JP2701230B2 - 波長多重記録材料 - Google Patents

波長多重記録材料

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JP2701230B2
JP2701230B2 JP63116907A JP11690788A JP2701230B2 JP 2701230 B2 JP2701230 B2 JP 2701230B2 JP 63116907 A JP63116907 A JP 63116907A JP 11690788 A JP11690788 A JP 11690788A JP 2701230 B2 JP2701230 B2 JP 2701230B2
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォトケミカル・ホール・バーニング現象
を利用した高密度記録が可能な波長多重記録材料に関す
るものである。
〔発明の概要〕
本発明は、フォトケミカル・ホール・バーニング現象
を利用した光記録において、感光物質であるテトラフェ
ニルポルフィンにメトキシ基を導入して感度を高め、こ
れを光学的に透明な分散媒物質中に均一に分散させて記
録を行うことにより、高密度記録に不可欠な高速記録を
可能としたものである。
〔従来の技術〕
現在、高密度光記録媒体として広く普及しているもの
に、光ディスクがある。光ディスクへの記録は、直径数
μm程度の細さに絞った記録用レーザー光をディスクへ
照射することにより行い、情報は記録媒体の光学的濃度
の変化、あるいは記録媒体上へのピットの形成等の形状
変化をもって記録される。このため、1つのレーザー・
スポットにおいては、1ビットに対応した情報しか記録
することができず、記録密度の向上にも自ずと限界が生
ずる。
この記録密度の限界を打破するため、記録用レーザー
の波長を変化させることによって1スポット中に複数個
の情報を記録する、いわゆる波長多重記録の構想が生ま
れてきた。この波長多重記録の一方式として、たとえば
電子通信学会技術研究報告(CPM82−55,9〜16ページ)
にそれぞれ異なった波長の光に感光性を有する複数の物
質を含む記録組成物を使用する方法が報告されている。
この場合、1個のスポットに記録されうる情報の数は10
個未満である。
また、これとは別の波長多重記録方式としてフォトケ
ミカル・ホール・バーニング現象を利用する方式が知ら
れている。この記録原理は、たとえば特開昭53−99735
号公報にも記載されており、透明媒体に分散された感光
物質が極低温において示すひとつの広い吸収帯(以下、
不均一吸収帯と称す。)の中に、狭帯域のレーザー光を
照射して鋭い凹み(以下、ホールと称する。)を形成さ
せるものである。不均一吸収帯には、レーザー光の波長
を僅かずつ変化させることによって多数のホールを形成
することができる。理論的には一つの不均一吸収帯中に
102〜103個のホールが形成可能であると言われ、このホ
ールの有無をビット記録に利用すれば1スポット当たり
の情報量が飛躍的に増大するため、高密度記録方式とし
て有望視されている。
フォトケミカル・ホール・バーニングを示す感光物質
としては、ポルフィリン、クロリン、フタロシアニン、
キニザリン、テトラジン等に加え、クロロフィルやフィ
コシアニン等の色素タンパク質が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、一般に光化学反応においては、反応系に吸
収された光量子の数に対する反応した分子数の比、いわ
ゆる量子収量が重要な要素として認識されている。記録
感度を向上させるためには、この量子収量の優れた物質
を使用することが有利である。このことは、一定の強さ
の光源を使用した時にはより短時間の照射で同様の効果
が得られることを意味し、したがって高速記録が可能と
なる。しかし、フォトケミカル・ホール・バーニングに
おける光異性化反応は、多くの場合、励起三重項状態を
経由して進行すると考えられており、この過程が律速段
階となっているため、従来感光物質として検討されてき
た種々の物質にあっても高速性に問題があり、満足のい
く記録感度が達成されていなかった。さらにこれらの化
合物は記録信号の飽和等の問題を有しており、実用に耐
えるものではなかった。
そこで本発明は、高い記録感度を有し、記録飽和点の
高い波長多重記録組成物を提供することを目的とするも
のである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上述の従来の課題を解決すべく鋭意研
究を行った結果、本発明に至ったものであり、光学的に
透明な分散媒物質中にテトラフェニルポルフィンにメト
キシ基を導入した感光物質を均一に分散させたことを特
徴とするものである。
本発明において、感光物質として使用するメトキシ基
を導入したテトラフェニルポルフィンは、以下の一般式
(I)で表される。
(但し、式中Rはメトキシ基を表し、またk,l,m,nはそ
れぞれ1から5までの整数を表す。) テトラフェニルポルフィンに導入するメトキシ基は電
子供与性置換基であり、ハメットの経験則にもとづき置
換基定数σが負の値となる。
また、感光物質を分散させるための分散媒物質として
は、エタノール−メタノール系、テトラヒドロフラン、
グリセロール等の有機ガラス系、n−アルカンによる結
晶系媒体(シュポルスキー・マトリクス)、およびポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリ
メチルメタクリレート等の高分子樹脂などが使用可能で
ある。しかし、使用する感光物質の電子吸収領域内に吸
収をもたず、上記感光物質を均一に分散させることがで
き、かつ極低温において割れを生じないものであればこ
れらに限定されるものではない。
これら分散媒物質と感光物質とは、所定の比率で混合
分散され、波長多重記録材料とされるが、この場合の感
光物質の濃度は、分散媒物質に分散させたときに感光物
質の分子−分子間の相互作用が無視できるような割合に
設定すればよく、使用する感光物質および分散媒物質の
種類に応じて適宜選択できるものである。通常は、重量
比にして約1×10-4%以下程度に設定される。
上述の記録材料からなる試料を、例えば液体ヘリウム
等により極低温に冷却し、使用する感光物質に適した波
長を有するレーザ光を照射すれば、フォトケミカル・ホ
ールバーニング現象により波長多重記録が行われる。
〔作用〕
テトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィンを透明な
分散媒物質中に均一に希薄状態で溶解し、極低温に冷却
して吸収スペクトルを測定すると、溶媒との相互作用に
より個々の分子のエネルギー状態に微視的な差が生ずる
ために、一定の広がりを持った吸収帯、すなわち不均一
吸収帯が観測される。この状態のテトラ(4−メトキシ
フェニル)ポルフィンに狭帯域レーザー光を照射する
と、この波長に対応する分子のみがレーザー光を吸収す
るので、不均一吸収帯の中に1個のホールが生ずる。こ
の物質は、ベンゼン環にメトキシ基を持たないテトラフ
ェニルポルフィンに比べて記録感度が向上しており、こ
れはメトキシ基の導入により反応中心の窒素原子上の電
子密度が増大し、プロトンの移動が容易になっているた
めであると推定される。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実験結果に基づいて説明する
が、本発明がこの実験例に限定されるものでないことは
言うまでもない。
実験例1 本実験例は、電子供与性置換基としてメトキシ基をベ
ンゼン環のパラ位に有するテトラ(4−メトキシフェニ
ル)ポルフィンを感光物質として使用し、単一波数にお
けるホール相対深さを観測した例である。
本実験例で使用する波長多重記録組成物は、電子供与
性置換基としてメトキシ基をベンゼン環のパラ位に有す
るテトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィンであり、
以下の構造式(II)で表される。
この物質を、まずポリメチルメタクリレートに重量比
にして1×10-4%添加した試料を作成した。この試料を
4Kに冷却したのち、発振波数15320.9cm-1(波長6527
Å)、発振エネルギー0.2mW/cm2の色素レーザーを用い
て記録を行った。ベンゼン環に置換基を有しないテトラ
フェニルポルフィンについても同様の実験を行い、両者
を比較した結果を第1図に示す。縦軸はホール相対深さ
を示し、横軸は吸収光量を対数目盛にて示す。ここで、
ホール相対深さとは、ホールの形成による吸光度の減少
を、フォトケミカル・ホール・バーニングを生ずる前の
吸光度に対する割合(%)として表した値であり、記録
速度の尺度として使用することができる。また、黒丸の
プロットはテトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィン
の感度曲線(I)を、白丸のプロットはテトラフェニル
ポルフィンの感度曲線(II)をそれぞれ示す。この図に
よると、たとえば6%のホール相対深さを得るために必
要な吸収光量はテトラ(4−メトキシフェニル)ポルフ
ィンの場合0.25mJであり、本実験の観測範囲においては
完全な記録飽和に達しておらず、ホール相対深さでみた
場合に15%以上の記録感度を得ることが可能であること
がわかった。これに対し、テトラフェニルポルフィンの
場合は同じく6%のホール相対深さを得るために必要な
吸収光量は1.5mJであり、ホール相対深さ約10%におい
て記録飽和が生じている。また図には示していないが、
ベンゼン環に電子吸引性置換基としてフッ素原子を導入
したテトラ(ペンタフルオロフェニル)ポルフィンの場
合は、同じく6%のホール相対深さを得るために必要な
吸収光量は約100mJである。したがって、ホール相対深
さ6%において比較した場合、テトラ(4−メトキシフ
ェニル)ポルフィンは、テトラフェニルポルフィンに比
べて6倍、またはテトラ(ペンタフルオロフェニル)ポ
ルフィンに比べて400倍も記録感度に優れており、ま
た、記録飽和の生じ得るホール相対深さが大きいことか
らS/N比の良い記録が可能であることがわかった。
実験例2 本実験例は、前述の実験例1と同じく感光物質として
テトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィンを使用し、
いわゆる高分子キャスト法によってプレート状の試料を
調製し、この試料に対して色素レーザーの発振波数を変
化させながら波長多重記録を行った例である。
まず、分子量9×104のポリメチルメタクリレートを
適当量のアセトンに溶解し、テトラ(4−メトキシフェ
ニル)ポルフィンをポリメチルメタクリレートに対して
10-4モル/kg(約10-2重量%)となるように添加した。
続いて溶媒のアセトンを蒸発除去し、厚さ約1mmのプレ
ートを作成した。このプレートから小片を切り取って試
料とし、クライオスタット中にセットした。この試料
に、アルゴンイオンレーザー励起の連続発振色素レーザ
ーを光源として波長多重書き込み実験を行った。ここ
で、レーザー発振波数と波形はフォトダイオードアレイ
を用いて調整し、15400.0〜15750.0cm-1の波数領域(64
93〜6349Åの波長領域)においてほぼ3.3cm-1間隔で色
素レーザーの発振波数を100とおりに変化させた。1回
のレーザー照射は光強度1.2mW/cm2にて10秒間行った。
この実験により得られたテトラ(4−メトキシフェニ
ル)ポルフィンの吸収スペクトルを第2図に示す。図
中、縦軸は光電子増倍管出力(mV),横軸は波数(c
m-1)をそれぞれ表す。この図より、ひとつの不均一吸
収帯中に各レーザー波数に対応して100本のホールが形
成されていることが明らかである。また、S/N比を劣化
させる要因となるサイドホールやアンチホール等も顕著
には現れていないことから、この系における感光物質と
分散媒物質との相互作用の強さが適当に選ばれているこ
とがわかる。
〔発明の効果〕
従来、フォトケミカル・ホール・バーニングに使用さ
れている波長多重記録材料は、高速記録に不可欠の要件
である記録感度が低く、また記録飽和が早い時点で起こ
るのでS/N比が大きくとれない等の欠点があり、実用に
耐え得るものではなかった。本発明では、感光物質とし
てテトラフェニルポルフィンのベンゼン環にメトキシ基
を導入したテトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィン
を使用することにより、記録感度の大幅な向上が達成さ
れ、高速記録が可能となり、またS/N比が改善された。
【図面の簡単な説明】
第1図は、テトラ(4−メトキシフェニル)ポルフィン
とテトラフェニルポルフィンの記録感度の吸収光量依存
性を示す特性図であり、第2図はテトラ(4−メトキシ
フェニル)ポルフィンを感光物質とする波長多重記録材
料に対して波長多重記録を行った際の吸収スペクトル図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸 順悦 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 審査官 秋月 美紀子 (56)参考文献 特開 昭61−32051(JP,A) 特開 平1−287560(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学的に透明な分散媒物質中に、テトラフ
    ェニルポルフィンにメトキシ基を導入した感光物質を均
    一に分散させてなる波長多重記録材料。
JP63116907A 1987-05-27 1988-05-16 波長多重記録材料 Expired - Lifetime JP2701230B2 (ja)

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JP62-128350 1987-05-27
JP12835087 1987-05-27

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