(57)【要約】【課題】化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供する。【解決手段】本発明の光異性化材料は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光異性化材料であって、
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、
上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする、光異性化材料。
【請求項２】
上記化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有していることを特徴とする、請求項１に記載の光異性化材料。
【化１】
2015105349.tif 000034
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、または
【化２】
2015105349.tif 000035
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］
【請求項３】
上記微粒子は、平均粒径が１５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光異性化材料。
【請求項４】
上記微粒子は、ゼータ電位の絶対値が１０ｍＶ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【請求項５】
上記化合物は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【化３】
2015105349.tif 000036
［式中、Ａ１は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ｘ１は、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］
【請求項６】
上記化合物は、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【化４】
2015105349.tif 000037
［式中、Ａ２およびＡ３は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【化５】
2015105349.tif 000038
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］
【請求項７】
上記化合物は、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【化６】
2015105349.tif 000039
［式中、Ａ５は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ４およびＡ６は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【化７】
2015105349.tif 000040
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］
【請求項８】
上記化合物は、下記一般式（Ｖ）で表される化合物であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【化８】
2015105349.tif 000041
［式中、Ａ８およびＡ９は、それぞれ独立に、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ７およびＡ１０は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【化９】
2015105349.tif 000042
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］
【請求項９】
上記ポリマーは、上記化合物に対して貧溶媒となる溶媒に可溶であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光異性化材料。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光異性化材料を含んでいる光異性化層と、
上記光異性化層に光を照射する光照射装置と、
を少なくとも備えていることを特徴とする、光デバイス。
【請求項１１】
基板上に光異性化層を有する情報記録媒体であって、当該光異性化層は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光異性化材料を含んでいることを特徴とする、情報記録媒体。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光デバイスまたは請求項１１に記載の情報記録媒体へ情報の書き込みを行う書き込み方法であって、上記光異性化層に、上記光異性化材料に含まれる上記化合物が一定の配向を生じる波長の光を照射する工程を含んでいることを特徴とする、書き込み方法。
【請求項１３】
光異性化材料の製造方法であって、
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、
上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、
を含んでいることを特徴とする、光異性化材料の製造方法。
【請求項１４】
上記微粒子化工程は、
上記化合物を、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、
上記化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、
を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の光異性化材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光異性化材料、光異性化材料の製造方法およびその利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光制御を目的とした光機能材料として、光誘起屈折率変化材料が用いられている。光誘起屈折率変化材料は、光強度記録および位相記録の両方の記録を行うことができ、二次元一括情報処理、静的または動的ホログラム記録および再生への応用等に適した材料である。
【０００３】
光誘起屈折率変化材料は無機材料と有機材料とに分類される。無機材料の光誘起屈折率変化材料としては、例えば、電気光学効果を奏するフォトリフラクティブ材料等が知られている。また、有機材料の光誘起屈折率変化材料としては、例えば、空間電界配向型のフォトリフラクティブ材料およびフォトポリマーならびに配向型のアゾ色素等が知られている。
【０００４】
アゾ色素を含むアゾベンゼン誘導体は、光照射に伴いトランス体からシス体へと分子構造が可逆的に変化する光異性化材料である。一般に、アゾベンゼン誘導体において、アゾベンゼンの光異性化によるシス−トランス応答を促進することによって、光感度および光応答が向上する。例えば、特許文献１にはアゾベンゼン骨格に電子供与基（ドナー）および電子受容基（アクセプター）が導入されたドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体であって、シス−トランス応答を促進されたアゾベンゼン誘導体の化合物が記載されている。
【０００５】
また、有機微結晶を利用した光制御素子についての研究がなされている。例えば、非特許文献１および非特許文献２には、ＤＡＳＴ微結晶の分散溶液の配向変化について記載されている。また、非特許文献３には、フォトニッククリスタルに向けたポリマーナノ微結晶の配列構造について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１２６０６号公報（２００６年１１月１６日公開）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】応用物理, 75(5), 539-545 (1995)
【非特許文献２】In Anisotropic Organic Materials, eds. Glaser R., ACS Symposium Series, Chapter 12 (2001)
【非特許文献３】J. Phys. Chem. C 113, 11647-11651 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光誘起屈折率変化材料を情報処理媒体へ適用する場合、高速応答、高メモリ性、大面積、易加工性および高効率性等が要求される。
【０００９】
光制御を目的とした光機能材料は、光に対する相互作用の観点から数十μｍ以上のバルク形態で用いられることが多い。光機能分子のみから構成される媒体は、上述のバルク形態とすることは困難である。したがって、このような問題が生じない新規な光機能材料の開発が望まれる。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、
（１）本発明は、光異性化材料であって、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする、光異性化材料を提供する。
【００１２】
上記光異性化材料によれば、化合物を微粒子化した物を光透過性のポリマー中に分散しているため、化合物の光学濃度を調整することが可能である。また、ポリマーの種類を選択することにより、光異性化材料として多様な形状および用途に用いることができる。したがって、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することができる。
【００１３】
（２）また、上記化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有していることが好ましい。
【００１４】
【化１】
2015105349.tif 000002
【００１５】
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、または
【００１６】
【化２】
2015105349.tif 000003
【００１７】
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。
【００１８】
上記構成によれば、材料中で立体構造を維持できるため、高速応答性および高メモリ性を備えた材料を提供することができる。
【００１９】
（３）また、上記微粒子は、平均粒径が１５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、光散乱が抑制され、且つ光照射時の光の透過性が高まるため、厚みのある材料を実現可能になる。
【００２１】
（４）また、上記微粒子は、ゼータ電位の絶対値が１０ｍＶ以上であることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、微粒子の分散性の高い材料を提供することができる。
【００２３】
（５）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物である。
【００２４】
【化３】
2015105349.tif 000004
【００２５】
［式中、Ａ１は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ｘ１は、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００２６】
（６）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物である。
【００２７】
【化４】
2015105349.tif 000005
【００２８】
［式中、Ａ２およびＡ３は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【００２９】
【化５】
2015105349.tif 000006
【００３０】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００３１】
（７）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物である。
【００３２】
【化６】
2015105349.tif 000007
【００３３】
［式中、Ａ５は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ４およびＡ６は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【００３４】
【化７】
2015105349.tif 000008
【００３５】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００３６】
（８）また、本発明に係る光異性化材料の一態様として、上記化合物は、下記一般式（Ｖ）で表される化合物である。
【００３７】
【化８】
2015105349.tif 000009
【００３８】
［式中、Ａ８およびＡ９は、それぞれ独立に、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ７およびＡ１０は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【００３９】
【化９】
2015105349.tif 000010
【００４０】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００４１】
（９）また、上記ポリマーは、上記化合物に対して貧溶媒となる溶媒に可溶であることが好ましい場合がある。
【００４２】
上記光異性化材料によれば、ポリマーは微粒子化した化合物溶液に容易に溶解するために、微粒子の分散性が高く、光応答性に優れる。
【００４３】
（１０）本発明はまた、（１）〜（９）のいずれか一項に記載の光異性化材料を含んでいる光異性化層と、上記光異性化層に光を照射する光照射装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする、光デバイスを提供する。
【００４４】
上記光デバイスによれば、光照射装置から光異性化層に光を照射することによって、光異性化層に含まれる光異性化材料の内部の化合物が配向し、光誘起屈折率変化が生じる。光誘起屈折率変化速度に基づき、応答速度が早く、且つメモリ性を維持した光デバイスを提供することができる。
【００４５】
（１１）本発明はさらに、基板上に光異性化層を有する情報記録媒体であって、当該光異性化層は、（１）〜（９）のいずれかに記載の光異性化材料を含んでいることを特徴とする情報記録媒体を提供する。
【００４６】
（１２）本発明はさらに、（１０）に記載の光デバイスまたは（１１）に記載の情報記録媒体へ情報の書き込みを行う書き込み方法であって、上記光異性化層に、上記光異性化材料に含まれる上記化合物が一定の配向を生じる波長の光を照射する工程を含んでいることを特徴とする、書き込み方法を提供する。
【００４７】
（１３）本発明はさらに、光異性化材料の製造方法であって、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、を含んでいることを特徴とする、光異性化材料の製造方法を提供する。
【００４８】
上記製造方法によれば、本発明に係る光異性化材料を好適に製造することができる。
【００４９】
（１４）また、本発明に係る製造方法において、上記微粒子化工程は、上記化合物を、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、上記化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいることが好ましい。
【００５０】
上記製造方法によれば、加熱真空等の化合物を変性させる虞を生じる操作を行う必要がないため、本発明に係る光異性化材料を安定な条件で製造することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する光異性化材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るアゾベンゼン誘導体化合物の光照射に伴う構造変化を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る微粒子化した化合物の光照射に伴う変化を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光デバイスの概略図である。
【図４】本発明の一実施例に係る微粒子分散液に照射されたレーザー光の散乱の有無を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に係る動的抗散乱法による微粒子粒径分布の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る微粒子分散液の吸収スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る微粒子分散型ポリマーフィルムの吸収スペクトルを示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係る非縮退４光波混合評価装置のセルと各種光学系との配置関係の概略を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係る回折光強度の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００５４】
〔１．光異性化材料〕
本発明に係る光異性化材料は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物と、光透過性のポリマーとを含んでおり、上記化合物は、アモルファス性の微粒子として上記ポリマーに分散されていることを特徴とする。
【００５５】
光異性化材料とは、光照射によって分子の立体配置が変化する材料を指す。本発明に係る光異性化材料は、光照射に伴い光誘起屈折率変化を生じる。
【００５６】
以下に光異性化材料の各構成成分に関して詳細を説明する。
【００５７】
（化合物）
本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物である。また、当該化合物は、複数の分子が集合した場合にアモルファスとなり得る性質を有する。ここで、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現するとは、２色性分子の運動が束縛されている場合、偏光の照射によって変更軸と一致する向きに遷移モーメントを有する分子が選択的に光を吸収して反応する。これに伴って光学的な異方性が生じる現象を発現するということを意味している（参照文献：Ikeda, T. J. Mater. Chem. 13, 2037-2057 (2003)）。
【００５８】
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果の一例として、例えばアゾベンゼン骨格を有する化合物における光異性化現象が挙げられる。アゾベンゼン骨格を有する化合物は、偏光の電気ベクトルと一致した電場を持つトランス型アゾベンゼン骨格のみが励起されてシス型アゾベンゼン骨格となる。さらに、励起されたシス型アゾベンゼン骨格が熱緩和によりトランス体へと戻る際、一定確率で、偏光電気ベクトルと直交する遷移モーメントを有するトランス型アゾベンゼン骨格へと戻る。したがって、光照射部分には、励起不可能な偏光電気ベクトルと直交する遷移モーメントを有するトランス型アゾベンゼン骨格が蓄積することになるために複屈折性が生じ、複屈折性に起因した屈折率変化が引き起こされる。
【００５９】
また、アモルファス性であるとは、複数の分子が集合した際に、周期的構造を有さない、無定形構造（非晶質：アモルファス）をとる性質を有することを指している。
【００６０】
これらの性質を有する化合物の例として、以下に例示するアゾベンゼン誘導体化合物、スチルベン誘導体化合物およびシッフ塩基誘導体化合物等が挙げられる。
【００６１】
化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、適宜設定すればよく特に限定されないが、ガラス転移温度の一例は−５０℃以上で２５０℃以下の範囲内である。
【００６２】
＜アゾベンゼン誘導体化合物の例示＞
以下に、本発明に適用可能なアゾベンゼン誘導体化合物の例について説明する。
【００６３】
本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物の一態様は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有している化合物である。
【００６４】
【化１０】
2015105349.tif 000011
【００６５】
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、
【００６６】
【化１１】
2015105349.tif 000012
【００６７】
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。
【００６８】
さらに、本願発明に適用するアゾベンゼン誘導体化合物は、電子受容基と電子供与基とを有する、ドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体化合物であることが好ましい。
【００６９】
式（Ｉ）における、ドナー（Ａ）とアクセプター（Ｘ）との好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＮ原子、アクセプターがＮＯ２；
（２）ドナーがＮ原子、アクセプターがＣＮ；
（３）ドナーがＮ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（４）ドナーがＰ原子、アクセプターがＮＯ２；
（５）ドナーがＰ原子、アクセプターがＣＮ；
（６）ドナーがＰ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（７）ドナーがＢ原子、アクセプターがＮＯ２；
（８）ドナーがＢ原子、アクセプターがＣＮ；
（９）ドナーがＢ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
（１０）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（１１）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１２）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（１３）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１、
（１４）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＮＯ２；
（１５）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣＮ；
（１６）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（１７）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
【００７０】
さらに、一般式（Ｉ）で表される構造がビナフチルと結合している、ドナー・アクセプター型アゾベンゼン誘導体がより好ましい。ビナフチルは２つのナフタレン骨格が１−１’間で結合しており、分子内にねじれ構造を有している。ビナフチルは２つのナフタレン骨格が１−１’間で結合しており、分子内にねじれ構造を有している。このような構造を有する化合物では、このねじれ構造による立体障害により、アゾベンゼン誘導体同士の凝集を抑制することができ、結果的に光感度および光応答性を向上させることができる。
【００７１】
そのような化合物として、例えば、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００７２】
【化１２】
2015105349.tif 000013
【００７３】
［式中、Ａ１は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ｘ１は、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。また、ａおよびｂは、それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ａおよびｂが小さいほど、ビナフチル部位のねじれ構造による立体障害的な凝集抑制効果をより効果的に得ることができる。また、式（ＩＩ）中、ａ、ｂは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点からは、ａおよびｂは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ａ、ｂが異なることが好ましい場合もある。
【００７４】
式（ＩＩ）における、ドナー（Ａ１）とアクセプター（Ｘ１）との好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＮ原子、アクセプターがＮＯ２；
（２）ドナーがＮ原子、アクセプターがＣＮ；
（３）ドナーがＮ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（４）ドナーがＰ原子、アクセプターがＮＯ２；
（５）ドナーがＰ原子、アクセプターがＣＮ；
（６）ドナーがＰ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（７）ドナーがＢ原子、アクセプターがＮＯ２；
（８）ドナーがＢ原子、アクセプターがＣＮ；
（９）ドナーがＢ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
【００７５】
化合物ＩＩにおいて、ビナフチル部位のねじれ構造は、
【００７６】
【化１３】
2015105349.tif 000014
【００７７】
であってもよく、
【００７８】
【化１４】
2015105349.tif 000015
【００７９】
であってもよい。
【００８０】
一般式（ＩＩ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【００８１】
【化１５】
2015105349.tif 000016
【００８２】
また、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００８３】
【化１６】
2015105349.tif 000017
【００８４】
［式中、Ａ２およびＡ３は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【００８５】
【化１７】
2015105349.tif 000018
【００８６】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００８７】
ここで、ｐは０〜１０、好ましくは０〜６の範囲の整数である。ｃおよびｄは、それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ｃ、ｄが小さいほど、ビナフチル部位のねじれ構造による立体障害的な凝集抑制効果をより効果的に得ることができる。また、式（ＩＩＩ）中、ｃ、ｄは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点からは、ｃ、ｄは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ｃ、ｄが異なることが好ましい場合もある。なお、化合物ＩＩＩにおいても、化合物Ｉと同様、ビナフチル部位のねじれ構造は２つの態様を取り得る。
【００８８】
式（ＩＩＩ）中、Ａ２およびＡ３は電子供与基（ドナー）であり、Ｘ２およびＸ３は電子受容基（アクセプター）である。ドナーとアクセプターの強弱による、シス体の安定性、シス−トランス応答性への影響については前述の通りであり、ドナー（Ａ２、Ａ３）とアクセプター（Ｘ２、Ｘ３）の好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（２）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（３）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（４）ドナーがＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１、
（５）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＮＯ２；
（６）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣＮ；
（７）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１、
（８）ドナーが−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１。
【００８９】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【００９０】
【化１８】
2015105349.tif 000019
【００９１】
また、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物が挙げられる。
【００９２】
【化１９】
2015105349.tif 000020
【００９３】
［式中、Ａ５は、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ４およびＡ６は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【００９４】
【化２０】
2015105349.tif 000021
【００９５】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【００９６】
ここで、ｑは１〜１０、好ましくは１〜６の範囲の整数である。Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は同じであってもよく、異なっていてもよいが、製造の容易性等の点からは、同じであることが好ましい。
【００９７】
式（ＩＶ）における、ドナー１（Ａ５）、ドナー２（Ａ４、Ａ６）とアクセプター（Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６）の好ましい組み合わせは、以下の通りである。
（１）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（２）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（３）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＮＯ２；
（４）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（５）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（６）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＮＯ２；
（７）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（８）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（９）ドナー１がＮ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１０）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１１）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１２）ドナー１がＰ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１３）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣＮ；
（１４）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１５）ドナー１がＢ原子、ドナー２がＯ原子、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（１６）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（１７）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１８）ドナー１がＮ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（１９）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（２０）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（２１）ドナー１がＰ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＦ２ｑ＋１；
（２２）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣＮ；
（２３）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１；
（２４）ドナー１がＢ原子、ドナー２が−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）、アクセプターが−ＣｑＨ２ｑ＋１。
【００９８】
また、一般式（ＩＶ）で示される化合物のビナフチル部位のねじれ構造は、
【００９９】
【化２１】
2015105349.tif 000022
【０１００】
であってもよく、
【０１０１】
【化２２】
2015105349.tif 000023
【０１０２】
であってもよい。
【０１０３】
一般式（ＩＶ）で示される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【０１０４】
【化２３】
2015105349.tif 000024
【０１０５】
さらに、下記一般式（Ｖ）で表される化合物が挙げられる。
【０１０６】
【化２４】
2015105349.tif 000025
【０１０７】
［式中、Ａ８およびＡ９は、それぞれ独立に、Ｎ原子、Ｐ原子、またはＢ原子を示し、Ａ７およびＡ１０は、それぞれ独立に、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−、または
【０１０８】
【化２５】
2015105349.tif 000026
【０１０９】
（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）を示し、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は、それぞれ独立に、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示し、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは、それぞれ独立に０〜６の範囲の整数である］。
【０１１０】
ｅ、ｆ、ｇおよびｈは同じであってもよく、異なっていてもよい。それぞれ独立に０〜６、好ましくは０〜２、より好ましくは０〜１の範囲の整数である。ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは同じであってもよく、異なっていてもよい。製造の容易性の観点点からは、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは同じであることが好ましいが、凝集抑制の観点からは、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎが異なることが好ましい場合もある。
【０１１１】
また、一般式（Ｖ）で示される化合物のビナフチル部位のねじれ構造は、
【０１１２】
【化２６】
2015105349.tif 000027
【０１１３】
であってもよく、
【０１１４】
【化２７】
2015105349.tif 000028
【０１１５】
であってもよい。
【０１１６】
一般式（Ｖ）で表される化合物の具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【０１１７】
【化２８】
2015105349.tif 000029
【０１１８】
一般式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される化合物の合成方法は特に限定されず、公知の方法を用いて合成することができる。一般式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される化合物の合成方法としては、例えば光延反応を利用した方法を挙げることができる（特許文献１も参照）。
【０１１９】
＜その他の化合物の例示＞
アモルファス性のアゾベンゼン誘導体化合物としては、上記の他に、例えば以下に示す化合物が挙げられる。
【０１２０】
【化２９】
2015105349.tif 000030
【０１２１】
また、本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物のその他の態様として、上述のアゾベンゼン誘導体構造とアモルファス性を示す構造とが連結されている化合物が挙げられる。アモルファス性を示す構造の例としては、例えば、Shirota, Y., J. Mater. Chem., 15 , 75-93 (2005)に記載されている構造およびShaw H. Chen et al., Adv. Mater. 8, No.12, 998-1001 (1996)に記載されている液晶性化合物の構造における、置換基Ｒにおけるアルキル基が、−（ＣＨ２）ｎ−（ｎ＝０〜３）である化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２２】
また、本発明に係る光異性化材料に含まれる化合物としては、上述のアゾベンゼン誘導体化合物またはアゾベンゼン誘導体構造を含む化合物以外の化合物も本願発明に包含される。
【０１２３】
好ましい化合物の一例としては、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物（ＲＢＤＲ１；(R)-2,2'-Bis[2-{4'-(4-nitrophenylazo)phenylethylamino}ethoxy]-1,1'-binaphthyl）が挙げられる。この化合物は、商用可視光源でよく用いられる〜６００ｎｍの波長に感度を有している。
【０１２４】
【化３０】
2015105349.tif 000031
【０１２５】
（微粒子）
本発明に係る光異性化材料において、上述した化合物は、アモルファス性の微粒子を形成している。当該化合物をアモルファス性の小さな粒子としてポリマー中に分散させることによって、当該化合物のみから構成される材料の有する機能性を維持しながら、大面積、易加工性および高効率性を有する材料となる。ここで、微粒子の一例では、粒径が１μｍ未満の粒子を意味している。また、アモルファス性の微粒子は、微粒子内に複数の分子がアモルファス状態で存在しており、微粒子全体がアモルファス性を有している。微粒子は、粒子の大きさが小さければ小さいほど光散乱が抑制される。したがって、光異性化材料における微粒子の粒径は、光散乱が抑制されるという観点から、動的光散乱法で測定した場合に、平均粒径が１５０ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。このように小さい粒子を用いることにより、光異性化材料に照射した光の透過性が高まるため、厚みのある材料を実現可能になる。
【０１２６】
さらに、本発明の微粒子は、後述する光透過性のポリマーに分散されている。ここで、分散されているとは、一つの相になっている物質（光透過性のポリマー）中に、他の物質が微粒子の状態で散在しているということを指す。分散状態の評価については、電気泳動動的光散乱装置等を用いた動的光散乱法によって測定することができる。また、粒子表面のゼータ電位が０ｍＶに近づくと粒子が凝集する。そのため、粒子表面のゼータ電位は分散性の指標となる。そのため、微粒子の表面電位を電気泳動動的光散乱装置等により測定することによって、溶液中の微粒子の分散性を評価することができる。例えば、光透過性のポリマーとして、微粒子の分散溶液に可溶なポリマーを用いる場合、ポリマーに分散された粒子表面のゼータ電位は、ポリマーを溶解させる前の微粒子の分散溶液における粒子表面のゼータ電位と同等である。従って、ポリマーに分散された微粒子表面のゼータ電位は、例えば、ポリマー溶解前の微粒子の分散溶液における微粒子表面のゼータ電位を測定することによって評価することができる。
【０１２７】
また、粒子表面のゼータ電位が０ｍＶに近づくと粒子が凝集する。そのため、粒子表面のゼータ電位は、絶対値が大きいほど分散性が高いため、好ましい。微粒子の表面のゼータ電位の絶対値は、１０ｍＶ〜７０ｍＶが好ましく、２０ｍＶ〜７０ｍＶがより好ましく、５０ｍＶ以上であることが特に好ましい。
【０１２８】
本発明に係る光異性化材料において、ポリマーに対する微粒子の濃度は、ポリマーおよび化合物の種類、または用途に応じて適宜設定されるが、例えば０．０１重量％〜５０重量％であることが好ましく、１重量％〜２０重量％であることがより好ましい。
【０１２９】
（ポリマー）
本発明に係る光異性化材料に含まれるポリマーは、光透過性である。ここで、光透過性とは、可視光または紫外光を透過する性質を指している。ポリマーは透明であるものであればよく、用途に応じて、適宜選択される。本発明において、光透過性のポリマーは、加工の容易性を付与し、化合物の光学濃度を調製するためのホストとして機能する。ポリマーの分子量は１０,０００〜１,０００,０００であることが好ましく、１００,０００〜１,０００,０００であることがより好ましい。また、光異性化材料の用途に応じて、所望の性質（例えば、硬度、難燃性、可撓性、易加工性および導電性等）を有するポリマーを選択し得る。
【０１３０】
光透過性のポリマーの例として、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。また、２種類以上のモノマーを共重合させたポリマーであってもよい。さらに、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの、工業用に使用されるプラスチックなども挙げられる。また、光重合性ポリマーまたは熱重合性ポリマーなどの、光または熱などの外部刺激によってモノマーが重合することによって重合されるポリマーであってもよい。また、本発明の光異性化材料において微粒子はポリマーに化学的に結合されていてもよく、広範な種類からポリマーを選択することができる。
【０１３１】
また、ポリマーは、後述のように、上述の化合物の貧溶媒に溶解可能であるものが好ましい場合がある。
【０１３２】
なお、化合物がアゾベンゼンである場合、好ましいポリマーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。また、化合物がＲＢＤＲ１（式（ＶＩ））である場合、好ましいポリマーとしては、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセタールおよびポリビニルブチラール等が挙げられる。
【０１３３】
ポリマーを面積および厚さに設定することにより、所望の面積および厚さを有する光異性化材料を得ることができる。ポリマーを面積は、例えばφ１ｍｍ〜φ１００ｍｍとすることができる。また、ポリマーを厚さは、例えば０．０００１ｍ〜５ｍｍとすることができる。
【０１３４】
また、本発明の光異性化材料は、光異性化によって屈折率変化が生じる、光応答性を持つ成形品でありうる。より具体的には、光異性化材料は、微粒子分散型ポリマーフィルムの態様であり得る。また、記録再生用途によっては、材料表面の光散乱が小さければよいため、球状体もしくは多面体の微粒子分散型ポリマー、または他の材料への微粒子分散型ポリマーコーティング膜の態様もあり得る。微粒子分散型ポリマーフィルムは、例えば、膜厚１００ｎｍ〜０．５ｍｍのフィルムが挙げられる。また、フィルム、球状体もしくは多面体またはコーティング膜における微粒子の分散度は重量濃度０．０１重量％〜２０重量％のものが挙げられる。
【０１３５】
このように、本発明の光異性化材料では、ポリマーの種類およびサイズを自由に選択することができるため、多様な用途に使用することができる。
【０１３６】
（光異性化材料の動作原理）
以下に本発明の光異性化材料の動作原理について、図１および２を参照して説明する。
【０１３７】
図１は、微粒子化する前のアゾベンゼン構造の光照射に伴う構造変化を示す図である。図２は、微粒子化した化合物の光照射に伴う変化を示す図である。
【０１３８】
図１に示すように、アゾベンゼン構造は光照射によってトランス体からシス体へ可逆的な分子構造の変化が起こる。例えばトランス体へ光照射を行うことによって、シス体へと構造変化が起こり、熱的に、またはトランス−シス異性化に用いた光よりも長波長の光を照射すると、再びトランス体に変化することが知られている。トランス体へ戻る際の分子の遷移モーメントの方向はランダムである。この変化に基づき、光誘起屈折率変化が生じる。そして、図２に示すように、このようなアゾベンゼン構造を有している化合物の微粒子に、一定方向からの光照射を行うことによって、微粒子内の化合物を一定方向に配向させることができる（図２のＡ）。光照射された微粒子は、光透過性のポリマー内でそれぞれ配向状態を生じる。照射する光の波長を変えたり、干渉させて光が照射されない部分を生じさせたりすることで、配向の有無が異なる領域を光異性化材料に生じさせることができる（図２のＢ）。
【０１３９】
例えば、アゾベンゼン構造およびビナフチル構造を有するドナー・アクセプター型のアゾベンゼン誘導体化合物でＲＢＤＲ１（式（ＶＩ））は、有機ガラスとして単体成膜（ニートフィルム）を作製することが可能である。また、シス−トランスの異性化の応答が高速であるため、高速応答性を有する。そして、ニートフィルムの場合、このビナフチル構造が、立体構造変化を障害することにより、高いメモリ性を維持する。また、光学濃度が大きいため、比較的短い回折格子長を得る。一方、ＲＢＤＲ１を微粒子化せずに光透過性のポリマーに分散させてフィルムを作製した場合、ニートフィルムの場合の高速応答性は維持されるが、分子が分散されることによって、ＲＢＤＲ１の濃度が低下し、ニートフィルムにおいて見られたビナフチル構造による立体構造変化障害が消失するため、メモリ性が極度に低下または消失する。
【０１４０】
ここでメモリ性の高さは、回折光強度の大きさによって評価することができ、例えばホログラムにおける書き込み期間終了後の回折光強度の減衰の速度および割合によって、メモリ性を評価することができる。減衰曲線が緩やかであるほど、書き込み期間終了時点の回折光強度を長時間維持しており、メモリ性が高いことを意味している。
【０１４１】
また、高速応答性は、応答速度の速さとして評価することができる。
【０１４２】
これに対し、本発明の光異性化材料によれば、化合物を微粒子化した物を光透過性のポリマー中に分散しているため、化合物の光学濃度を調整することが可能である。そのため、長い回折格子長（ブラック領域）を実現可能である。また、化合物は微粒子中に集合しているため、メモリ性の低下が抑えられる。さらに、光透過性のポリマーに分散されているためにフィルムの厚さをより厚くすることができる。その結果、配向速度を高速化することができる。また、さまざまな光透過性のポリマーを選択することにより、光異性化材料として様々な用途に使用可能性が広がる。具体的には、光デバイス、情報記録媒体および情報処理媒体等に使用可能である。
【０１４３】
〔２．光デバイス〕
本発明に係る光デバイスは、上述した本発明に係る光異性化材料を含んでいる光異性化層と、当該光異性化層に光を照射する光照射装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする。以下に本発明に係る光デバイスの一実施形態について、図３を参照して説明する。
【０１４４】
本実施形態に係る光デバイス２００は、図３に示すように、光異性化層２１と、光照射光源（光照射装置）３１とを少なくとも備えてなる。光照射光源３１は、例えば干渉光照射光源であって、複数のレーザー光源を含んで構成されており、光異性化層２１上の任意の位置に、光を照射し、好ましくはレーザー光が干渉した干渉光を照射する。
【０１４５】
光デバイス２００が、干渉光などの光の照射によって光異性化層２１に記録された情報を信号として読み出す場合には、記録再生手段として読出し光照射装置３２と光検出器３３とをさらに備えていてもよい。読出し光照射装置３２は、記録された情報に応じた波長の読出し光を光異性化層２１に照射し、当該照射の結果生じた回折光（信号）を光検出器３３で検出する。
【０１４６】
光デバイス２００の種類は、光異性化変化を利用するあらゆるデバイスである。光デバイス２００は例えば、ホログラム装置等の画像表示装置、画像信号処理装置、動的ホログラム記録装置、動的ホログラム記録の媒体、および光記録媒体等であり得る。また、光デバイス２００は、例えば、情報処理、情報通信および光センシングの技術分野に利用することができる。
【０１４７】
〔３．情報記録媒体〕
本発明に係る情報記録媒体は、基板上に光異性化層を有する情報記録媒体であって、当該光異性化層は、上述した本発明に係る光異性化材料を含んでいることを特徴とする。
【０１４８】
本発明の情報記録媒体は、公知の方法で作製することができる。例えば、本発明の光異性化材料を含む液体を基板上に塗布し、次いで乾燥することによって、本発明の情報記録媒体を容易に作製することができる。塗布方法としては、公知の方法を用いることができる。中でも、スピンコート法を用いると、均一な薄膜を容易に形成することができる。こうして形成された光異性化層は、本発明の光異性化材料を含み、好ましくは本発明の光異性化材料からなるものであり、光に対して高い感度、高速応答および高メモリ性を示すことができる。
【０１４９】
上記基板としては、石英、ガラス、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネートおよびポリイミド等の公知の基板を用いることができる。
【０１５０】
上記光異性化層には、本発明の光異性化材料以外にも、公知の添加剤を添加することもできる。また、光異性化層の上に、例えば保護層等の更なる層を設けることも可能である。
【０１５１】
本発明の光異性化層の厚さとしては、１００ｎｍ〜１ｍｍが好ましく、１００ｎｍ〜０．５ｍｍがより好ましい。
【０１５２】
一実施形態において、光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、光異性化層の厚さは、１００ｎｍ〜０．１ｍｍが好ましく、１μｍ〜０．１ｍｍがより好ましい。
【０１５３】
一実施形態において、本発明の情報記録媒体に対して光照射を行うことによって、光異性化層に含まれる光異性化材料中の化合物のアゾベンゼン構造をトランス体からシス体へ変化させることができ、シス体からトランス体へ戻る際の遷移モーメントの変化を利用して情報の記録を行うことができる（図２も参照）。さらに、この情報記録媒体を加熱するか、または、ランダムな偏光をもつ光で一様照射することにより、遷移モーメントの変化をリセットすることができる。本発明の情報記録媒体は、このようにアゾベンゼン構造の異性化を起こすことにより、情報の記録、書き換えを容易に行うことができる。
【０１５４】
光記録に用いる光としては、光異性化層に含まれる化合物の吸収ピーク付近の波長の光を用いることが好ましい。照射する光の波長は、例えば３００〜７００ｎｍとすることができる。例えば光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、照射する光の波長は３５０〜６５０ｎｍとすることができる。
【０１５５】
また、上述の光デバイスまたは光記録媒体は、一実施形態において、光異性化材料中の化合物としてＲＢＤＲ１を用いる場合、一例として光に対する吸収係数が、１／ｃｍ〜２００／ｃｍであり、応答速度は、０．００１秒〜１０秒であるものが挙げられる。また、光照射後から１秒後の光強度が５０％のメモリ性を備えた光記録媒体が実現可能である。
【０１５６】
〔４．書き込み方法〕
本発明はまた、上述の光デバイスまたは情報記録媒体へ情報の書き込みを行う書き込み方法であって、上記光異性化層に、上記光異性化材料が一定の配向を生じる波長の光を照射する工程を含んでいることを特徴とする、書き込み方法を提供する。
【０１５７】
書き込み光強度は、例えば５００ｍＷ／ｃｍ2であることが好ましく、１３００ｍＷ／ｃｍ2であることがより好ましい。また、書き込み光の照射時間は、０．０１秒以上で１０秒以下であることが好ましく、０．０１秒以上で１秒以下であることがより好ましく、０．０１秒以上で０．５秒以下であることが特に好ましい。また、書き込み時に照射する光の波長は、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、書き込み光は、干渉光を照射することが好ましい。
【０１５８】
本発明の書き込み方法によれば、書き込み期間において照射された光により、生じた光異性化率変化は、書き込み期間の終了後も長期間維持される。
【０１５９】
また、加熱するか、またはランダムな偏光を持つ光で一様照射することによって記録の削除を行うことができる。削除時の照射光は、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍである。このように照射する光の波長を変えることにより、書き込みおよび削除を繰り返し行うことができる（図２も参照）。
【０１６０】
また、化合物としてＲＢＤＲ１が含まれる光異性化材料を用いる場合、書き込み時に照射する光の波長は、例えば、５００ｎｍ〜５５０ｎｍであり、削除時の照射光は、例えば、５００ｎｍ〜５５０ｎｍである。
【０１６１】
〔５．光異性化材料の製造方法〕
本発明に係る光異性化材料の製造方法は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする微粒子化工程と、上記微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる分散工程と、を含んでいることを特徴とする。
【０１６２】
上記化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を分子中に有していることが好ましい。
【０１６３】
【化３１】
2015105349.tif 000032
【０１６４】
［式中、Ａは、Ｎ原子、Ｐ原子、Ｂ原子、Ｏ原子、Ｓ原子、−ＯＯＣ−、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２−、−ＣＯＯＮＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＳＣＨ２−、−Ｎ（ＣｐＨ２ｐ＋１）−（但し、ｐは０〜１０の範囲の整数である）、または
【０１６５】
【化３２】
2015105349.tif 000033
【０１６６】
を示し、Ｘは、−ＮＨ２、−Ｈ、−ＣｑＦ２ｑ＋１、−ＳＣＨ３、−ＣｑＨ２ｑ＋１、−ＯＣｑＨ２ｑ＋１、−Ｆ、−Ｉ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＨ３、−ＣＯＣＨ３、−ＣＨＯ、−ＮＯ２、または−ＣＮ（但し、ｑは１〜１０の範囲の整数である）を示す］。
【０１６７】
一実施形態において、本製造方法において用いられる化合物は、上述の（化合物）の項目において記載した化合物が挙げられる。
【０１６８】
以下に各工程について説明する。
【０１６９】
（微粒子化工程）
本工程は、Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現する化合物を、アモルファス性の微粒子にする工程である。
【０１７０】
上述の化合物の微粒子化の方法は、特に限定されない。微粒子化の方法としては、例えば、再沈法、超音波を印加する方法および気相法等の方法が挙げられる（参考文献：特開２００４−９１５６０、特開２００６−３１２１３０）。再沈法は、加熱下または真空条件下で行う必要がない。そのため、材料の構造変化等に対する熱または気圧の影響を考慮する必要がないという観点において好ましい。
【０１７１】
また、再沈法は、上記化合物を、当該化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、当該化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、当該溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいる方法である。すなわち、本発明に係る製造方法の一実施形態において、微粒子化工程は、上記化合物を、当該化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液を作製する工程と、当該化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、当該溶液を、攪拌条件下で注入する工程と、を含んでいる。
【０１７２】
再沈法によれば、良溶媒に化合物が溶解された溶液を貧溶媒に注入した後に、良溶媒が素早く貧溶媒中に拡散し混合されることによって、貧溶媒に溶解しない対象の化合物が速やかに再沈殿および析出する。その結果、当該化合物は微粒子となり、貧溶媒中に分散する。
【０１７３】
当該化合物は複数の分子が集合するとアモルファスになる性質を有するため、微粒子はアモルファス性となっている。また、微粒子化工程後の微粒子の粒径は、動的光散乱法で測定した場合に、例えば、１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましく、５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【０１７４】
さらに、微粒子の表面のゼータ電位の絶対値は、１０ｍＶ〜７０ｍＶが好ましく、２０ｍＶ〜７０ｍＶがより好ましく、５０ｍＶ以上であることが特に好ましい。
【０１７５】
以下に再沈法についてさらに詳細に説明する。
【０１７６】
＜化合物溶液の作製工程＞
本工程は、上記化合物に対しては良溶媒となる溶媒に溶解させて溶液（化合物溶液）を作製する工程である。
【０１７７】
化合物溶液を調製する環境の温度としては、常圧における溶媒の沸点までの温度〜溶媒の亜臨界または臨界となる温度が挙げられる。また、環流条件下でも良い。
【０１７８】
良溶媒とは、対象とする化合物の溶解度が大きく、当該化合物の溶解性が高い溶媒を指す。
【０１７９】
本発明に用いられる良溶媒は、対象とする化合物の種類によって適宜選択されるが、例えば、アセトン、水、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二硫化炭素、脂肪族系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒およびイオン性溶液等が挙げられる。また、本発明に用いられる良溶媒は、これらの２種以上の混合溶媒であってもよい。
【０１８０】
なお、水に不溶な化合物である場合は、アセトン、水、１，４−ジオキサン，Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒およびこれらの２種以上の混合溶媒等の、水に溶解する有機溶媒が用いられることが好ましい。
【０１８１】
また、水溶性の化合物である場合は、ヘキサン、シクロヘキサン、芳香族系溶媒、イオン性溶液、デカヒドロナフタレンおよびこれらの２種以上の混合溶媒等の溶媒を用いる場合がある。
【０１８２】
また、アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、１−メトキシ−２−プロピルアルコール、ブタンジオール、エチルヘキサノールおよびベンジルアルコール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ブチルセルソルブ、１，４−ジオキサンおよびブチルカルビトール等が挙げられる。芳香族系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびクレゾール等が挙げられる。脂肪族系溶媒としては、例えば、ヘキサンおよびペンタン、ヘプタンおよびオクタン等が挙げられる。ニトリル系溶媒としては、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよびプロパンニトリル等が挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシドおよびヘキサメチレンスルホキシド等が挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、テトラクロロエチレン、エピクロロヒドリンおよびクロロベンゼン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテート、酢酸ブチルおよび酢酸セロソルブ等が挙げられる。イオン性溶媒としては、例えば、１−ブチル―３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６−との塩、１−ブチルピリジニウム塩とＰＦ６−との塩、およびテトラブチルアンモニウム塩とＢｒ−との塩等が挙げられる。
【０１８３】
化合物溶液の濃度は、高密度の微粒子分散液を生産するという観点からすれば高いほど良いが、溶液の調製の容易性および生産性の観点から、０．００１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１００ｍｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｍｏｌ／Ｌがより好ましい。
【０１８４】
＜貧溶媒への化合物溶液の注入工程＞
本工程は、上述の工程に続いて、上述の化合物に対しては貧溶媒となる溶媒中に、上記化合物溶液を、攪拌条件下で注入する工程である。
【０１８５】
貧溶媒とは、対象とする化合物の溶解度が低く、当該化合物の溶解性の低い溶媒を指す。
【０１８６】
本発明に用いられる貧溶媒は、対象とする化合物の種類によって適宜選択されるが、例えば、アセトン、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二、水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族系溶媒、二硫化炭素、脂肪族系溶媒、ニトリル系溶媒、スルホキシド系溶媒、ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒およびイオン性溶液等が挙げられる。また、本発明に用いられる貧溶媒は、これらの２種以上の混合溶媒であってもよい。なお、上述の溶媒の具体的な例は、良溶媒において示した物と同様のものが挙げられる。
【０１８７】
また、２次粒子の生成を抑制するために、カチオン性、アニオン性、またはノニオン性の界面活性剤を添加してもよい。カチオン性の界面活性剤の具体例としては、アンモニウム型またはピリジニウム型等の、ＰＦ６−またはＣｌＯ４−塩等が挙げられる。また、アニオン性の界面活性剤の具体例としてはカルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型等のナトリウムおよびカリウム塩等が挙げられる。また、ノニオン性の界面活性剤の具体例としてはグリセリン脂肪酸エステル、脂肪アルコールエトキシレート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルおよびアルキルグリコシド等が挙げられる。
【０１８８】
貧溶媒の温度の条件としては、例えば温度化合物の溶液の温度よりできる限り低い温度であることが好ましい場合がある。また、常圧から亜臨界または超臨界条件の範囲を選択できる。貧溶媒の注入速度の例としては、例えば貧溶媒１０ｍＬ〜２００ｍＬに対して、注入溶液（１００μＬ〜５ｍＬ）の場合、１００μＬ／秒〜５０ｍＬ／秒の注入速度が挙げられる。貧溶媒の撹拌を行う場合、２次粒子の生成などの抑制のために、乱流条件且つ回転攪拌機の場合５００±１５００ｒｐｍという条件下で行うことが好ましい。これらの条件を制御することにより、微粒子の形状および粒径を変えることができる。
【０１８９】
作製された微粒子は、動的光散乱法に基づいて電気泳動動的光散乱装置等を使用して粒径および形状の測定を行うことができる。また、分光光度計等を用いて微粒子分散液の吸光スペクトルを測定することにより、光吸収特性の評価を行うことができる。
【０１９０】
（分散工程）
本工程は、上述した微粒子化工程において作製されたアモルファス性の微粒子を光透過性のポリマー中に分散させる工程である。
【０１９１】
ポリマーは、上述の（ポリマー）の項目に記載したポリマーが好適に用いられる。上述の分散工程において、再沈法が用いられる場合は、ポリマーは貧溶媒に溶解可能なものが好ましい。
【０１９２】
ポリマーに対する微粒子の濃度は、ポリマーおよび化合物の種類、または用途に応じて適宜設定されるが、例えば０．０１重量％〜２０重量％であることが好ましく、１重量％〜２０重量％であることがより好ましい。
【０１９３】
本工程の一実施形態では、まず、ポリマーを上述の微粒子化工程において得られた微粒子分散液中に溶解させ、微粒子およびポリマーが均一に分散・溶解する微粒子分散型ポリマー溶液を作製する。次いで、微粒子分散型ポリマー溶液を、例えば、基板上に塗布したり、型に流し込んだりする。このとき、所望の面積および厚みを有するように液量を調整すればよい。その後、乾燥して溶媒を除去することにより、微粒子がポリマー中に分散した状態となる。なお、ポリマーを上記化合物に対して貧溶媒となる溶媒に溶解させたポリマー溶液を作製し、それを微粒子分散液と混合して、微粒子分散型ポリマー溶液を作製してもよい。
【０１９４】
本発明の製造方法によれば、本発明の光異性化材料を好適に製造することができる。
【０１９５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【０１９６】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらなる詳細を説明する。
【０１９７】
〔実施例１：ＲＢＤＲ１微粒子の作製〕
（材料）
Ｗｅｉｇｅｒｔ効果を発現するアゾベンゼン誘導体化合物ＲＢＤＲ１を用い、良溶媒としてはアセトンを用い、貧溶媒としては水を用いた。
【０１９８】
（ＲＢＤＲ１の微粒子化方法）
微粒子作製方法として再沈法を用いた。再沈法は、勢いよく撹拌した多量な貧溶媒中に分子を溶解させた良溶媒を滴下することによって、良溶媒が貧溶媒中へ拡散し、その結果溶質分子が溶媒中に再沈澱するという現象を利用した方法であり、有機化合物を微粒子化するためにしばしば用いられる（Jpn. J. Appl. Phys. 31, L1132-L1134, (1992)）。
【０１９９】
ＲＢＤＲ１を、良溶媒であるアセトンに溶解し、１重量％の溶液を作製した。つづいて、貧溶媒である水１００ｍＬに、ＲＢＤＲ１溶液１ｍＬを滴下することによって、ＲＢＤＲ１が微粒子化して分散した、微粒子分散液を得た。
【０２００】
図４は、微粒子分散液に照射されたレーザー光の散乱の有無を示す図である。図４の左側の溶液は、微粒子化していないＲＢＤＲ１のアセトン溶液（コントロール）である。右側の溶液は、ＲＢＤＲ１の微粒子分散液である。
【０２０１】
図４に示されているように、レーザー光を照射すると、コントロールでは光散乱が起こらないために、レーザー光の散乱は観察されないが、微粒子分散液では、溶液中に微粒子が分散して存在しているために、レーザー光が散乱されながら照射方向へ透過することが確認された。
【０２０２】
（ＲＢＤＲ１微粒子の性質決定）
次に、作製された微粒子の粒径を電気泳動動的光散乱装置（ＥＬＳ-Ｚ２、大塚電子）を用いた動的光散乱法によって測定した。なお、動的光散乱法の測定条件は、光源として、赤色半導体レーザーを用い、測定回数は７０回とし、測定温度は２５℃であった。結果を図５に示す。図５は、動的光散乱法による微粒子粒径分布の測定結果を示す図である。左側の縦軸は、散乱強度分布（％）を示し、右側の縦軸は、累積頻度分布（％）を示す。また、横軸は、粒径（ｎｍ）を示す。図５に示されているように、作製した微粒子分散液は、平均粒径１２０ｎｍの単分散溶液であった。
【０２０３】
また、粒子表面のゼータ電位の絶対値が０ｍＶに近づくと、粒子が凝集しやすくなる。そのため、粒子表面のゼータ電位は分散性の指標となる。そこで、微粒子の表面電位を電気泳動動的光散乱装置（ＥＬＳ−Ｚ２、大塚電子）により測定した。その結果、得られた微粒子表面のゼータ電位は約−５０ｍＶであった。このことは、溶液中の微粒子は、高い分散性を有していることを示している。
【０２０４】
以上のことから、微粒子の粒径は、再沈法において用いた溶液の濃度、および滴下条件によって制御可能であり、これらの条件を調整することによって、平均粒径が、３０〜２００ｎｍの微粒子が単分散で得られることが分かった。
【０２０５】
次に、ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計（shimadzu UV-3100、島津製作所）を用いて、上述のコントロールおよび作製した微粒子分散液の吸収スペクトルを測定した。結果を図６に示す。図６は、微粒子分散液の吸収スペクトルを示す図である。横軸は、吸収波長を示し、縦軸は、極大吸光波長における吸光度をそれぞれ１として規格化したときの吸光度を示す。
【０２０６】
図６に示されているように、微粒子分散液の吸収スペクトルは、コントロールの吸収スペクトルと比較して、吸収ピークが短波長側へシフトし、また、長波長側における吸光度が増加した。これらの変化は、いずれも微粒子化された光異性化材料に特徴的なものである。
【０２０７】
〔実施例２：フィルムの作製〕
（ＲＢＤＲ１を用いた各種フィルムの作製）
＜ニートフィルムの作製＞
ＲＢＤＲ１のニートフィルムは参考文献（J. Phys. Chem. B, 114, 1227-1232 (2010)）に示されている作製法に従って作製した。溶媒としてクロロホルムを用い、ＲＢＤＲ１の１重量％溶液を作製した。作製した溶液を石英基板上にスピンコートすることによって、膜厚約３００ｎｍのニートフィルムを得た。コート条件は、１０００ｒｐｍ／３０秒であった。成膜されたニートフィルムには、〜１００℃でアニーリング処理を施した。
【０２０８】
＜分子分散型ポリマーフィルムの作製＞
分子分散型ポリマーフィルムは、公知文献に示されている作製法に従って作製した。ホストのポリマーとして、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、分子分散ポリマーを作製した。ＰＭＭＡは、光学的に透明なポリマーとして、しばしば光機能材料に用いられる。ＲＢＤＲ１およびＰＭＭＡの重量比は０．４重量％とし、溶媒としてシクロペンタノンを用いた。調製した溶液を、フィルター処理後、ガラス基板上にキャストし、５０℃で１晩真空加熱乾燥することによって、膜厚約２００ｎｍの分子分散型ポリマーフィルムを得た。
【０２０９】
（微粒子分散型ポリマーフィルムの作製）
ホストのポリマーとして、貧溶媒に可溶な水溶性ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）を用いた。ＰＶＢを貧溶媒に溶解した溶液を用い、そこに微粒子分散液を加えることによって、微粒子分散型ポリマー溶液を作製した。得られた微粒子分散型ポリマー溶液を、ガラス基板上にキャストし、〜５０℃で一晩真空加熱乾燥することによって、膜厚約２００ｎｍ、フィルムの光学濃度Ｏ．Ｄ．＝１の微粒子分散型ポリマーフィルムを得た。
【０２１０】
（作製したフィルムの吸収スペクトル）
図７は、微粒子分散型ポリマーフィルムの吸収スペクトルを示す図である。横軸は、吸収波長を示し、縦軸は、極大吸光波長における吸光度をそれぞれ１として規格化したときの吸光度を示す。
【０２１１】
図７に示されているように、微粒子分散液の吸収スペクトルと比較して、微粒子分散型ポリマー溶液を乾燥させた後の微粒子分散型ポリマーフィルムの吸収スペクトルにおいても、微粒子化に伴って特徴的にみられるピークの短波長側へのシフトが観察されることから、フィルムとして成膜した後もＲＢＤＲ１は微粒子形状を維持していることが推察された。
【０２１２】
〔実施例３：ホログラムにおける書き込みおよびメモリ性の評価〕
（非縮退４光波混合測定装置を用いた回折光強度の測定）
光異性化率変化の大きさは回折光強度の大きさによって評価することができる。また、ホログラムにおける書き込み期間終了後の回折光強度の減衰曲線を調べることによって、メモリ性を評価することができる。減衰曲線が緩やかであるほど、書き込み期間終了時点の回折光強度を長時間維持しており、メモリ性が高いことを意味している。
そこで、上記の通り作製されたフィルムのメモリ性の評価を、図８に示される非縮退４光波混合測定を用いて行った。図８はサンプルと各種光学系との配置関係の概略を表す。干渉光照射光源としてダイオードレーザー（Compass 315M、コヒレント社）を用い、波長５３２ｎｍの書き込み光を参照光Ｉ１（書き込み光（干渉光））と物体光Ｉ２（書き込み光（干渉光））との２つに分割し、交差角１０°でサンプルへ照射した。２光束の２等分線はサンプルの法線と一致する、垂直書き込み配置で行った。波長８３０ｎｍのプローブ光（読み出し光）Ｉｐを、レーザーダイオード（Newport、LPM830-30C）を用いてサンプルの後方より照射し、その回折光Ｉｄを光検出器（photo detector:ＰＤ）であるフォトダイオード（PDA100A、ソーラボ社）によって検出した。フォトダイオードの電圧出力は、ストレージオシロスコープ（WaveRunner 64Xi、Lecroy社）によってモニターした。ここで、入射光のビームの直径は約１ｍｍ、プローブ光のビーム直径は約１ｍｍとした。
【０２１３】
図８の右上の図は、図示した非縮退４光波混合測定装置を用いて回折光強度の測定を行った時の経時的な回折光変化の一例を示している。書き込み期間の開始地点と終了地点とをそれぞれ矢印で示している。横軸は、時間（秒）を示す。
【０２１４】
また、サンプルセルへの参照光Ｉ１および物体光Ｉ２の書き込み光強度はそれぞれ、６５０ｍＷ／ｃｍ2とした。書込み時の光強度の合計は１３００ｍＷ/ｃｍ2である。書き込み時間を０．１秒とし、その後約２０秒の回折光強度の減衰曲線を比較することでメモリ性を評価した。結果を図９に示す。
【０２１５】
（回折光強度の比較によるメモリ性の評価）
図９は、回折光強度の測定結果を示す図である。横軸は、書き込み開始からの時間（秒）を示している。縦軸は、書き込み終了時の回折光強度をそれぞれ１として規格化したときの回折光強度を示している。３つの曲線はそれぞれ、ニートフィルム、分子分散型ポリマーフィルムおよび微粒子分散型ポリマーフィルムの回折光強度の時間変化を示す。
【０２１６】
図９に示されているように、書き込み終了時間である０．１秒からの減衰を比較すると、分子分散型ポリマーフィルムでは、書き込み開始から１０秒後には約１％程度まで減衰してしまうことがわかる。一方、微粒子分散ポリマーフィルムではニートフィルムとほぼ同程度の回折光強度を維持していることから、ニートフィルムにおけるメモリ性と同程度のメモリ性能を維持していることが確認された。
【０２１７】
さらに、書き込み時の立ち上がり速度について比較してみると、ニートフィルムに対して微粒子分散型ポリマーフィルムでは、分子分散型ポリマーにおいて見られるような、高速な立ち上がりが確認された。これは、微粒子化に伴い、分子光配向に対する雰囲気の制約が緩和されたことを示している。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明は、光異性化材料を用いた光デバイス等に利用することができる。
【符号の説明】
【０２１９】
２１    光異性化層
３１    光照射光源（光照射装置）
２００  光デバイス
【図１】
2015105349.tif 000043
【図３】
2015105349.tif 000044
【図５】
2015105349.tif 000045
【図６】
2015105349.tif 000046
【図７】
2015105349.tif 000047
【図８】
2015105349.tif 000048
【図９】
2015105349.tif 000049
【図２】
2015105349.tif 000050
【図４】
2015105349.tif 000051