[发明专利]含二色性染料的垂直定向液晶聚合物膜

说明书

本发明涉及至少含一种二色性染料的液晶聚合物膜。这种聚合物膜已在EP-A1-422538中叙述，该专利公开了用作液晶聚合物组成嵌段的二色性染料。这些液晶聚合物可用于光信息存储薄膜，所述专利中公开的液晶聚合物都具有共平面和切向定向结构。

到目前为止，已知的光信息存储膜还没有达到最佳效果。如若要获得足够的对比度必须采用厚的膜，但使用这种厚膜就要求低的写入速度。此外，膜厚度的变化也常常会产生一些问题。本发明解决或者减少了这些问题的产生。

本发明在于液晶聚合物膜是垂直（homeotropically）定向的，“垂直定向”一词是指液晶聚合物中的中介（mesogenic）基团是垂直定向于膜表面的。该垂直定向与存在的二色性染料一起使得能够使用不同工艺读取和输出数据。

在这种情况下，对比度是由膜中所含的作为液晶聚合物中介基团，并以同向排列的二色性染料所获得的。二色性染料吸收一个方向偏振光的程度远大于其它方向。通常，以分子运动为基础得出的平均方向与杂料分子的长轴相一致。在未处理膜中，其中介基团，即二色性染料分子是垂直定向于膜的表面的，这些分子对入射光只存在低的吸收（应该指出光的偏振方向与其传播方向相垂直），用局部加热或辐照（如用激光）可使垂直定向转变为各向同性。在各向同性书写印迹的情况下，二色性染料会同样是各向同性定向的，导致对入射光有相当高的吸收。读取值表现为二色性染料在可见光、紫外光或红外光区最大吸收的函数。

在光数据存储器中采用这一技术使其能获得高的对比度，即使对薄膜也如此。由于垂直定向，可用非偏振光读取数据，所以不需偏振器，偏振器不仅价格昂贵而且在重氮盐波长（约410nm）区透射率低。这一写/读方法的另一优点是对膜厚度的均匀性没有极高的要求。根据本发明的垂直定向的液晶膜适用于模似和数字光数据存储器，当然也适用于模拟/数字结合的数据存储器。

二色性染料可以混合到液晶聚合物中或者与液晶聚合物共价键合。另一种可选择的方法是采用中介基团本身就是二色性染料的液晶聚合物，当然这种情况就不需加入二色性染料。这类中介基团的实例是芪的侧基团和全芳族Schiff碱（即两侧为芳环取代的亚胺基团）。

原则上，如能足够稳定地与聚合物相混合或与聚合物相键合的任何二色性染料都可被采用。

供模拟数据存储器用的特别优选的是吸收紫外光的二色性染料，因为所述液晶膜可用重氮盐复制。适用的二色性染料的实例是由Merck^R制造的D2和苏丹橙G。供人可读的可见光二色性存储器优先选用D2和苏丹橙G。

对数字存储器，特别优选的是在适当的红外波长（780-820nm）范围内能调节膜的反射率的红外二色性染料。适用的红外二色性染料是crocomium染料、Squarilium染料和红外氮杂芳甲烷染料。

原则上所有具有向列相或近晶A相的合用的液晶聚合物在可见视场内都是透明的，优选范围为Tg＝85℃至Tc＝120℃。其实例包括液晶聚酯、液晶聚氨酯、液晶聚碳酸酯、液晶聚（甲基）丙烯酸酯、液晶聚酰亚胺、液晶聚酰胺及液晶聚酰胺酰亚胺。

侧链型液晶聚酯和侧链型液晶聚氨酯是特别优选的，因为它们是容易制备的并具有相当好的热稳定性和化学稳定性以及耐紫外辐射。

已发现具有根据下述式1的中介基团的聚氨酯和聚酯是特别适用的：

式中R₁＝卤素、-R₂、-OR₂、、CN、或CF₃;

R₂＝-H或具有1-3个碳原子的烷基;

R₃可以代表与R₁相同的基团，但也可独立地选自R1;

Q代表连接中介基团到聚合物主链的单体基团;

n为0或1;

m为0或1;

y为0-3的整数;

p为2-4的整数;

R₄＝具有1-12个碳原子的烷基;

x为0-6的整数;

z＝-C＝N-、-N＝C-、、-C＝C-、。