JP5481672B2 - ジアントラセンのアモルファスポリマーを用いた情報記録材料及び情報記録方法 - Google Patents
ジアントラセンのアモルファスポリマーを用いた情報記録材料及び情報記録方法 Download PDFInfo
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またアントラセンのように光化学反応の前後で蛍光を出したり、出さなかったりする分子を用いて光記録材料とする試みもされている。この場合記録の読み出しは、ある特定の波長の励起光を照射して出てくる蛍光を測定しなければならない。しかし、読み出しの励起光はしばしば書き込み光と近い波長を有するので記録を破壊してしまうという問題を抱えている。これを解決するために2種類の光反応性部位を1分子中に組み込むことにより、書き込み光と読み出し光の波長を大きく変える方法も提示されている(非特許文献3参照)。
さらに、一般式
(式中、Rは、−(CH2)nO−,−(CH2CH2O)nO−,−(CH2)nCO−O−,nは1〜20の整数、MesogenicUnitはメソゲン基であり、メソゲン基は、一般式
で示される光反応性液晶性モノマーを、開始剤や増感剤を用いることなく、波長365nmの光のみで重合させることを特徴とする主鎖型液晶ポリマーは本発明者によりすでに出願されている(特許文献1参照)。さらに研究を重ね、本発明者は、この主鎖型液晶ポリマーを解析していると、当該ポリマーの一部には液晶性を示さないジアントラセンのアモルファスポリマーが存在していることを見出した。
まず、レーザー光を使って薄膜の一部を約200℃程度に加熱する。加熱された部分でのみアントラセン二量体の逆反応が起こり、それに伴ってポリマー→モノマーの解重合が起こる。モノマーは元々結晶性あるいは液晶性が良いので解重合が起こった部分のみ結晶相あるいは液晶相となり白濁することになる。もう1つの方法は、フォトマスクを通して365nmの紫外光を照射しながら薄膜全体を約200℃に加熱する方法である。このとき光照射部分は逆反応が抑えられ透明のままであるが、非照射部分は上と同じ理由で白濁する。このように書き込み部分は白濁した結晶相(あるいは液晶相)、それ以外の部分は透明なアモルファス相であるので、読み出し光の波長は限定されることなく、それを入射したときの反射率や屈折率の変化を測定すれば良いことになる。
分子の両末端にアントラセン部位を有し、結晶性の良いモノマーとし1,4-Bis(4-(anthracene-2-carbonyloxyhexyloxy)benzoyloxy)benzene(A)を図1に示した合成スキームにより合成した。Aの融点は195 ℃であった。
(ポリマーの合成)
磁気攪拌子の入ったシュレンク管にAの10 wt%−1,1,2,2-テトラクロロエタン溶液を5ml入れた。溶液中の溶存酸素を除くために液体窒素と真空ポンプを使って凍結脱気操作を3回行い、最後にシュレンク管内をアルゴンガスで置換した。次にこの溶液の入ったシュレンク管を100℃のシリコンオイルバス中に入れ、マグネチックスターラーで溶液を攪拌しながら紫外光(365 nm、5 mW/cm2)を12時間照射した。12時間照射後に反応溶液をメタノール中に注ぎ、ポリマーを沈殿させた。さらにクロロホルムとヘキサンを用いた再沈操作を2度行い、その後得られた沈殿を70
℃で5時間乾燥させることにより目的のポリマーとした。この重合装置の模式図を図2に示す。ここで得られたポリマーの1H−NMR測定を行ったところ、アントラセンに由来するピークは極端に減少し、新たにアントラセン二量体のピークが現れていた。またポリマーのGPC測定を行ったところ、ポリスチレン換算で重量平均分子量:44000(重合度46)、数平均分子量:18000(重合度19)と見積もられた。このことより図3に示したようなアントラセンの光二量化に基づく重合反応が進行したことがわかった。
ポリマーの1 wt%−1,1,2,2-テトラクロロエタン溶液を調整した。この溶液60 mlをカバーガラス上にキャストし、その後室温で風燥して溶媒を蒸発させた。このようにして得られたポリマー薄膜は無色透明であった。その写真を図4に示す。
(光と熱を利用したイメージ(情報)の書き込み方法)
図5に示したようにポリマー薄膜上にフォトマスクを載せ、紫外光(365 nm、200 mW/cm2)を照射しながらホットステージ上で200℃以上に加熱する。例えばフォトマスクとして金属製のしおりを用いた場合は紫外光を照射しながら250℃で5分間加熱した。加熱後は室温に急冷した。図6にここで得られたポリマー薄膜上のイメージと用いたしおりの写真をあわせて示した。光照射されていた部分は透明のままであるが、照射されていない部分は白くなっているのがわかる。
さらに微細なパターンを記録するために凸版印刷社製のフォトマスクを使用して、上記と同様に紫外光を照射しながら230℃、2分間加熱した。ここで得られた薄膜上のイメージの偏光顕微鏡写真を図7に示した。光照射部分が暗部に、未照射部分が明部になっており、数十μm程度の解像度が得られている。偏光顕微鏡において明部になっているということはその部分が結晶相あるいは液晶相であることを示している。
3rd heating では結晶の融解ピークが現れ、その温度は高温側にシフトし、融解熱も徐々に大きくなっているのが分かる。また2nd, 3rd cooling では等方相から液晶相へ転移するピークと結晶化するピークが確認された。
また、モノマーA、ポリマーおよびポリマーを190℃で20分加熱したサンプルの1H-NMRスペクトルを比較すると(図9)、ポリマーでは極端に小さくなっていたアントラセンのピーク(8.81, 8.57, 8.45 ppm等)が加熱したサンプルにおいてはモノマーAと同じように大きく現れているのが分かる。
これらのことからアモルファス(透明)のポリマーを約200℃に加熱すると、アントラセン二量体部位が熱逆反応を起こしてモノマーAへと戻り、再び結晶相あるいは液晶相(白濁)を形成するということが明らかになった(図10)。
Claims (4)
- 150℃〜280℃の温度で、情報の書き込みを光により行うことを特徴とする請求項1に記載したジアントラセンのアモルファスポリマーを用いた情報記録材料。
- ジアントラセンのアモルファスポリマーを用いた情報記録材料を薄膜として用いる請求項1に記載したジアントラセンのアモルファスポリマーを用いた情報記録材料。
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