JP2938551B2 - 光学記録媒体 - Google Patents

光学記録媒体

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JP2938551B2 JP2276976A JP27697690A JP2938551B2 JP 2938551 B2 JP2938551 B2 JP 2938551B2 JP 2276976 A JP2276976 A JP 2276976A JP 27697690 A JP27697690 A JP 27697690A JP 2938551 B2 JP2938551 B2 JP 2938551B2
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、データもしくは画像等の情報を、高密度に
記録する光ディスク等に利用される光学記録媒体に関す
る。
従来の技術 従来、有機化合物を用いた書換え可能な光学記録媒体
として、フォトクロミック化合物を用いるものが知られ
ている。
この光学記録媒体の動作原理は、波長の異なる2種類
の光源によって可逆的に色の変化を生じるフォトクロミ
ック反応特性を利用しており、吸光度、透過率あるいは
反射率の変化を利用し、2値記憶するものである。
フォトクロミック物質が有機物質である場合には、光
学記録媒体の記録層として有機フォトクロミック化合物
を基板上へ形成する方法として、キャスト法、高分子分
散キャスト法、真空蒸着法、およびラングミュア−プロ
ジェクト法(以下LB法と略す)などが知られている。
発明が解決しようとする課題 従来提案されているキャスト法、高分子分散キャスト
法あるいは真空蒸着法で記録層を形成すると、溶液中で
良好なフォトクロミック反応を示していたフォトクロミ
ック化合物が、薄膜化した記録中において安定なフォト
クロミック反応を示さなくなる場合がある。
この原因としては、記録層中においてフォトクロミッ
ク化合物同士が結晶化を生じたり、フォトクロミック反
応を生じ難いある種の会合状態を形成していると考えら
れている。
また、このような結晶化もしくは会合状態を部分的に
生じたりすることにより、均一に分散されなくなり、光
学記録媒体として必要な特性の一つである均質な膜質を
提供できなかったりする場合も多い。
一方LB法は、記録層のフォトクロミック反応の制御性
や、成膜時の膜質あるいは膜厚の安定性などの特性に優
れている。
しかし、LB法が適用できるフォトクロミック化合物に
は、気水界面において単分子膜を形成するため、従来フ
ォトクロミック化合物自体に界面活性を付与する必要が
ある。
そのためにはフォトクロミック反応を示す分子構造自
体に、長鎖炭化水素鎖等を置換基として結合する必要が
ある。
したがって、LB法を光学記録媒体の記録層の製造方法
として利用する場合には、長鎖炭化水素鎖を有さないフ
ォトクロミック化合物や水溶性のフォトクロミック化合
物では、気水界面において安定な単分子膜の形成ができ
ない。このため、記録層の製造に対してフォトクロミッ
ク化合物の材料的な制限が存在するという課題があっ
た。
この課題を補うため、LB法の適用のできない化合物を
成膜する手段として、安定な単分子膜を形成するマトリ
クス分子とフォトクロミック化合物との混合膜として作
製する方法も従来提案されている。
しかしこのような混合膜では、マトリクス分子によっ
てフォトクロミック化合物が希釈されるため、単位面積
当りの光学密度が小さくなってしまい、大きな光学密度
を必要とする光記録媒体の製造には効率的ではない。
しかも、この混合膜の方法では、フォトクロミック化
合物が長鎖を有さないことによって、凝集するという課
題は依然として残存し、またフォトクロミック化合物相
とマトリクス相との相分離を生じたりしてやはり均質な
記録相が形成できにくい課題がある。
また、水溶性のフォトクロミック化合物の場合には、
混合単分子膜中から溶解してしまい、薄膜は形成された
としても肝心のフォトクロミック化合物はその薄膜中に
存在しない課題があった。
そのため、混合膜によるLB法でもやはり光学記録媒体
としての材料的な制限を解決できなかった。
本発明は係る従来の課題を克服するためになされたも
ので、アニオン性基を有するフォトクロミック物質を凝
集を引き起こさなく、均質な記録層を形成する記録媒体
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、アニオン性基を有するスピロピラン化合物
のフォトクロミック物質と、カチオン性界面活性物質と
がイオンコンプレックスを形成している化合物を記録層
中に含有した光学記録媒体で、係る従来の課題を解決す
るものである。
作用 アニオン性基を有するフォトクロミック物質とカチオ
ン性界面活性物質とのイオンコンプレックス形成を行な
うことによって、本来界面活性を持っていないフォトク
ロミック物質に界面活性を付与することが可能になり、
気水界面において安定なフォトクロミック化合物の単分
子膜を形成できる。それによって、適用した化合物の持
つ光学密度を有効に利用することができ、LB法を利用し
て均質な記録層の形成が可能になる。
また本発明の光学記録媒体は、フォトクロミック物質
が水溶性であったり、長鎖を有していないためにLB法を
適用できなかった化合物でも、アニオン性基を有すれば
記録層形成を可能にする。それ故に、LB法によっても製
造できる光学記録媒体としての適用が可能なフォトクロ
ミック化合物の種類を増やすことができる。
また界面活性物質とフォトクロミック物質とがイオン
コンプレックスを形成しているため、キャスト法や真空
蒸着法でも凝集を起こさずに均質な記録媒体が形成でき
る。さらに結着性高分子に分散した懸濁液をキャストす
る高分子分散キャスト法でも、イオンコンプレックスを
形成したフォトクロミック物質の結着性高分子に対する
相溶性が向上するため、凝集を起こさない。
実施例 本発明に適応されるフォトクロミック物質としては、
例えば1′,3′,3′−トリメチルスピロ[2H−1−ベン
ゾピラン−2,2′−インドリン]誘導体,エチル−β−
(3′,3′−ジメチル−6−ニトロスピロ[2H−1−ベ
ンゾピラン−2,2′−インドリン−1′−イル]−プロ
ペノエイト誘導体,3,3′−ジメチル−6−ニトロスピロ
[2H−1−ベンゾピラン−2,2′−ベンゾオキサゾリ
ン]誘導体,6′−メチルチオ−3,3′−ジメチル−8−
メトキシ−6−ニトロスピロ[2H−1−ベンゾピラン−
2,2′−ベンゾチアゾリン]誘導体等のスピロピラン系
誘導体,α−(2,5−ジメチル−3−フリル)−α′,
δ−ジメチルフルギド誘導体等のフルギド誘導体等が挙
げられる。
これらのフォトクロミック物質にはアニオン性基を導
入する手法としては、置換し易い場所に例えばスルホン
酸基,カルボキシル基,リン酸基等で置換して供され
る。なおこれら置換基は、必要に応じてフォトクロミッ
ク物質との間にアルキル基等のスペーサ物質を介しても
よい。
これらフォトクロミック物質の内スピロピラン系が、
フォトクロミック反応性の観点から好ましい。
中でも下記一般式で示される化学構造式を有するスピ
ロピラン系化合物は、フォトクロミック反応の安定性で
好ましい。
ここでXはプロトンもしくは第4級アルキルアミンで
ある。
R1は水素もしくは電子吸引性基であり、電子吸引性基
としては例えばニトロ基,カルボキシル基,アセチル
基,シアノ基等が挙げられ、中でもニトロ基が電子吸引
性の効果と置換反応が容易であることから最も一般的で
ある。
R2は水素もしくは電子供与性基であり、電子供与性基
としては例えばアルキルオキシ基,アミノ基,水酸基等
が挙げられ、中でもアルキルオキシ基が電子供与性の点
から好ましい。但しこのアルキル基はフォトクロミック
物質に両親媒性を与える目的で導入するものではないた
め、炭素鎖の長さは短いアルキル基でもよく、炭素数は
特に限定されるものではない。
また本発明に供されるカチオン性界面活性物質として
は、長鎖炭化水素基を有したアミン等が挙げられる。そ
の中でも例えばN,N−ジオクタデシル−N,N−ジメチルア
ンモニウムやピリジニウム基等を有する第4級アンモニ
ウム化したアミンが、安定性の観点で好ましい。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1 使用したアニオン性基を有するフォトクロミック物質
は、下記化学構造式で示すスピロピランAであり、N位
にスルホン酸基を有している。
この分子は、長鎖炭化水素鎖を持たず、従来はLB法の
適用ができなかった。さらにこのスピロピランAは、ス
ルホン酸基を有するため、水溶性である。
このスピロピランAは水溶液では約500nmに吸収極大
をもつ着色状態であり、逆フォトクロミズムを示した。
またエタノール中ではフォトクロミック反応を示し、紫
外線照射によって吸収極大波長約540nmに着色した。
カチオン性界面活性物質として、下記分子Bに示す第
4級アンモニウムのジオクタデシル−ジメチル−アンモ
ニウムを用いた。
カチオン性界面活性物質は、少なくとも1本の長鎖炭
化水素鎖をもつアミンやアンモニウムを使用した。特に
この分子Bのように自己組織的に2分子膜形成可能な界
面活性物質は、均質な薄膜を形成するため良質な記録層
を提供できる。
等モル量のスピロピラン化合物Aと界面活性物質Bを
有機溶媒中で混合し、イオン対形成を行なった。なお有
機溶媒としては、メチルアルコールとクロロホルムとの
等量の混合溶媒を用いた。
この溶液を展開溶液として使用し、単分子膜を形成し
た。水相は、イオン交換水を1回蒸留した純水を用い、
水温18℃とした。
気水界面における単分子膜の形成は、圧縮速度10mm/m
inで行ない、単分子膜の形成の確認は表面圧−面積特性
を測定して行なった。
第1図に、本実施例のスピロピランA単独の場合と、
スピロピラン化合物Aと界面活性物質である分子Bとの
イオンコンプレックスの場合との表面圧−面積特性を示
す。
スピロピラン化合物Aは単独では水溶性であるため、
単分子膜を形成することができないが、本発明によるカ
チオン性界面活性物質Bとのイオンコンプレックス形成
によって、気水界面での安定な単分子膜の作製が可能に
なった。
LB法による記録層の形成は、累積時の表面圧30mN/m、
累積速度10mm/minの条件で、石英板基板上に5層累積を
行なった。
製造した記録層の記録・消去特性の波長と吸光度との
関係を第2図に示す。
第2図に示したように、作製直後は第2図aのように
無色であるが、366nmの紫外線照射の照射時間によっ
て、第2図b(30秒照射),同図c(60秒照射),同図
d(120秒照射),同図e(300秒照射)に示したように
吸収極大波長約580nmの着色を示し、記録される。
さらに、色素レーザーによる580nmの光照射によって
吸光度が減少し、第2図aのように累積直後の状態まで
消去ができた。
この記録層の顕微鏡観察によると、この光学記録層は
安定なフォトクロミック特性を示すと共に、フォトクロ
ミック化合物Aを単独キャストした光学記録媒体と比較
してもより均質な膜質であった。
実施例2 実施例1のスピロピラン化合物Aと界面活性物質Bと
のイオンコンプレックス溶液に、このイオンコンプレッ
クスと等モルのステアリン酸溶液を加え、実施例1と同
様にして光学記録層を5層累積した。
このようにして成膜した光学記録媒体も、実施例1と
ほぼ同様の特性を示した。
混合膜の成膜には、ステアリン酸等の界面活性剤だけ
でなく、例えばオクタデカン等のスペーサ性の脂肪族炭
化水素も有効であった。
また、実施例1及び実施例2では光学記録層の堆積は
LB法で行なったが、本発明の光学記録媒体はLB法に限定
されるものではなく、基板上にイオンコンプレックスを
形成したフォトクロミック物質の溶液を、例えばスピン
コート法等で薄膜を形成させた後溶液を蒸発させる方法
でもよく、或はイオンコンプレックスを形成したフォト
クロミック物質と、例えばポリビニルアルコール,ポリ
メチルメタクリレート,ポリカーボネイト,ポリスチレ
ン等の結着高分子物質との溶液をスピンコート若しくは
ディップコート等の手法で成膜してもよい。
先ず以下に示すスピロピランC、スピロピランD及び
界面活性剤としてオクタデシルアミン(分子E)を用意
した。
実施例3 スピロピランCと分子Eとを等モル量エチルアルコー
ルに溶解させ、イオンコンプレックスを形成させた。
この溶液をスピンコーティング法を用いて、石英基板
上に記録層を成膜した。
スピンコーティング条件は、回転数2000rpmで20秒間
行い、記録層の膜厚は1μmであった。
記録層は成膜直後は無色であるが、紫外線照射によっ
て深い青色を呈し、吸収極大波長は約610nmで記録でき
た。また、色素レーザーによる610nmの光照射で、記録
した部分の消去が可能であった。
参考例1 スピロピランDと分子Eとを等モル量メチルアルコー
ルに溶解させ、イオンコンプレックスを形成させた。
この溶液を実施例3と同様にしてスピンコーティング
法で記録層を成膜した。
こうして成膜した記録層も、実施例3と同様な記録特
性を示した。
実施例4 先ず実施例1と同様にスピロピランAと分子Bとを用
い、イオンコンプレックス溶液を作成した。
この溶液にイオンコンプレックスとポリビニルアルコ
ールとの混合比が重量で1対1000となるように、ポリビ
ニルアルコールを溶解した。
この溶液をディップ法で、石英基板上に記録層を成膜
した。
成膜した記録層の膜厚は約2μmであり、記録特性は
ほぼ実施例1と同様であった。
このように、イオンコンプレックスを形成することに
より、結着高分子との相溶性が増し、良好な記録層が形
成できた。
なお、上記実施例はフォトクロミック物質としてスピ
ロピランの場合について述べたが、フルギド誘導体やア
ゾ誘導体等のフォトクロミック性を示す化合物でも、ア
ニオン性基を有していれば同様の効果があることを確認
している。
発明の効果 本発明は、アニオン性基を有するフォトクロミック物
質と、カチオン性界面活性物質とがイオンコンプレック
スを形成した化合物を記録層中に含む光学記録媒体であ
るため、記録層の膜質が均質で、凝集を引き起こさず、
良好なフォトクロミック反応を示す光学記録媒体を提供
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の表面圧−面積特性図、第2
図は本発明の光学記録媒体の記録層の記録・消去特性図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−26848(JP,A) 特開 平3−64745(JP,A) 特開 昭63−241543(JP,A) 特公 平1−22811(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03C 1/685

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アニオン性基を有するスピロピラン系化合
    物のフォトクロミック物質と、カチオン性界面活性物質
    とがイオンコンプレックスを形成している化合物を、記
    録層中に含む光学記録媒体であって、 前記スピロピラン系化合物が、下記一般式で示される化
    学構造を有することを特徴とする光学記録媒体。 但し、Xはプロトンもしくは第4級アルキルアミンで、
    R1は水素もしくは電子吸引性基、R2は水素もしくは電子
    供与基である。
  2. 【請求項2】カチオン性界面活性物質が、直鎖飽和炭化
    水素鎖を有するアミン誘導体であることを特徴とする請
    求項1に記載の光学記録媒体。
  3. 【請求項3】アニオン性基を有するスピロピラン系化合
    物のフォトクロミック物質と、カチオン性界面活性物質
    とがイオンコンプレックスを形成している化合物を、記
    録層中に含む光学記録媒体であって、 前記カチオン性界面活性物質が、直鎖飽和炭化水素鎖を
    有する第4級アンモニウムであることを特徴とする光学
    記録媒体。
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