DD297028A5 - PROCESS FOR LIGHT-INDUCED ORIENTATION OF LIQUID CRYSTALLINE POLYMERS AND FOR REVERTIBLE OPTICAL INFORMATION STORAGE - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur lichtinduzierten Orientierung fluessigkristalliner Polymere und reversiblen optischen Informationsspeicherung basiert auf der Bestrahlung photochromer fluessigkristalliner Polymere mit linear polarisiertem Licht, wobei ein effizienter photochemisch induzierter, physikalischer Umorientierungsprozesz der photochromen und mesogenen Seitengruppen im viskoelastischen Bereich oder im Glaszustand der Polymeren erfolgt. Die fluessigkristalline Polymermatrix wird durch Licht makroskopisch einheitlich orientiert. Bei Verwendung als optisches Speichermedium ist der Zyklus des lichtinduzierten Einschreibeprozesses mit einer hohen AEnderung der optischen Anisotropie, Lese-, thermische und photonische Loesch- und Reorientierungsprozesz mehrfach wiederholbar. Durch linear polarisiertes Licht werden Areale mit unterschiedlicher Vorzugsorientierung eingeschrieben oder bei Variation der Polarisationsebene zwischen verschiedenen Vorzugsrichtungen wiederholt geschaltet.{photochrome fluessigkristalline Polymere; linear polarisiertes Licht; photochemisch induzierter, physikalischer Umorientierungsprozesz; Orientierungsverfahren; reversible optische Informationsspeicherung}The process for light-induced orientation of liquid-crystalline polymers and reversible optical information storage is based on the irradiation of photochromic liquid-crystalline polymers with linearly polarized light, whereby an efficient photochemically induced, physical Umorientierungsprozesz photochromic and mesogenic side groups in the viscoelastic or in the glassy state of the polymers. The liquid-crystalline polymer matrix is uniformly macroscopically oriented by light. When used as an optical storage medium, the cycle of the light-induced write process is repeatable with a high change in optical anisotropy, read, thermal, and photonic fade and reorientation processes. By linearly polarized light areas are inscribed with different preferred orientation or repeatedly switched with variation of the polarization plane between different preferred directions {photochromic liquid-crystalline polymers; linearly polarized light; photochemically induced physical reorientation process; Orientation process; reversible optical information storage}
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lichtinduzierten Orientierung flüssigkristalliner Polymere und zur reversiblen optischen Informationsspeicherung unter Verwendung von photochrom flüssigkristallinen Seitenkettenpolymeren.The invention relates to a process for light-induced orientation of liquid-crystalline polymers and for reversible optical information storage using photochromic liquid-crystalline side-chain polymers.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die Entwicklung von Medien, deren optische Eigenschaften (Absorption, Reflexion, Doppelbrechung, Streuung) lokal reversibel oder irreversibel mittels Licht durch physikalische oder photochemische Prozesse geändert werden können, ist von großem Interesse für die optische Informationsspeicherung und die Displaytechnik.The development of media whose optical properties (absorption, reflection, birefringence, scattering) can be locally reversibly or irreversibly changed by light through physical or photochemical processes is of great interest for optical information storage and display technology.
Irreversible optische Speicher, die auf dem Einprägen (CD-ROM) oder Einbrennen von Löchern in Polymere oder dünne Metallschichten, dem Erzeugen von Blasen in dünnen Metallschichten auf meist polymeren Substraten oder dem Einschmelzen von Vertiefungen in dünne Schichten beruhen, können durch verschiedene photochemische Varianten mit polymeren und/oder organischen Materialien ergänzt werden. So können optische Eigenschaften durch Photopolymerisation oder lichtinduzierte Zersetzung sowie Modifizierung von im nahen IR empfindlichen Verbindungen verändert werden (G.Kämpf, Ber. Bunsengesell, 89,1179(1985]).Irreversible optical memories based on imprinting (CD-ROM) or burning holes in polymers or thin metal layers, producing bubbles in thin metal layers on mostly polymeric substrates or melting wells into thin layers can be obtained by various photochemical variants polymeric and / or organic materials are added. Thus, optical properties can be altered by photopolymerization or photoinduced decomposition, as well as modification of near IR sensitive compounds (G.Kämpf, Ber. Bunsengesell, 89, 179 (1985)).
Für die löschbare reversible optische Datenspeicherung kommen neben magneto-optischen Speichern und Phasen-Umwandiungssystemen auch photochrome Verbindungen in Betracht, die durch Licht die Farbe, das Reflexionsvermögen und andere optischen Eigenschaften ändern (G. Kämpf, Kunststoffe 76,1077 (1986)).Photochromic compounds that change color, reflectance, and other optical properties by light, in addition to magneto-optical storage and phase-conversion systems, are also considered for erasable reversible optical data storage (G. Kämpf, Kunststoffe 76, 1077 (1986)).
Derartige Systeme zeichnen sich durch ihre erheblich einfachere und damit billigere Herstellu ng aus, indem Sputtertechnikon durch Spincoaten ersetzt werden. Weitere Vorteile bestehen in höheren Speicherdichten sowie einem wesentlich besseren Signal-Rausch-Verhältnis. Gegen löschbare optische Datenspeicher auf Basis optisch oder thermisch schaltbai er bistabiler phctochromer Verbindungen spricht die begrenzte Beständigkeit photochromer Systeme bei hohen Lese/Lösch-Einschreib-Zyklenzahlen.Such systems are characterized by their much simpler and thus cheaper Herstellu ng by sputtering technician are replaced by spincoats. Other advantages include higher storage densities and a much better signal-to-noise ratio. Erasable optical data storage on the basis of optical or thermal switchable bistable phtochromic compounds speaks the limited durability of photochromic systems at high read / erase write cycle numbers.
In der Flüssigkristall-Display-Technologie sind laseradressierte Displays mit niedermolekularen Flüssigkristallen seit einigen Jahren als Anzeigedisplay oder Memory bekannt (W. E. Haas u. a., J. Elektrochem. Soc. 121,1667 (1974], K. Ogura, H. Hirabayashi, A. Uejima, K. Nakamura, Jap. J. Appl. Phys. 21,969 (1982]). Zur Aufrechterhaltung der Speicherzustände sind jedoch externe Felder erforderlich, außerdem begrenzt die hohe Beweglichkeit das Auflösungsvermögen und damit die Speicherdichte in erheblichem Maße.In the liquid crystal display technology, laser-addressed displays with low-molecular-weight liquid crystals have been known for some years as a display screen or memory (WE Haas et al., J. Elektrochem., Soc., 121, 1667 (1974), K. Ogura, H. Hirabayashi, A. Uejima K. Nakamura, Jap. J. Appl. Phys., 21, 699 (1982)). However, external fields are required to maintain the memory states and, in addition, the high mobility limits the resolving power and thus the storage density to a considerable extent.
Flüssigkristalline Seitenkettenpolymere kombinieren flüssigkristalline Eigenschaften, insbesondere deren supramolekulare Ordnung, Orientierbarkeit und die Anisotropie physikalischer Eigenschaften, mit polmyerspezifischen Eigenschaften, wie insbesondere die Ausbildung eines Glaszustandes. Eine bekannte Möglichkeit zum Einschreiben von Informationen in dünne flüssigkristalline Polymerfilme besteht in lokalem Aufheizen in den isotropen Zustand mittels einer externen Wärmequelle, vorzugsweise durch einen Laserstrahl, wodurch lichtstreuende, aus vielen Domänen bestehende Bereiche beim Abkühlen des Spots entstehen. Diese makroskopisch unorientiorten Bereiche, die eine Variation optischer Eigenschaften aufweisen, können im Glaszustand des Polymeren eingefroren werden. Dieses als Thermorecording bekannte Verfahren wird in DE 3603268 A1 und DE 3603267 A1 (1986) beschrieben. Dieses Verfahren ist in zahlreichen Varianten für flüssigkristalline Haupt- und Seitenkettenpclymere ohne oder in Kombination mit externen elektrischen oder magnetischen Feldern, mit makroskopisch orientierten oder unorientierten Proben und bei Variation der Einschreibtemperaturen bekannt. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen in der hohen erforderlichen Laserleistung für den Einschreibvorgang und der geringen Auflösung.Liquid-crystalline side-chain polymers combine liquid-crystalline properties, in particular their supramolecular order, orientability and the anisotropy of physical properties, with polymer-specific properties, in particular the formation of a glass state. One known way of writing information into thin liquid-crystalline polymer films is to locally heat to the isotropic state by means of an external heat source, preferably a laser beam, to form light-scattering, multi-domain regions as the spot cools. These macroscopically unoriented areas, which have a variation of optical properties, can be frozen in the glassy state of the polymer. This method known as Therme recording is described in DE 3603268 A1 and DE 3603267 A1 (1986). This method is known in numerous variants for liquid-crystalline main and Seitenkettenpclymere without or in combination with external electric or magnetic fields, with macroscopically oriented or unoriented samples and with variation of the Einschreibtemperaturen. The disadvantages of this method are the high laser power required for the writing process and the low resolution.
Solche Phasenübergänge können aber auch durch photochemische Reaktionen photochromer niedermolekularer Flüssigkristalle oder photochromer flüssigkristalliner Polymere oder durch den Zusatz von photochromen Verbindungen zu Flüssigkristallen oder flüssigkristallinen Polymeren erzielt werden. So kann die photoinduzierte Änderung der geometrischen Form von Molekülen, beispielsweise durch E-Z-Photoisomerisierungen von Azochromophoren, als Störung für das gesamte flüssigkristalline System wirken, wodurch photochemisch die Phasenüborgangstemperatur reduziert oder ein Phasenübergang induziert wird (T.lkeda, Macromol. 23,36 und 42 [1990]).Such phase transitions can also be achieved by photochemical reactions of photochromic low molecular weight liquid crystals or photochromic liquid crystalline polymers or by the addition of photochromic compounds to liquid crystals or liquid crystalline polymers. Thus, the photoinduced change of the geometric shape of molecules, for example, by EZ photoisomerizations of azo chromophores, can act as a perturbation to the entire liquid crystalline system, thereby photochemically reducing or inducing a phase transition temperature (T.lkeda, Macromol., 23, 36 and 42 [1990]).
Eich und Wendorff (Makromol. Chem. Rapid Commun. 8,59 [1987] und 8,407 [1987]; OE 362339B AD beschreiben die löschbare optische Datenspeicherung mit photochromen Seitenkettenpolymeren im Ghszustand der Polymeren. Diese laserinduzierte Refraktionsindexänderung wird durch eine Kombination photochemischer und thermischer Effekte verursacht, wobei die photogenerierten Z-Azobenzenchromophoren lokal die flüssigkristalline Ordnung des Polymeren stören und zu einer Variation optischer Eigenschaftsänderungen führen. Diese lokale Störung der mesogennn Matrix bleibt auch dann erhalten, wenn die Azochromophoren zurück zur thermodynamisch stabilen Ε-Form relaxieren. Der gesamte Vorgang bewirkt eine signifikante Änderung des Brechungsindexes. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es mit geringeren Schreiblaser-Intensitäten und bei Raumtemperatur im Bereich des Glaszustandes dos Polymeren erfolgt.Eich and Wendorff (Makromol Chem Commun., 8.59 [1987] and 8, 407 [1987]; OE 362339B AD) describe the erasable optical data storage with photochromic side-chain polymers in the bulk state of the polymers.This laser-induced refractive index change is achieved by a combination of photochemical and thermal effects whereas the photogenerated Z-azobenzene chromophores locally interfere with the polymer's liquid crystalline order and cause a variation of optical property changes, this local perturbation of the mesogenic matrix is maintained even when the azo chromophores relax back to the thermodynamically stable Ε-form This method has the advantage that it takes place with lower writing laser intensities and at room temperature in the range of the glass state of the polymer.
In jüngster Zeit wurde bei Bestrahlung von Azoverbindungen mit linear polarisiertem Licht im Glaszustand amorpher Polymere nachgewiesen, daß durch das Prinzip der winkelabhängigen Photoselektion ein schwacher Dichroismus und eine schwache Doppelbrechung erzeugt worden kann (A.Kozak, G. Williams, Mol. Phys. 67,1065 [1989]).Recently, upon irradiation of azo compounds with linearly polarized light in the glassy state of amorphous polymers, it has been demonstrated that weak dichroism and weak birefringence can be produced by the principle of angle-dependent photoelection (A. Kozak, G. Williams, Mol. Phys. 67, 1065 [1989]).
Birenheide konnte an azochromophorhaltigen flüssigkristallinen Seitenkettenpolymeren (K.Anderle, E.Birenheide, M. Eich, J. H. Wendorff, Makromol. Chem., Rapid Commun. 10,477 [1989]) zeigen, daß dieser Vorgang in anisotropen Polymeren auf Grund der unterschiedlichen Verteilungsfunktion der Orientierung der Azochromophoren hinsichtlich der Variation optischer Eigenschaften wesentlich effizienter verläuft. Birenheide wies jedoch für dieses Verfahren und diese Speichermedien nach, daß im Glaszustand nur eine Umorientierung der Azochromophoren als völlig lokaler Prozeß erfolgt, der die benachbarten Seitenketten des Polymeren und damit die flüssigkristalline Matrix nicht stört (K.Anderle, R. Birenheide, J. H. Wendorff, 19. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle 1990).Birenheide has been able to show on azochromophore-containing liquid-crystalline side-chain polymers (K. Anderle, E. Birenheide, M. Eich, JH Wendorff, Makromol Chem, Rapid Commun., 10, 477 [1989]) that this process takes place in anisotropic polymers owing to the different distribution function of the orientation the azo chromophore is much more efficient in varying optical properties. Birenheide, however, proved for this process and these storage media that only a reorientation of the azochromophores takes place in the glass state as a completely local process which does not disturb the adjacent side chains of the polymer and thus the liquid-crystalline matrix (K. Anderle, R. Birenheide, JH Wendorff, 19th Freiburg Workshop on Liquid Crystals 1990).
Die Orientierung flüssigkristalliner Polymere durch elektrische und magnetische Felder sowie durch mechanische Kräfte und Oberflächeneffekte beim Scheren oder Einfließen flüssigkristalliner Polymere sind eingeführte Methoden. Durch hohe Laserintensität gelingt es in flüssigkristallinen Polymeren mesogene Einheiten lokal im optischen Feld oberhalb der Glastemperatur in einer anisotropen Phase durch einen Nicht-linear optischen Effekt, den optisch induzierten Fredericks-Übergang zu orientieren (Y.R.Shen, Philos. Trans. R. Soc. London A, 313,327 [1984]; M. Eich., J.M.Wendorff, H.Ringsdorf, H.W.Schmidt, Makromol. Chem. 186,2639 (1985)).The orientation of liquid-crystalline polymers by electric and magnetic fields as well as by mechanical forces and surface effects during shearing or inflow of liquid-crystalline polymers are introduced methods. High laser intensity in liquid crystalline polymers enables mesogenic units locally in the optical field above the glass transition temperature in an anisotropic phase to orient the optically induced Fredericks transition by a nonlinear optical effect (YRShen, Philos. Trans. R. Soc A, 313, 327 [1984]; M. Eich., JM Wendorff, H. Ringsdorf, HW Schmidt, Makromol., Chem., 186, 2639 (1985)).
Endres berichtete kürzlich über die lichtinduzierte Umorientierung der optischen Achse von Flüssigkristall-Farbstoff-Copolymeren im viskoelastischen Bereich planarer Schichten durch polarisiertes Licht (B. Endres, M. Krieg, J.Omeis, N. Rau, Polymere und Licht, Bad Nauheim 1990).Endres recently reported the light-induced optical axis reorientation of liquid crystal dye copolymers in the viscoelastic region of planar layers by polarized light (B. Endres, M. Krieg, J. Olme, N. Rau, Polymere and Licht, Bad Nauheim 1990).
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur lichtinduzierten Orientierung flüssigkristalliner Polymere und zur reversiblen optischen Informationsspeicherung mittels photochromer flüssigkristalliner Seitenkettenpolymere als Speichermedien, wobei das vorgeschlagene Verfahren Grenzen herkömmlicher photochromer Systeme in Polymeren überwinden und bei extrem niedrigen Lichtintensitäten zu hohen Werten der photoinduzierten Anisotropie, zu hohen Kontrastwerten, zu einem hohen Verstärkungfaktor, zu hoher Langzeitstabilität der gespeicherten Information, zu einer hohen Reversibilität und zu einer einfachen Löschbarkeit der Information führen soll und die lichtinduzierte makroskopische Orientierung flüssigkristalliner Seitenkettenpolymere gestatten soll.The object of the invention is to develop a process for light-induced orientation of liquid-crystalline polymers and reversible optical information storage by photochromic liquid-crystalline side-chain polymers as storage media, the proposed process overcoming limitations of conventional photochromic systems in polymers and at extremely low light intensities to high levels of photoinduced anisotropy, to high contrast values, to a high amplification factor, to high long-term stability of the stored information, to a high reversibility and to a simple erasability of the information and should allow the light-induced macroscopic orientation of liquid-crystalline side-chain polymers.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur lichtinduzierten Orientierung flüssigkristalliner Polymere und zur reversiblen optischen Informationsspeicherung zu entwickeln, das Grenzen in der Reversibilität herkömmlicher photochromer Speichermedien und herkömmliche Orientierungsverfahren überwindet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur lichtinduzierten, reversiblen Änderung der optischen Anisotropie und Orientierung photochromer flüssigkristalliner Seitenkettenpolymere mit linear polarisiertem oder unpolarisiertem Licht geringer Intensität entwickelt wurde. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem homöotrophen, planaren oder makroskopisch desorientierten Film eines photochrome Seitengruppen enthaltenden flüssigkristallinen Polymeren im viskoelastischen Bereich oder unterhalb der Glastemperatur des Polymeren bildmäßig oder lokal mit linear polarisiertem oder im Falle von einem homöotrop orientierten Film mit polarisiertem oder unpolarisiertem, aktinischem Licht eine Information eingeschrieben wird. Die Informationsspeicherung erfolgt unter Verwendung von Zellen, die aus zwei Glasplatten bestehen, zwischen denen sich eine Schicht des orientierten Seitenkettenpolymeren befindet. Die Innenseiten der Glasoberflächen wurden wahlweise mit organischen Polymerschichten, vorzugsweise Polyimid, Siliziumdioxidschichten und/oder leitfähigen ITO-Schichten versehen, die eine makroskopische Orientierung der flüssigkristallinen Polymerschichten durch elektrische oder magnetische Felder und/oder Oberflächenkräfte ermöglichen.The invention has for its object to develop a method for light-induced orientation of liquid crystalline polymers and for reversible optical information storage, which overcomes limits in the reversibility of conventional photochromic storage media and conventional orientation methods. The object is achieved according to the invention by developing a process for the light-induced, reversible change in the optical anisotropy and orientation of photochromic liquid-crystalline side-chain polymers with linearly polarized or unpolarized light of low intensity. According to the invention the object is achieved in that in a homeotropic, planar or macroscopically disoriented film of a photochromic side groups containing liquid crystalline polymers in the viscoelastic region or below the glass transition temperature of the polymer imagewise or locally with linearly polarized or in the case of a homeotropically oriented film with polarized or unpolarized , Actinic light information is inscribed. The information storage is done using cells consisting of two glass plates between which there is a layer of the oriented side-chain polymer. The insides of the glass surfaces have optionally been provided with organic polymer layers, preferably polyimide, silicon dioxide layers and / or conductive ITO layers, which allow macroscopic orientation of the liquid crystalline polymer layers by electrical or magnetic fields and / or surface forces.
Der benötigte Film wird durch Spin-coaten, Tauchen, Gießen oder durch Pressen oder Einfließen zwischen zwei Glasplatten hergestellt.The required film is produced by spin-coating, dipping, casting or by pressing or flowing between two glass plates.
Erfindungsgemäß schaltet bei jedem Einschreibevorgang eine über eine E-Z-Photoisomerisierung ablaufende Photoselektion der photochromen Gruppen eine lichtinduzierte Umorientierung der gesamten Matrix des flüssigkristallinen Polymeren. Dies führt bis zu einer Orientierung der photochromen und mesogenen Seitengruppen senkrecht zur Polarisationsebene oes Einschreiblichtes. Eine makroskopisch einheitliche homöotrope Schicht und auch die Vorzugsrichtung einer planaren Schicht wird durch Variation der Polarisationsebene des Lichtes in eine frei wählbare planare Vorzugsrichtung umorientiert.According to the invention, a photo-selection of the photochromic groups which proceeds via an E-Z photoisomerization switches a light-induced reorientation of the entire matrix of the liquid-crystalline polymer during each write-in process. This leads to an orientation of the photochromic and mesogenic side groups perpendicular to the polarization plane of the write-in light. A macroscopically uniform homeotropic layer and also the preferred direction of a planar layer is reoriented by varying the polarization plane of the light in a freely selectable planar preferred direction.
Durch Variation der Polarisationsebene des aktinischen Lichtes lassen sich auch Pixel verschiedener Polarisationsrichtungen einschreiben.By varying the polarization plane of the actinic light, pixels of different polarization directions can also be written.
Die im Speichermedium gespeicherte Information läßt sich durch längerwolligös, linear polarisierte», nicht aktinisches Lesolicht punktweise oder flächig ohne Zerstörung der gespeicherten Inforamtion auslesen.The information stored in the storage medium can be read out point by point or area without destroying the stored information by means of a longer-wooled, linearly polarized, non-actinic reading light.
Die Löschung der gespeicherten Information oder Orientierung der flüssigkristallinen Matrix erfolgt gemäß der Erfindung durch Licht und/oder Wärme lokr' der flächig.The deletion of the stored information or orientation of the liquid-crystalline matrix takes place according to the invention by light and / or heat lokr 'the surface.
Durch thermisches Löschen der Information und bei nachfolgendem Abkühlen aus der isotropen Schmelze wird der Ausgangszustand des Speichermediums von selbst oder durch Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes wiederhergestellt.By thermal quenching of the information and subsequent cooling from the isotropic melt, the initial state of the storage medium is restored by itself or by applying an electric or magnetic field.
Erfindungsgemäß ist der zuvor beschriebene Einschreib-, photochemisch getriggerto Orientierungs-, Lese-, thermische oder photonische Lösch- und Reorientierungsprozeß mehrfach wiederholbar.According to the invention, the above-described write-in, photochemically triggered orientation, reading, thermal or photonic deletion and reorientation process can be repeatedly repeated.
Als polymeres Speichermedium werden flüssigkristalline Homo- oder Copolymere der allgemeinen Formel I, II, III, IV oder V verwendet, in denen A vorzugsweise für Polysiloxan, Polyacrylat oder Polymetharylat und η für 3 bis 11 steht und in IR1 = Alkyl, 4-Alkylcyclohexyl, 4-Alkylphenyl, 4-Alkoxyphenyl, Cychexyl-4-carbonsät!re-4'-alkyl-Dhenylester, Cyclohexyl-4-carbonsäure-4'-alkyl-cyclohexytester, Cholesteryl oder Cholestanyl und R2 = O-Alkyl, in Il R1 = H, Alkyl; O-Alkyl oder CN, R2 = H, CN oder Alkyl und R3 = H.CNoderAlkyLinlllR1 = 4-pyridyloder2-pyrimidyl,inlVR = H, Alkyl, O-Alkyl oder CN und in V R1 = H, Alkyl, O-Alkyl oder CN bedeuten und wobei in den Copolymeren außer den photochromen Gruppen on sich bekannte mesogene Seitengruppen enthalten sind.The polymeric storage medium used are liquid-crystalline homopolymers or copolymers of the general formula I, II, III, IV or V in which A is preferably polysiloxane, polyacrylate or polymetharylate and η is 3 to 11 and in IR 1 = alkyl, 4-alkylcyclohexyl , 4-alkylphenyl, 4-alkoxyphenyl, cychexyl-4-carboxylic acid 4'-alkyl-dodecyl ester, cyclohexyl-4-carboxylic acid 4'-alkyl-cyclohexytester, cholesteryl or cholestanyl and R 2 = O-alkyl, in II R 1 = H, alkyl; O-alkyl or CN, R 2 = H, CN or alkyl; and R 3 = H.CN or Al-LylIIIR 1 = 4-pyridyl or 2-pyrimidyl, in IVR = H, alkyl, O-alkyl or CN and in VR 1 = H, alkyl, O Alkyl or CN and wherein in the copolymers in addition to the photochromic groups on known mesogenic side groups are included.
Als Speichermedium eignen sich beispielsweise Poly-Kmethacryloyloxyhexyloxy^-methoxyphenylbenzoat-comethacroyloxyhexyloxy-4-methoxystilben)|, Poly[3((4-cholesteryl)oxycarbonylvinylphenoxy)propyl|-meihylsiloxan, Poly(3((4-propylcyclohexyl)oxycarbonylvinylphenoxy)propylmethylsiloxanoderPoly[3((4-n-hexyloxyphenylcarbonyloxy)cyclohexyl)oxy carbonylvinylphenoxylpropyll-methylsiloxan. Die verwendeten, bisher unbekannten photochromen flüssigkristallinon Polymere wurden nach bekannten Verfahren und in Analogie zur Herstellung beschriebener Synthosen flüssigkristalliner Polymere hergestellt und charakterisiert. Zum Einschreibvorgang werden Lichtquellen verwendet, die im Bereich der Absorption der photochromen Gruppen Licht emittieren, oder die Absorption der photochromen Seitengruppen der verwendeten Polymeren wird der Wellenlänge des Bestrahlungslichtes angepaßt. Die Lichtexposition erfolgt für die verschiedenen photochromen Gruppen I bis V mit jeweils geeigneten Wellenlängen, bei denen das photostationäre Gleichgewicht zwischen den E- und Z-Photoisomeren mit hohen Quantenausbeuten und hohem Anteil an Z-Photoisomeren eingestellt wird.Suitable storage media are, for example, poly-Kmethacryloyloxyhexyloxy ^ -methoxyphenylbenzoate-comethacroyloxyhexyloxy-4-methoxystilbene), poly [3 ((4-cholesteryl) oxycarbonylvinylphenoxy) propyl] -meihylsiloxane, poly (3 ((4-propylcyclohexyl) oxycarbonylvinylphenoxy) propylmethylsiloxane or poly [3 ((4-n-hexyloxyphenylcarbonyloxy) cyclohexyl) oxy carbonylvinylphenoxylpropylmethylsiloxane The previously unknown photochromic liquid-crystalline polymers were prepared and characterized by known methods and in analogy to the preparation of described polymers of liquid crystalline polymers Absorption of the photochromic groups emit light, or the absorption of the photochromic side groups of the polymers used is adapted to the wavelength of the irradiation light.The light exposure is carried out for the different photochromic groups I to V, each with suitable wavelengths, in which the photostationary equilibrium between the E and Z photoisomers is set with high quantum yields and a high proportion of Z photoisomers.
Durch eine wiederholte Photoselektion der photochromen Seitengruppen mit veränderter Polarisationsebene des Lichtes oder mit veränderter Orientierung des planar orientierten Speichermediums zur Polarisationsebene des Einschreiblichtes wird zwischen verschiedenen Vorzugsorientierungen oder Speicherzuständen wiederholt geschaltet und Informationen oder Orientierungen werden korrigiert oder überschrieben. Die eingeschriebene Information kann durch Licht veränderter PülarisatioMsrichtung ohne thermisches Löschen und ohne das danach notwendige erneute makroskopische Orientieren gelöscht werden. Dieser Schaltvorgang kann mehrfach wiederholt werden und erlaubt eine reversible Informationsspeicherung, die nur durch Licht geschaltet wird. Zum Neueinschreiben von Informationen ist damit ein Löschvorgang nicht erforderlich.Repeated photoselection of the photochromic side groups with a changed polarization plane of the light or with a changed orientation of the planar-oriented storage medium to the polarization plane of the write-in light is repeated between different preferred orientations or memory states and information or orientations are corrected or overwritten. The written information can be erased by light changed PülarisatioMsrichtung without thermal quenching and without the then necessary re-macroscopic orientation. This switching process can be repeated several times and allows a reversible information storage, which is switched only by light. To re-write information, a deletion is not required.
Durch Bestrahlung mit unpolarisiertem Licht wird die Vorzugsrichtung ebenfalls aufgehoben und der Speicherzustand verändert.Irradiation with unpolarized light also removes the preferred direction and changes the memory state.
Bildpunkte mit verschiedener Orientierung werden eingeschrieben und ausgelesen, wenn der Einschreib- und der Leseprozeß mit linear polarisiertem Licht verschiedener Polarisationsrichtung in Ausrichtung ζ jr Vorzugsrichtung dos Speichermediums erfolgt.Pixels having different orientations are written in and read out when the writing and reading processes are performed with linearly polarized light of different polarization direction in the orientation dos jr preferred direction of the storage medium.
Durch lichtinduzierte Orientierung werden aus Schichten mit Domänen verschiedener Vorzugsrichtung oder aus makroskopisch einheitlich homöotrop orientierten Schichten photochromer flüssigkristalliner Polymere planar orientierte Schichten hergestellt.By means of light-induced orientation, layers with domains of various preferred directions or macroscopically uniformly homeotropically oriented layers of photochromic liquid-crystalline polymers are produced in layers oriented in a planar manner.
Unter Verwendung von linear polarisiertem Licht werden planar orientierte Schichten mit einer Vorzugsrichtung erhalten.Using linearly polarized light, planar oriented layers with a preferred direction are obtained.
Erfindungsgemäß und in überraschender Weise erfolgt bei dem Verfahren und verwendeten Speichermedien keineswegs nur eine wie bisher erreichte lokale Umorientierung der photochromen Gruppen oder Moleküle, sondern die photoinduzierte Rotationsdiffusion oder winkelabhängige Photoselektion der photochromen Gruppen in Speichermedien schaltet eine Umorientierung der gesamten anisotropen flüssigkristallinen Matrix sowohl im viskoelastischen Bereich und, besonders überraschend, im Glaszustand der Polymeren.According to the invention and in a surprising manner, the method and storage media used are by no means merely a local reorientation of the photochromic groups or molecules, but the photoinduced rotational diffusion or angle-dependent photoselection of the photochromic groups in storage media switches the entire anisotropic liquid-crystalline matrix both in the viscoelastic region and, most surprisingly, in the glassy state of the polymers.
Die Orientierung der photochromen Gruppen und mesogenen Seitengruppen wird kontinuierlich durch die Photoselektion geändert und erfolgt bis zur Ausrichtung der Matrix senkrecht zur Polarisationsebene des Lichtes. Die Information wird mit einem Laser punktförmig oder unter Verwendung einer lithographischen Maske flächig oder mit einer Lampe einer Intensität von 0,1 bis 10mWcm~2 in einer Zeit zwischen 1 und 600sec eingeschrieben. Nach mehrfachen photonischen Schaltprozessen bewirkt ein zwischengeschalteter thermischer ErwärmungsprozeC in den viskoelastischen Bereich der Polymeren die Überwindung von Grenzen herkömmlicher photochromer Speichermedien durch physikalisches Altern.The orientation of the photochromic groups and mesogenic side groups is continuously changed by the photoselection and takes place until the orientation of the matrix perpendicular to the polarization plane of the light. The information is written point-like surface with a laser or using a lithographic mask, or a lamp with an intensity of 0.1 to 10mWcm ~ 2 in a time between 1 and 600sec. After multiple photonic switching processes, an intermediate thermal heating process in the viscoelastic region of the polymers overcomes the limitations of conventional photochromic storage media through physical aging.
Das erfindungsgemäß beanspruchte Verfahren zur Informationsspeicherung führt durch die systemspezifische Kombination photochromer Gruppen mit mesogenen Seitenketten bei Bestrahlung mit linear polarisiertem Licht zu einem überraschenderweise extrem effizienten photochemisch induzierten, physikalischen Umorientierungsprozeß, der makroskopisch einheitlich die Orientierung von photochromen und mesogenen Seitengruppen und die effiziente Änderung der Anisotrope optischer Eigenschaften wie Dichrcismus und Doppelbrechung schaltet. Als besondere Vorteile des Verfahrens zur Informationsspeicherung und Orientierung flüssigkristalliner Polymere seien genannt:The information storage method claimed according to the invention leads, by the system-specific combination of photochromic groups with mesogenic side chains, to a surprisingly extremely efficient photochemically induced physical reorientation process when irradiated with linearly polarized light, which macroscopically unites the orientation of photochromic and mesogenic side groups and the efficient change of the anisotropic optical Properties like dichrcism and birefringence switch. Particular advantages of the process for storing information and orientation of liquid-crystalline polymers include:
- hoher Verstärkungsfaktor und damit extrem effizienter Einschreibprozeß durch photochemisch induzierte Umorientierung der photochromen Gruppen und dadurch verursachte physikalische U.norientierung der Gesamtheit der mesogenen Seitengruppen des flüssigkristallinen Speichermediums,high amplification factor and thus extremely efficient writing process by photochemically induced reorientation of the photochromic groups and thereby physical orientation of the entirety of the mesogenic side groups of the liquid-crystalline storage medium,
- durch die hoho Effizienz können Lichtquellen geringer Intensität, kurze Bestrahlungseiten und Polymere mit niedrigem Gehalt an photochromen Gruppen verwendet werden,hoho efficiency allows the use of low intensity light sources, short irradiation sites and low photochromic group polymers,
- hoher optischer Kontrast durch die Umorientierung der photochromen Gruppen und der nichtphotoreaktiven, mesogenen Seitengruppen,high optical contrast due to the reorientation of the photochromic groups and the non-photoreactive mesogenic side groups,
- prozeßbedingte Entkopplung zwischen Prozeß induzierendem Photoprodukt der photochromen Gruppe und dem auf veränderte Orientierung photochromer und mesogener Seitengruppen beruhenden Speicherzustand, so daß die thermische Stabilität der Photoprodukte keine Rolle spielt,Process-related decoupling between process-inducing photoproduct of the photochromic group and the memory state based on altered orientation of photochromic and mesogenic side groups, so that the thermal stability of the photoproducts is irrelevant,
- einfache thermische Löschbarkeit von Informationen und Orientierungen,simple thermal erasability of information and orientations,
- einfache photonische Löschbarkeit von Informationen und Orientierungen,- simple photonic erasability of information and orientations,
- geringe Lichtexposition führt zu hoher Reversibilität und hohen Zyklenzahlen des optischen Informalionsspeicherverfahrens,low light exposure leads to high reversibility and high cycle numbers of the optical information storage method,
- Schalten mit Licht verschiedener Polarisationsrichtung zwischen verschiedenen Speicherzuständen, so daß Informationen ortsselektiv oder flächig mit Licht korrigiert oder gelöscht werden, ohne daß sonst übliche thermische Lösch- und erneute Orientierungsprozesse erforderlich sind, dies stellt damit einen völlig neuen Verfahrenstyp der optischen Informationsspeicherung dar,Switching with light of different polarization direction between different memory states, so that information can be corrected or deleted in a spatially selective or light-free manner without the need for conventional thermal quenching and reorientation processes, thus representing a completely new type of optical information storage method.
- durch Bildpunkte verschiedener Polarisationsrichtung wird der Informationsgehalt jedes einzelnen Bildpunktos und damit die eingeschriebene Gesamtinformation und Speicherdichte durch Bildpunkte verschiedener Polarisationsrichtungen erhöht, so daß eine dreidimensionale Informationsspeicherung realisiert wird,- By pixels of different polarization direction of the information content of each pixel and thus the total information and memory density is increased by pixels of different polarization directions, so that a three-dimensional information storage is realized,
- Ermüdungserscheinungen des Speichermediums infolge wiederholter photonischer Schaltprozesse werden durch zwischengeschaltete thermische Aufheizung und erneute Orientierung des Mediums behoben, damit wird e'ne wesentliche Grenze herkömmlicher photochromer Polymere überwunden,- Fatigue of the storage medium due to repeated photonic switching processes are resolved by intermediate thermal heating and reorientation of the medium, thus e'ne essential limit of conventional photochromic polymers overcome,
- die Reorientierung einiger Speichermedien durch Erwärmen in die isotrope Schmelze und anschließendes Abi ühlen erfolgt zu der ursprünglichen, makroskopisch einheitlich homöotrop orientierten Schicht ohne Vorwendung äußerer Felder,the reorientation of some storage media by heating in the isotropic melt and subsequent Abi ühlen takes place to the original, macroscopically uniform homeotropically oriented layer without external fields,
- das Auflösungsvermögen liegt bei Verwendung von UV-Licht und beschriebenen Speichermedien bei 0,5 pm,the resolution is 0.5 μm when using UV light and described storage media,
- die Information ist bei Raumtemperatur langzeitstabil und bleibt auch bei thermischer Rückreaktion der photochromen Gruppen erhalten,the information is long-term stable at room temperature and is retained even in the case of thermal re-reaction of the photochromic groups,
- makroskopisch einheitliche Orientierung flüssigkristalliner Polymere durch Licht ohne Verwendung von magnetischen oder elektrischen Feldern oder Oberfächenkräften,macroscopically uniform orientation of liquid crystalline polymers by light without the use of magnetic or electric fields or surface forces,
- im Gegensatz zu allen anderen bekannten "erfahren der Informationsspeicherung mit photochromen flüssigkristallinen Polymeren und der Orientierung flüssigkristalliner Polymere erfolgt durch dieses Vorfahren unterhalb der Glastemperatur eine kooperative Umorientierung photochromer und mesogener Seitengruppen zu makroskopisch einheitlich orientierten Arealen flüssigkristalliner Polymerschichten,- in contrast to all other known "experience the storage of information with photochromic liquid crystalline polymers and the orientation of liquid crystalline polymers is carried out by this ancestor below the glass transition temperature a cooperative reorientation of photochromic and mesogenic side groups to macroscopically uniformly oriented areas of liquid crystalline polymer layers,
- die Vorzugsrichtung planar orientierter Schichten kann in der Ebene allein durch Variation der Polarisationsebene und kontinuierlich durch Lichtintensität und Bestrahlungszeit geändert werden,the preferred direction of planar oriented layers can be changed in the plane solely by variation of the polarization plane and continuously by light intensity and irradiation time,
- durch die Absorption der photochromen Gruppen ausschließlich im UV-Bereich wird eine Erhöhung der Speicherkapazität im Vergleich zu allen bekannten azochromophorhaltigen Speichermedien erreicht,- By the absorption of photochromic groups only in the UV range, an increase in storage capacity is achieved in comparison to all known azochromophore storage media,
- die kurzwellige Absorption der photochromen Gruppen vereinfacht den Lichtschutz der eingeschriebenen Information,the short-wave absorption of the photochromic groups simplifies the protection of the written information,
- die signifikante Änderung der Doppelbrechung prädestiniert eine Anwendung des Verfahrens in der reversiblen analogen Datenspeicherung, in der reversiblen digitalen Datenspeicherung oder in der reversiblen synthetischen Holografie,the significant change in birefringence predestines an application of the method in reversible analog data storage, in reversible digital data storage or in reversible synthetic holography,
- das Verfahren gestattet. Filme photochromer flüssigkristalliner Polymere in verschiedenen Anwendungen, so zum Beispiel als Orientierungsschicht, durch Licht makroskopisch einheitlich zu orientieren.- allows the procedure. Films of photochromic liquid-crystalline polymers in various applications, for example, as an orientation layer, macroscopically uniformly orient by light.
Das vorgeschlagene Verfahren zur reversiblen optischen Informationsspeicherung und lichtinduzierten Orientierung flüssigkristalliner Polymere auf Basis eines durch linear polarisiertes Licht photochemisch induziertem, physikalischen Umorientierungsverfahrens mit bisher unbekannten photochromen flüssigkristallinen Polymeren im viskoelastischen Bereich und unterhalb der Glastemperatur war aus bisher bekannten Publikationen und Patenten nicht ableitbar und weist in der Effizienz, im Kontrast, in der fieversibilität, in der Speicherdichte und lichtinduzierten Prozeßschritten besonders gute Eigenschaften gegenüber allen bisher bekannten Verfahren und Systemen auf.The proposed method for reversible optical information storage and light-induced orientation of liquid crystalline polymers based on a linearly polarized light photochemically induced, physical Umorientierungsverfahrens with previously unknown photochromic liquid crystalline polymers in the viscoelastic region and below the glass transition temperature was not derivable from previously known publications and patents and has in the Efficiency, in contrast, in the fieversibilität, in the storage density and light-induced process steps particularly good properties over all previously known methods and systems.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Speicherzelle besteht aus zwei mit einer Polyimidschicht überzogenen Glasplatten und einer dazwischen befindlichen Schicht des flüssigkristallinen Polymeren Poly[3((4-propylcyclohexyl)oxycarbonylvinylphenoxy)propyllmethylsiloxan als Speichermedium. Durch Erwärmen des Polymeren in die isotrope Schmelze, Pressen im viskoelastischen Bereich 5°C unterhalb des Phasenüberganges nematisch-isotrop bei 930C und anschließendes zweistündiges Tempern bei dieser Temperatur wurde das Polymere orientiert. Die Zelle wurde langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Das smektische Polymere weist in der Zelle große homöotrop orientierte Domänen auf.The memory cell consists of two glass plates coated with a polyimide layer and an intermediate layer of the liquid-crystalline polymer poly [3 ((4-propylcyclohexyl) oxycarbonylvinylphenoxy) propylmethylsiloxane as storage medium. By heating the polymer in the isotropic melt, pressing in the viscoelastic region 5 ° C below the phase transition nematic-isotropic at 93 0 C and then annealing at this temperature for two hours, the polymer was oriented. The cell was slowly cooled to room temperature. The smectic polymer has large homeotropically oriented domains in the cell.
Das Speichermedium in der Zelle wurde mit unpolarisiertem oder linear polarisiertem, unter Verwendung von Polarisationsfolien, Licht der Wellenlänge 313nm einer HBO 500 in Verbindung mit einem Metallinterferenzfilter bei einer Strahlungsleistung von 0,5mW/cm2140s bildmäßig bestrahlt.The storage medium in the cell was imagewise irradiated with unpolarized or linearly polarized, using polarizing films, 313 nm light of HBO 500 in combination with a metal interference filter at a radiation power of 0.5 mW / cm 2 140s.
Mit einem UV-Spektrometer wird als FoI^e der Lichtexposition eine drastische Zunahme der Extinktion im Bereich der Absorption der Cinnamoylgruppen alt funktion der Bestrahlungszeit gemessen. Das Experiment beweist die lichtinduzierte Änderung der optischen Anisotropie durch Veränderung dos dichroitischen Verhältnisses der photochromen Gruppen. Das typische Abbauspektrum für die Photolyse des Polymeren in Lösung, wobei als Lösungsmittel Cyclohexan verwendet wurde, ist in Abb. 1 a dargestellt. Durch die Photolyse der Cinnamoylgruppe in Lösung und in amorphun Polymeren erfolgt stets eine Abnahme der Extinktion. Im homöotropen Film des gleichen Polymeren wird bei vergleichbaren Bestrahlungsbedingrngen eine signifikante Zunahme der Extinktion (Abb. 1 b) beobachte!. Die Bestrahlungszeiten werden in Sekunden angegeben. Mit einem Polarisationsmikroskop wird eine Änderung der Doppelbrechung zwischen bestrahlten und unbestrahlten Filmen nachgewiesen. Damit wird die Änderung einer homöotropen Orientierung in eine planare Orientierung der gesamten flüssigkristallinen Matrix belegt. Die eingeschriebene Information wird durch die Extinktionszunahme im Bereich der Cinnamoyla'isorption durch UV-Licht oder durch längerwelliges, linear polarisiertes nicht aktinisches Licht, Wellenlänge vorzugsweise größer 350nm, ausgelesen. Die eingeschriebene Information ist im Glaszustand und im viskoelastischen Boreich stabil. Die eingeschriebene Information oder Orientierung wird durch Wärmezufuhr gelöscht. Das flüssigkristalline Speichermedium orientiert sich beim Abkühlen aus Jer isotropen Schmelze von selbst oder unter zusätzlichem Anlegen eines magnetischen Feldes zur ursprünglichen homöotropen Orientierung zurück. Der Einschreib-, Lese-, Lösch- und Orientierungsprozeß ist mehrfach wiederholbar.With the aid of a UV spectrometer, as a consequence of the light exposure, a drastic increase in the extinction in the absorption range of the cinnamoyl groups is measured. The experiment proves the light-induced change in optical anisotropy by changing the dichroic ratio of the photochromic groups. The typical degradation spectrum for the photolysis of the polymer in solution, using cyclohexane as solvent, is shown in Fig. 1 a. The photolysis of the cinnamoyl group in solution and in amorphous polymers always results in a decrease in the extinction. In the homeotropic film of the same polymer, a comparable increase in absorbance is observed under comparable irradiation conditions (Figure 1 b) !. The irradiation times are given in seconds. With a polarizing microscope, a change in birefringence between irradiated and unirradiated films is detected. This demonstrates the change in a homeotropic orientation into a planar orientation of the entire liquid-crystalline matrix. The information written in is read out by the increase in extinction in the region of cinnamoyl sorption by UV light or by longer-wave, linearly polarized non-actinic light, wavelength preferably greater than 350 nm. The inscribed information is stable in the glassy state and in the viscoelastic region. The written information or orientation is erased by heat. Upon cooling, the liquid-crystalline storage medium orients itself back from the isotropic melt, or with additional application of a magnetic field, to the original homeotropic orientation. The writing, reading, deleting and orientation process can be repeated many times.
Unter Verwendung der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Speicherzelle und Bestrahlungsbedingungen werden mit polarisiertem Licht der Wellenlänge größer 300nm bei Variationder Polarisationsebene Areale verschiedener Vorzugsorientierung der planeren Schichten bei vergleichbaren Bestrahlungszeiten eingeschrieben und polarisationsmikroskopisch ausgelesen.Using the memory cell and irradiation conditions described in Embodiment 1, regions of different preferred orientation of the planar layers at comparable irradiation times are written with polarized light of wavelength greater than 300 nm and varied by polarization microscopy.
Ausführungsbeispielembodiment
Unter Vorwendung der im Auaführungsbeispiel 1 beschriebenen Speicherzelle und Bestrahlungsbedingungen wird mit polarisiertem Licht der Wellenlänge größer 300ηm eine Vorzugsorientierung eingeschrieben und polarisationsmikroskopisch ausgelesen. Wird erneut mit polarisiertem Licht jedoch veränderter Orientierung zwischen Polarisationsebene des Lichtes und dem Speichermedium eingestrahlt, vorzugsweise in die Vorzugsrichtung der photochromen Gruppen, so ändert sich die Vorzugsrichtung kontinuierlich mit der Bestrahlungszeit bis zur Orientierung maximal senkrecht zur Polarisationsebene des aktinischen Lichtes. Die neue Vorzugsrichtung wurde polarisationsmikroskopisch und UV-Vispektroskopisch ausgewiesen.By using the memory cell and irradiation conditions described in Patent Application Example 1, a preferred orientation is written in with polarized light of wavelength greater than 300 μm and read out by polarization microscopy. If, however, the polarization plane of the light and the storage medium are irradiated again with polarized light but with a changed orientation, preferably in the preferred direction of the photochromic groups, then the preferred direction changes continuously with the irradiation time until orientation is maximally perpendicular to the polarization plane of the actinic light. The new preferred direction was identified by polarization microscopy and UV spectroscopic.
Ein Film des smektischen flüssigkristallinen Polymeren Poly[3((4-n-hexyloxyphenylcarbonyloxy)cyclohexyl)oxycarbonylvinylph enoxy)propyl]-methylsiloxan wird durch Spincoaten aus einer Chloroform-Lösung auf eine Quarzplatte aufgebracht. Die Schicht wird im viskoelstischen Bereich bei 1000C zwei Stunden getempert. Die homöotrope Schicht wird mit unpolarisiertem Licht der Wellenlänge 313nm einer HBO 500 in Verbindung mit einem Metallinterferenzfilter bei einer Strahlungsintensität von 0,5mW/cm2140s bildmäßig bestrahlt. Die E-Z-Photoisomerisierung bewirkt eine Zunal ne der Extinktion im Bereich der Cinnamoylabsorption und die polarisationsmikroskopisch nachweisbare Umwandlung der homöotropen Orientierung in eine planare Orientierung. Bei Wärmezufuhr geht die Orientierung verloren. Der Prozeß erfolgt im viskoelastischen Bereich und unterhalb der Glastemperatur des Polymeren.A film of the smectic liquid-crystalline polymer poly [3 ((4-n-hexyloxyphenylcarbonyloxy) cyclohexyl) oxycarbonylvinylph enoxy) propyl] methylsiloxane is applied to a quartz plate by spin coating from a chloroform solution. The layer is annealed two hours at 100 0 C viskoelstischen area. The homeotropic layer is imagewise irradiated with unpolarized light of the wavelength 313 nm of an HBO 500 in conjunction with a metal interference filter at a radiation intensity of 0.5 mW / cm 2 140 s. The EZ photoisomerization causes a Zunal ne the extinction in the cinnamoyl absorption and the polarization microscopically detectable conversion of the homeotropic orientation in a planar orientation. With heat supply the orientation is lost. The process takes place in the viscoelastic region and below the glass transition temperature of the polymer.
AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel
Zwischen zwei Quarzplatten wird in der isotropen Schmelze ein Film des flüssigkristallinen Polymeren PoIy-(methacryloyloxyhexyloxy-4-methoxyphenylbenzoat-co-methacryloyloxyhexyloxy-4-mothoxy-stilben) hergestellt und im Magnetfeld 50C unterhalb des Phasenüberganges nematisch/isctrop homöotrop orientiert. Das Verhältnis zwischen Phenylbenzoatgruppen und photochromen Stilbenseitengruppen beträgt 10:1. Die Zelle wird mit unpolarisiertem Licht der Wellenlänge großer 300nm unterhalb der Glastemperatur des Polymeren bildmäßig bestrahlt. Mit einem UV-Vis-Spektralphotometer wird in Folge der Lichtexposition eine Zunahme der Extinktion im Bereich der Absorption der Stilbengruppen beobachtet. Da die R-2-Photoisomerisierung des Polymeren in Lösung stets zu einer Abnahme der Extinktion führt, ist die Extinktionszunahme im anisotropen Film des flüssigkristallinen Polymeren auf eine lichtinduzierte Änderung der optischen Anisotropie durch geänderte Orientierung dei μήοί .xnromen Gruppen zurückzuführen. Polarisationsmikroäkopisch wird eine Änderung der Doppelbrechung der flüssigkristallinun Matrix in Folge geänderter Orientierung zwischen bestrahlten und unbestrahlten Arealen beobachtet. Die eingeschriebene Information wird durch Wärmezufuhr gelöscht.Between two quartz plates, a film of the liquid crystalline polymer poly is produced (methacryloyloxyhexyloxy-4-methoxyphenyl benzoate-co-methacryloyloxyhexyloxy-4-mothoxy-stilbene) in the isotropic melt and nematic in the magnetic field 5 0 C below the phase transition / isctrop homeotropically oriented. The ratio between phenyl benzoate groups and photochromic stilbene side groups is 10: 1. The cell is imagewise irradiated with unpolarized light of wavelength 300nm below the glass transition temperature of the polymer. With a UV-vis spectrophotometer, an increase in absorbance in the region of the absorption of the stilbene groups is observed as a result of the light exposure. Since the R-2 photoisomerization of the polymer in solution always leads to a decrease in the extinction, the increase in extinction in the anisotropic film of the liquid-crystalline polymer is due to a light-induced change in the optical anisotropy due to altered orientation of the μήοί .xnromen groups. Polarization microscopy observes a change in the birefringence of the liquid-crystalline matrix due to a change in orientation between irradiated and unirradiated areas. The written information is erased by heat.
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