-transmitting polymer described later. Here, being dispersed means that other substances are dispersed in the form of fine particles in the substance (light transmissive polymer) in one phase. The evaluation of the dispersion state can be measured by a dynamic light scattering method using an electrophoretic dynamic light scattering device or the like. Further, when the zeta potential on the particle surface approaches 0 mV, the particles aggregate. Therefore, the zeta potential on the particle surface is an index of dispersibility. Therefore, the dispersibility of the fine particles in the solution can be evaluated by measuring the surface potential of the fine particles with an electrophoretic dynamic light scattering apparatus or the like. For example, when a polymer that is soluble in the fine particle dispersion is used as the light-transmitting polymer, the zeta potential of the particle surface dispersed in the polymer is the zeta potential of the particle surface in the fine particle dispersion before the polymer is dissolved. Is equivalent to Therefore, the zeta potential on the surface of the fine particles dispersed in the polymer can be evaluated by, for example, measuring the zeta potential on the surface of the fine particles in the fine particle dispersion before dissolution of the polymer.
また、粒子表面のゼータ電位が０ｍＶに近づくと粒子が凝集する。そのため、粒子表面のゼータ電位は、絶対値が大きいほど分散性が高いため、好ましい。微粒子の表面のゼータ電位の絶対値は、１０ｍＶ〜７０ｍＶが好ましく、２０ｍＶ〜７０ｍＶがより好ましく、５０ｍＶ以上であることが特に好ましい。 Further, when the zeta potential on the particle surface approaches 0 mV, the particles aggregate. Therefore, the zeta potential on the particle surface is preferable because the higher the absolute value, the higher the dispersibility. The absolute value of the zeta potential on the surface of the fine particles is preferably 10 mV to 70 mV, more preferably 20 mV to 70 mV, and particularly preferably 50 mV or more.
本発明に係る光異性化材料において、ポリマーに対する微粒子の濃度は、ポリマーおよび化合物の種類、または用途に応じて適宜設定されるが、例えば０．０１重量％〜５０重量％であることが好ましく、１重量％〜２０重量％であることがより好ましい。 In the photoisomerization material according to the present invention, the concentration of the fine particles relative to the polymer is appropriately set according to the type of polymer and compound, or the use, and is preferably 0.01% by weight to 50% by weight, for example. More preferably, it is 1 to 20% by weight.
（ポリマー）
本発明に係る光異性化材料に含まれるポリマーは、光透過性である。ここで、光透過性とは、可視光または紫外光を透過する性質を指している。ポリマーは透明であるものであればよく、用途に応じて、適宜選択される。本発明において、光透過性のポリマーは、加工の容易性を付与し、化合物の光学濃度を調製するためのホストとして機能する。ポリマーの分子量は１０,０００〜１,０００,０００であることが好ましく、１００,０００〜１,０００,０００であることがより好ましい。また、光異性化材料の用途に応じて、所望の性質（例えば、硬度、難燃性、可撓性、易加工性および導電性等）を有するポリマーを選択し得る。
(polymer)
The polymer contained in the photoisomerization material according to the present invention is light transmissive. Here, light transmission refers to the property of transmitting visible light or ultraviolet light. The polymer should just be transparent, and is suitably selected according to a use. In the present invention, the light transmissive polymer imparts ease of processing and functions as a host for adjusting the optical density of the compound. The molecular weight of the polymer is preferably 10,000 to 1,000,000, and more preferably 100,000 to 1,000,000. Further, a polymer having desired properties (for example, hardness, flame retardancy, flexibility, easy processability, conductivity, etc.) can be selected depending on the use of the photoisomerization material.
光透過性のポリマーの例として、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。また、２種類以上のモノマーを共重合させたポリマーであってもよい。さらに、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの、工業用に使用されるプラスチックなども挙げられる。また、光重合性ポリマーまたは熱重合性ポリマーなどの、光または熱などの外部刺激によってモノマーが重合することによって重合されるポリマーであってもよい。また、本発明の光異性化材料において微粒子はポリマーに化学的に結合されていてもよく、広範な種類からポリマーを選択することができる。 Examples of the light transmissive polymer include methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, and polyvinyl butyral. Moreover, the polymer which copolymerized two or more types of monomers may be sufficient. Furthermore, plastics used for industrial use such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene dioxythiophene (PEDOT) are also included. Moreover, the polymer polymerized by the monomer being polymerized by an external stimulus such as light or heat, such as a photopolymerizable polymer or a thermopolymerizable polymer, may be used. In the photoisomerization material of the present invention, the fine particles may be chemically bonded to a polymer, and a polymer can be selected from a wide variety.
また、ポリマーは、後述のように、上述の化合物の貧溶媒に溶解可能であるものが好ましい場合がある。 In addition, as described later, a polymer that can be dissolved in a poor solvent for the above-described compound may be preferable.
なお、化合物がアゾベンゼンである場合、好ましいポリマーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。また、化合物がＲＢＤＲ１（式（ＶＩ））である場合、好ましいポリマーとしては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。 When the compound is azobenzene, preferred polymers include methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal and polyvinyl butyral. Can be mentioned. When the compound is RBDR1 (formula (VI)), preferred polymers include methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylamide, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, and the like.
ポリマーを面積および厚さに設定することにより、所望の面積および厚さを有する光異性化材料を得ることができる。ポリマーを面積は、例えばφ１ｍｍ〜φ１００ｍｍとすることができる。また、ポリマーを厚さは、例えば０．０００１ｍ〜５ｍｍとすることができる。 By setting the polymer to the area and thickness, a photoisomerizable material having a desired area and thickness can be obtained. The area of the polymer can be, for example, φ1 mm to φ100 mm. In addition, the thickness of the polymer can be, for example, 0.0001 m to 5 mm.
また、本発明の光異性化材料は、光異性化によって屈折率変化が生じる、光応答性を持つ成形品でありうる。より具体的には、光異性化材料は、微粒子分散型ポリマーフィルムの態様であり得る。また、記録再生用途によっては、材料表面の光散乱が小さければよいため、球状体もしくは多面体の微粒子分散型ポリマー、または他の材料への微粒子分散型ポリマーコーティング膜の態様もあり得る。微粒子分散型ポリマーフィルムは、例えば、膜厚１００ｎｍ〜０．５ｍｍのフィルムが挙げられる。また、フィルム、球状体もしくは多面体またはコーティング膜における微粒子の分散度は重量濃度０．０１重量％〜２０重量％のものが挙げられる。 Further, the photoisomerizable material of the present invention can be a molded article having photoresponsiveness in which a refractive index change occurs due to photoisomerization. More specifically, the photoisomerizable material can be in the form of a fine particle dispersed polymer film. Further, depending on the recording / reproducing application, it is sufficient that the light scattering on the surface of the material is small. Therefore, there may be a spherical or polyhedral fine particle dispersed polymer, or a fine particle dispersed polymer coating film on another material. Examples of the fine particle dispersed polymer film include a film having a film thickness of 100 nm to 0.5 mm. In addition, the dispersity of the fine particles in the film, spherical body or polyhedron or coating film may be 0.01% to 20% by weight.
このように、本発明の光異性化材料では、ポリマーの種類およびサイズを自由に選択することができるため、多様な用途に使用することができる。 Thus, in the photoisomerization material of this invention, since the kind and size of a polymer can be selected freely, it can be used for various uses.
（光異性化材料の動作原理）
以下に本発明の光異性化材料の動作原理について、図１および２を参照して説明する。
(Operation principle of photoisomerization material)
Hereinafter, the principle of operation of the photoisomerization material of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は、微粒子化する前のアゾベンゼン構造の光照射に伴う構造変化を示す図である。図２は、微粒子化した化合物の光照射に伴う変化を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a structural change associated with light irradiation of an azobenzene structure before micronization. FIG. 2 is a diagram showing a change accompanying light irradiation of a compound having been atomized.
図１に示すように、アゾベンゼン構造は光照射によってトランス体からシス体へ可逆的な分子構造の変化が起こる。例えばトランス体へ光照射を行うことによって、シス体へと構造変化が起こり、熱的に、またはトランス−シス異性化に用いた光よりも長波長の光を照射すると、再びトランス体に変化することが知られている。トランス体へ戻る際の分子の遷移モーメントの方向はランダムである。この変化に基づき、光誘起屈折率変化が生じる。そして、図２に示すように、このようなアゾベンゼン構造を有している化合物の微粒子に、一定方向からの光照射を行うことによって、微粒子内の化合物を一定方向に配向させることができる（図２のＡ）。光照射された微粒子は、光透過性のポリマー内でそれぞれ配向状態を生じる。照射する光の波長を変えたり、干渉させて光が照射されない部分を生じさせたりすることで、配向の有無が異なる領域を光異性化材料に生じさせることができる（図２のＢ）。 As shown in FIG. 1, the azobenzene structure undergoes a reversible molecular structure change from a trans form to a cis form upon irradiation with light. For example, when the trans form is irradiated with light, a structural change occurs to the cis form, and when it is irradiated with light having a wavelength longer than that used for thermal or trans-cis isomerization, the trans form is changed again. It is known. The direction of the transition moment of the molecule when returning to the trans form is random. Based on this change, a light-induced refractive index change occurs. As shown in FIG. 2, the compound in the fine particles can be oriented in a certain direction by irradiating the fine particles of the compound having such an azobenzene structure with light from a certain direction (see FIG. 2). 2 A). The light-irradiated fine particles each have an alignment state in the light-transmitting polymer. By changing the wavelength of the light to be irradiated or causing a portion that is not irradiated with light by causing interference, regions having different orientations can be generated in the photoisomerizable material (B in FIG. 2).
例えば、アゾベンゼン構造およびビナフチル構造を有するドナー・アクセプター型のアゾベンゼン誘導体化合物でＲＢＤＲ１（式（ＶＩ））は、有機ガラスとして単体成膜（ニートフィルム）を作製することが可能である。また、シス−トランスの異性化の応答が高速であるため、高速応答性を有する。そして、ニートフィルムの場合、このビナフチル構造が、立体構造変化を障害することにより、高いメモリ性を維持する。また、光学濃度が大きいため、比較的短い回折格子長を得る。一方、ＲＢＤＲ１を微粒子化せずに光透過性のポリマーに分散させてフィルムを作製した場合、ニートフィルムの場合の高速応答性は維持されるが、分子が分散されることによって、ＲＢＤＲ１の濃度が低下し、ニートフィルムにおいて見られたビナフチル構造による立体構造変化障害が消失するため、メモリ性が極度に低下または消失する。 For example, RBDR1 (formula (VI)), which is a donor-acceptor type azobenzene derivative compound having an azobenzene structure and a binaphthyl structure, can form a single film (neat film) as an organic glass. In addition, since the cis-trans isomerization response is fast, it has high-speed response. And in the case of a neat film, this binaphthyl structure maintains high memory property by obstructing a three-dimensional structure change. Further, since the optical density is high, a relatively short diffraction grating length is obtained. On the other hand, when a film is produced by dispersing RBDR1 in a light-transmitting polymer without making fine particles, the high-speed response in the case of a neat film is maintained, but the concentration of RBDR1 is reduced by dispersing the molecules. As a result, the three-dimensional structure change failure due to the binaphthyl structure seen in the neat film disappears, and the memory performance is extremely lowered or lost.
ここでメモリ性の高さは、回折光強度の大きさによって評価することができ、例えばホログラムにおける書き込み期間終了後の回折光強度の減衰の速度および割合によって、メモリ性を評価することができる。減衰曲線が緩やかであるほど、書き込み期間終了時点の回折光強度を長時間維持しており、メモリ性が高いことを意味している。 Here, the high memory performance can be evaluated by the magnitude of the diffracted light intensity. For example, the memory performance can be evaluated by the rate and rate of attenuation of the diffracted light intensity after the end of the writing period in the hologram. The gentler the attenuation curve, the longer the diffracted light intensity at the end of the writing period is maintained, which means higher memory performance.
また、高速応答性は、応答速度の速さとして評価することができる。 Moreover, high-speed responsiveness can be evaluated as the speed of response speed.
これに対し、本発明の光異性化材料によれば、化合物を微粒子化した物を光透過性のポリマー中に分散しているため、化合物の光学濃度を調整することが可能である。そのため、長い回折格子長（ブラック領域）を実現可能である。また、化合物は微粒子中に集合しているため、メモリ性の低下が抑えられる。さらに、光透過性のポリマーに分散されているためにフィルムの厚さをより厚くすることができる。その結果、配向速度を高速化することができる。また、さまざまな光透過性のポリマーを選択することにより、光異性化材料として様々な用途に使用可能性が広がる。具体的には、光デバイス、情報記録媒体および情報処理媒体等に使用可能である。 On the other hand, according to the photoisomerization material of the present invention, since the finely divided compound is dispersed in the light-transmitting polymer, the optical density of the compound can be adjusted. Therefore, a long diffraction grating length (black region) can be realized. In addition, since the compounds are aggregated in the fine particles, a decrease in memory performance can be suppressed. Furthermore, since it is dispersed in the light transmissive polymer, the thickness of the film can be increased. As a result, the alignment speed can be increased. Further, by selecting various light-transmitting polymers, the possibility of being used as a photoisomerization material in various applications is expanded. Specifically, it can be used for optical devices, information recording media, information processing media, and the like.
〔２．光デバイス〕
本発明に係る光デバイスは、上述した本発明に係る光異性化材料を含んでいる光異性化層と、当該光異性化層に光を照射する光照射装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする。以下に本発明に係る光デバイスの一実施形態について、図３を参照して説明する。
[2. Optical device)
The optical device according to the present invention includes at least a photoisomerization layer containing the above-described photoisomerization material according to the present invention, and a light irradiation device that irradiates the photoisomerization layer with light. Features. An embodiment of an optical device according to the present invention will be described below with reference to FIG.
本実施形態に係る光デバイス２００は、図３に示すように、光異性化層２１と、光照射光源（光照射装置）３１とを少なくとも備えてなる。光照射光源３１は、例えば干渉光照射光源であって、複数のレーザー光源を含んで構成されており、光異性化層２１上の任意の位置に、光を照射し、好ましくはレーザー光が干渉した干渉光を照射する。 As shown in FIG. 3, the optical device 200 according to the present embodiment includes at least a photoisomerization layer 21 and a light irradiation light source (light irradiation device) 31. The light irradiation light source 31 is, for example, an interference light irradiation light source, and includes a plurality of laser light sources. The light irradiation light source 31 irradiates light at an arbitrary position on the photoisomerization layer 21, and preferably the laser light interferes. Irradiate the interference light.
光デバイス２００が、干渉光などの光の照射によって光異性化層２１に記録された情報を信号として読み出す場合には、記録再生手段として読出し光照射装置３２と光検出器３３とをさらに備えていてもよい。読出し光照射装置３２は、記録された情報に応じた波長の読出し光を光異性化層２１に照射し、当該照射の結果生じた回折光（信号）を光検出器３３で検出する。 When the optical device 200 reads information recorded in the photoisomerization layer 21 by irradiation with light such as interference light as a signal, the optical device 200 further includes a reading light irradiation device 32 and a photodetector 33 as recording / reproducing means. May be. The reading light irradiation device 32 irradiates the photoisomerization layer 21 with reading light having a wavelength corresponding to the recorded information, and the diffracted light (signal) generated as a result of the irradiation is detected by the photodetector 33.
光デバイス２００の種類は、光異性化変化を利用するあらゆるデバイスである。光デバイス２００は例えば、ホログラム装置等の画像表示装置、画像信号処理装置、動的ホログラム記録装置、動的ホログラム記録の媒体、および光記録媒体等であり得る。また、光デバイス２００は、例えば、情報処理、情報通信および光センシングの技術分野に利用することができる。 The type of optical device 200 is any device that utilizes photoisomerization changes. The optical device 200 can be, for example, an image display device such as a hologram device, an image signal processing device, a dynamic hologram recording device, a dynamic hologram recording medium, and an optical recording medium. The optical device 200 can be used in the technical fields of information processing, information communication, and optical sensing, for example.
〔３．情報記録媒体〕
本発明に係る情報記録媒体は、基板上に光異性化層を有する情報記録媒体であって、当該光異性化層は、上述した本発明に係る光異性化材料を含んでいることを特徴とする。
[3. Information recording medium]
An information recording medium according to the present invention is an information recording medium having a photoisomerization layer on a substrate, and the photoisomerization layer includes the above-described photoisomerization material according to the present invention. To do.
本発明の情報記録媒体は、公知の方法で作製することができる。例えば、本発明の光異性化材料を含む液体を基板上に塗布し、次いで乾燥することによって、本発明の情報記録媒体を容易に作製することができる。塗布方法としては、公知の方法を用いることができる。中でも、スピンコート法を用いると、均一な薄膜を容易に形成することができる。こうして形成された光異性化層は、本発明の光異性化材料を含み、好ましくは本発明の光異性化材料からなるものであり、光に対して高い感度、高速応答および高メモリ性を示すことができる。 The information recording medium of the present invention can be produced by a known method. For example, the information recording medium of the present invention can be easily produced by applying a liquid containing the photoisomerization material of the present invention onto a substrate and then drying. As a coating method, a known method can be used. In particular, when a spin coating method is used, a uniform thin film can be easily formed. The photoisomerization layer thus formed contains the photoisomerization material of the present invention, and preferably comprises the photoisomerization material of the present invention, and exhibits high sensitivity to light, high-speed response, and high memory performance. be able to.
上記基板としては、石英、ガラス、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネートおよびポリイミド等の公知の基板を用いることができる。 As the substrate, known substrates such as quartz, glass, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl alcohol, polycarbonate, and polyimide can be used.
上記光異性化層には、本発明の光異性化材料以外にも、公知の添加剤を添加することもできる。また、光異性化層の上に、例えば保護層等の更なる層を設けることも可能である。 In addition to the photoisomerization material of the present invention, a known additive can be added to the photoisomerization layer. It is also possible to provide a further layer such as a protective layer on the photoisomerization layer.
本発明の光異性化層の厚さとしては、１００ｎｍ〜１ｍｍが好ましく、１００ｎｍ〜０．５ｍｍがより好ましい。 As thickness of the photoisomerization layer of this invention, 100 nm-1 mm are preferable, and 100 nm-0.5 mm are more preferable.
一実施形態において、光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、光異性化層の厚さは、１００ｎｍ〜０．１ｍｍが好ましく、１μｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。 In one embodiment, when RBDR1 is used as the compound in the photoisomerization material, the thickness of the photoisomerization layer is preferably from 100 nm to 0.1 mm, more preferably from 1 μm to 0.1 mm.
一実施形態において、本発明の情報記録媒体に対して光照射を行うことによって、光異性化層に含まれる光異性化材料中の化合物のアゾベンゼン構造をトランス体からシス体へ変化させることができ、シス体からトランス体へ戻る際の遷移モーメントの変化を利用して情報の記録を行うことができる（図２も参照）。さらに、この情報記録媒体を加熱するか、または、ランダムな偏光をもつ光で一様照射することにより、遷移モーメントの変化をリセットすることができる。本発明の情報記録媒体は、このようにアゾベンゼン構造の異性化を起こすことにより、情報の記録、書き換えを容易に行うことができる。 In one embodiment, by irradiating the information recording medium of the present invention with light, the azobenzene structure of the compound in the photoisomerization material contained in the photoisomerization layer can be changed from the trans isomer to the cis isomer. Information can be recorded using the change in transition moment when returning from the cis form to the trans form (see also FIG. 2). Furthermore, the change in transition moment can be reset by heating the information recording medium or by uniformly irradiating it with light having random polarization. The information recording medium of the present invention can easily record and rewrite information by causing isomerization of the azobenzene structure in this way.
光記録に用いる光としては、光異性化層に含まれる化合物の吸収ピーク付近の波長の光を用いることが好ましい。照射する光の波長は、例えば３００〜７００ｎｍとすることができる。例えば光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、照射する光の波長は３５０〜６５０ｎｍとすることができる。 As light used for optical recording, it is preferable to use light having a wavelength near the absorption peak of the compound contained in the photoisomerization layer. The wavelength of the light to irradiate can be 300-700 nm, for example. For example, when RBDR1 is used as the compound in the photoisomerization material, the wavelength of the irradiated light can be 350 to 650 nm.
また、上述の光デバイスまたは光記録媒体は、一実施形態において、光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、一例として光に対する吸収係数が、１／ｃｍ〜２００／ｃｍであり、応答速度は、０．００１秒〜１０秒であるものが挙げられる。また、光照射後から１秒後の光強度が５０％のメモリ性を備えた光記録媒体が実現可能である。 Further, in the above-described optical device or optical recording medium, in one embodiment, when RBDR1 is used as the compound in the photoisomerization material, the light absorption coefficient is 1 / cm to 200 / cm as an example, and the response speed May be from 0.001 seconds to 10 seconds. Further, it is possible to realize an optical recording medium having a memory property with a light intensity of 50% one second after light irradiation.
〔４．書き込み方法〕
本発明はまた、上述の光デバイスまたは情報記録媒体へ情報の書き込みを行う書き込み方法であって、上記光異性化層に、上記光異性化材料が一定の配向を生じる波長の光を照射する工程を含んでいることを特徴とする、書き込み方法を提供する。
[4. Writing method)
The present invention is also a writing method for writing information to the above-described optical device or information recording medium, wherein the photoisomerization layer is irradiated with light having a wavelength that causes the photoisomerization material to have a certain orientation. A writing method is provided.
書き込み光強度は、例えば５００ｍＷ／ｃｍ2であることが好ましく、１３００ｍＷ／ｃｍ2であることがより好ましい。また、書き込み光の照射時間は、０．０１秒以上で１０秒以下であることが好ましく、０．０１秒以上で１秒以下であることがより好ましく、０．０１秒以上で０．５秒以下であることが特に好ましい。また、書き込み時に照射する光の波長は、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、書き込み光は、干渉光を照射することが好ましい。 Writing light intensity, for example, it is preferably 500 mW / cm 2, and more preferably 1300 mW / cm 2. The irradiation time of the writing light is preferably 0.01 seconds or longer and 10 seconds or shorter, more preferably 0.01 seconds or longer and 1 second or shorter, and 0.01 seconds or longer and 0.5 seconds or shorter. It is particularly preferred that Moreover, the wavelength of the light irradiated at the time of writing is 400 nm-700 nm, for example. The writing light is preferably irradiated with interference light.
本発明の書き込み方法によれば、書き込み期間において照射された光により、生じた光異性化率変化は、書き込み期間の終了後も長期間維持される。 According to the writing method of the present invention, the change in the photoisomerization rate caused by the light irradiated in the writing period is maintained for a long time even after the end of the writing period.
また、加熱するか、またはランダムな偏光を持つ光で一様照射することによって記録の削除を行うことができる。削除時の照射光は、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍである。このように照射する光の波長を変えることにより、書き込みおよび削除を繰り返し行うことができる（図２も参照）。 Further, the recording can be deleted by heating or by uniformly irradiating with light having random polarization. The irradiation light at the time of deletion is, for example, 400 nm to 700 nm. By changing the wavelength of the irradiated light in this way, writing and deletion can be repeated (see also FIG. 2).
また、化合物としてＲＢＤＲ１が含まれる光異性化材料を用いる場合、書き込み時に照射する光の波長は、例えば、５００ｎｍ〜５５０ｎｍであり、削除時の照射光は、例えば、５００ｎｍ〜５５０ｎｍである。 Moreover, when using the photoisomerization material which contains RBDR1 as a compound, the wavelength of the light irradiated at the time of writing is 500 nm-550 nm, for example, and the irradiation light at the time of deletion is 500 nm-550 nm, for example.
〔５．光異性化材料の製造方法〕
本発明に係る光異性化材料の製造方法は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、を含んでいることを特徴とする。
[5. (Method for producing photoisomerized material)
The method for producing a photoisomerizable material according to the present invention includes a step of making a compound that exhibits a Weigert effect into amorphous fine particles, and a dispersion step of dispersing the fine particles in a light-transmitting polymer. It is characterized by being.
上記化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有していることが好ましい。 The compound preferably has a structure represented by the following general formula (I) in the molecule.
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、または [In the formula, A represents an N atom, a P atom, a B atom, an O atom, an S atom, —OOC—, —COO—, —SO 2 —, —COONH—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, -CH 2 S -, - SCH 2 -, - N (C p H 2p + 1) - ( where, p is an integer ranging from 0 to 10), or
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。 Are shown, X is, -NH 2, -H, -C q F 2q + 1, -SCH 3, -C q H 2q + 1, -OC q H 2q + 1, -F, -I, -Cl, -Br, -COOH, —COOCH 3 , —COCH 3 , —CHO, —NO 2 , or —CN (where q is an integer in the range of 1 to 10)].
一実施形態において、本製造方法において用いられる化合物は、上述の（化合物）の項目において記載した化合物が挙げられる。 In one embodiment, examples of the compound used in the production method include the compounds described in the above (Compound) item.
以下に各工程について説明する。 Each step will be described below.
（微粒子化工程）
本工程は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする工程である。
(Micronization process)
This step is a step of turning the compound that exhibits the Weigert effect into amorphous fine particles.
上述の化合物の微粒子化の方法は、特に限定されない。微粒子化の方法としては、例えば、再沈法、超音波を印加する方法および気相法等の方法が挙げられる（参考文献：特開２００４−９１５６０、特開２００６−３１２１３０）。再沈法は、加熱下または真空条件下で行う必要がない。そのため、材料の構造変化等に対する熱または気圧の影響を考慮する必要がないという観点において好ましい。 The method for atomizing the above compound is not particularly limited. Examples of the method for forming fine particles include a reprecipitation method, a method of applying ultrasonic waves, and a gas phase method (reference documents: Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-91560 and 2006-312130). The reprecipitation method does not need to be performed under heating or under vacuum conditions. Therefore, it is preferable from the viewpoint that it is not necessary to consider the influence of heat or pressure on the structural change of the material.
また、再沈法は、上記化合物を、当該化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、当該化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、当該溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいる方法である。すなわち、本発明に係る製造方法の一実施形態において、微粒子化工程は、上記化合物を、当該化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、当該化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、当該溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいる。 The reprecipitation method comprises a step of dissolving the compound in a solvent that is a good solvent for the compound and preparing a solution, and a solution that is a poor solvent for the compound. And injecting under stirring conditions. That is, in one embodiment of the production method according to the present invention, the micronization step includes a step of preparing a solution by dissolving the compound in a solvent that serves as a good solvent for the compound, Includes a step of injecting the solution under stirring conditions into a solvent to be a poor solvent.
再沈法によれば、良溶媒に化合物が溶解された溶液を貧溶媒に注入した後に、良溶媒が素早く貧溶媒中に拡散し混合されることによって、貧溶媒に溶解しない対象の化合物が速やかに再沈殿および析出する。その結果、当該化合物は微粒子となり、貧溶媒中に分散する。 According to the reprecipitation method, after a solution in which a compound is dissolved in a good solvent is injected into the poor solvent, the good solvent quickly diffuses and mixes in the poor solvent, so that the target compound that does not dissolve in the poor solvent can be quickly obtained. Re-precipitate and precipitate. As a result, the compound becomes fine particles and is dispersed in a poor solvent.
当該化合物は複数の分子が集合するとアモルファスになる性質を有するため、微粒子はアモルファス性となっている。また、微粒子化工程後の微粒子の粒径は、動的光散乱法で測定した場合に、例えば、１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。 Since the compound has a property of becoming amorphous when a plurality of molecules are aggregated, the fine particles are amorphous. The particle size of the fine particles after the micronization step is, for example, preferably 10 nm to 150 nm, more preferably 10 nm to 100 nm, and particularly preferably 50 nm or less, when measured by a dynamic light scattering method. .
さらに、微粒子の表面のゼータ電位の絶対値は、１０ｍＶ〜７０ｍＶが好ましく、２０ｍＶ〜７０ｍＶがより好ましく、５０ｍＶ以上であることが特に好ましい。 Furthermore, the absolute value of the zeta potential on the surface of the fine particles is preferably 10 mV to 70 mV, more preferably 20 mV to 70 mV, and particularly preferably 50 mV or more.
以下に再沈法についてさらに詳細に説明する。 The reprecipitation method will be described in more detail below.
＜化合物溶液の作製工程＞
本工程は、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液（化合物溶液）を作製する工程である。
<Production process of compound solution>
This step is a step of preparing a solution (compound solution) by dissolving the compound in a solvent that is a good solvent.
化合物溶液を調製する環境の温度としては、常圧における溶媒の沸点までの温度〜溶媒の亜臨界または臨界となる温度が挙げられる。また、環流条件下でも良い。 Examples of the temperature of the environment for preparing the compound solution include a temperature from the boiling point of the solvent at normal pressure to a subcritical or critical temperature of the solvent. Further, it may be under reflux conditions.
良溶媒とは、対象とする化合物の溶解度が大きく、当該化合物の溶解性が高い溶媒を指す。 A good solvent refers to a solvent in which the target compound has high solubility and the compound has high solubility.
本発明に用いられる良溶媒は、対象とする化合物の種類によって適宜選択されるが、例えば、アセトン、水、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二硫化炭素、脂肪族系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒およびイオン性溶液等が挙げられる。また、本発明に用いられる良溶媒は、これらの２種以上の混合溶媒であってもよい。 The good solvent used in the present invention is appropriately selected depending on the type of the target compound. For example, acetone, water, 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, alcohol solvents, Examples include ketone solvents, ether solvents, aromatic solvents, carbon disulfide, aliphatic solvents, nitrile solvents, sulfoxide solvents, halogen solvents, ester solvents, and ionic solutions. The good solvent used in the present invention may be a mixed solvent of two or more of these.
なお、水に不溶な化合物である場合は、アセトン、水、１，４−ジオキサン，Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒およびこれらの２種以上の混合溶媒等の、水に溶解する有機溶媒が用いられることが好ましい。 When the compound is insoluble in water, acetone, water, 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, alcohol solvent, ether solvent, and a mixed solvent of two or more of these It is preferable to use an organic solvent that dissolves in water.
また、水溶性の化合物である場合は、ヘキサン、シクロヘキサン、芳香族系溶媒、イオン性溶液、デカヒドロナフタレンおよびこれらの２種以上の混合溶媒等の溶媒を用いる場合がある。 In the case of a water-soluble compound, a solvent such as hexane, cyclohexane, aromatic solvent, ionic solution, decahydronaphthalene, or a mixed solvent of two or more of these may be used.
また、アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、１−メトキシ−２−プロピルアルコール、ブタンジオール、エチルヘキサノールおよびベンジルアルコール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ブチルセルソルブ、１，４−ジオキサンおよびブチルカルビトール等が挙げられる。芳香族系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびクレゾール等が挙げられる。脂肪族系溶媒としては、例えば、ヘキサンおよびペンタン、ヘプタンおよびオクタン等が挙げられる。ニトリル系溶媒としては、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよびプロパンニトリル等が挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシドおよびヘキサメチレンスルホキシド等が挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、テトラクロロエチレン、エピクロロヒドリンおよびクロロベンゼン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテート、酢酸ブチルおよび酢酸セロソルブ等が挙げられる。イオン性溶媒としては、例えば、１−ブチル―３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６ −との塩、１−ブチルピリジニウム塩とＰＦ６ −との塩、およびテトラブチルアンモニウム塩とＢｒ−との塩等が挙げられる。 Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, 1-methoxy-2-propyl alcohol, butanediol, ethylhexanol, and benzyl alcohol. Examples of the ketone solvent include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. Examples of the ether solvent include dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, butyl cellosolve, 1,4-dioxane, butyl carbitol and the like. Examples of the aromatic solvent include benzene, toluene, xylene, cresol, and the like. Examples of the aliphatic solvent include hexane and pentane, heptane and octane. Examples of the nitrile solvent include acetonitrile, methoxyacetonitrile, propanenitrile, and the like. Examples of the sulfoxide solvent include dimethyl sulfoxide and hexamethylene sulfoxide. Examples of the halogen solvent include dichloromethane, trichloroethylene, chloroform, tetrachloroethylene, epichlorohydrin, chlorobenzene, and the like. Examples of the ester solvent include ethyl acetate, ethyl lactate, 2- (1-methoxy) propyl acetate, butyl acetate and cellosolve acetate. The ionic solvent, for example, 1-butyl-3-methylimidazolium and PF 6 - and salts, 1-butyl pyridinium salt and PF 6 - and salts and tetrabutylammonium salts and Br, - salts with such Is mentioned.
化合物溶液の濃度は、高密度の微粒子分散液を生産するという観点からすれば高いほど良いが、溶液の調製の容易性および生産性の観点から、０．００１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１００ｍｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｍｏｌ／Ｌがより好ましい。 The concentration of the compound solution is preferably as high as possible from the viewpoint of producing a high-density fine particle dispersion, but from the viewpoint of ease of preparation of the solution and productivity, 0.001 mmol / L to 100 mmol / L is preferable. 0.1 mmol / L to 1 mmol / L is more preferable.
＜貧溶媒への化合物溶液の注入工程＞
本工程は、上述の工程に続いて、上述の化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記化合物溶液を、攪拌条件下で注入する工程である。
<Injection process of compound solution into poor solvent>
This step is a step of injecting the compound solution under a stirring condition into a solvent that becomes a poor solvent for the above-mentioned compound following the above-described step.
貧溶媒とは、対象とする化合物の溶解度が低く、当該化合物の溶解性の低い溶媒を指す。 The poor solvent refers to a solvent having low solubility of the target compound and low solubility of the compound.
本発明に用いられる貧溶媒は、対象とする化合物の種類によって適宜選択されるが、例えば、アセトン、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二硫化炭素、脂肪族系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒およびイオン性溶液等が挙げられる。また、本発明に用いられる貧溶媒は、これらの２種以上の混合溶媒であってもよい。なお、上述の溶媒の具体的な例は、良溶媒において示した物と同様のものが挙げられる。 The poor solvent used in the present invention is appropriately selected depending on the type of the target compound. For example, acetone, water, alcohol solvent, ketone solvent, ether solvent, aromatic solvent, two, water, alcohol Examples of the solvent include ketone solvents, ketone solvents, ether solvents, aromatic solvents, carbon disulfide, aliphatic solvents, nitrile solvents, sulfoxide solvents, halogen solvents, ester solvents, and ionic solutions. The poor solvent used in the present invention may be a mixed solvent of two or more of these. Specific examples of the above-mentioned solvent include the same ones as those shown in the good solvent.
また、２次粒子の生成を抑制するために、カチオン性、アニオン性、またはノニオン性の界面活性剤を添加してもよい。カチオン性の界面活性剤の具体例としては、アンモニウム型またはピリジニウム型等の、ＰＦ６ −またはＣｌＯ４ −塩等が挙げられる。また、アニオン性の界面活性剤の具体例としてはカルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型等のナトリウムおよびカリウム塩等が挙げられる。また、ノニオン性の界面活性剤の具体例としてはグリセリン脂肪酸エステル、脂肪アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルおよびアルキルグリコシド等が挙げられる。 In order to suppress the formation of secondary particles, a cationic, anionic or nonionic surfactant may be added. Specific examples of the cationic surfactant include PF 6 - or ClO 4 - salt such as ammonium type or pyridinium type. Specific examples of the anionic surfactant include sodium and potassium salts such as carboxylic acid type, sulfonic acid type, sulfate ester type, and phosphate ester type. Specific examples of the nonionic surfactant include glycerin fatty acid ester, fatty alcohol ethoxylate, polyoxyethylene alkylphenyl ether, and alkyl glycoside.
貧溶媒の温度の条件としては、例えば温度化合物の溶液の温度よりできる限り低い温度であることが好ましい場合がある。また、常圧から亜臨界または超臨界条件の範囲を選択できる。貧溶媒の注入速度の例としては、例えば貧溶媒１０ｍＬ〜２００ｍＬに対して、注入溶液（１００μＬ〜５ｍＬ）の場合、１００μＬ／秒〜５０ｍＬ／秒の注入速度が挙げられる。貧溶媒の撹拌を行う場合、２次粒子の生成などの抑制のために、乱流条件且つ回転攪拌機の場合５００±１５００ｒｐｍという条件下で行うことが好ましい。これらの条件を制御することにより、微粒子の形状および粒径を変えることができる。 As a condition for the temperature of the poor solvent, for example, it may be preferable that the temperature is as low as possible than the temperature of the solution of the temperature compound. Further, the range from normal pressure to subcritical or supercritical conditions can be selected. As an example of the injection | pouring speed | velocity | rate of a poor solvent, in the case of an injection solution (100 microliters-5 mL) with respect to 10 mL-200 mL of poor solvents, the injection speed of 100 microliters / second-50 mL / second is mentioned, for example. When stirring the poor solvent, it is preferable to perform the turbulent flow condition and the condition of 500 ± 1500 rpm in the case of a rotary stirrer in order to suppress generation of secondary particles. By controlling these conditions, the shape and particle size of the fine particles can be changed.
作製された微粒子は、動的光散乱法に基づいて電気泳動動的光散乱装置等を使用して粒径および形状の測定を行うことができる。また、分光光度計等を用いて微粒子分散液の吸光スペクトルを測定することにより、光吸収特性の評価を行うことができる。 The produced fine particles can be measured for particle size and shape using an electrophoretic dynamic light scattering device or the like based on a dynamic light scattering method. In addition, the light absorption characteristics can be evaluated by measuring the absorption spectrum of the fine particle dispersion using a spectrophotometer or the like.
（分散工程）
本工程は、上述した微粒子化工程において作製されたアモルファス性の微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる工程である。
(Dispersion process)
This step is a step of dispersing the amorphous fine particles produced in the above-described fine particle forming step in a light-transmitting polymer.
ポリマーは、上述の（ポリマー）の項目に記載したポリマーが好適に用いられる。上述の分散工程において、再沈法が用いられる場合は、ポリマーは貧溶媒に溶解可能なものが好ましい。 As the polymer, the polymer described in the above item (Polymer) is preferably used. In the above dispersion step, when the reprecipitation method is used, the polymer is preferably soluble in a poor solvent.
ポリマーに対する微粒子の濃度は、ポリマーおよび化合物の種類、または用途に応じて適宜設定されるが、例えば０．０１重量％〜２０重量％であることが好ましく、１重量％〜２０重量％であることがより好ましい。 The concentration of the fine particles with respect to the polymer is appropriately set depending on the kind of polymer and compound or the application, but is preferably 0.01% by weight to 20% by weight, for example, and preferably 1% by weight to 20% by weight. Is more preferable.
本工程の一実施形態では、まず、ポリマーを上述の微粒子化工程において得られた微粒子分散液中に溶解させ、微粒子およびポリマーが均一に分散・溶解する微粒子分散型ポリマー溶液を作製する。次いで、微粒子分散型ポリマー溶液を、例えば、基板上に塗布したり、型に流し込んだりする。このとき、所望の面積および厚みを有するように液量を調整すればよい。その後、乾燥して溶媒を除去することにより、微粒子がポリマー中に分散した状態となる。なお、ポリマーを上記化合物に対して貧溶媒となる溶媒に溶解させたポリマー溶液を作製し、それを微粒子分散液と混合して、微粒子分散型ポリマー溶液を作製してもよい。 In one embodiment of this step, first, the polymer is dissolved in the fine particle dispersion obtained in the above-described fine particle forming step, thereby preparing a fine particle dispersed polymer solution in which the fine particles and the polymer are uniformly dispersed and dissolved. Next, the fine particle-dispersed polymer solution is applied onto, for example, a substrate or poured into a mold. At this time, the liquid amount may be adjusted so as to have a desired area and thickness. Thereafter, the solvent is removed by drying, whereby the fine particles are dispersed in the polymer. In addition, a polymer solution in which a polymer is dissolved in a solvent that is a poor solvent for the above compound may be prepared and mixed with a fine particle dispersion to prepare a fine particle dispersed polymer solution.
本発明の製造方法によれば、本発明の光異性化材料を好適に製造することができる。 According to the production method of the present invention, the photoisomerizable material of the present invention can be suitably produced.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
以下、本発明について、実施例を挙げてさらなる詳細を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to examples.
〔実施例１：ＲＢＤＲ１微粒子の作製〕
（材料）
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現するアゾベンゼン誘導体化合物ＲＢＤＲ１を用い、良溶媒としてはアセトンを用い、貧溶媒としては水を用いた。
[Example 1: Preparation of RBDR1 fine particles]
(material)
An azobenzene derivative compound RBDR1 that exhibits the Weigert effect was used, acetone was used as a good solvent, and water was used as a poor solvent.
（ＲＢＤＲ１の微粒子化方法）
微粒子作製方法として再沈法を用いた。再沈法は、勢いよく撹拌した多量な貧溶媒中に分子を溶解させた良溶媒を滴下することによって、良溶媒が貧溶媒中へ拡散し、その結果溶質分子が溶媒中に再沈澱するという現象を利用した方法であり、有機化合物を微粒子化するためにしばしば用いられる（Jpn. J. Appl. Phys. 31, L1132-L1134, (1992)）。
(Method for making RBDR1 fine particles)
The reprecipitation method was used as a method for preparing the fine particles. In the reprecipitation method, a good solvent in which molecules are dissolved in a large amount of poor solvent vigorously stirred is dropped, whereby the good solvent diffuses into the poor solvent, and as a result, the solute molecules reprecipitate in the solvent. This is a method that utilizes a phenomenon, and is often used to make organic compounds fine particles (Jpn. J. Appl. Phys. 31, L1132-L1134, (1992)).
ＲＢＤＲ１を、良溶媒であるアセトンに溶解し、１重量％の溶液を作製した。つづいて、貧溶媒である水１００ｍＬに、ＲＢＤＲ１溶液１ｍＬを滴下することによって、ＲＢＤＲ１が微粒子化して分散した、微粒子分散液を得た。 RBDR1 was dissolved in acetone, which is a good solvent, to prepare a 1% by weight solution. Subsequently, 1 mL of the RBDR1 solution was dropped into 100 mL of water, which is a poor solvent, to obtain a fine particle dispersion in which RBDR1 was finely dispersed.
図４は、微粒子分散液に照射されたレーザー光の散乱の有無を示す図である。図４の左側の溶液は、微粒子化していないＲＢＤＲ１のアセトン溶液（コントロール）である。右側の溶液は、ＲＢＤＲ１の微粒子分散液である。 FIG. 4 is a diagram showing the presence or absence of scattering of the laser light irradiated on the fine particle dispersion. The solution on the left side of FIG. 4 is an acetone solution (control) of RBDR1 that has not been microparticulated. The solution on the right side is a fine particle dispersion of RBDR1.
図４に示されているように、レーザー光を照射すると、コントロールでは光散乱が起こらないために、レーザー光の散乱は観察されないが、微粒子分散液では、溶液中に微粒子が分散して存在しているために、レーザー光が散乱されながら照射方向へ透過することが確認された。 As shown in FIG. 4, when laser light is irradiated, light scattering does not occur in the control, and thus no laser light scattering is observed. However, in the fine particle dispersion, fine particles are dispersed in the solution. Therefore, it was confirmed that the laser beam was transmitted in the irradiation direction while being scattered.
（ＲＢＤＲ１微粒子の性質決定）
次に、作製された微粒子の粒径を電気泳動動的光散乱装置（ＥＬＳ-Ｚ２、大塚電子）を用いた動的光散乱法によって測定した。なお、動的光散乱法の測定条件は、光源として、赤色半導体レーザーを用い、測定回数は７０回とし、測定温度は２５℃であった。結果を図５に示す。図５は、動的光散乱法による微粒子粒径分布の測定結果を示す図である。左側の縦軸は、散乱強度分布（％）を示し、右側の縦軸は、累積頻度分布（％）を示す。また、横軸は、粒径（ｎｍ）を示す。図５に示されているように、作製した微粒子分散液は、平均粒径１２０ｎｍの単分散溶液であった。
(Property determination of RBDR1 fine particles)
Next, the particle size of the prepared fine particles was measured by a dynamic light scattering method using an electrophoretic dynamic light scattering device (ELS-Z2, Otsuka Electronics). The measurement conditions of the dynamic light scattering method were as follows. A red semiconductor laser was used as the light source, the number of measurements was 70, and the measurement temperature was 25 ° C. The results are shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the measurement result of the particle size distribution by the dynamic light scattering method. The left vertical axis represents the scattering intensity distribution (%), and the right vertical axis represents the cumulative frequency distribution (%). The horizontal axis represents the particle size (nm). As shown in FIG. 5, the produced fine particle dispersion was a monodispersed solution having an average particle diameter of 120 nm.
また、粒子表面のゼータ電位の絶対値が０ｍＶに近づくと、粒子が凝集しやすくなる。そのため、粒子表面のゼータ電位は分散性の指標となる。そこで、微粒子の表面電位を電気泳動動的光散乱装置（ＥＬＳ−Ｚ２、大塚電子）により測定した。その結果、得られた微粒子表面のゼータ電位は約−５０ｍＶであった。このことは、溶液中の微粒子は、高い分散性を有していることを示している。 Further, when the absolute value of the zeta potential on the particle surface approaches 0 mV, the particles tend to aggregate. Therefore, the zeta potential on the particle surface is an index of dispersibility. Therefore, the surface potential of the fine particles was measured with an electrophoretic dynamic light scattering device (ELS-Z2, Otsuka Electronics). As a result, the zeta potential on the surface of the obtained fine particles was about −50 mV. This indicates that the fine particles in the solution have high dispersibility.
以上のことから、微粒子の粒径は、再沈法において用いた溶液の濃度、および滴下条件によって制御可能であり、これらの条件を調整することによって、平均粒径が、３０〜２００ｎｍの微粒子が単分散で得られることが分かった。 From the above, the particle diameter of the fine particles can be controlled by the concentration of the solution used in the reprecipitation method and the dropping conditions. By adjusting these conditions, fine particles having an average particle diameter of 30 to 200 nm can be obtained. It was found to be obtained monodisperse.
次に、ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計（shimadzu UV-3100、島津製作所）を用いて、上述のコントロールおよび作製した微粒子分散液の吸収スペクトルを測定した。結果を図６に示す。図６は、微粒子分散液の吸収スペクトルを示す図である。横軸は、吸収波長を示し、縦軸は、極大吸光波長における吸光度をそれぞれ１として規格化したときの吸光度を示す。 Next, using the UV / VIS spectrophotometer (shimadzu UV-3100, Shimadzu Corporation), the above-described control and the absorption spectrum of the produced fine particle dispersion were measured. The results are shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an absorption spectrum of the fine particle dispersion. The horizontal axis represents the absorption wavelength, and the vertical axis represents the absorbance when normalized with the absorbance at the maximum absorbance wavelength being 1, respectively.
図６に示されているように、微粒子分散液の吸収スペクトルは、コントロールの吸収スペクトルと比較して、吸収ピークが短波長側へシフトし、また、長波長側における吸光度が増加した。これらの変化は、いずれも微粒子化された光異性化材料に特徴的なものである。 As shown in FIG. 6, in the absorption spectrum of the fine particle dispersion, the absorption peak shifted to the short wavelength side and the absorbance on the long wavelength side increased as compared with the control absorption spectrum. These changes are all characteristic of finely divided photoisomerized materials.
〔実施例２：フィルムの作製〕
（ＲＢＤＲ１を用いた各種フィルムの作製）
＜ニートフィルムの作製＞
ＲＢＤＲ１のニートフィルムは参考文献（J. Phys. Chem. B, 114, 1227-1232 (2010)）に示されている作製法に従って作製した。溶媒としてクロロホルムを用い、ＲＢＤＲ１の１重量％溶液を作製した。作製した溶液を石英基板上にスピンコートすることによって、膜厚約３００ｎｍのニートフィルムを得た。コート条件は、１０００ｒｐｍ／３０秒であった。成膜されたニートフィルムには、〜１００℃でアニーリング処理を施した。
[Example 2: Production of film]
(Production of various films using RBDR1)
<Production of neat film>
The neat film of RBDR1 was produced according to the production method shown in the reference (J. Phys. Chem. B, 114, 1227-1232 (2010)). Using chloroform as the solvent, a 1 wt% solution of RBDR1 was prepared. The prepared solution was spin coated on a quartz substrate to obtain a neat film having a thickness of about 300 nm. The coating condition was 1000 rpm / 30 seconds. The formed neat film was annealed at -100 ° C.
＜分子分散型ポリマーフィルムの作製＞
分子分散型ポリマーフィルムは、公知文献に示されている作製法に従って作製した。ホストのポリマーとして、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、分子分散ポリマーを作製した。ＰＭＭＡは、光学的に透明なポリマーとして、しばしば光機能材料に用いられる。ＲＢＤＲ１およびＰＭＭＡの重量比は０．４重量％とし、溶媒としてシクロペンタノンを用いた。調製した溶液を、フィルター処理後、ガラス基板上にキャストし、５０℃で１晩真空加熱乾燥することによって、膜厚約２００ｎｍの分子分散型ポリマーフィルムを得た。
<Production of molecular dispersion type polymer film>
The molecular dispersion type polymer film was produced according to the production method shown in publicly known literature. As a host polymer, polymethyl methacrylate (PMMA) was used to prepare a molecular dispersion polymer. PMMA is often used in optical functional materials as an optically transparent polymer. The weight ratio of RBDR1 and PMMA was 0.4% by weight, and cyclopentanone was used as the solvent. The prepared solution was filtered, cast on a glass substrate, and dried under vacuum heating at 50 ° C. overnight to obtain a molecular dispersion type polymer film having a film thickness of about 200 nm.
（微粒子分散型ポリマーフィルムの作製）
ホストのポリマーとして、貧溶媒に可溶な水溶性ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）を用いた。ＰＶＢを貧溶媒に溶解した溶液を用い、そこに微粒子分散液を加えることによって、微粒子分散型ポリマー溶液を作製した。得られた微粒子分散型ポリマー溶液を、ガラス基板上にキャストし、〜５０℃で一晩真空加熱乾燥することによって、膜厚約２００ｎｍ、フィルムの光学濃度Ｏ．Ｄ．＝１の微粒子分散型ポリマーフィルムを得た。
(Preparation of fine particle dispersed polymer film)
As a host polymer, a water-soluble polyvinyl butyral resin (PVB) soluble in a poor solvent was used. A fine particle-dispersed polymer solution was prepared by adding a fine particle dispersion to a solution obtained by dissolving PVB in a poor solvent. The obtained fine particle-dispersed polymer solution was cast on a glass substrate and dried in a vacuum at -50 ° C. overnight to obtain a film thickness of about 200 nm and an optical density of O.D. D. = 1 fine particle-dispersed polymer film was obtained.
（作製したフィルムの吸収スペクトル）
図７は、微粒子分散型ポリマーフィルムの吸収スペクトルを示す図である。横軸は、吸収波長を示し、縦軸は、極大吸光波長における吸光度をそれぞれ１として規格化したときの吸光度を示す。
(Absorption spectrum of the produced film)
FIG. 7 is a diagram showing an absorption spectrum of a fine particle dispersed polymer film. The horizontal axis represents the absorption wavelength, and the vertical axis represents the absorbance when normalized with the absorbance at the maximum absorbance wavelength being 1, respectively.
図７に示されているように、微粒子分散液の吸収スペクトルと比較して、微粒子分散型ポリマー溶液を乾燥させた後の微粒子分散型ポリマーフィルムの吸収スペクトルにおいても、微粒子化に伴って特徴的にみられるピークの短波長側へのシフトが観察されることから、フィルムとして成膜した後もＲＢＤＲ１は微粒子形状を維持していることが推察された。 As shown in FIG. 7, compared with the absorption spectrum of the fine particle dispersion, the absorption spectrum of the fine particle dispersed polymer film after drying the fine particle dispersed polymer solution is also characteristic as it is made finer. From the fact that a shift of the peak to the short wavelength side is observed, it was inferred that RBDR1 maintained the fine particle shape even after film formation.
〔実施例３：ホログラムにおける書き込みおよびメモリ性の評価〕
（非縮退４光波混合測定装置を用いた回折光強度の測定）
光異性化率変化の大きさは回折光強度の大きさによって評価することができる。また、ホログラムにおける書き込み期間終了後の回折光強度の減衰曲線を調べることによって、メモリ性を評価することができる。減衰曲線が緩やかであるほど、書き込み期間終了時点の回折光強度を長時間維持しており、メモリ性が高いことを意味している。
そこで、上記の通り作製されたフィルムのメモリ性の評価を、図８に示される非縮退４光波混合測定を用いて行った。図８はサンプルと各種光学系との配置関係の概略を表す。干渉光照射光源としてダイオードレーザー（Compass 315M、コヒレント社）を用い、波長５３２ｎｍの書き込み光を参照光Ｉ１（書き込み光（干渉光））と物体光Ｉ２（書き込み光（干渉光））との２つに分割し、交差角１０°でサンプルへ照射した。２光束の２等分線はサンプルの法線と一致する、垂直書き込み配置で行った。波長８３０ｎｍのプローブ光（読み出し光）Ｉｐを、レーザーダイオード（Newport、LPM830-30C）を用いてサンプルの後方より照射し、その回折光Ｉｄを光検出器（photo detector:ＰＤ）であるフォトダイオード（PDA100A、ソーラボ社）によって検出した。フォトダイオードの電圧出力は、ストレージオシロスコープ（WaveRunner 64Xi、Lecroy社）によってモニターした。ここで、入射光のビームの直径は約１ｍｍ、プローブ光のビーム直径は約１ｍｍとした。
[Example 3: Evaluation of writing and memory properties in hologram]
(Measurement of diffracted light intensity using a non-degenerate four-wave mixing measurement device)
The magnitude of the photoisomerization rate change can be evaluated by the magnitude of the diffracted light intensity. Further, the memory property can be evaluated by examining the attenuation curve of the diffracted light intensity after the end of the writing period in the hologram. The gentler the attenuation curve, the longer the diffracted light intensity at the end of the writing period is maintained, which means higher memory performance.
Therefore, the evaluation of the memory property of the film produced as described above was performed using the non-degenerate four-wave mixing measurement shown in FIG. FIG. 8 shows an outline of the positional relationship between the sample and various optical systems. A diode laser (Compass 315M, Coherent Co., Ltd.) is used as an interference light irradiation light source, and writing light having a wavelength of 532 nm is generated by reference light I 1 (writing light (interference light)) and object light I 2 (writing light (interference light)). The sample was divided into two, and the sample was irradiated at a crossing angle of 10 °. The bisector of the two light fluxes was done in a vertical writing arrangement that matched the normal of the sample. Probe light of the wavelength 830nm (read light) I p, a laser diode (Newport, LPM830-30C) was irradiated from the rear of the sample with a light detector the diffracted light I d: a (photo detector PD) Photos Detection was performed with a diode (PDA100A, Thorlabs). The voltage output of the photodiode was monitored by a storage oscilloscope (WaveRunner 64Xi, Lecroy). Here, the beam diameter of the incident light was about 1 mm, and the beam diameter of the probe light was about 1 mm.
図８の右上の図は、図示した非縮退４光波混合測定装置を用いて回折光強度の測定を行った時の経時的な回折光変化の一例を示している。書き込み期間の開始地点と終了地点とをそれぞれ矢印で示している。横軸は、時間（秒）を示す。 The upper right diagram in FIG. 8 shows an example of the change in diffracted light over time when the intensity of diffracted light is measured using the illustrated non-degenerate four-wave mixing measuring apparatus. The start point and end point of the writing period are indicated by arrows, respectively. The horizontal axis indicates time (seconds).
また、サンプルセルへの参照光Ｉ１および物体光Ｉ２の書き込み光強度はそれぞれ、６５０ｍＷ／ｃｍ2とした。書込み時の光強度の合計は１３００ｍＷ/ｃｍ2である。書き込み時間を０．１秒とし、その後約２０秒の回折光強度の減衰曲線を比較することでメモリ性を評価した。結果を図９に示す。 In addition, the writing light intensity of the reference light I 1 and the object light I 2 to the sample cell was 650 mW / cm 2 , respectively. The total light intensity at the time of writing is 1300 mW / cm 2 . The memory property was evaluated by comparing the attenuation curves of the diffracted light intensity for about 20 seconds after setting the writing time to 0.1 seconds. The results are shown in FIG.
（回折光強度の比較によるメモリ性の評価）
図９は、回折光強度の測定結果を示す図である。横軸は、書き込み開始からの時間（秒）を示している。縦軸は、書き込み終了時の回折光強度をそれぞれ１として規格化したときの回折光強度を示している。３つの曲線はそれぞれ、ニートフィルム、分子分散型ポリマーフィルムおよび微粒子分散型ポリマーフィルムの回折光強度の時間変化を示す。
(Evaluation of memory performance by comparing diffracted light intensity)
FIG. 9 is a diagram showing the measurement result of the diffracted light intensity. The horizontal axis indicates the time (seconds) from the start of writing. The vertical axis represents the diffracted light intensity when normalized with the diffracted light intensity at the end of writing as 1. Each of the three curves represents the time variation of the diffracted light intensity of the neat film, the molecular dispersion polymer film, and the fine particle dispersion polymer film.
図９に示されているように、書き込み終了時間である０．１秒からの減衰を比較すると、分子分散型ポリマーフィルムでは、書き込み開始から１０秒後には約１％程度まで減衰してしまうことがわかる。一方、微粒子分散ポリマーフィルムではニートフィルムとほぼ同程度の回折光強度を維持していることから、ニートフィルムにおけるメモリ性と同程度のメモリ性能を維持していることが確認された。 As shown in FIG. 9, when comparing the decay from the writing end time of 0.1 seconds, the molecular dispersion type polymer film attenuates to about 1% after 10 seconds from the start of writing. I understand. On the other hand, the fine particle-dispersed polymer film maintains the same diffracted light intensity as that of the neat film, so that it has been confirmed that the memory performance of the neat film is comparable to the memory performance.
さらに、書き込み時の立ち上がり速度について比較してみると、ニートフィルムに対して微粒子分散型ポリマーフィルムでは、分子分散型ポリマーにおいて見られるような、高速な立ち上がりが確認された。これは、微粒子化に伴い、分子光配向に対する雰囲気の制約が緩和されたことを示している。 Further, when comparing the rising speed at the time of writing, it was confirmed that the fine particle dispersion type polymer film had a high speed rising time as seen in the molecular dispersion type polymer with respect to the neat film. This indicates that the restriction of the atmosphere on the molecular photo-alignment has been relaxed with the fine particles.
本発明は、光異性化材料を用いた光デバイス等に利用することができる。 The present invention can be used in an optical device using a photoisomerization material.
２１ 光異性化層
３１ 光照射光源（光照射装置）
２００ 光デバイス
21 Photoisomerization layer 31 Light irradiation light source (light irradiation device)
200 Optical device
Claims (14)
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、
上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする、光異性化材料。 A photoisomerization material,
A compound that exhibits a Weigert effect, and a light-transmitting polymer;
The photoisomerizable material, wherein the compound is dispersed in the polymer as amorphous fine particles.
上記光異性化層に光を照射する光照射装置と、
を少なくとも備えていることを特徴とする、光デバイス。 A photoisomerization layer comprising the photoisomerization material according to any one of claims 1 to 9,
A light irradiation device for irradiating the photoisomerized layer with light;
An optical device comprising at least:
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、
上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、
を含んでいることを特徴とする、光異性化材料の製造方法。 A method for producing a photoisomerized material, comprising:
A micronization step for converting a compound that exhibits the Weigert effect into amorphous microparticles;
A dispersion step of dispersing the fine particles in a light-transmitting polymer;
A process for producing a photoisomerizable material, comprising:
上記化合物を、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、
上記化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、
を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の光異性化材料の製造方法。 The micronization step
Dissolving the compound in a solvent that is a good solvent for the compound to prepare a solution;
Injecting the solution under stirring conditions into a solvent that is a poor solvent for the compound,
The method for producing a photoisomerizable material according to claim 13, comprising:
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|---|---|---|---|---|
| JPH04279691A (en) * | 1991-03-06 | 1992-10-05 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | Photochromic fine powder and its production |
| JP2004101888A (en) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | Photoresponsive photonic crystal |
| JP2006235570A (en) * | 2005-01-28 | 2006-09-07 | Keio Gijuku | Magneto-optical material |
| JP2007015221A (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Ricoh Co Ltd | Manufacturing method for organic membrane |
| JP2008222885A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Institute Of Physical & Chemical Research | Fluorescent film |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04279691A (en) * | 1991-03-06 | 1992-10-05 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | Photochromic fine powder and its production |
| JP2004101888A (en) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | Photoresponsive photonic crystal |
| JP2006235570A (en) * | 2005-01-28 | 2006-09-07 | Keio Gijuku | Magneto-optical material |
| JP2007015221A (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Ricoh Co Ltd | Manufacturing method for organic membrane |
| JP2008222885A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Institute Of Physical & Chemical Research | Fluorescent film |
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