JP2832113B2 - 光メモリー素子 - Google Patents

光メモリー素子

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JP2832113B2 JP4249717A JP24971792A JP2832113B2 JP 2832113 B2 JP2832113 B2 JP 2832113B2 JP 4249717 A JP4249717 A JP 4249717A JP 24971792 A JP24971792 A JP 24971792A JP 2832113 B2 JP2832113 B2 JP 2832113B2
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフォトクロミック記録層
をもつ光メモリー素子に関する。
【0002】
【従来の技術】光照射により可逆的な光変化を生じるフ
ォトクロミズム現象は、ハロゲン化銀、フルギド系化合
物、アゾベンゼン系化合物、スピロピラン系化合物、ジ
アリルエテン系化合物等において知られており、古くか
ら研究開発されてきた。また同時に多くのフォトクロミ
ズムの応用が試みられてきた。近年、光メモリー素子へ
のフォトクロミズムの応用が特に多く試みられている。
例えばポリスチレン等の非晶性高分子薄膜中にフォトク
ロミック化合物を分散させた系、特開昭64−8768
4号明細書にあるようなフォトクロミック化合物の蒸着
膜系、あるいはフォトクロミック化合物のLB膜系等を
列記できる。これらのフォトクロミック記録層は光照射
による光変化である着色反応を生じ、それに伴う反射
率、または透過率の変化を情報記録手段として用いてき
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらのフォトクロミ
ック薄膜はすべて固体中、あるいは固体薄膜中にフォト
クロミック化合物が分散している状態であり、これは記
録を安定させるためにフォトクロミック化合物を定位置
に固定する必要があるからである。しかしながら、その
ためフォトクロミック化合物の分子運動は著しく制限さ
れ、溶液中に比べて薄膜中ではフォトクロミズムを呈し
にくい。 そこで、フォトクロミズムを大きくするため
に以下の様な方法が考えられている。
【0004】第1の方法は、単位面積当たりのフォトク
ロミック化合物濃度を増加するために、フォトクロミッ
ク化合物の蒸着膜を用いることである。しかし、この方
法では、真空装置を要するため光メモリー媒体の作製に
コストがかかる。
【0005】第2の方法は、フォトクロミック化合物が
分子運動しやすい環境を与えるために、周囲の高分子バ
インダーを何らかの方法で記録時のみ軟化する方法であ
る。具体的な方法として、加熱用の近赤外光を記録光と
同時に照射する二波長光同時照射法を用いることであ
る。しかし、この方法では光メモリー媒体の作製は低コ
ストであるが、複雑な記録システム光学系が必要にな
り、情報関連機器のダウンサイジングに相反し、システ
ムの作製にコストがかかるのも難点である。
【0006】第3の方法は、第2の方法と同様、周囲の
高分子バインダーを軟化することであるが、具体的方法
は高出力記録光によるバインダーの加熱である。しか
し、この方法でも高出力記録光源を要するためシステム
のダウンサイジング及び低コストシステムの作製が難し
くなる。また、高出力記録光はフォトクロミック化合物
そのものを劣化させる問題点もある。
【0007】本発明は以上の様な問題点を解決するため
に、低出力光でも大きなフォトクロミズムが発現するよ
うな方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載に
係る光メモリー素子は、記録材料として、光照射による
可逆的な色調変化を生じるフォトクロミック化合物を用
いて形成されてなる記録層と、該記録層と隣接して色素
を含有する光吸収層と、を備えてなる光メモリー素子に
おいて、前記記録層は前記フォトクロミック化合物を非
晶質な高分子バインダー中に分散されてなり、前記光吸
収層は前記色素を水溶性の高分子バインダー中に分散さ
れてなり、さらに前記色素は光吸収極大が前記記録層を
構成しているフォトクロミック化合物の書き込み波長付
近である特性を有することを特徴とする。
【0009】
【0010】本発明の請求項2記載に係る光メモリー素
子は、前記請求項1記載に係る光メモリー素子におい
て、光吸収層として色素の蒸着膜を用いてなることを特
徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、光照射による可逆的な色調変
化を生じるフォトクロミック化合物を非晶質な高分子バ
インダー中に分散して形成されてなる記録層に隣接し
て、光吸収用色素を含み、該色素を水溶性の高分子バイ
ンダー中に分散されてなる光吸収層を設け、該色素は光
吸収極大が記録層を構成しているフォトクロミック化合
物の書き込み波長付近である特性を有する材料である
とにより記録光照射領域にある光吸収層低出力記録
光で加熱、その熱が記録層をガラス転移点まで昇温さ
せることで非晶質な高分子バインダーを軟化し、高分
子バインダー中のフォトクロミック化合物が顕著なフォ
トクロミズムを呈しやすくなる。
【0012】
【実施例】(実施例1)本発明の光メモリー素子の実施
例について図1に基づいて述べる。図1において、1は
ガラス基板、2は記録膜、3は光吸収層、4は反射層で
ある。記録膜2において、フォトクロミック化合物には
化学式
【0013】
【化1】
【0014】で表される2-(1,2-シ゛メチル-5-メトキシ-3-イント゛リ
ル)-3-(2,4-シ゛メチル-5-シアノ-3-チオフェニル)-無水マレイン酸(以下化
合物Aという)を用いた。高分子バインダーとしては一
般式
【0015】
【化2】
【0016】であらわされる非晶質ポリオレフィンZE
ONEX280(日本ゼオン株式会社)を用いた。前記化
合物AをZEONEX中に0.5重量%の比で混合した
ものをキシレンに溶解し、ガラス基板1上に黄色のフォ
トクロミック記録薄膜2としてキャスト法を用いて作製
した。
【0017】上記記録薄膜2の上に形成した光吸収層3
のバインダーとして、一般式
【0018】
【化3】
【0019】のポリビニルアルコ−ル(PVA)を、光吸
収用の色素として構造式
【0020】
【化4】
【0021】のダイレクトファストイエローGC(カラ
ーケミカル事典、色素表pp612,No.9−1)を
用いた。PVA中にダイレクトファストイエローGCを
50重量%混合したものを蒸留水に溶解し、キャスト法
で作製した。
【0022】上記の構造の光メモリー素子にレンズで絞
った波長436nm、200WのUVランプを室温でガ
ラス面から照射すると光照射部の記録層の色調が目視で
黄色から緑色に変化した。
【0023】本実施例では光吸収層を作製する際の溶媒
には蒸留水を用いているが、これは光記録層を溶解しな
い溶媒であれば良い。また、溶媒に蒸留水を用いた場合
には、光吸収層のバインダー材料として、前記PVAの
他にポリアクリル酸、ヒドロキシプロピルセルロース、
メチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリ2ーヒ
ドロキシエチルアクリレート、ポリメタクリルアミド、
ポリメタクリル酸、ポリテトラメチレンエーテルグリコ
ール、ポリ酢酸ビニル等の水溶性高分子を用いることが
できる。さらに、溶媒を必要としない紫外線硬化樹脂を
用いても構わない。
【0024】光吸収色素は、吸収極大が書き込み波長付
近にあり、その吸収末端波長はフォトクロミック反応で
出現するバンドの吸収スペクトルと重ならないことが望
ましい。これは、書き込み波長を照射したときには、で
きるだけ効率良く光を吸収し熱に変換して吸収層の温度
を上げる必要があり、逆にフォトクロミック反応を示す
バンドで吸収があると、変色の効率が悪くなるからであ
る。
【0025】本実施例で用いたように記録波長が436
nmの場合は、光吸収色素として前記のダイレクトファ
ストイエローGC以外にも、ダイレクトファーストオレ
ンジ(カラーケミカル事典、色素表pp612,No.
9−2)、キノリンイエローWS(同 pp600,N
o.8−17)、クロシン(同 pp607,No.8
−40)、ミーリングイエローO(同 pp615,9
−11)、カチオンゴールデンイエローGL(同 pp
619,9−22)、カチオンオレンジR(同pp61
9,9−25)、カチオンレッドGTL(同 pp62
1,9−29)等の水溶性黄色色素を用いることができ
る。
【0026】(比較例)本実施例の比較例として、以下
のような実験を行った。試料として図2に示すような、
ガラス基板1上の記録膜2を用いている。この記録膜に
は実施例1と同様の材料を用いている。
【0027】この薄膜に室温下でレンズで絞った波長4
36nm、200WのUVランプを照射後、吸収スペク
トルを測定した。波長690nmにピークを持つフォト
クロミックバンドが僅かに観測されるが、その吸光度変
化は小さく目視で色調の変化を観測できるほど顕著では
ない。しかし、ホットプレート上でZEONEXのガラ
ス転移点140℃まで加熱昇温し、ZEONEXをガラ
ス状態からゴム状態へ変化させ140℃の温度の下で前
記UVランプを照射した後、室温で吸収スペクトルを測
定すると波長690nmにピークを持つフォトクロミッ
クバンドが観測され、目視で色調が黄色から緑色に変化
する事が確認できた。
【0028】図3に前記UVランプを室温下、及び14
0℃の温度の下で照射したときの吸収スペクトルを示
す。実線は室温の時の吸収スペクトルを、破線は140
℃に熱したときの吸収スペクトルを示す。この実験よ
り、実施例で用いた化合物Aは、室温での変色は顕著で
はないが、過熱した状態では目視でも確認できるほどの
変色が起こることが分かった。
【0029】(実施例2)図1の構造において、光吸収
層3としてダイレクトファストイエローGC蒸着膜を用
いた以外は実施例7と同じ光メモリー素子を作製した。
本実施例においても436nm、200WのUVランプ
照射で記録層の色調が室温で黄色から緑色に変化するこ
とが確認できた。
【0030】(実施例3)本実施例の構造を図4に示
す。実施例1との相違点は光吸収層3を記録層2の両側
に設けたことである。それぞれの層の材料は実施例1と
同様のものを用いた。本実施例においても、レンズで絞
った波長436nm、200WのUVランプを照射した
ところ記録層の色調が室温で黄色から緑色に変化するこ
とが確認できた。
【0031】(実施例4)本実施例の構造を図5に示
す。実施例1との相違点は反射層4および保護層5がな
いことである。記録層2と光吸収層3の材料は実施例1
と同じものを用いた。本実施例においても、レンズで絞
った波長436nm、200WのUVランプを照射した
ところ記録層の色調が室温で黄色から緑色に変化するこ
とが確認できた。
【0032】(実施例5)本実施例の構造を図6に示
す。実施例1との相違点は保護層5がないことである。
記録層2、および光吸収層3は実施例1と同じ材料を用
いた。記録層2はスピンコート法で膜厚0.7μm成膜
し、光吸収層は同じくスピンコート法で膜厚0.3μm
成膜した。その後、反射層4としてアルミニウムを蒸着
して形成した。本実施例においても、レンズで絞った波
長436nm,200WのUVランプを照射したところ
記録層の色調が室温で黄色から緑色に変化することが確
認できた。
【0033】
【発明の効果】本発明のフォトクロミック光メモリー素
子によれば、光照射による可逆的な色調変化を生じるフ
ォトクロミック化合物を非晶質な高分子バインダー中に
分散して形成されてなる記録層に隣接して、光吸収用色
素を含み、該色素を水溶性の高分子バインダー中に分散
されてなる光吸収層を設け、該色素は光吸収極大が記録
層を構成しているフォトクロミック化合物の書き込み波
長付近である特性を有する材料であることにより、記録
層をガラス転移点まで加熱することで可逆的な色調変化
が生じるフォトクロミズムを呈することができ、これは
各層の形成時及び記録時の加熱によって層間が溶解、融
解によって混合しない効果を有している。この結果、記
録光照射領域にある光吸収層に低出力光を照射して記録
層を加熱しても、従来よりも顕著なフォトクロミズムを
呈するようになり、良好な記録が可能な光メモリー素子
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光メモリー素子の構造を示す図であ
る。
【図2】本発明の他の光メモリー素子の構造を示す図で
ある。
【図3】2-(1,2-ジメチル-5-メトキシ-3-インドリル)-3
-(2,4-ジメチル-5-シアノ-3-チオフェニル)-無水マレイ
ン酸の室温下、および140℃の温度下での光吸収スペ
クトルである。
【図4】本発明の他の光メモリー素子の構造を示す図で
ある。
【図5】本発明の他の光メモリー素子の構造を示す図で
ある。
【図6】本発明の他の光メモリー素子の構造を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 基板 2 記録層 3 光吸収層 4 反射層 5 保護層 6 誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03C 1/76 351 G03C 1/76 351 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/24 C09K 9/02 G03C 1/00 G03C 1/73 G03C 1/76

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録材料として、光照射による可逆的な
    色調変化を生じるフォトクロミック化合物を用いて形成
    されてなる記録層と、該記録層と隣接して色素を含有す
    る光吸収層と、を備えてなる光メモリー素子において、前記記録層は前記フォトクロミック化合物を非晶質な高
    分子バインダー中に分散されてなり、 前記光吸収層は前記色素を水溶性の高分子バインダー中
    に分散されてなり、 さらに前記色素は光吸収極大が前記記録層を構成してい
    るフォトクロミック化合物の書き込み波長付近である特
    性を有する ことを特徴とする光メモリー素子。
  2. 【請求項2】吸収層として色素の蒸着膜を用いてな
    ることを特徴とする請求項1記載の光メモリー素子。
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