JP2732942B2 - Photochromic material and rewritable optical recording medium using the same - Google Patents

Photochromic material and rewritable optical recording medium using the same

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JP2732942B2
JP2732942B2 JP2267013A JP26701390A JP2732942B2 JP 2732942 B2 JP2732942 B2 JP 2732942B2 JP 2267013 A JP2267013 A JP 2267013A JP 26701390 A JP26701390 A JP 26701390A JP 2732942 B2 JP2732942 B2 JP 2732942B2
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photochromic material
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optical recording
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誠 角田
健次 野村
和彦 堤
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フォトクロミック材料およびそれを用いた
書換型光記録媒体に関する。さらに詳しくは、各種の記
録・記憶材料、ディスプレイなどの表示用材料、写真印
刷用材料、光学フィルター、光量計、マスキング用材料
などとして使用しうる新規なフォトクロミック材料およ
びそれを用いた書換型光記録媒体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photochromic material and a rewritable optical recording medium using the same. More specifically, novel photochromic materials that can be used as various recording and storage materials, display materials such as displays, photographic printing materials, optical filters, luminometers, masking materials, and rewritable optical recording using the same. Regarding the medium.

[従来の技術・発明が解決しようとする課題] 従来よりフォトクロミック材料としては、瀬戸順悦に
よって「固体物理」,21,235〜240(1986)に発表され
たフォトクロミック材料がよく知られている。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, as a photochromic material, a photochromic material disclosed in Jun. Seto in "Solid State Physics", 21 , 235-240 (1986) is well known.

フォトクロミック材料は紫外線の照射によって着色
し、可視光線の照射ないし熱にって消色する材料であ
り、フォトクロミック化合物を溶液中や高分子媒体中に
分散させるか、化学結合によって高分子媒体に担持させ
ることによって作られている。とくに化学結合によって
担持させて作られた材料は、媒体からフォトクロミック
化合物が溶出することを抑制することができ、着色体の
耐熱安定性を向上させうることが知られている(たとえ
ば高分子論文集(Kobunshi Ronbunshu),33,649(197
6)参照)。
A photochromic material is a material that is colored by irradiation with ultraviolet light and is decolorized by irradiation with visible light or heat, and the photochromic compound is dispersed in a solution or a polymer medium, or is supported on the polymer medium by a chemical bond. It is made by things. In particular, it is known that a material made by being supported by a chemical bond can suppress the elution of a photochromic compound from a medium, and can improve the heat stability of a colored body (for example, a collection of polymer papers). (Kobunshi Ronbunshu), 33 , 649 (197
6)).

また、側鎖型高分子液晶系フォトクロミック材料がフ
ォトクロミズムおよびサーモフォトクロミズムを示すこ
とが、モレキュラー・クリスタルズ・アンド・リキッド
・クリスタルズ、(Mol.Cryst.Liq.Cryst.),155,221
〜230(1988)に示されている。
Further, the side chain type polymer liquid crystal-based photochromic material exhibits photochromism and thermo photochromism, Molecular Crystals And Liquid Crystals, (Mol.Cryst.Liq.Cryst.), 155, 221
~ 230 (1988).

一方、近赤外域に感度をもつものとして、硫黄を含む
スピロピランが提案されている(たとえばジャーナル・
オブ・フィジカル・ケミストリー(J.Phys.Chem.),7
2,997(1968))。このフォトクロミック化合物は、フ
ォトンモードで可逆的に着色・消色状態になるものであ
る。
On the other hand, spiropyran containing sulfur has been proposed as having sensitivity in the near infrared region (for example, see Journal
Of Physical Chemistry (J.Phys.Chem.), 7
2, 997 (1968)). This photochromic compound is reversibly colored and decolored in the photon mode.

前記のごとき従来から知られているフォトクロミック
材料のうちでは、ベンゾチオピラン系スピロピラン化合
物が書換型光記録媒体に利用しうる可能性があり、さら
に硫黄を含むスピロピラン化合物が半導体レーザーの波
長に合致するものである。
Among the conventionally known photochromic materials as described above, there is a possibility that a benzothiopyran-based spiropyran compound can be used for a rewritable optical recording medium, and a spiropyran compound containing sulfur matches the wavelength of a semiconductor laser. is there.

しかしながら、前記の硫黄を含むスピロピラン化合物
は、着色・消色の繰り返しに対する耐久性がきわめてわ
るく、また着色体が熱に不安定であるという欠点を有し
ており、実用上大きな問題を有するものである。また、
光記録材料に用いたばあい、フォトンモード記録である
ため読み出し光によって記録が破壊されてしまうという
問題がある。
However, the above-mentioned spiropyran compound containing sulfur has a drawback that durability against repeated coloring and decoloring is extremely poor, and that the colored body is unstable to heat, and has a serious problem in practical use. is there. Also,
When used for an optical recording material, there is a problem that the recording is destroyed by the reading light because of photon mode recording.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされ
たものであり、安価な有機材料であって、紫外線および
近赤外域の光源(たとえば半導体レーザ)を用いたフォ
トンモードおよびヒートモードで着色・消色状態を繰り
返し制御しうる耐熱安定性を有するフォトクロミック材
料およびそれを用いた書換型光記録媒体をうることを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an inexpensive organic material, which is colored in a photon mode and a heat mode using a light source (for example, a semiconductor laser) in the ultraviolet and near-infrared region. The object is to provide a photochromic material having heat stability capable of repeatedly controlling the decolored state and a rewritable optical recording medium using the same.

[課題を解決するための手段] 本発明は、 一般式(I): (式中、R1は水素原子またはメチル基、R2、R3はそれぞ
れ水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基、低級ア
ルコキシ基またはアリール基であり、R2とR3は同じ基で
あってもよく、異なる基であってもよい、lは1〜20の
整数)で表わされるベンゾチオピラン系ピロピランプレ
ポリマーと、一般式(II): (式中、R4は水素原子またはメチル基、R5はニトリル
基、低級アルコキシ基、−OC6H13または mは1〜20の整数)で表わされる液晶プレポリマーとの
共重合体を含有してなるフォトクロミック材料および前
記フォトクロミック材料を用いた書換型光記録媒体 に関する。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a compound represented by the following general formula (I): (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, a lower alkoxy group or an aryl group, and R 2 and R 3 are the same group. And l may be different groups, l is an integer of 1 to 20) and a benzothiopyran-based pyropyranprepolymer represented by the general formula (II): (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is a nitrile group, a lower alkoxy group, —OC 6 H 13 or m is an integer of 1 to 20), and a photochromic material containing a copolymer with a liquid crystal prepolymer and a rewritable optical recording medium using the photochromic material.

[作用] 本発明のフォトクロミック材料は、安価で光異性化反
応に悪影響を与えずに熱異性化反応を押えることができ
る。すなわち、熱的に安定で、光異性化反応に閾値を与
えるため、着色・消色を光の強度で制御でき、かつ半導
体レーザを使用しうるものである。したがって、これを
用いた書換型記録媒体は所期の目的を達成することがで
きる。
[Action] The photochromic material of the present invention is inexpensive and can suppress the thermal isomerization reaction without adversely affecting the photoisomerization reaction. In other words, since it is thermally stable and gives a threshold value to the photoisomerization reaction, coloring and decoloring can be controlled by light intensity, and a semiconductor laser can be used. Therefore, the rewritable recording medium using this can achieve the intended purpose.

[実施例] 本発明のフォトクロミック材料には、以下に示す共重
合体が含有される。
[Example] The photochromic material of the present invention contains the following copolymer.

前記共重合体は、 一般式(I): で表わされるベンゾチオピラン系スピロピランプレポリ
マー(以下、プレポリマー(I)という)と、一般式
(II): で表わされる液晶プレポリマー(以下、プレポリマー
(II)という)との共重合体(以下、共重合体(A)と
いう)である。該共重合体(A)は着色体の熱的安定性
がよく、着色・消色の繰り返しに対する耐久性にも優れ
たものである。
The copolymer has a general formula (I): A benzothiopyran-based spiropyran prepolymer (hereinafter, referred to as a prepolymer (I)) represented by the following general formula (II): (Hereinafter referred to as prepolymer (II)) and a copolymer (hereinafter referred to as copolymer (A)). The copolymer (A) has good thermal stability of the colored body and excellent durability against repeated coloring and decoloring.

プレポリマー(I)は、フォトクロミズムを発現させ
るための成分であり、一般式(I)中、R1は水素原子ま
たはメチル基、R2およびR3はそれぞれ水素原子、水酸
基、ハロゲン原子、アミノ基、低級アルコキシ基または
アリール基であり、R2およびR3は同じ基であってもよ
く、異なる基であってもよい。前記低級アルコキシ基や
アリール基の具体例としては、たとえばメトキシ基、エ
トキシ基や、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフ
チル基などがあげられる。また、lは1〜20の整数、好
ましくは1〜6の整数である。これは、実験結果からl
が大きくなるにしたがって光応答速度および熱反応速度
がともに速くなる傾向が見られ、lが20より大きくなる
と、光応答速度は速くなるものの、メソゲン基による熱
反応禁止効果も薄れてしまって本発明の目的にふさわし
くなくなるからである。
The prepolymer (I) is a component for developing photochromism. In the general formula (I), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, respectively. , A lower alkoxy group or an aryl group, and R 2 and R 3 may be the same group or different groups. Specific examples of the lower alkoxy group and the aryl group include a methoxy group, an ethoxy group, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group. 1 is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 6. This is from the experimental results
As the value increases, both the light response speed and the thermal reaction speed tend to increase. When l is greater than 20, the photoresponse speed increases, but the effect of inhibiting the thermal reaction by the mesogen group is weakened. Is no longer suitable for his purpose.

プレポリマー(I)の具体例としては、たとえば、 などがあげられる。Specific examples of the prepolymer (I) include, for example, And so on.

プレポリマー(I)の合成方法にはとくに限定はな
く、たとえばエス・アラカワ(S.Arakawa)らの方法
(ケミストリー・レターズ(Chem.Lett.),1905(198
5)参照)やジェイ・ブォルボルト(J.Vorborgt)らの
方法(ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス,ポリ
マー・ケミストリー・エディション(J.Polym.Sci.Poly
m.Chem.Ed.),12,2511(1974)参照)にしたがって合
成することができる。
The method for synthesizing the prepolymer (I) is not particularly limited. For example, the method of S. Arakawa et al. (Chemistry Letters, Chem. Lett., 1905 (198)
5)) and the method of J. Vorborgt et al. (Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition (J. Polym. Sci. Poly)
m. Chem. Ed.), 12 , 2511 (1974)).

プレポリマー(II)は、耐熱安定化のための成分であ
り、一般式(II)中、R4は水素原子またはメチル基、R5
はニトリル基、低級アルコキシ基、−OC6H13または を示し、低級アルコキシ基の具体例としては、たとえば
メトキシ基、エトキシ基などがあげられる。また、mは
1〜20の整数、好ましくは1〜6の整数である。mもl
と同じように、20よりも大きくなると、メソゲン基によ
るフォトクロミック基の熱反応禁止効果も薄れてしまっ
て本発明の目的にふさわしくなくなる。
The prepolymer (II) is a component for stabilizing heat resistance. In the general formula (II), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5
Is a nitrile group, a lower alkoxy group, -OC 6 H 13 or And specific examples of the lower alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. M is an integer of 1 to 20, preferably 1 to 6. m is also l
Similarly to the above, if it is larger than 20, the effect of inhibiting the thermal reaction of the photochromic group by the mesogen group will be weakened, and will not be suitable for the purpose of the present invention.

プレポリマー(II)の具体例としては、たとえば などがあげられる。Specific examples of the prepolymer (II) include, for example, And so on.

プレポリマー(II)の合成方法にはとくに限定はな
く、たとえばエム・ポートゥガル(M.Portugall)らの
方法(マクロモレキュラ・ケミー(Makromol.Chem.),
183,2311(1982)参照)にしたがって合成することがで
きる。
The method for synthesizing the prepolymer (II) is not particularly limited. For example, the method of M. Portugall et al. (Makromol. Chem.,
183 , 2311 (1982)).

前記プレポリマー(I)とプレポリマー(II)とから
なる共重合体(A)は、スメクチック状態またはネマチ
ック状態を示すような割合で、プレポリマー(I)とプ
レポリマー(II)が共重合したものであればよく、この
点から、プレポリマー(II)100部(重量部、以下同
様)に対してプレポリマー(I)を1〜50部、さらには
10〜30部用いることによってえられるものが好ましい。
In the copolymer (A) composed of the prepolymer (I) and the prepolymer (II), the prepolymer (I) and the prepolymer (II) were copolymerized in such a ratio as to show a smectic state or a nematic state. From this point, 1 to 50 parts of the prepolymer (I) is added to 100 parts of the prepolymer (II) (parts by weight, the same applies hereinafter).
Those obtained by using 10 to 30 parts are preferred.

また、プレポリマー(I)、(II)におけるスペーサ
の長さlおよびmは異なっていてもよいが、メソゲン基
を含むプレポリマー(II)によって共重合体中に導入さ
れる基(以下、Lcともいう)によってフォトクロミック
基が挟まれうる長さがよいという点からは、lとmは同
じであるのが好ましい。
The lengths l and m of the spacers in the prepolymers (I) and (II) may be different, but the groups introduced into the copolymer by the prepolymer (II) containing a mesogen group (hereinafter referred to as Lc ) Is preferably the same from the viewpoint that the photochromic group can be interposed between the photochromic groups.

共重合体の重合度にも制限はないが、重合度は液晶性
を示す温度範囲に影響するので、使用する材料の目的に
あった重合度にするのがよい。
The degree of polymerization of the copolymer is not limited, but the degree of polymerization affects the temperature range in which liquid crystallinity is exhibited.

前記共重合体の製法にはとくに限定はなく、通常用い
られている重合法により製造しうる。
The method for producing the copolymer is not particularly limited, and the copolymer can be produced by a commonly used polymerization method.

えられる共重合体を、第1図に模式的に示す。第1図
において、(1)プレポリマー(I)、(II)を共重合
させることによって形成される主鎖、(2)はスペーサ
ー、(3)はプレポリマー(II)によって導入されるメ
ソゲン基、(4a)はプレポリマー(I)によって導入さ
れるスピロピラン基であるフォトクロミック基a、(4
b)はフォトクロミック基I(4a)から導かれる基であ
るフォトクロミック基IIである。また、Spは閉環安定
体、Merは開環安定体であり、Lcの規則的な配向によっ
てMerが熱的に安定化されるものである。
The resulting copolymer is schematically shown in FIG. In FIG. 1, (1) a main chain formed by copolymerizing prepolymers (I) and (II), (2) a spacer, and (3) a mesogen group introduced by the prepolymer (II). , (4a) are photochromic groups a, (4) which are spiropyran groups introduced by the prepolymer (I).
b) is a photochromic group II which is a group derived from the photochromic group I (4a). Sp is a ring-closing stabilizer and Mer is a ring-opening stabilizer, and Mer is thermally stabilized by the regular orientation of Lc.

前記共重合体(A)を含有してなる本発明のフォトク
ロミック材料は、光異性化反応にシキイ値を与え、さら
に熱異性化反応をおさえることができ、所期目的を達成
することができる。したがって、本発明のフォトクロミ
ック材料の着色・消色は、紫外線の照射で着色状態に、
強い近赤外線、強い可視光または熱で無色状態にするこ
とができる。この変換は何度も繰り返すことができる。
そして、着色状態は比較的弱い近赤外線および可視光線
では無色状態に戻らない。
The photochromic material of the present invention containing the copolymer (A) gives a threshold value to the photoisomerization reaction, can further suppress the thermal isomerization reaction, and can achieve the intended purpose. Therefore, the coloring and decoloring of the photochromic material of the present invention is changed to a colored state by irradiation with ultraviolet light,
It can be made colorless by strong near infrared rays, strong visible light or heat. This conversion can be repeated many times.
The colored state does not return to a colorless state with relatively weak near-infrared light and visible light.

本発明の書換型光記録媒体は、前述の本発明のフォト
クロミック材料を用いたものであり、通常基板に該フォ
トクロミック材料を被着せたものである。
The rewritable optical recording medium of the present invention uses the above-described photochromic material of the present invention, and usually has a substrate coated with the photochromic material.

前記基板としては、たとえばガラス、セラミック、金
属、プラスチックなど製の透光性または光反射性の一般
に書換型光記録媒体に用いられる基板があげられる。
Examples of the substrate include a substrate made of glass, ceramic, metal, plastic, or the like, which is generally used for a translucent or light-reflective optical recording medium.

前記フォトクロミック材料を基板に被着させる方法に
もとくに限定はなく、たとえば前記共重合体(A)を溶
媒に溶解させたものを、スプレー法、スピンコート法な
どでコーティングし、乾燥する、加熱、溶融させたもの
をコーティングし、冷却するなどの方法を用いることが
できる。
The method for applying the photochromic material to the substrate is not particularly limited. For example, a solution obtained by dissolving the copolymer (A) in a solvent is coated by a spray method, a spin coating method, or the like, dried, heated, A method of coating the melted material and cooling it can be used.

このようにして形成される被膜の膜厚は、レーザ光に
よる記録再生方式を用いる点などから、通常0.3〜3.0μ
mであるのが好ましい。
The thickness of the film formed in this manner is usually 0.3 to 3.0 μm from the point of using a recording / reproducing method using a laser beam.
m is preferred.

本発明の書換型光記録媒体においては、前記のように
して形成されたフォトクロミック材料の膜にアニールな
どの処理を施してもよく、さらにその上に、たとえば0.
02〜1μm程度の厚さのアルミニウムなどの膜が真空蒸
着法などの通常用いられる方法によって形成されたもの
であってもよい。
In the rewritable optical recording medium of the present invention, the film of the photochromic material formed as described above may be subjected to a treatment such as annealing, and furthermore, for example, 0.
A film of aluminum or the like having a thickness of about 02 to 1 μm may be formed by a commonly used method such as a vacuum evaporation method.

このような本発明の書換型光記録媒体への情報の記録
は、たとえば、まず紫外線波長380nm、約1J/cm2程度で
初期化した媒体に、集光した3〜20mW程度の強い可視光
を記録部分に照射し、記録部分を無色状態にすることに
より行なうことができる。
For recording information on such a rewritable optical recording medium of the present invention, for example, first, a strong visible light of about 3 to 20 mW is focused on a medium initialized with an ultraviolet wavelength of 380 nm and about 1 J / cm 2. This can be performed by irradiating the recording portion to make the recording portion colorless.

そして、記録した情報は、波長600〜800nm程度、強さ
0.2〜0.8mW程度の比較的弱い光によって各ビットの着色
の有無を判別することによって再生することができ、着
色の有無の判別は、透過光または反射光のいずれで行な
ってもよい。
The recorded information has a wavelength of about 600 to 800 nm,
Reproduction can be performed by determining the presence or absence of coloring of each bit with relatively weak light of about 0.2 to 0.8 mW. The determination of whether or not each bit is colored may be performed using either transmitted light or reflected light.

なお、情報の記録、再生または消去のための光源とし
ては、レーザ、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハ
ライドランプ、ハロゲンランプ、タングステンランプな
どがあげられ、光学フィルタの併用も可能である。
As a light source for recording, reproducing, or erasing information, a laser, a mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a halogen lamp, a tungsten lamp, and the like can be used, and an optical filter can be used in combination.

つぎに本発明のフォトクロミック材料および記録媒体
を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は
かかる実施例のみに限定されるものではない。
Next, the photochromic material and the recording medium of the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1〜5 ベンゾチオピラン系スピロピランプレポリマー(プレ
ポリマー(I))を以下に示すようにして合成した。
Examples 1 to 5 A benzothiopyran-based spiropyran prepolymer (prepolymer (I)) was synthesized as described below.

すなわち、前記エス・アラカワらの方法にしたがって
5−ニトロチオサリチルアルデヒドを の手順で合成し、ついで前記ジェイ・ブォルボルトらの
方法にしたがってベンゾチオピラン系スピロピランを (式中、kは2、3または6を示す) の手順で合成した。
That is, 5-nitrothiosalicylaldehyde was converted according to the method of S. Arakawa et al. The benzothiopyran-based spiropyran was then synthesized according to the method of J. (Where k represents 2, 3 or 6).

液晶プレポリマー(プレポリマー(II))は、前記エ
ム・ポートゥガルらの方法にしたがって (式中、jは2、3、4または6、R9はCNまたは−OCH3
を示す)の手順で合成した。
The liquid crystal prepolymer (prepolymer (II)) is prepared according to the method of M. Portugal et al. (Where j is 2, 3, 4 or 6, R 9 is CN or —OCH 3
Is shown).

プレポリマー(II)を同定した結果の一例を第1表に
示す。
Table 1 shows an example of the result of identifying the prepolymer (II).

このようにしてえられたプレポリマー(I)0.2mMと
プレポリマー(II)2mMとを、プレポリマー(I)およ
びプレポリマー(II)の合計量に対して2モル%のAIBN
を開始剤として用いてトルエン10ml中で共重合させ、第
2表に示す共重合体1〜5(それぞれ実施例1〜5に相
当する)をえた。
0.2 mM of the prepolymer (I) and 2 mM of the prepolymer (II) thus obtained were mixed with 2 mol% of AIBN based on the total amount of the prepolymer (I) and the prepolymer (II).
Was used as an initiator to copolymerize in 10 ml of toluene to obtain copolymers 1 to 5 shown in Table 2 (corresponding to Examples 1 to 5, respectively).

えられた共重合体(フォトクロミック材料)のそれぞ
れ3mgをガラス板上にのせ、100℃で溶融させてカバーガ
ラスをかぶせ、均一に拡げて厚さ10μmテストピースを
作製した。
3 mg of each of the obtained copolymers (photochromic materials) was placed on a glass plate, melted at 100 ° C., covered with a cover glass, and uniformly spread to prepare a 10 μm-thick test piece.

えられた5つのテストピースに紫外光(500Wキセノン
ランプからの光を紫外線フィルター(東芝化成(株)製
のUV−D33S)を通過させたもの)を1分間照射し、照射
直後およびそれを暗室に3か月間保管したのちのテスト
ピースの色の変化を調べた。なお、照射前のテストピー
スは、黄色であった。結果を第3表に示す。
The obtained five test pieces were irradiated with ultraviolet light (a light from a 500 W xenon lamp passed through an ultraviolet filter (UV-D33S, manufactured by Toshiba Kasei Co., Ltd.)) for 1 minute, immediately after irradiation and in a dark room. The color change of the test piece after storage for 3 months was examined. The test piece before irradiation was yellow. The results are shown in Table 3.

共重合体1から作製したテストピース(テストピース
1)について、吸光度計(日本光学(株)製のGP−25
0)を用いて25℃における紫外線照射前および照射後の
光の吸収スペクトルを調べた。その結果を第2表に示
す。第2図中の(a)は紫外線照射前のテストピースの
光の吸収スペクトルであり、(b)は紫外線照射後のテ
ストピースの光の吸収スペクトルである。
For a test piece (test piece 1) prepared from copolymer 1, an absorbance meter (GP-25 manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd.) was used.
Using 0), the absorption spectra of light before and after irradiation with ultraviolet light at 25 ° C. were examined. Table 2 shows the results. FIG. 2 (a) shows the light absorption spectrum of the test piece before irradiation with ultraviolet light, and FIG. 2 (b) shows the light absorption spectrum of the test piece after irradiation with ultraviolet light.

第2図から、テストピース1はフォトクロミズムを示
し、着色体は705nmに吸収ピークを示し、近赤外域に吸
収をもつことがわかる。(なお、ベンゾチオピラン系ス
ピロピランプレポリマーのλmaxは680nmであり、本発明
のフォトクロミック材料にすることにより吸収ピークが
25nmも長波長側にシフトしていることがわかる。) また、紫外線照射後のテストピース1に可視光および
熱を照射すると紫外線照射前のテストピース1の光の吸
収スペクトルに戻り、これは何度も繰り返すことができ
た。
From FIG. 2, it can be seen that the test piece 1 shows photochromism, the colored body shows an absorption peak at 705 nm, and has absorption in the near infrared region. (Note that λmax of the benzothiopyran-based spiropyran prepolymer is 680 nm, and the absorption peak can be reduced by using the photochromic material of the present invention.
It can be seen that 25 nm has shifted to the longer wavelength side. Further, when the test piece 1 after the ultraviolet irradiation was irradiated with visible light and heat, the spectrum returned to the light absorption spectrum of the test piece 1 before the ultraviolet irradiation, and this could be repeated many times.

テストピース1における光および熱消色の反応速度
[k]を、可視光(680nm)連続照射下での波長680nmの
光に対する着色体の透過光の経時変化から求めた。その
アレニウス(Arrhenius)プロットを第3図に示す。第
3図中、(c)は光消色反応過程、(d)、(e)は熱
消色反応過程を示す。
The reaction rate [k] of light and thermal decolorization in the test piece 1 was determined from the change over time of the transmitted light of the colored body with respect to light having a wavelength of 680 nm under continuous irradiation of visible light (680 nm). The Arrhenius plot is shown in FIG. In FIG. 3, (c) shows a photo-decolorization reaction process, and (d) and (e) show a thermal decolorization reaction process.

第3図から、共重合体1は80℃以上でマネチック状
態、それ未満ではグラッシーネマチック状態であり、室
温下で(e)の過程から熱消色速度が非常に遅いことが
わかる。(e)の熱消色過程はLcにより安定化されてい
ないものによる過程がみられたものと思われる。
From FIG. 3, it can be seen that the copolymer 1 is in a manic state at 80 ° C. or higher, and in a glassy nematic state below 80 ° C., and at room temperature, the thermal decoloring rate is very slow from the step (e). It is considered that the thermal decoloring process of (e) was due to a process not stabilized by Lc.

また、紫外線の強度を前記の5%にして照射したとき
の680nmの吸光度変化を測定した。結果を第4図に示
す。
Further, the change in absorbance at 680 nm when the irradiation was performed with the intensity of the ultraviolet rays set to the above 5% was measured. The results are shown in FIG.

第4図から紫外線が弱いと着色体にならないことがわ
かる。
It can be seen from FIG. 4 that if the ultraviolet light is weak, it does not become a colored body.

これは無色体にする際の可視光の強さに関しても同様
である。
The same applies to the intensity of visible light when making a colorless body.

実施例1〜5の結果から、共重合体(A)を用いた本
発明のフォトクロミック材料は、フォトクロミック性を
有し、着色状態が熱的に安定で、さらに着色・消色状態
を光の強度で制御できることがわかる。
From the results of Examples 1 to 5, the photochromic material of the present invention using the copolymer (A) has photochromic properties, the coloring state is thermally stable, and the coloring / decoloring state indicates light intensity. It can be seen that can be controlled by.

実施例6 実施例1でえた共重合体1 200mgをテトラヒドロフ
ラン2mlに溶解し、これを130mmφの溝なしガラス板のス
ピンコート法により塗布した。乾燥後の膜厚は約1μm
であった。これを80℃で10分間アニールしたのち、この
膜上に反射膜として約550Åのアルミニウム層を真空蒸
着法によって形成し、書換型光記録媒体をえた。
Example 6 1 200 mg of the copolymer obtained in Example 1 was dissolved in 2 ml of tetrahydrofuran, and this was applied by a spin coating method on a 130 mm φ non-grooved glass plate. Film thickness after drying is about 1μm
Met. After annealing at 80 ° C. for 10 minutes, an aluminum layer of about 550 ° was formed as a reflective film on the film by a vacuum evaporation method to obtain a rewritable optical recording medium.

ついで、えられた書換型光記録媒体にブラックライト
を用いて紫外線を照射して全面発色させ、これに半導体
レーザで信号を記録(消色)した。なお、記録条件は、
波長780nm半導体レーザでパワー14〜20mW、ビーム半値
幅1.3μm、ディスク線速度3.85m/S、キャリア周波数10
0KHz〜1MHz、デューティー比50%とし、再生パワーは1m
Wとした。
Then, the obtained rewritable optical recording medium was irradiated with ultraviolet rays using a black light to develop a color on the entire surface, and a signal was recorded (erased) with a semiconductor laser. The recording conditions are as follows:
780nm wavelength semiconductor laser power 14 ~ 20mW, beam half width 1.3μm, disk linear velocity 3.85m / S, carrier frequency 10
0KHz ~ 1MHz, duty ratio 50%, playback power 1m
W.

第5図にパワー14〜20mW、100kHz〜1MHzのスウィープ
信号で記録したときの記録ドットを示す顕微鏡写真のス
ケッチ図を示す。記録線幅は約1μmである。図左の白
線の薄い部分(f)が14mW、100kHzで書き込んだ部分で
あり、右の部分(g)は20mWで記録したものである。20
mW、1MHzでの記憶は、C/N比で27dBであった。また、記
録パワーが14mW以下では上記条件では記録できず、記録
パワーにしきい値のあることがわかった。すなわち、記
録感度は350〜500mJ/cmであった。
FIG. 5 is a sketch drawing of a micrograph showing recording dots when recording with a sweep signal of 14 to 20 mW and a power of 100 kHz to 1 MHz. The recording line width is about 1 μm. The thin part (f) of the white line on the left side of the figure is a part written at 14 mW and 100 kHz, and the right part (g) is a part recorded at 20 mW. 20
The memory at mW, 1 MHz was 27 dB in C / N ratio. When the recording power was 14 mW or less, recording was not possible under the above conditions, and it was found that the recording power had a threshold value. That is, the recording sensitivity was 350 to 500 mJ / cm.

また、再生に関しては再生パワー1mWで約6000回連続
再生が可能であることがわかった。第6図に再生信号の
オシロ波形写真を示す。図中、縦軸は反射変化率(約10
%/div)、横軸はビット長(10μm/div)を示す。
In addition, it was found that about 6000 times of continuous reproduction was possible with a reproduction power of 1 mW. FIG. 6 shows an oscilloscope waveform photograph of the reproduced signal. In the figure, the vertical axis represents the reflection change rate (about 10
% / Div), and the horizontal axis shows the bit length (10 μm / div).

さらに、この記録は再生ブラックライトで紫外線を照
射することにより消去でき、半導体レーザで繰返し記録
できることも確認した。
Furthermore, it was confirmed that this recording can be erased by irradiating ultraviolet rays with a reproduction black light, and that recording can be repeated with a semiconductor laser.

また、記録保存の安定性に関しては、現在、室温下で
すでに150日をクリアしている。
As for the stability of record keeping, we have already cleared 150 days at room temperature.

実施例6の結果から、本発明のフォトクロミズムを応用
した書換型光記録媒体は、優れた特性を有することがわ
かる。
The results of Example 6 show that the rewritable optical recording medium to which the photochromism of the present invention is applied has excellent characteristics.

なお、実施例6において再生安定性については、熱的
にマイルドな条件で行なえばさらに安定して行なうこと
ができ、また、ここで用いた基板は溝なしであり、また
高屈折率層も設けていないので、これらを設ければC/N
比や記録感度は一層向上する。
Note that in Example 6, the reproduction stability can be further stabilized if the conditions are mildly thermally. Further, the substrate used here has no groove, and a high refractive index layer is also provided. Since these are not provided, C / N
The ratio and the recording sensitivity are further improved.

[発明の効果] 本発明のフォトクロミック材料は、着色状態の安定性
が向上し、光異性化反応にしきい値を与えるため、着色
・消色状態をきわめて制御しやすく、各種の記録・記憶
材料、ディスプレイなどの表示用材料、写真印刷用材
料、光学フィルター、光量計、マスキング用材料などと
して使用しうる。
[Effects of the Invention] The photochromic material of the present invention improves the stability of the colored state and gives a threshold value to the photoisomerization reaction, so that the colored / decolored state is extremely easy to control, and various recording / memory materials, It can be used as a display material such as a display, a photographic printing material, an optical filter, a light meter, a masking material and the like.

また、本発明の書換型光記録媒体は、フォトクロミッ
ク特性を利用して半導体レーザ光を用い、フォトンモー
ドで書き換えのできる書換型光記録媒体である。また、
記録媒体以外にも、たとえば表示デバイスとしても使用
しうる。
Further, the rewritable optical recording medium of the present invention is a rewritable optical recording medium that can be rewritten in a photon mode using semiconductor laser light utilizing photochromic characteristics. Also,
In addition to the recording medium, it can be used as, for example, a display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のフォトクロミック材料に用いられる共
重合体(A)を模式的に示す説明図、第2図は、共重合
体1の紫外線照射前後のスペクトル変化を示すグラフ、
第3図は共重合体1の光および熱消色の反応速度のアレ
ニウスの式によってプロットしたグラフ、第4図は共重
合体1の弱い紫外線強度での着色状態の経時変化を示す
グラフ、第5図は実施例6の書換型光記録媒体の記録ド
ットを示す顕微鏡写真のスケッチ図、第6図は実施例6
の書換型光記録媒体の再生信号のオシロ波形写真であ
る。 (図面の符号) (1):主鎖 (2):スペーサー (3):メソゲン基 (4a):フォトクロミック基I (4b):フォトクロミック基II
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a copolymer (A) used for the photochromic material of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a spectrum change of the copolymer 1 before and after ultraviolet irradiation,
FIG. 3 is a graph plotted by the Arrhenius equation of the reaction rate of light and thermal decolorization of Copolymer 1, FIG. 4 is a graph showing the time-dependent change in the coloration of Copolymer 1 at low UV intensity, and FIG. FIG. 5 is a sketch drawing of a micrograph showing recording dots of the rewritable optical recording medium of Example 6, and FIG. 6 is Example 6.
3 is an oscilloscope waveform photograph of a reproduction signal of the rewritable optical recording medium of FIG. (Signs in the drawings) (1): Main chain (2): Spacer (3): Mesogen group (4a): Photochromic group I (4b): Photochromic group II

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 和彦 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社材料研究所内 (72)発明者 中木 義幸 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社産業システム研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiko Tsutsumi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki-shi, Hyogo Inside Materials Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Yoshiyuki Nakaki 8-1-1 Tsukaguchi-Honcho, Amagasaki-shi, Hyogo No. 1 Inside Mitsubishi Electric Corporation Industrial System Research Laboratories

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式(I): (式中、R1は水素原子またはメチル基、R2、R3はそれぞ
れ水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アミノ基、低級ア
ルコキシ基またはアリール基であり、R2とR3とは同じ基
であってもよく、異なる基であってもよい、lは1〜20
の整数)で表わされるベンゾチオピラン系スピロピラン
プレポリマーと、一般式(II): (式中、R4は水素原子またはメチル基、R5はニトリル
基、低級アルコキシ基、−OC6H13または mは1〜20の整数)で表わされる液晶プレポリマーとの
共重合体を含有してなるフォトクロミック材料。
1. A compound of the general formula (I): (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an amino group, a lower alkoxy group or an aryl group, and R 2 and R 3 are the same group. And may be different groups, l is 1-20
A benzothiopyran-based spiropyran prepolymer represented by the general formula (II): (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is a nitrile group, a lower alkoxy group, —OC 6 H 13 or m is an integer of 1 to 20), and a photochromic material containing a copolymer with a liquid crystal prepolymer.
【請求項2】請求項1記載のフォトクロミック材料を用
いた書換型光記録媒体。
2. A rewritable optical recording medium using the photochromic material according to claim 1.
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