JP2887069B2 - 光学素子および光学記録素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子液晶からなる組
成物を用いた新規な光学素子およびそれを利用した光学
記録素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子液晶は新規な機能性材料として、
記録材料、表示材料への応用が検討されている。例え
ば、記録材料については、特開昭５９−１０９３０号公
報および特開昭６３−２２３０６６号公報に、表示材料
については、特開昭６２−１４１１４号公報、特開平２
−２５１３号公報、およびＰｏｌｙｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．
Ｖｏｌ．２４，３６４（１９８３）、Ｊａｐａｎ Ｄｉ
ｓｐｌａｙ，２６０（１９８６）等に開示がなされてい
る。また、高分子液晶を架橋させる技術は、Ｍａｋｒｏ
ｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．，Ｖｏ
ｌ．２，３１７（１９８１）、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈ
ｅｍ．，Ｖｏｌ．６６７，１８８（１９８７）、Ａｎｇ
ｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，Ｖｏｌ．１０
１，１４３７（１９８９）、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅ
ｍ．，Ｖｏｌ．１８７，１９１５（１９８９）などに開
示され、エラストマー、新規な光変調素子や表示素子と
して応用が期待されている。また主鎖型高分子液晶を架
橋させてサーマルヘッドによるダメージを低減させた表
示素子に関する技術については、特開平２−４２４１５
号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高分子液晶を光散乱性
モードの光学素子や媒体に応用する場合、光散乱性の大
きさがその光学特性の性能に影響することは言うまでも
ない。しかしながら従来技術の高分子液晶では光散乱性
が低く、したがって表示特性や記録特性が低かった。ま
た、熱を利用した記録／表示および消去を実施する構成
のもとにおいては、温度むらや冷却速度のむら等によっ
て光学特性の再現性がなかった。特に、光散乱を利用し
た表示、記録素子への応用においては、その光散乱性
（白さ）が特に加熱後の冷却速度に大きく依存すること
から、均一な光散乱性を得るためには精密な冷却速度の
制御が必要であったり、また大面積化した場合には光散
乱性にむらが発生するという課題があった。更に、記録
速度或いは消去速度が遅く、記録や消去に時間がかか
り、サーマルヘッドを用いた場合、記録または消去の一
方が高速に行えないという課題があった。したがって本
発明は、従来の技術における上記の問題を解決すること
を目的とするものであって、本発明の目的は、高い光散
乱性を有し、かつ記録／消去の再現性や高速化を実現し
た、光学特性や耐久性に優れた光学素子を提供すること
にある。本発明の他の目的は、上記光学素子を利用した
光学記録素子を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、メ
ソゲン単量体単位および非メソゲン単量体単位を含む共
重合体からなる高分子液晶を含有する組成物を有するも
のであって、該高分子液晶中の液晶成分および非液晶成
分が互いに相分離したマルチドメイン構造を有し、前記
高分子液晶がマルチドメイン構造を保持した状態で架橋
して形成されたものであることを特徴とする。本発明の
光学記録素子は、基材上にまたは２つの基材間に、メソ
ゲン単量体単位および非メソゲン単量体単位を含む共重
合体からなる高分子液晶を含有する組成物を有するもの
であって、該高分子液晶中の液晶成分および非液晶成分
が互いに相分離したマルチドメイン構造を有し、マルチ
ドメイン構造を保持した状態で架橋して形成された高分
子液晶を含む高分子液晶層を有することを特徴とする。

【０００５】先ず、本発明に使用される高分子液晶につ
いて説明する。高分子液晶については、主鎖または側鎖
にメソゲン（液晶性を示す分子）を結合した主鎖型およ
び側鎖型高分子液晶等が知られている。本発明では特に
側鎖型高分子液晶が使用される。また、本発明では主鎖
または側鎖の１成分として反応性の基を含有する高分子
液晶が好ましく使用される。反応性の基としては、ビニ
ル基、アクリレート基、メタクリレート基等の重合性基
や、エポキシ基等の複素環基、イソシアネート基、水酸
基、アミノ基、酸アミド基、チオール基、カルボキシル
基、スルホン酸基、リン酸基、金属アルコラート基、マ
グネシウムハライド（グリニヤール）基等の反応性基が
好ましいものとして利用できる。

【０００６】次にこのような高分子液晶の製造方法につ
いて説明する。通常、側鎖型高分子液晶は重合可能なメ
ソゲン化合物を重合するか、付加反応可能なメソゲン化
合物を反応性ポリマーに付加させることによって製造す
ることができる。このような技術は、Ｍａｋｒｏｍｏ
ｌ．Ｃｈｅｍ．，ｐ２７３，１７９（１９７８）、Ｅｕ
ｒ，Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．，ｐ６５１，１８，（１９８２）
およびＭｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｐ
１６７，１６９（１９８９）等に開示されているが、本
発明の高分子液晶も同様な方法で製造することができ
る。すなわち、重合可能なメソゲン化合物（メソゲンモ
ノマー）と重合可能な非メソゲン化合物を共重合させる
ことによって製造することができる。上記した重合可能
なメソゲン化合物としては、ビフェニル系、フェニルベ
ンゾエート系、シクロヘキシルベンゼン系、アゾキシベ
ンゼン系、アゾベンゼン系、アゾメチン系、フェニルピ
リミジン系、ジフェニルアセチレン系、ビフェニルベン
ゾエート系、シクロヘキシルビフェニル系、ターフェニ
ル系等の剛直な分子（メソゲン）に、所定の長さのアル
キルスペーサーを介して、アクリル酸エステル、メタク
リル酸エステル基やビニル基が結合した種々化合物等が
代表的なものとしてあげられる。

【０００７】これらの化合物の代表的な構造例を下記に
示す。 ＣＨ₂ ＝Ｃ（Ｒ）−ＣＯＯ−（ＣＨ₂ ）_k −Ｏ−Ａ ＣＨ₂ ＝ＣＨ−（ＣＨ₂ ）_k −Ｏ−Ａ ［式中、Ｒは水素原子またはメチル基を示し、ｋは１〜
３０の中から選ばれる整数を示し、Ａは下記構造のメソ
ゲンを表す。

【化１】 （式中、ＸおよびＹは、それぞれ単結合、−Ｎ＝Ｎ−、
−Ｎ（→Ｏ）＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−
ＣＯＯ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−およびエチニレン基から選
択される基を表し、ｐは１〜５から選択される整数を示
し、Ｒ¹ はアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、カ
ルボキシル基、アルキル基から選択される基を表し、ｐ
が２以上の場合、それぞれのＲ¹ は異なるものであって
もよい。）］

【０００８】上記の重合可能なメソゲン化合物と共重合
させる非メソゲン化合物としては、反応性基を持つ非メ
ソゲン化合物（反応性非メソゲンモノマー）および反応
性基を持たない非メソゲン化合物（非メソゲンモノマ
ー）が使用される。使用可能な反応性基を持つ非メソゲ
ン化合物の具体例としては、（メタ）アクリル酸、ω−
カルボキシ−ポリカプロラクトン−モノ（メタ）アクリ
レート、スルホン酸ビニル、ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、２−（メタ）アクリロキシエチルアシッドフォスフ
ェート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メ
タ）アクリレート、２−（メタ）アクリロキシエチルサ
クシネート、フタル酸モノ（メタ）アクリレート、２−
（メタ）アクリロキシエチル（２−ヒドロキシエチル）
フタレート、４−（メタ）アクリロキシアルキルオキシ
−ベンゾイックアシッド、グリセリル（メタ）アクリレ
ート、ヒドロキシ基置換スチレン、メタ（アクリル）ア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−プロペン
−１−オール、５−ヘキセン−１−オール等があげられ
る。また、これらの化合物を共重合させた後に、他の反
応性基を導入して反応性基を変換しても構わない。例示
すればヒドロキシエチル（メタ）アクリレートを共重合
して導入された水酸基に（メタ）アクリル酸等を付加さ
せて高分子側鎖に重合可能な基を導入することができ
る。ここで例示したものは一例であって、特に限定する
ものではない。

【０００９】また、反応性基を持たない非メソゲン化合
物としては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルおよ
びその誘導体、スチレンおよびその誘導体、（メタ）ア
クリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプ
レン、ビニルピロリドン、酢酸ビニル、１−ヘキセン、
１−オクテン等があげられる。これらの化合物はマルチ
ドメイン構造や熱特性の制御に有益であり、好ましく使
用される。また、上記した各反応物はそれぞれを複数種
類用いても構わない。

【００１０】上記した非メソゲン化合物の、高分子液晶
中への共重合比または共付加量は、単量体単位として
０．１モル％〜８０モル％の範囲が好ましい。また、非
メソゲン化合物中の反応性基を持つ非メソゲン化合物の
割合は、１００モル％〜１モル％の範囲が好ましい。ま
た、高分子液晶の分子量は、重量平均分子量で１０００
〜１００万の範囲が好ましく、特に好ましくは１万〜５
０万の範囲である。

【００１１】次に、本発明の光学素子および光学記録素
子の特徴および作製方法について説明する。本発明の光
学素子および光学記録素子において、高分子液晶組成物
は、メソゲン単量単位および非メソゲン単量体単位の共
重合体からなる高分子液晶を含むものであって、この高
分子液晶中の液晶成分および非液晶成分との少なくとも
２成分が互いに相分離したマルチ構造を持ち、かつ架橋
されていることが必要である。ここでいうマルチドメイ
ン構造とは、複数の微小なドメインの集合体或いは海島
状に分散されてなる構造を意味する。単位体積に占める
ドメインの密度は種々の値をとることができる。本発明
の光学素子および光学記録素子においては、このような
ドメインがメソゲン分子の集合体からなる配向方向がそ
ろった光学異方性のあるものが好ましく、このようなマ
ルチドメイン構造が液晶成分（メソゲン成分）と非液晶
成分（非メソゲン成分）との少なくとも２成分の相分離
によって形成されていることが好ましい。また、各ドメ
インの光学異方性の方向（液晶分子の配向方向）はラン
ダムであることが好ましい。マルチドメイン構造におい
て液晶成分が形成するドメイン径（液晶ドメイン径）の
好ましい大きさは、ドメイン分布表の極大におけるドメ
イン径が３μｍ以下、好ましくは０．２μｍ〜１．５μ
ｍの範囲である。また、最大ドメイン径および最小ドメ
イン径の差であるドメイン径の分布幅が５μｍ以下であ
るような、ドメイン径のそろったものが特に好ましい。
このようなドメイン径の大きさの場合には、可視光を最
も強く散乱させることから、光散乱性が高く光学特性を
大幅に向上させることができる。

【００１２】高分子液晶の架橋は、上記のようにして作
製された高分子液晶に触媒や多官能反応性化合物を添加
して得られた組成物に、熱、光、電子線等の付与するこ
とにより、高分子液晶中の反応性基を重合させるか、或
いは反応性基と多官能反応性化合物を付加反応させるこ
とにより実施することができる。触媒としては各種紫外
線重合開始剤、熱重合開始剤等が、多官能反応性化合物
として多官能イソシアネート化合物、多官能エポキシ化
合物、多官能メラミン化合物、多官能アルデヒド化合
物、多官能アミノ化合物や多官能カルボキシル化合物等
が好ましく使用される。触媒および多官能反応性化合物
については、例えば、触媒としては、アゾビスイソブチ
ロニトリル（ＡＢＩＮ）等のアゾ系重合開始剤、過酸化
ベンゾイル等の過酸化物系重合開始剤や、フェニルケト
ン系等の紫外線重合開始剤等が挙げられ、多官能反応性
化合物としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、
３，４−ジクロロフェニルジイソシアネート、ポリメチ
レンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート（ＨＤＩ）、ＴＤＩまたはＨＤＩとトリメ
チロールプロパン等のポリオールとの付加物、ビスフェ
ノールＡ−ジグリシジル、メラミン、エチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、グ
ルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、シュウ酸、
コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、テレフタル酸、ピ
ロメリット酸、ピロメリット酸無水物等が挙げられる。
これら触媒または多官能反応性化合物の添加量は、高分
子液晶に対して０．０１重量％〜２０重量％の範囲が好
ましい。

【００１３】更に、上記組成物には特性向上を目的とし
て種々の成分を加えても構わない。例えば、耐候性の向
上を目的として、ヒンダードアミンやヒンダードフェノ
ール等の各種酸化防止剤を添加してもよく、また、表示
のコントラストを向上させる目的で、アントラキノン
系、スチリル系、アゾメチン系やアゾ系等の各種二色性
色素を添加してもよい。また、光散乱性の向上を目的と
して、各種蛍光色素を添加してもよい。更にまた、レー
ザー光による熱書き込みを効率的に行うために、各種レ
ーザー光吸収色素（７８０〜８３０ｎｍの一般的な半導
体レーザーを用いる場合は、フタロシアニン、スクアリ
リウムやアズレニウム等の近赤外吸収色素が使用可能）
を添加してもよい。以上に列挙した種々の成分の添加量
は、組成物中に０．０１〜５重量％の範囲が好ましい。
さらにまた、組成物には低分子液晶化合物を１〜２０重
量％の範囲内で添加しても構わない。上記した組成物は
加熱混合物や溶媒を添加した溶液として所望の形態に加
工した後に架橋するのが好ましい。このようにして架橋
させたものは、そのままでも自己保持性があり、フィル
ム状、ブロック状、繊維状等の各種の形態で光学素子と
して利用可能であるが、好ましくは、基材上に薄膜状に
形成したり、２枚の基材間にラミネートされた形態で光
学素子或いは光学記録素子として使用される。

【００１４】本発明の高分子液晶組成物を用いた光学記
録素子の好ましい構成例を図１および図２に示す。図１
は二枚の透明電極（ＩＴＯ）付基材間に高分子液晶組成
物層（以下、高分子液晶層という）をラミネートした形
態のもので、電界、磁界および熱の作用を利用した光学
素子に使用される。図２は基材上の高分子液晶層および
保護層を順次形成した形態のもので、熱のみの作用を利
用した光学素子に使用される。図中、１は基材、２は高
分子液晶層、３は透明電極、４は保護層である。

【００１５】上記の光学記録素子において、高分子液晶
組成物層の厚みは、特に限定されないが、目的とする光
学特性によって種々設定され、好ましくは１〜１００μ
ｍの範囲から、特に好ましくは２〜３μｍの範囲から選
択される。基材としてはポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリイ
ミド等の各種高分子フィルム、紙、金属、セラミックお
よびガラス等が使用できる。特に、透過型の表示素子と
して使用する場合は、透明な基材を使用することが好ま
しい。また、基材として電極付基材を用いることも好ま
しい。

【００１６】また、保護層は耐熱性の高いものが望まし
く、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、熱硬化
ポリマー、紫外線硬化ポリマーや電子線硬化ポリマー等
が使用可能である。保護層は複数層積層されていてもよ
く、また、保護層の厚みは好ましくは０．１〜２０μｍ
の範囲から選択される。次に、この光学記録素子への熱
制御を利用した記録／消去方法について説明するが、電
界や磁界によっても記録／消去が可能である。作製後の
記録層はマルチドメイン構造に由来した光散乱（白濁）
状態を呈する。この状態でサーマルヘッドやレーザー光
等を用いて部分加熱して高分子液晶を等方性状態とし、
急冷することによって加熱部分が等方性状態のまま固定
され、記録部分は透明となる。一方、消去する場合は、
加熱後、記録時に比べてゆっくりと冷却することによっ
て、初期の光散乱状態になり、消去が完了する。つまり
可逆的に何度も繰り返して記録／消去を行なうことがで
きる。このような記録／消去の加熱手段としては、例え
ばサーマルヘッドが用いられ、そして、サーマルヘッド
に印加されるパルス幅やエネルギーを制御することによ
り、記録および消去を行うことができる。

【００１７】

【作用】本発明の光学素子および光学記録素子は、メソ
ゲン単量単位および非メソゲン単量単位の少なくとも２
成分の共重合体からなる高分子液晶を含む組成物を用い
ることにより、該高分子液晶中の液晶成分および非液晶
成分の少なくとも２成分が互いに相分離したマルチドメ
イン構造を有し、高い光散乱性、つまり優れた光学特性
を示す。また、高分子液晶が架橋されていることによ
り、マルチドメイン構造（ミクロ構造）が熱力学的に安
定化し、さらには初期のドメイン径や密度等がメモリー
化され、繰り返し実施される加熱／冷却過程において
も、マルチドメイン構造におけるドメイン径の大きさや
密度等に再現性がある。したがって、光散乱型光学素子
として利用する場合、優れた光学特性やその再現性を実
現することが可能となる。また、大面積の光学記録素子
として使用する場合にも、マルチドメイン構造（光散乱
状態）の安定化によって均一な光学特性が得られる。更
に、加熱時の等方性状態からの冷却過程において異方性
マルチドメイン構造（光散乱性状態）を生成させる速度
が速く、記録／消去の高速化が可能となる。繰り返して
述べると、本発明においては、マルチドメイン構造の安
定化によって、繰り返しの加熱／冷却においてもマルチ
ドメイン構造におけるドメイン径の大きさや密度等に再
現性があり、光学素子或いは光学記録素子として使用す
る場合に、優れた記録／消去速度の向上を達成すること
が可能となる。

【００１８】

【実施例】

（評価方法）光学記録素子にサーマルプリンター（８ｄ
ｏｔｓ／ｍｍ，〜０．３ｍＪ／ｄｏｔ）を用いて記録を
行ない（記録部分は透明）、さらにホットスタンプ（１
３０℃）を用いて消去を行なった。記録前／消去後およ
び記録／消去を１００回繰り返した後の反射光学濃度を
Ｘ−ｒｉｔｅ９６８（Ｘ−ｒｉｔｅ社製）を用いて測定
し、繰り返し再現性を評価した。また、透明基材の表面
に、各高分子液晶を形成した試料を、記録／消去を１０
０回繰り返した後のマルチドメイン構造のドメイン径
を、ＨＯＲＩＢＡ社製レーザー回折粒度分布計ＬＡ−７
００で測定し、マルチドメイン構造におけるドメイン分
布とドメイン分布数の極大におけるドメイン径を測定し
た。

【００１９】実施例１ メソゲンモノマーとして４−アクリロキシヘキシルオキ
シ−４′−シアノ−ビフェニルを１．８ｇ、反応性非メ
ソゲンモノマーとして２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト０．１ｇ、非メソゲンモノマーとしてブチルメタクリ
レート０．１ｇを、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＢ
ＩＮ）を開始剤とし、テトラヒドロフランを溶媒として
共重合し、エチルアルコールを用いて３回沈殿精製して
下記構造式 （Ｉ）で示される高分子液晶を１．９ｇ得
た。

【化２】 （重量平均分子量（ＧＰＣによるポリスチレン換算）：
５５０００、Ｔｇ（ガラス転移点）：４２℃、Ｔｉ（液
晶相−等方相転移点）：１０５℃） 上記高分子液晶１．０ｇに、架橋剤として多官能イソシ
アネート化合物であるコロネートＨＸ（日本ポリウレタ
ン社製）０．０５ｇ、溶媒としてメチルエチルケトン
（ＭＥＫ）３．０ｇを加えて得た溶液を、厚み１００μ
ｍのアルミニウム蒸着ＰＥＴフィルム上にブレードコー
ターを用いて塗布し、乾燥させて、膜厚約６μｍの高分
子液晶層を形成した。塗布、乾燥後の高分子液晶層は光
を散乱し、白濁していた。架橋前の組成物のＴｉ（液晶
相−等方相転移点）は約１００℃であった。次に、５０
℃のオーブン中で、２４時間反応させて架橋させた。架
橋後の高分子液晶層も架橋前と同様に白濁していた。さ
らに保護層として紫外線硬化組成物（商品名：アロニッ
クスＵＶ、東亜合成社製）を塗布し、高圧水銀ランプを
用いて硬化することによって、膜厚約２μｍの保護層を
高分子液晶層の上に形成し、光学記録素子を作製した。

【００２０】実施例２ 実施例１と同じメソゲンモノマー１．８ｇ、反応性非メ
ソゲンモノマーとして２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト０．１ｇ、非メソゲンモノマーとしてアクリル酸ブチ
ル０．１ｇを実施例１と同様に共重合して、下記構造式
（II）で示される高分子液晶を合成した。

【化３】 （重量平均分子量（ＧＰＣによるポリスチレン換算）：
５００００、Ｔｇ（ガラス転移点）：４０℃、Ｔｉ（液
晶相−等方相転移点）：９０℃） この高分子液晶１．０ｇに、架橋剤として多官能イソシ
アネート化合物であるジフェニルメタンジイソシアネー
ト０．０３ｇ、溶媒としてメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）３．０ｇを加えて得た溶液を、厚み１００μｍのア
ルミニウム蒸着ＰＥＴフィルム上にブレードコーターを
用いて塗布し、乾燥させて、膜厚約６μｍの高分子液晶
層を形成した。塗布、乾燥後の高分子液晶層は光を散乱
し、白濁していた。架橋前の組成物のＴｉ点は約８５℃
であった。次に、５０℃のオーブン中で、２４時間反応
させて架橋させた。架橋後の高分子液晶層も架橋前と同
様に白濁していた。更に保護層を実施例１と同様な方法
で形成し、光学記録素子を作製した。

【００２１】実施例３ 実施例１と同じメソゲンモノマー１．７ｇ、反応性非メ
ソゲンモノマーとしてアクリル酸０．１ｇ、非メソゲン
モノマーとしてエチルメタクリレート０．２ｇを実施例
１と同様に共重合して、下記構造式（III ）で示される
高分子液晶を合成した。

【化４】 （重量平均分子量（ＧＰＣによるポリスチレン換算）：
５５０００、Ｔｇ（ガラス転移点）：４５℃、Ｔｉ（液
晶相−等方相転移点）：１１０℃） この高分子液晶１．０ｇに、架橋剤として多官能イソシ
アネート化合物であるヘキサメチレンジイソシアネート
０．０３ｇ、溶媒としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）
３．０ｇを加えて得た溶液を、厚み１００μｍのアルミ
ニウム蒸着ＰＥＴフィルム上にブレードコーターを用い
て塗布し、乾燥させて、膜厚約６μｍの高分子液晶層を
形成した。塗布、乾燥後の高分子液晶層は光を散乱し、
白濁していた。架橋前の組成物のＴｉ点は約１０５℃で
あった。次に、５０℃のオーブン中で、２４時間反応さ
せて架橋させた。架橋後の高分子液晶層も架橋前と同様
に白濁していた。更に保護層を実施例１と同様な方法で
形成し、光学記録素子を作製した。

【００２２】実施例４ 実施例１と同じメソゲンモノマー１．８ｇ、反応性非メ
ソゲンモノマーとしてグリシジルアクリレート０．１
ｇ、非メソゲンモノマーとしてブチルメタクリート０．
１ｇを実施例１と同様に共重合して、下記構造式（IV）
で示される高分子液晶を合成した。

【化５】 （重量平均分子量（ＧＰＣによるポリスチレン換算）：
４５０００、Ｔｇ（ガラス転移点）：４５℃、Ｔｉ（液
晶相−等方相転移点）：９５℃） この高分子液晶１．０ｇに、架橋剤として多官能アミン
化合物であるヘキサメチレンジアミン０．０２ｇ、溶媒
としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３．０ｇを加えた
溶液を、厚み１００μｍのアルミ蒸着ＰＥＴフィルム上
にブレードコーターを用いて塗布し、乾燥させて、膜厚
約６μｍの高分子液晶層を形成した。塗布、乾燥後の高
分子液晶層は光を散乱し、白濁していた。架橋前の組成
物のＴｉ点は約９０℃であった。次に、６０℃のオーブ
ン中で、２４時間反応させて架橋させた。架橋後の高分
子液晶層も架橋前と同様に白濁していた。更に保護層を
実施例１と同様な方法で形成し、光学記録素子を作製し
た。

【００２３】比較例１ 実施例１で合成した高分子液晶（構造式（Ｉ））に架橋
剤を加えなかった以外は、実施例１と同じ操作によっ
て、光学記録素子を作製した。作製後の光学記録素子は
白濁していた。 比較例２ 実施例１で使用したメソゲンモノマーのみを単独重合
し、下記構造式（Ｖ）で示される高分子液晶を合成し
た。

【化６】 （重量平均分子量（ＧＰＣによるポリスチレン換算）：
３００００、Ｔｇ（ガラス転移点）：３５℃、Ｔｉ（液
晶相−等方相転移点）：１２０℃） この高分子液晶を用いて、比較例１と同様にして架橋剤
を加えずに光学記録素子を作製した。作製後の光学記録
素子はわずかに白濁していた。

【００２４】（評価結果）記録／消去の再現性評価を表
１に示す。

【表１】

【００２５】表１の結果から明らかなように、実施例１
〜４においては、記録前、消去１回目および１００回繰
り返した後も、光散乱状態の白濁度（反射光学濃度）に
は全く変化がなく、優れた白さの再現性があった。一
方、比較例１および２においては、初期状態においても
白濁度が低いばかりでなく、１回目の記録、消去によっ
て白濁度が大幅に低下して透明化し、再現性が著しく劣
っていた。記録／消去を１００回繰り返した後の実施例
１〜４の試料は、ドメイン分布数の極大におけるドメイ
ン径が３５０ｎｍ〜６５０ｎｍ、ドメイン径は５０ｎｍ
〜１２００ｎｍの範囲に分布していた。これに対して記
録／消去を１００回繰り返した後の比較例１および２の
試料では、ドメイン分布数の極大におけるドメイン径が
２．５μｍと１．８μｍ、ドメイン径は８００ｎｍ〜１
２μｍの範囲に分布していた。この結果より、本発明の
実施例と比較例の光学特性の差は、主としてドメイン径
の大きさ、つまり、ドメイン成長に起因するものであ
り、これによって表示の白濁性が大きく変化することが
確認された。したがって、マルチドメイン構造の安定性
が記録／消去の繰り返し過程における再現性に影響して
いることが確認された。以上の結果から明らかなよう
に、本発明の光学記録素子では、相分離および架橋によ
って熱力学的に安定な微小なマルチドメイン構造が形成
され、表示特性（光学特性）や記録／消去の再現性とも
に優れたものとなっている。

【００２６】

【発明の効果】本発明の光学素子および光学記録素子に
おいては、メソゲン単量単位および非メソゲン単量単位
の少なくとも２成分の共重合体からなる高分子液晶がマ
ルチドメイン構造を保持した状態で架橋して形成された
ものであって、高分子液晶中の液晶成分および非液晶成
分の少なくとも２成分が互いに相分離した安定なマルチ
ドメイン構造を有しているので、光学特性や記録／表示
／消去の繰り返し再現性に優れたものとなっている。し
たがって、本発明の光学素子および光学記録素子は、記
録／表示／消去速度、繰り返し安定性や再現性に優れて
おり、また、光学素子は、光記録媒体、表示媒体、光変
調素子や可逆性感熱記録媒体として利用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 光学記録素子の一例の模式的断面図を示す。

【図２】 光学記録素子の他の一例の模式的断面図を示
す。

【符号の説明】

１…基材、２…高分子液晶層、３…透明電極、４…保護
層。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メソゲン単量体単位および非メソゲン単
   量体単位を含む共重合体からなる高分子液晶を含有する
   組成物を有する光学素子において、該高分子液晶中の液
   晶成分および非液晶成分が互いに相分離したマルチドメ
   イン構造を有し、前記高分子液晶がマルチドメイン構造
   を保持した状態で架橋して形成されたものであることを
   特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 マルチドメイン構造において、ドメイン
   分布数の極大におけるドメイン径が３μｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の光学素子。
3. 【請求項３】 マルチドメイン構造においてドメイン分
   布数の極大におけるドメイン径が０．２μｍ〜１．５μ
   ｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光学素
   子。
4. 【請求項４】 マルチドメイン構造において、最大ドメ
   イン径と最小ドメイン径の差が５μｍ以下であることを
   特徴とする請求項１記載の光学素子。
5. 【請求項５】 架橋が、多官能反応性化合物の添加によ
   りなされたことを特徴とする請求項１記載の光学素子。
6. 【請求項６】 多官能反応性化合物が、多官能イソシア
   ネート系化合物または多官能アミン系化合物であること
   を特徴とする請求項５記載の光学素子。
7. 【請求項７】 基材上にまたは２つの基材間に、メソゲ
   ン単量体単位および非メソゲン単量体単位を含む共重合
   体からなる高分子液晶を含有する組成物を有する光学記
   録素子において、該高分子液晶中の液晶成分および非液
   晶成分が互いに相分離したマルチドメイン構造を有し、
   マルチドメイン構造を保持した状態で架橋して形成され
   た高分子液晶を含む高分子液晶組成物層を有することを
   特徴とする光学記録素子。