JP3702210B2 - Optical recording medium - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射によって生じる光学特性の変化として情報を記録する光記録媒体に関し、特に、記録情報を示す光学特性の変化が、光照射によって発生する電荷の保持によって直接生成される光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
高密度画像など容量の大きなデータを記録可能な媒体として、光記録媒体が知られている。従来、光記録媒体としては、光磁気記録媒体や光相変化型媒体などが開発されているが、光記録媒体に記録可能な情報量の高密度化に対する要求は高まる一方である。
【0003】
このような光記録媒体に記録する情報量の高密度化を実現するための記録媒体として、ホログラフィックメモリが知られている。これは、光強度やその位相が二次元的に分布しているページデータと参照光とを干渉させ、記録層中にホログラムの形として情報を記録するものである。ホログラフィックメモリでは、記録層を厚くし、参照光の入射角や記録する位置をわずかに変化させて重なった領域に多数のホログラムを記録する。
【0004】
このようなホログラフィックメモリの記録媒体としては、これまでは無機物が検討されてきたが、近年、結晶材料の作製や特性制御の困難性を回避できるなどの理由から、有機高分子化合物を用いたフォトリフラクティブ媒体の開発が盛んになってきている(例えば、特開平9−22034号公報)。
【0005】
このフォトリフラクティブ媒体は、電荷発生剤、電荷輸送剤、トラップ剤および非線形光学材料とからなる記録層を有し、この記録媒体に互いに干渉しあう信号光と参照光とを照射することにより両光の干渉縞の形で記録層に情報が記録され、記録したときの参照光を記録層に照射することで、信号光と同じ空間的特徴をもつ再生光が再生される。
【0006】
具体的には、記録層の光が照射された部分では、電荷発生剤から電荷が発生し、この電荷を電荷輸送剤によって分離し、分離した電荷をトラップ剤で保持することで記録層内に内部電場を形成される。この内部電場によって非線形光学材料の屈折率が変化する結果、互いに干渉し得る光を照射すると、照射された光の強度パターンが前記記録層中に屈折率の変化となって記録される。
【0007】
従来の非線形光学材料としては、―CN基や―NO基を含むものが多く用いられ、これらの基を電場の方向に配向させることにより大きな屈折率変化を得ていた。しかし、これは、配向した状態が熱揺らぎなどのエネルギーにより変化した場合に、屈折率変化が大きく減少することを意味しており、このような配向緩和が記録寿命を制限する一因であった。
【0008】
一方、光記録媒体に記録する情報量の高密度化を実現するための別の記録媒体として、多層型光記録媒体が知られている(D.A. Parthenopulous and P.M. Rentzepis, Science vol 245, pp.843-844(1989))。これは、文献に開示されているように、一様な光記録媒体内の任意の位置に記録光を集光し、その焦点付近のみに光学特性の変化を起こし記録する方法であり、記録層と非記録層が交互に積層されたものとは異なる。
【0009】
このような多層型光記録媒体としても無機物が検討されてきた(例えば、Y. Kawata, H. Ishibashi, and S. Kawata, Opt. Lett. Vol 16, pp. 756-758, (1998))が、同様に、結晶材料の作製や特性制御の困難性を回避できることなどの理由から、近年、有機高分子化合物を用いたフォトリフラクティブ媒体の開発が盛んになってきている。フォトリフラクティブ媒体では、光学特性の変化は光強度に比例して変化するが、光強度に比例して変化するような記録媒体では、情報記録領域が深さ方向に広がって記録されてしまう。このため、隣り合う記録領域を深さ方向に十分に離す必要があり、高密度化の障害となっていた。深さ方向の間隔を狭める方法として、2光子吸収によりキャリアを生成する方法が検討されている(D. Day, M. Gu, and A. Smallridge, Opt. Lett. Vol. 24, pp. 288-290(1999))。しかし、この方法では、2光子吸収によりキャリアを生成させるために非常に強い光源を必要とするため、一般の半導体レーザーでは記録できない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のフォトリフラクティブ媒体では、配向した分子の状態が熱揺らぎなどにより緩和して屈折率変化が大きく減少し、記録寿命を制限するという問題があった。また、一般的な記録手段を用いて高密度な多層記録を行うのが難しいという問題があった。
【0011】
本発明は、ホログラムとして情報が記録される光記録媒体であって、記録寿命の長い光記録媒体を提供することを課題とする。
【0012】
また、本発明は、一様な記録領域内の任意の位置に情報を記録できる多層型光記録媒体において、低パワーの光源を用いても深さ方向に十分に狭い領域に情報を記録可能な光記録媒体を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、光記録媒体は、光の照射により極性の異なる第1および第2の電荷を発生する電荷発生剤と、前記第1の電荷を保持して該第1の電荷の保持により光学特性が変化するトラップ剤とを含有する記録層を有し、照射される前記光の強度の差を、前記第1の電荷を保持することによって生じる前記トラップ剤の前記光学特性の差として記録することを要旨とする。
【0014】
上記トラップ剤は、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上有し、該電子供受性を有する基は互いに共役系により結合されている。
【0015】
あるいは、上記トラップ剤は、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上有し、前記電子供受性を有する基は、空間的に重なり合う。
【0016】
上記トラップ剤の含有量は、前記記録層の20重量%以上で70重量%以下である。
【0017】
上記記録層は、前記電荷発生剤が発生する第1の電荷を前記トラップ剤へ輸送する電荷輸送剤を含有し得る。
【0018】
上記電荷輸送剤の含有量は、前記記録層の50重量%以下である。
【0019】
上記トラップ剤における電子供受性を有する基は、アリルアルカン類、アリルアミン類、アニリンおよびその誘導体、トリフェニルアミンおよびその誘導体、エナミン類、ヒドラゾンおよびその誘導体;ジューロリジン、インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物;フルオレノンおよびその誘導体、ジフェノキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体などの含酸素化合物;および含硫黄誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有する。 上記トラップ剤における共役系は、ビニレン、エチニレン、パラフェニレン、−C=N−、ピロリレン、オキサゾリレン、チアゾリレン、イミダゾリレン、1,3,4−オキサジアゾリレン、1,3,4−チアジアゾリレン、1H−1,2,4−トリアゾリレンおよび−C=N−N=C−からなる群から選択される少なくとも1種の二価の基で構成される。
【0020】
上記トラップ剤は、後述する一般式(1)又は(2)で表わされる化合物を含む。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、光照射によってホログラムの形で情報を記録する光記録媒体の記録層について鋭意研究を進め、電荷を輸送する基を有する分子の構造変化によって電荷輸送の速度に影響が生じることや分子の構造変化が光学定数の変化を伴うことに着目して検討を重ねた結果、トラップ剤による光記録が可能であることを見出し、本発明を成すに至った。すなわち、本発明では、トラップ剤が電子保持することによる分子構造の変化に伴う光学特性(屈折率、吸光度、反射率、発光効率などの光学定数によって表される性質)の変化を光記録に直接利用する。従って、光照射によって電荷発生剤が電荷を発生すると、電荷は輸送されてトラップ剤に保持され、トラップ剤の分子構造の変化によるトラップ剤の光学特性の変化によって記録層に情報が記録される。このため、本発明では、電場によって光学特性が変化する従来の非線形光学材料を必須としない。
【0022】
本発明の光記録媒体の一例を図1に示し、図1を用いて情報の記録・再生を説明する。
【0023】
まず、記録層2を有する光記録媒体7に、レーザー光を照射して情報を記録する。このとき、記録層2の対向する2つの面に透明電極1および3を設けて、電極間に電圧を印加しながら記録を行なってもよい。レーザー光は、情報をその空間的な強度分布や位相分布の形で含む信号光4と参照光5とに分けられ、2つの光は記録層中で干渉し合う。こうして干渉縞の形で記録層2に情報が記録される。2つの光を遮断した後、記録したときと同一の条件で参照光5を記録層2に照射することによって、信号光と同じ空間的特徴をもつ再生光6が再生される。再生光6の強度分布や位相分布を検出することにより、情報を再生することができる。
【0024】
一般に、分子の結合長や結合角などの分子変数を横軸にとり、電荷のエネルギーレベルを縦軸にとると、図2のグラフのように表わされる。図2中、曲線aは中性状態の分子のエネルギーレベルを示し、曲線bはイオン化状態のエネルギーレベルを示す。分子がイオン化した際に分子構造が大きく変わると、構造変化に際して格子振動などのかたちでエネルギーを失い、電荷のエネルギー損失により電荷が安定に捕獲される。このような構造変化を起こす1つの好ましい形態として、分子全体が共役系となるように共役結合で構成されるものがある。本発明においては、このような分子をトラップ剤として用いる。従って、本発明におけるこの形態のトラップ剤は、電子供受性(電子を供与又は収受する性質)を有する基での電荷の授受の起こり易さを考えて、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上含み、それらの間が共役系(非共役結合によって寸断されることなく連続した一連の共役結合)で接続されていることが必要となる。特に、電子供受性を有する基が電子供与性である場合には構造変化が起こり易くなるので、それらを接続する共役系は電子供与性を有することが好ましい。特に、共役系に窒素原子が含まれることが望ましい。
【0025】
本発明において用いられるこのようなトラップ剤として、例えば、下記一般式(1)、(2)で表わされる化合物が挙げられる。
【0026】
【化3】

Figure 0003702210
(上記式(1)中、R1、R2、R3及びR4は同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
【化4】
Figure 0003702210
(上記式(2)中、R1、R2、R3及びR4は同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
一般式(1)で表わされる化合物の分子構造のエネルギーレベルを中性状態およびイオン化状態について計算すると、以下のような結果が得られる。すなわち、中性状態では、この化合物は前述の一般式(1)で示されるようにトランス型であり、置換基R1〜R4以外は、ほぼ同一平面上に存在する。中性状態での構造を初期条件としてイオン化状態での構造を計算し、中性状態とイオン化状態とにおける各結合長を比較すると、一般式(1)で表わされる化合物は、イオン化状態ではむしろ下記化学式(1’)に示すような構造に近いことがわかる。
【0027】
【化5】
Figure 0003702210
(上記化学式中、R1、R2、R3およびR4は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
電子供受性を有する基を分子中に2つ以上含むトラップ剤は、電荷を1つ保持した後に、構造変化をする前にもう1つの電荷を保持することが可能である。このような場合には、電荷を1つ保持したときよりもより大きな構造変化を示す。具体的には、一般式(1)と一般式(1')との比較よりもさらに結合長の変化が大きくなる。
【0028】
一般式(1)で表される状態と電荷を2つ保持した状態での吸収のピーク波長を調べたところ、一般式(1)で示される状態では318nm付近に吸収のピークが存在したのに対し、電荷を保持した状態では、353nm付近に新たな吸収が生じた。このような吸収の変化は、Kramers-Kronigの関係により屈折率の変化を伴うので、トラップ剤が電荷を保持して構造を変化させることにより吸収係数及び屈折率といった光学定数が変化することがわかる。
【0029】
上述のように、本発明における光記録媒体では、光の照射により電荷を発生させて、これを適切な距離輸送してトラップ剤に保持させる。トラップ剤は、電子供受性をもつ基を含むので、電荷発生剤から電荷を奪取可能である。トラップ剤は、電荷を受け取ったときにその分子構造を変化させる。構造の変化とは、一般式(1)および(1')に示すような分子中の結合長の変化や、あるいはフェニル基、オキサジアゾール基、ピロール基など平面構造を示す基同士のねじれの変化などを指す。トラップ剤の分子構造が変化する場合には、図2に示すように、この構造変化によって電荷はその運動エネルギーを大きく失うために、トラップ剤に安定に保持されることになる。
【0030】
但し、本発明の光記録媒体においてトラップ剤をマトリックスポリマー中に分散した場合には、トラップ剤が電荷を受け取るごとに常にこの構造変化が起こるわけではない。構造変化がおきた場合には、エネルギーを失って電荷がトラップ剤に安定に保持されるが、構造変化が起きるより早く別の電子供受性をもつ基に輸送される場合もあり、複数のトラップ剤上を輸送されることもある。従って、電荷発生剤が発生する電荷の分離がトラップ剤のみでも生じ得る。もちろん、電荷の分離をより効率よく生じさせるためには、トラップ剤とは別に電荷輸送剤を含有することが好ましい。トラップ剤が電荷を保持して構造を変化させると、電荷のエネルギーレベルの変化だけでなく光学定数の変化も生じるから、電荷を保持して構造を変化させたトラップ剤の空間分布に従って、光学定数が変化した部分の空間分布が生じる。
【0031】
これまでの説明は、トラップ剤に電荷が1つ保持されたときのみでなく、電荷が2つ以上保持された場合にもあてはまる。特に、電荷が2つ保持された状態では、保持された電荷の寿命が長く、しかも光学定数の変化も大きいという理想的な状況を実現しうる。
【0032】
このようなトラップ剤を含有する記録層に、可干渉な2つの光を照射すると、電荷が輸送される平均距離が干渉縞の間隔よりも十分に短い場合には、干渉縞と同じ周期をもつ光学定数の変化が生じる。従って、干渉縞を形成した光の一方を遮断すると、回折光が観測される。
【0033】
図3を参照して、照射した光強度の分布に応じて光記録媒体に光学特性の変化が生じる原理を以下に示す。
【0034】
従来のフォトリフラクティブ媒体では、図3(a)に示す様な強度分布を持つ光を媒体に照射すると、図3(b)に示すような電荷分布が生じる。このうちホールのみが輸送され、その平均自由工程が図3(a)にΛと同程度かそれ以上である場合、図3(b)中の点線で示すように、ホールの分布は空間的に一様になる。その結果、全電荷分布は図3(c)に示すようになる。一般にフォトリフラクティブ媒体では外部電場が印加されているので、電場分布は図3(d)に示すようになる。さらに、非線形光学材料が配向されている場合には、図3(d)の電場強度に応じた屈折率変化が生じるため、結果として照射した光強度分布に応じた屈折率変化が生じる。但し、輸送されるホールの平均自由工程がΛに対して十分小さいと、ホールの分布は殆ど変わらないため、図3(c)に示したような電荷分布は生じない。従って、外部電場の有無にかかわらず図3(d)に示したような電場分布も生じないので、前記非線形光学材料を含有する媒体としても光強度の分布に応じた光学特性の変化は生じない。
【0035】
一方、本発明における光記録媒体では、図3(a)に示す様な強度分布を持つ光を媒体に照射すると、従来のフォトリフラクティブ媒体と同様、図3(b)に示すような電荷分布が生じ、ホールのみが輸送されるが、この時、化学式(1)に示すようなホールを保持可能なトラップ剤が分散していると、光強度が強く電荷が多く生じた領域では、電荷を保持したトラップ剤が多く存在することになるので、電荷を保持することにより分子の光学特性に変化が生じる。つまり、光強度の分布に応じた光学特性の変化が生じる。この時、電荷の平均自由工程がΛと同程度になると、電荷を保持したトラップ剤の分布が図3(c)と同様に一様になるので、光学特性の局所的な変化は生じない。
【0036】
このように、従来のフォトリフラクティブ媒体と本発明における光記録媒体とでは、従来の−CN基や−NO基を含む非線形光学材料の有無のみでなく、光生成された電荷の平均自由工程の点で大きく異なる。
【0037】
また、このような本発明のトラップ剤を含有する記録層に記録光を集光すると、焦点付近で電荷が多く発生するので、電荷の平均移動距離が最小ビーム径と同程度以下の時には、焦点付近でより多くのトラップ剤が電荷を保持する。このため、焦点付近で光学定数が大きく変化することになる。特に、このような記録方法の場合には、焦点付近のより狭い領域に電荷を一斉に発生させるので、1つのトラップ剤に2つの電荷が保持される確率が高くなる。1つのトラップ剤に2つの電荷が保持される確率は、もっとも単純には電荷密度の2乗に比例する。一方、光照射によって生成される電荷数は光強度に比例するので、トラップ剤に2つの電荷が保持される確率は光強度の2乗に比例することになる。これにより、より狭い領域にのみ光学定数の変化を起こすことができる。
【0038】
以下、本発明に係る光記録媒体を構成する各材料についてより詳細に説明する。
【0039】
本発明において用いられる電荷発生剤は、光照射した際に、キャリア、つまり、輸送される電荷(電子及びホール)を発生するものである。例えば、セレンおよびセレン合金、CdS、CdSe、CsSSe、AsSe、ZnO、ZnS、およびアモルファスシリコンなどの無機光導電体;チタニルフタロシアニン、バナジルフタロシアニンなどの各種結晶型(α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、ν、ξ、ο、π、ρ、σ、τ、υ、φ、χ、ψ、ω、A、B、C、XおよびY型など)の金属フタロシアニン顔料および各種液晶型の無金属フタロシアニン顔料;モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素およびテトラキスアゾ色素等のアゾ系色素および顔料;ペリレン酸無水物およびペリレン酸イミドなどのペリレン系染料および顔料;ペリノン顔料;インジゴ系染料および顔料;キナクリドン系顔料;アントラキノン、アントアントロンおよびジブロモアントロンなどの多環キノン系顔料;シアニン色素;TTF−TCNQなどの電子捕獲性物質と電子供与性物質とからなる電荷移動錯体;ピリリウム染料またはチアピリリウム染料とポリカーボネート樹脂とからなる共晶錯体;アズレニウム塩;C60、C70等のフラーレンおよびその誘導体;テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチルなどのカルボニル基を有するテレフタル酸誘導体、キサンテン系染料および顔料、アズレニウム色素およびスクアリリウム色素などが挙げられる。
【0040】
これらの電荷発生剤は、単独で使用しても、2種以上の化合物を使用してもよい。上述したように、発生する電荷の極性が異なり、励起される光の波長が異なる2種類の電荷発生剤を分散することもできる。このとき、一方の電荷発生剤は消去用として用いられる。
【0041】
電荷発生剤は、記録層全体に対して0.001〜40重量%程度の割合で用いられることが好ましい。0.001重量%未満の場合には、光照射により発生する単位体積当りの電荷が少なく、十分な光学特性の変化が生じない。一方、40重量%を越えると、電荷発生剤による光の吸収が大きくなり、記録層を光が透過できなくなるため、膜厚の大きな光記録媒体を作製するのが困難になる。
【0042】
本発明におけるトラップ剤の一つの形態は、前述したように、1分子中に電子供受性を有する基を2つ以上含み、それらの間が共役系で結合された化合物である。共役系とは、ビニレン、エチニレン、パラフェニレン、−C=N−、ピロリレン、オキサゾリレン、チアゾリレン、イミダゾリレン、1,3,4−オキサジアゾリレン、1,3,4−チアジアゾリレン、1H−1,2,4−トリアゾリレンおよび−C=N−N=C−などの二価の基あるいはこれらを複数種結合したものなどをさす。下記に、共役系の結合の具体例を構造式によって示す。
【0043】
【化6】
Figure 0003702210
【化7】
Figure 0003702210
(上記式中、R1、R2、R3およびR4は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
上述したような共役系のなかで、環状基を含むものについては、電子供受性を有する基が結合する位置が限られる。具体的には、電子供受性を有する基が環状基を含む共役系に結合される位置は、すでに説明したような一般式(1)と一般式(1’)とに示したような構造変化が可能な位置でなければならない。
【0044】
これについて、下記化学式(3a)、(3b)、(3c)および(3d)を参照して詳細に説明する。
【0045】
【化8】
Figure 0003702210
前記記化学式(3a)で表わされる化合物は、電子供受性を有する2つの基が共役結合で結合された分子であるので、イオン化した際には、前記化学式(3b)で表わされるように分子全体にわたる構造変化が可能である。これに対し、化学式(3c)および(3d)では、電子供受性を有する基に結合する位置が化学式(3a)とは異なり、これらの基の間では共役結合が寸断される。従って、電子供受性を有する基が共役系で結合されていないので、分子全体にわたる構造変化は起こらない。
【0046】
したがって、化学式(3a)のように電子供受性を有する2つの基が共役結合で接続されていることが、本発明における有効性にとって重要な要素である。
【0047】
また、分子が構造変化を有効に起こすためには、トラップ剤における共役系は以下のことを満たすことが望ましい。つまり、電子供受性を有する基がホールを輸送する場合には、共役系は電子供与性を有することが望ましく、このためには、窒素原子を含むことが好ましい。逆に、電子供受性を有する基が電子を輸送する場合には、共役系結合は電子受容性を有することが望ましい。また、トラップ剤は、分子全体として対称性をもつことが好ましく、フェニル基およびその誘導体を含む場合には、フェニル基が回転可能であることが好ましい。特に、電子供受性を有する基を2個含む場合には、線対称な構造であるとよい。
【0048】
こうした共役結合系における水素原子は、任意の基によって置換可能である。但し、分子全体に構造変化を起こすことを妨げないためには、導入される置換基は小さいものであることが望まれる。例えば、エチル基、メチル基などの炭素数2以下のアルキル基、フェニル基などが挙げられる。あるいは、化学式(4)に示すように、本発明におけるトラップ剤を側鎖として結合したポリマーも有効なトラップ剤として機能し得る。但し、化学式(4)に示す分子では、電荷輸送性の大きなカルバゾール基のユニット数(x)と電荷保持能の大きな部位のユニット数(y)とを電荷の平均自由工程が適切な大きさになるように調整する必要がある。このように、ポリマーの側鎖としてトラップ剤を結合することにより、トラップ機能を有する部位の析出を防ぐことができる。従って、トラップ機能を有する部位を高濃度に導入することができる。又、ポリマーの側鎖として結合することにより大きな自由空間を得るため、電荷を保持した際の構造変化が起こり易いという長所も有する。
【0049】
【化9】
Figure 0003702210
一方、トラップ剤における電子供受性を有する基としては、アリルアルカン類、アリルアミン類、アニリンおよびその誘導体、トリフェニルアミンおよびその誘導体、エナミン類、ヒドラゾンおよびその誘導体;ジューロリジン、インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物;フルオレノンおよびその誘導体、ジフェノキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体などの含酸素化合物;チオピランおよびその誘導体などの含硫黄誘導体などの構造を有する基が挙げられる。このような基において、電荷輸送に与える影響が小さい部位に結合している水素原子は、エチル基、メチル基、水酸基などで適宜置換することができる。こうした置換基が複数導入される場合、それらは同一である必要はない。
【0050】
本発明におけるトラップ剤の他の形態として、平面的な構造をもち電子供受性を有する2つ以上の基が空間的に重なり合った構造を有する化合物を挙げることができる。電子供受性を有する基が平面構造を示す場合には、2つの電子供受性を有する基の間が共役系で結合されていない場合でも、構造変化により電荷の保持能が向上しうる。これは、以下のように説明される。中性状態では、電子供受性を有する基の対称軸がわずかにずれているとする。この分子では、2つの基の一方に電荷が注入された場合、中性状態での安定性が崩れるために、2つの基の対称軸が一致するような構造変化が起こりうる。2つの基の対称軸が一致すると、2つの基の間での相互作用が急増するために、2つの基が独立に存在しているときに比べて、そのエネルギーレベルが大きく変化する。このために電荷の保持能が向上する。このような、平面的な構造をもち電子供受性を有する基としては、インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物;フルオレノンおよびその誘導体、ジフェノキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体などの含酸素化合物;および含硫黄誘導体などの構造を有する基が挙げられる。
【0051】
上述したようなトラップ剤は、単独でまたは2種以上の混合物として用いることができる。また、その含有量は、記録層全体に対して20重量%以上で70重量%以下とすることが望ましい。トラップ剤の含有量が20重量%未満の場合には、分散量が少なすぎるために電荷の平均自由工程が大きくなるので、光の強度分布に応じた光学特性の変化が生じない。一方、70重量%を越えると、トラップ剤同士が凝集・結晶化し、分子が均一に分散した記録層を形成できなくなる恐れがある。なお、トラップ剤の含有量は、記録層に対して30重量%以上で50重量%以下とするとさらに好ましい。
【0052】
本発明における光記録媒体には、例えばホッピング伝導により電荷を輸送する機能を有する任意の材料を電荷輸送剤として含有してもよい。電荷輸送剤の添加は、電荷発生効率を向上させる効果も有する。電荷輸送剤としては、例えば、アモルファス半導体として知られるSi、Ge、Se、S、Te、B、As,Sbなどの構造不規則な半導体、SiC、InSb、GaAs、GaSb、Cd1−xGeAs、Cd1−xSi、Cd1−xSnAs、AsSe、As、Ge−Sb−Se、Si−Ge−As−Te、Ge−As−Se、AsSe−AsTe、As−Se−Te、TlSe−AsTe、Cu1−xAuTe、V−PO5、MnO−Al−SiO、V−P−BaO、CoO−Al−SiO、V−GeO−BaO、FeO−Al−SiO、V−PbO−Fe、TiO−B−BaO、SiO、Al、ZrO、Ta、Si、およびBNなどの組成が不規則な半導体が挙げられる。さらに、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリンなどのπ共役系高分子やオリゴマー;ポリシラン、およびポリゲルマンなどのσ共役系高分子やオリゴマー;アントラセン、ピレン、フェナントレンおよびコロネンなどの多環芳香族化合物;インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾールおよびトリアゾールなどの含窒素環式化合物を有する化合物、またはこれらを主鎖または側鎖に有する化合物;ヒドラゾン化合物、アニリンおよびその誘導体、トリフェニルアミン類、トリフェニルメタン類、ブタジエン類、スチルベン類、TCNQ、アントラキノン、ジフェノキノン等の誘導体、C60、C70等のフラーレンならびにその誘導体などが挙げられる。
【0053】
より具体的には、例えば、ジフェニルアニリン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、クロロアニル、ブロモアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−テトラフルオレノン、2,4,7−トリニトロ−9−ジシアノメチレンフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−キサントン、2,4,9−トリニトロチオキサントン、N,N−ビス(3,5−ジメチルフェニル)−3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシイミド、ジフェノン、スチルベンゾキノンなどの低分子化合物、および、これらの化合物を高分子化合物の主鎖または側鎖に導入した高分子化合物が挙げられる。また、電荷輸送剤が、前記トラップ剤の電子供受性を有する基と同じ基またはそれから誘導される基を含有すると、電荷輸送能の点で好ましい。
【0054】
電荷輸送剤は、記録層全体に対して50重量%程度以下の割合で用いることが好ましい。光生成された電荷は、電荷発生剤から電荷輸送剤にホッピングし、さらに電荷輸送剤間をホッピングして、最終的にトラップ剤に捕獲される。電荷輸送剤の含有量が50重量%を超えると、電荷の平均自由工程が大きくなるため、前述したように、光の強度分布に応じた光学特性の変化を起こすことができない。
【0055】
なお、光記録媒体内に発生する異なる極性の2種類の電荷について、2種類の電荷の各々を輸送するための電荷輸送剤を用いることもできる。この場合、一方の電荷輸送剤は、消去用電荷輸送剤として機能させることができる。
【0056】
上述したような電荷発生剤、トラップ剤および電荷輸送剤は、照射光により光学特性を変調できるように適宜組み合わせて使用することができる。
【0057】
なお、本発明において、トラップ剤などの構成成分がポリマーでない場合に、これらの構成成分にマトリクスとしてポリマーを混合してもよい。使用可能なポリマーは特に限定されないが、光学的に不活性で分子量のばらつきが小さいものが好ましい。例えば、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ポリオレフィンオキシド樹脂、アルキド樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステルカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリアリレートおよびパラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0058】
また、記録層のガラス転移点を低下させるために、可塑剤と呼ばれる分子量の小さな分子を分散させてもよい。ガラス転移点を低下させることによって、トラップ剤の構造をより容易に変化させることができる。
【0059】
さらに、高分子酸化防止剤、紫外線吸収剤として一般的に知られる化合物を上述した成分に加えて使用することもできる。こうした化合物としては、例えば、ヒンダート・フェノール類、芳香族アミン類、有機硫黄化合物、亜リン酸エステル、キレート化剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、およびニッケル錯体などが挙げられる。これらの成分の配合量は、例えば、記録層全体に対して0.0001〜5重量%とすることが好ましい。
【0060】
本発明における光記録媒体の記録層は、上述した成分を溶剤に溶解した後に溶剤を除去して成膜することにより、これらを含有する組成物からなる記録層を形成することができる。溶剤としては、種々の有機溶剤を使用することができ、例えば、アルコール類、ケトン類、アミド類、スルホキシド類、エーテル類、エステル類、芳香族ハロゲン化炭化水素類および芳香族炭化水素などが挙げられる。
【0061】
記録層の形成は、例えば、スピンコーティング法、浸漬塗布法、ローラ塗布法、スプレー塗布法、ワイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法、ローラコーティング法等の各種の塗布法、キャスト法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより可能である。あるいは、例えばプラズマCVD法などのグロー放電を利用した方法により形成してもよい。キャスト法を採用する場合は、溶液をキャストするのみならず、溶液から溶媒を気化させた後に粉末状の混合材料を加熱溶融して記録層を形成することもできる。
【0062】
このようにして形成される記録層の膜厚は、通常、0.05〜10mm程度であり、0.5〜1mmであることが好ましい。なお、記録層の膜厚は、記録容量や光透過性などの光記録媒体に要求される特性や組成に応じて適宜選択することができる。
【0063】
記録層の成膜においては、前述の成分を含有する組成物を含む溶液を適切な支持体の上に塗布する。支持体としては、適切な厚さおよび硬さを備え、取り扱いのために充分な強度を有している任意の材料を使用すればよい。記録層を構成する組成物が室温で適当な強度を有する場合には、支持体を取り除いて組成物のみで取り扱ってもよい。
【0064】
この支持体は、成膜用としてのみならず、光記録媒体の基板として使用することもできる。つまり、この基板上に形成された記録層を用いて本発明の光記録媒体を構成してもよい。この場合の基板は、記録に使用される光の波長域で、ある程度透明であることが望まれる。なお、光の波長は、半導体レーザーの場合には、例えば780nm、650nm、405nmである。通常の樹脂は、可視域である400〜600nmの範囲内の波長の光に対して透明であり、長波長域である800nm付近まで透明性を維持しているものも多い。したがって、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、アクリル樹脂およびポリイミド等が好ましい。
【0065】
これらの基板材料は、平板状として、あるいは必要に応じて円筒状シートとして使用することができる。なお、円筒状シートとして用いる場合には、基板は適切な屈曲性を有していることが要求される。
【0066】
前述の基板の記録層側には、必要に応じて電極となる層を形成してもよい。電極層を形成する材質は、基板と同様に、使用される光の波長域においてある程度透明であることが望まれる。このため、酸化スズインジウムやアルミニウムなどが好ましく使用される。また、電極のシート抵抗は、50Ωcm−2以下であることが望まれる。
【0067】
本発明においては、必要に応じて記録層の上に保護層を設けることもできる。保護層を形成するための材料としては、任意のものを用いることができる。例えば、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、光硬化樹脂、EB硬化樹脂、X線硬化樹脂、およびUV硬化樹脂などが挙げられる。
【0068】
このような保護層中には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤などの添加剤を少量添加してもよい。使用し得る添加剤としては、例えば、ヒンダード・フェノール類、芳香族アミン類、有機硫黄化合物、亜リン酸エステル、キレート化剤、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、およびニッケル錯体などが挙げられる。
【0069】
次に、本発明の光記録媒体をホログラムメモリとして用いる場合、すなわち、媒体に情報を記録し、記録した情報を再生する方法について説明する。
【0070】
上述したような記録層を有する本発明の光記録媒体に情報を記録する記録装置の一例を図4に示す。
【0071】
図4に示すように、直方体状の光記録媒体7を作製する。この光記録媒体7の一方の側に、画像表示素子15を配置し、光記録媒体7をはさんで反対側に、読み取り装置19を設置する。読み取り装置19は、画像表示素子15から光記録媒体7に照射される光が読み取り面に垂直に入射するように光軸に沿って配置することが好ましい。画像表示素子15としては、例えば、液晶素子、ディジタルミラーアレイ、Pockels Readout Optical Modulator、Multi-channnel Spatial Modulator、Si−PLZT素子、変形表面型素子、AOまたはEO変調素子、および磁気光学効果素子などを用いることがきる。また、読み取り装置19としては、任意の光電変換素子を使用することができる。例えば、CCD、CMOSセンサー、フォトダイオード、フォトリセプターおよびフォトマルチプライヤーチューブなどが挙げられる。
【0072】
図4においては、光が画像表示素子15を透過することを仮定しているが、画像表示素子15は光を反射させるタイプでもよい。
【0073】
記録に用いる光源としては、レーザーに代表される可干渉な、すなわち、コヒーレントな光である必要がある。ここでは、レーザーを用いた場合を例として、光記録媒体への情報の記録を行う手順の具体例を以下に説明する。
【0074】
レーザーの波長を、用いる光記録媒体の成分に応じて選択する。具体的には、電荷発生剤およびトラップ剤に応じて選択される。レーザー10としては、既存の気体レーザー、液体レーザー、固体レーザーまたは半導体レーザーの任意のものを用いることができる。
【0075】
レーザー10からの出力を、例えばビームスプリッター12を用いて2つに分割する。一方を参照光5とし、他方は画像表示素子15を透過させる信号光4として用いる。この信号光4と参照光5とが記録層内で交わるように、光記録媒体7に入射する。これは、具体的には、以下のような手法により行なわれる。レーザー10からの光を、例えばビームエキスパンダー11で平行光に広げた後、例えばビームスプリッター12により2つに分割する。記録したい情報は予めデジタル化し、それに応じた画像パターンを画像表示素子15に入力しておく。ビームスプリッター12で二つに分割した光の一方を、ミラー13を介して画像表示素子15に照射し、例えば光の強度分布を記録するデータに応じて空間的に変調して信号光4とする。さらに、信号光4をレンズ16で集光して、光記録媒体7に照射する。そのとき、同時に参照光5が記録層内で交わるように、参照光5を光記録媒体7に照射する。参照光5は、平行光に広げたものをミラー14およびレンズ17で集光して照射する。
【0076】
信号光4と参照光5との重ね合わせで生じた干渉縞により電荷を保持したトラップ剤の空間分布が発生し、光学特性の変調が起こって、回折格子が形成される。このとき、参照光の入射角度、信号光の入射角度、あるいはその両方を変化させることによって、重なり合う領域に複数の干渉縞を形成することが可能である。あるいは、入射される光の方向に対して光記録媒体7を回転させることによって、参照光および信号光の入射角度を変化させることができる。またさらに、信号光と参照光との重なり合う領域に対して1/2〜1/1000程度、レーザー光の照射される位置をずらすことによって、2つの光の重なり合う領域に同様に複数の干渉縞を記録することができる。
【0077】
記録された情報の読み取りに当たっては、まず、信号光4を遮断し、参照光5のみを光記録媒体7に照射する。つまり、参照光5は読み出し光としても用いることができる。このとき、記録された干渉縞により信号光4と同じ空間的強度分布をもった再生光が再生されるので、レンズ18を透過させた後、読み取り装置19で読み取ることができる。読み取った光の強度分布により、記録された情報の再生が可能となる。レンズ18から読み取り装置19までの距離は、レンズ18の焦点距離に等しくすることが好ましい。また、レンズ16とレンズ18との距離はレンズ16の焦点距離とレンズ18の焦点距離との和に等しいことが望ましい。
【0078】
ここでは、記録時と読み取り時に同じ波長の光源を用いているが、これに限定されるものではない。記録層の膜厚が0.5mm程度以下の場合には、記録時とわずかに異なる波長を有する光源を用いても、記録された情報の読み取りは可能である。このような場合、再生時に回折光強度が大きくなるように、記録時とはわずかに異なる角度で参照光を入射させてもよい。このときも、読み取り装置19の読み取り面が読み取りに用いる光の光軸に垂直になるようの配置することが望ましい。
【0079】
また、この例では、参照光5もレンズ17を用いて集光しているが、参照光は必ずしも集光する必要はない。レーザー10から画像表示素子15までの経路のいずれかの位置にビームエキスパンダー11を配置することによって、レンズ17を省略することができる。
【0080】
記録した情報の読み取りに当たっては、位相共役再生も可能である。これに関して、図5を参照して説明する。図5においては、記録に用いたときと同一の波長の可干渉な光が記録時とは逆向きに照射される。
【0081】
詳細には、記録に用いた光と同一の波長の光を発振するレーザー20からの光を、例えばビームエキスパンダー21で光径を広げた後に、レンズ22を用いて、参照光5を照射したときとは逆向きに光記録媒体7に照射する。光記録媒体7に記録された回折格子により、信号光4が進んだのとは全く逆向きに虚像4’が再生される。虚像4’がレンズ16を透過した後、例えば、ビームスプリッター23で反射させ、読み取り装置19で読み取る。記録時と同様にこの場合も、レンズ16から読み取り装置19までの距離は、レンズ16の焦点距離に等しくすることが好ましい。位相共役再生においても、記録時とはわずかに異なる波長をもつ可干渉な光を読み出し光として用いることができる。
【0082】
記録時に参照光5を集光していない場合には、位相共役再生時においてもビームエクスパンダー21およびレンズ22を省略することができる。
【0083】
光記録媒体に記録された情報は、消去することが可能である。例えば、記録領域よりも広い領域にわたって一様な強度分布を有する光を照射することによって、あるいは光記録媒体をガラス転移点より低い温度まで加熱することによって、記録は消去される。
【0084】
本発明の光記録媒体への情報の記録方法および再生方法は、上述した例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図6のように、信号光4と参照光5とを光記録媒体7に対して異なる面から入射してもよい。
【0085】
情報がデジタルデータとして記録される場合、画像表示素子15の複数の画素でひとつのデータを表わしても構わない。
【0086】
また、情報を信号光の強度分布で与える場合には、明部と暗部との光強度は、ビーム径全般にわたって一様でなくともよい。すなわち、画像表示素子における光の透過率を中央部分で低くし、中央から離れた部分では高くしておくことも可能である。これによって、再生信号の中央部よりも中央から離れた部分で再生光が弱められることを予め補正することができる。あるいは、中央付近で吸収係数が大きく、中央から離れると吸収係数の小さいような光強度変調素子を読み取り装置19の前に配置しても同様である。
【0087】
次に、本発明の光記録媒体を多層型光記録媒体として用いる場合、すなわち、媒体に情報を複数の層に記録し、記録した情報を再生する方法について図7を用いて説明する。
【0088】
半導体レーザー31からの光を、コリメートレンズ32で平行光にした後、対物レンズ33を用いて記録層内に集光する。半導体レーザー31への注入電流を適当な時間大きくすることにより、適当な時間レーザー光を照射して、焦点付近のみに光学定数の変化として情報を記録する。焦点位置を媒体内の任意の位置に配することにより、光学定数の変化がある領域34とない領域という形で情報を記録することができる。
【0089】
記録した情報は、例えば、光軸上にアイリス35を配置し、光検出器36を用いてアイリスを透過した光強度を測定すると再生することができる。つまり、読み出し光の光軸が光学定数の変化した領域を通過するようにして照射し、焦点位置を記録層の深さ方向に走査すると、観測される透過光強度Iは深さ方向の位置Z(ここでは、光学定数の変化した領域の中心をZ=0とする)の関数として図8のようになる。光学定数の変化のない領域を走査した場合には、透過光強度の変化はないので、透過光強度の変化の有無により、光学定数が変化した領域かそうでないかがわかる。従って、情報は、記録光を集光した領域において光学特性の変動として記録され、読み出される。
【0090】
ただし、情報の再生の際に新たに光学定数の変化が生じないように、読み出し光の光強度が記録時の1/2から1/100程度になるように注入電流を調整するのが望ましい。
【0091】
あるいは、より簡単な再生方法として、記録位置近傍の透過光強度の検出によって記録位置の記録情報を再生することも可能である。つまり、情報を記録した位置に対し、深さ方向に図8中に示すZだけ離れた位置の透過光強度を検出することによって情報の再生を行うことができる。情報を記録していない領域から深さ方向にZだけずれた位置に読み出し光の焦点があるときには、透過光強度はIの値を示すが、情報を記録した領域から深さ方向にZだけずれた位置に焦点があるときには、光強度はI+ΔIとなるので、この光強度の検出によって読み出し光の焦点からZだけずれた位置の記録情報が再生される。従って、情報は、記録光を集光した焦点位置近傍の変動した光学特性値として記録され、読み出される。
【0092】
膜厚が十分大きい場合や、記録層の対物レンズ側にガラス基板が設けられている場合には、対物レンズとしては、NIKON社製のCF IC LCD Plan CR 100倍などのように動作距離が長いものを用いるのが好ましい。また、記録層の上下に基板を設ける場合には、対物レンズ側の基板は0.5mm以下であることが好ましい。あるいは、記録層の対物レンズ側には基板を設けなくてもよい。この場合には、記録層に傷が付くことを防ぐために、記録層をディスケット内に収めてもよい。
【0093】
本発明の光記録媒体への情報の記録方法および再生方法は、上述した例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、情報の再生は、共焦点顕微鏡と同様に行うこともできる。あるいは、光記録媒体の対物レンズとは反対の位置に反射面を配置して反射光を用いて情報の再生を行ってもよい。
【0094】
本発明の光記録媒体は、分子中に電子供受性を有する基を2個以上有し、それらの間が共役系で結合された分子からなるトラップ剤、あるいは、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上有し、前記電子供受性を有する基が空間的に重なり合って存在する分子からなるトラップ剤を含有する。このようなトラップ剤は電荷を保持したときに、光学定数を変化させるので、電荷を保持したトラップ剤の空間分布に応じて、光学定数の変化を生じさせることができる。したがって、従来のホログラム光記録媒体よりも記録寿命が長い光記録媒体が得られる。また、多層型光記録において記録層内の任意の位置に情報を記録可能であり、より狭い領域に情報を記録することにより更なる高密度化を実現できる光記録媒体が得られる。
【0095】
【実施例】
以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
【0096】
(実施例I−1)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0097】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(3)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(5)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(5)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0098】
【化10】
Figure 0003702210
ガラス基板の表面にITO(Indium Tin Oxide)膜を形成して、基板を準備した。この基板上に前述のトルエン溶液をキャスト法により塗布することにより記録層を作製して光記録媒体を得た。記録層の膜厚は、テフロン製のスペーサーを用いて50μmに調整した。
【0099】
図4に示す構成の記録装置を用いて、この光記録媒体にホログラムを記録再生した。図示する装置においては、He−Neレーザー(出力30mW)10から出射された光は、まず、ビームスプリッター12で二つに分割した。ビームスプリッター12で反射された光は、ビームエキスパンダー11を用いて光径を広げた後、画像表示素子としての液晶フィルター15を透過した。液晶フィルター15は、予め記録したい情報に応じてその透過率を変調しておき、透過光を信号光4とした。その透過光を、レンズ16(焦点距離150mm)を用いて集光した。レンズ16と光記録媒体7との距離は135mmとした。
【0100】
一方、ビームスプリッター12を透過した光は、そのまま参照光5として光記録媒体7に照射した。このとき、光記録媒体上で信号光4が集光された領域を参照光が覆うように、参照光5の光路を調整した。信号光4と参照光5とが光記録媒体7に入射される角度を測定したところ、光記録媒体7の外で測定したところ、それぞれ40°および50°であった。
【0101】
光記録媒体7の基板は、2kVの外部電源(図示せず)に接続されていたので、40V/μmの外部電場が加えられていた。このようにして光を1秒照射することにより、光記録媒体7にホログラムを記録することができた。
【0102】
続いて、記録された情報を再生した。再生に当たっては、信号光4の光路をシャッターで遮断し、ビームスプリッター12を透過した光を読み出し光として光記録媒体7に照射したところ、回折光が観測された。回折光を、レンズ16と同様のレンズ18(焦点距離150mm)を透過させた後に読み取り装置としてのCCD19に入射することによって、信号光4の強度分布と同様の強度分布を有する再生光が検出された。なお、レンズ18は、レンズ16から300mmの位置に、光軸がレンズ18の中央部を通るように光軸に垂直に配置した。CCD19もまた、光軸に垂直に配置した。また、レンズ18からCCD19までの距離は、レンズ18の焦点距離に等しくした。
【0103】
記録された情報は、1ヶ月経過しても再生することが可能であった。
【0104】
(実施例I−2)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0105】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(6)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(6)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(6)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0106】
【化11】
Figure 0003702210
得られた光記録媒体に実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間1秒で十分に記録を行うことができた。記録された情報は1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0107】
(実施例I−3)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0108】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(7)で表わされる化合物40重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(7)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(7)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0109】
【化12】
Figure 0003702210
得られた光記録媒体に実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間1秒で十分に記録を行うことができた。記録された情報は1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0110】
(実施例I−4)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0111】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(8)で表わされる化合物40重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(8)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(8)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0112】
【化13】
Figure 0003702210
得られた光記録媒体に実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間1秒で十分に記録を行うことができた。記録された情報は1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0113】
(実施例I−5)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0114】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(9)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(9)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(9)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0115】
【化14】
Figure 0003702210
得られた光記録媒体に実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間1秒で十分に記録を行うことができた。記録された情報は1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0116】
(実施例I−6)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0117】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(10)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(10)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(10)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を2つ有し、これらの間は共役系で結合されている。
【0118】
【化15】
Figure 0003702210
得られた光記録媒体に実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間1秒で十分に記録を行うことができた。記録された情報は1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0119】
(比較例I−1)
70:0.4重量%、PVK:39.6重量%、EtCz:10重量%、BisCzPro:10重量%、および4−(ジメチルアミノ)ベンズアルデヒド−ジフェニルヒドラゾン(DEH):40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この比較例においては、DEHがトラップ剤として作用する。
【0120】
得られたトルエン溶液を用いて、実施例Iと同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0121】
実施例Iと同様の条件で記録を行なったところ、記録はできなかった。これは、DEHでは電荷を保持したときに大きな光学定数の変化が生じないためと考えられる。
【0122】
(比較例I−2)
70:0.4重量%、PVK:39.6重量%、EtCz:10重量%、BisCzPro:10重量%、および、下記化学式(11)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この比較例においては、化学式(11)で表わされる化合物がトラップ剤として作用する。
【0123】
【化16】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例Iと同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成し、実施例Iと同様の条件で記録を試みた。
【0124】
その結果、回折光を観測することはできなかった。これは、トラップ剤として用いた化学式(11)で表わされる化合物においては、カルバゾール基間の接続に非共役結合があるために、分子が電荷を保持しても光学定数の大きな変化が生じなかったためである。
【0125】
(実施例II)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0126】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリNビニルカルバゾール(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(12)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(12)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。化学式(12)に示されるように、この化合物は電子供受性を有する基であるカルバゾール基を1分子中に2つ以上含むが、それらの間は共役系で結合されていない。しかし、化学式(12)で表される物質の吸収スペクトルから、この分子はカルバゾール基同士が空間的に重なり合った状態で存在していることが確認されている。すなわち、一方のカルバゾール基にホールが注入されると、空間的に重なりあって存在する他方のカルバゾール基との電子雲の重なりが大きくなる。この電子雲の重なりの増大は電荷の保持寿命を長くするだけでなく、光学特性の変化を伴う。
【0127】
【化17】
Figure 0003702210
この光記録媒体に実施例I−1と同様の条件で情報の記録を行った。その結果、記録には3秒を要したが、1ヶ月以上情報の再生が可能であった。
【0128】
(比較例II)
まず、以下のようにして光記録媒体を作製した。
【0129】
フラーレン(C70):0.4重量%、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK):39.6重量%、N−エチルカルバゾール(EtCz):10重量%、ビス−カルバゾリルプロパン(BisCzPro):10重量%、および、下記化学式(13)で表わされる化合物40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。化学式(13)で表わされる化合物はトラップ剤として作用し、EtCzおよびBisCzProはガラス転移点を下げる可塑剤として作用する。トラップ剤として用いた化学式(13)で示される分子は、前述の化学式(12)で示される分子と構造が類似しているものの、その吸収スペクトルからカルバゾール基同士が空間的に重なりあわずに存在していることが確認されている。つまり、一方のカルバゾール基にホールが注入されても、電子雲の重なりは生じない。したがって、構造の変化に伴う光学定数の変化も生じない。
【0130】
【化18】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例Iと同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成し、実施例Iと同様の条件で記録を試みた。
【0131】
その結果、回折光を観測することはできなかった。これは、トラップ剤として用いた化学式(13)で表わされる化合物においては、カルバゾール基の空間的重なりが生じていないために、分子が電荷を保持しても光学定数の大きな変化が生じなかったためである。
【0132】
(実施例III)
70:0.3重量%、PS(ポリスチレン):49.7重量%、下記化学式(14)で表わされる化合物:20重量%、前記化学式(5)で表わされる化合物:30重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(14)で表される化合物が電荷輸送剤として作用し、化学式(5)で表わされる化合物がトラップ剤として作用する。
【0133】
【化19】
Figure 0003702210
基板として、ITOがコートされていないガラス基板を用意し、この基板上に前述のトルエン溶液をキャスト法により塗布することにより記録層を作製して、光記録媒体を得た。記録層の膜厚は、テフロン製のスペーサーを用いて50μmに調整した。
【0134】
この光記録媒体に、外部電場を印加しない以外は実施例Iと同様の方法で情報の記録を行なった。その結果、30秒の照射によって充分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月経過しても再生することができた。
【0135】
(比較例III)
70:0.3重量%、PS(ポリスチレン):49.7重量%、前記化学式(14)で表わされる化合物:20重量%、および前記化学式(11)で表わされる化合物:30重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本比較例においては、化学式(11)で表わされる化合物がトラップ剤として作用する。
【0136】
得られたトルエン溶液を用いて、実施例Iと同様の手法により記録層を作製して光記録媒体を得た。
【0137】
この光記録媒体に、実施例IIIと同様に外部電場を印加せずに情報の記録を行なったところ、情報を記録することはできなかった。これは、化学式(11)で示される分子が電荷を保持してもその分子構造が大きく変化せず、光学定数の変化が生じないためである。
【0138】
(実施例IV)
(実施例IV−1)
70:0.3重量%、ポリスチレン:69.7重量%、および、下記化学式(15)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(15)で表わされる化合物は電荷輸送剤およびトラップ剤として作用する。
【0139】
【化20】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0140】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0141】
(実施例IV−2)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、前記化学式(15)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(15)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0142】
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0143】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0144】
(実施例IV−3)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、下記化学式(16)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(16)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0145】
【化21】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0146】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0147】
(実施例IV−4)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、下記化学式(17)で表わされる化合物30重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(17)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0148】
【化22】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0149】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0150】
(実施例IV−5)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、下記化学式(18)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(18)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0151】
【化23】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0152】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0153】
(実施例IV−6)
実施例IV―5で作成した光記録媒体に10V/μmの外部電場を印加して情報の記録を行った。その他の記録条件は実施例I−1と同様に記録を行ったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0154】
(実施例IV−7)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、下記化学式(19)で表される化合物:20重量%、および、前記化学式(18)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(19)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(18)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0155】
【化24】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0156】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0157】
(実施例IV−8)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、フェニルメチルポリシラン(PMPS):20重量%、および、前記化学式(18)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、PMPSは電荷輸送剤として、化学式(18)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0158】
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0159】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、記録時間0.5秒で十分に記録を行なうことができた。記録された情報は、1ヶ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0160】
(比較例IV−1)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、下記化学式(20)で表わされる化合物30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(20)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0161】
【化25】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0162】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、情報の記録を行うことはできなかった。これは、化学式(20)で示される化合物は電荷を保持しても構造を大きく変えることはなく、光学定数の変化を生じなかったためである。
【0163】
(比較例IV−2)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(14)で表される化合物:20重量%、および、DEH:30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(14)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、DEHはトラップ剤として作用する。
【0164】
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0165】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、情報の記録を行うことはできなかった。これは、DEHは電荷を保持しても構造を大きく変えることはなく、光学定数の変化を生じなかったためである。
【0166】
(実施例V―1)
多層型光記録媒体用の光記録媒体を作成するために、ガラス基板の表面にITO(Indium Tin Oxide)膜を形成して、基板を準備した。この基板上に前述の実施例I−1で作成したトルエン溶液をガラス基板上に滴下し、キャスト法により塗布することによって記録層を作製して、光記録媒体を得た。記録層の膜厚は、テフロン製のスペーサーを用いて250μmに調整した。対物レンズ側のガラス基板を急冷して取り除き光記録媒体とした。
【0167】
情報の記録は以下のようにして行った。半導体レーザーからの出力光をコリメータレンズを用いて平行光とした後、対物レンズで光記録媒体内に集光する。ここでは、深さ方向の任意の位置に集光できるように、動作距離が長く且つNA(Numerical Aperture)が大きい対物レンズとして、NIKON社製レンズ(商品名:CF IC LCD Plan CR、100倍)を対物レンズとして用いた。
【0168】
まず、半導体レーザーへの注入電流を小さくして照射光強度を十分に下げた状態で、半導体レーザーが集光される位置を記録層の表面に合わせた。続いて、光を照射しない状態でステージを移動させ、記録層表面から10μmの位置に焦点を配置した。
【0169】
この後、所定の時間注入電流を大きくして記録光を照射した。さらに深さ方向の異なる位置に情報を記録するために、光を照射しない状態で、ステージを用いて30μm深い位置に焦点位置を移動させた。この位置に情報を記録するために、やはり注入電流を変調して記録光を照射した。これを繰り返して、記録層内の異なる深さに4つのデータを記録した。このようにして、光を照射しない状態でステージを用いて焦点位置を所望の位置に移動した後に記録光を所定の時間照射することにより、記録層内の任意の位置に情報を記録することができる。
【0170】
続いて、光を照射しない状態で、光軸が記録領域中心をとおり、記録領域から5μm深い領域に焦点位置が配置されるようにステージを用いて光記録媒体を移動させる。記録光よりも1/100程度小さい光量になるように注入電流を変調し、この位置で光軸上における透過光強度Isを測定した。この光強度Isと、あらかじめ記録前に同じ光量で測定した透過光強度Irとの比、Is/Irを求めると、1.2であった。一方、焦点位置を記録領域から十分離した場合には、Is/Irは1.0であった。
【0171】
(実施例V−2)
実施例I−3で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に、実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0172】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.3であった。
【0173】
(実施例V−3)
実施例II−1で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に、実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0174】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.1であった。
【0175】
(実施例V−4)
実施例III−1で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に、実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0176】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.2であった。
【0177】
(実施例V−5)
実施例IV−1で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体にやはり実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0178】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.3であった。
【0179】
(実施例V−6)
実施例IV−2で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体にやはり実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0180】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.5であった。
【0181】
(実施例V−7)
実施例IV−5で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で2記録層の膜厚が50μmの光記録媒体を作製した。この媒体にやはり実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0182】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.5であった。
【0183】
(実施例V−8)
70:0.3重量%、ポリスチレン:59.7重量%、および、下記化学式(21)で表される化合物:40重量%を、トルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(21)で表わされる化合物は電荷輸送剤およびトラップ剤として作用する。
【0184】
【化26】
Figure 0003702210
作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0185】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.2であった。
【0186】
(実施例V−9)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(19)で表される化合物:20重量%、および、前記化学式(21)で表される化合物:30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。本実施例においては、化学式(19)で表される化合物は電荷輸送剤として、化学式(21)で表わされる化合物はトラップ剤として作用する。
【0187】
作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0188】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.7であった。
【0189】
(実施例V−10)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(19)で表される化合物:20重量%、および、下記化学式(22)で表される化合物:30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(19)で表される化合物は電荷輸送剤として、化学式(22)で表わされる化合物はトラップ剤として作用する。
【0190】
【化27】
Figure 0003702210
作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0191】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.7であった。
【0192】
(実施例V−11)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、前記化学式(19)で表される化合物:20重量%、および、化学式(23)で表される化合物:30重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(19)で表される化合物は電荷輸送剤として、化学式(23)で表わされる化合物はトラップ剤として作用する。
【0193】
【化28】
Figure 0003702210
作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0194】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値は1.7であった。
【0195】
(比較例V−1)
比較例I−1で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0196】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値はほぼ1であった。
【0197】
(比較例V−2)
比較例I−2で作製したトルエン溶液を用いて、実施例V−1と同様の方法で記録層の膜厚が250μmの光記録媒体を作製した。この媒体に実施例V−1と同様に1秒間の光照射を繰り返して、連続して4つのデータを記録した。
【0198】
続けて、情報の再生を行ったところ、Is/Irの値はほぼ1であった。
【0199】
(実施例VI)
70:0.3重量%、ポリスチレン:49.7重量%、下記化学式(24)で表される化合物:10重量%、および、下記化学式(25)で表される化合物:40重量%をトルエンに溶解してトルエン溶液を調製した。この実施例においては、化学式(24)で表わされる化合物は電荷輸送剤として、化学式(25)で表される化合物はトラップ剤として作用する。
【0200】
【化29】
Figure 0003702210
得られたトルエン溶液を用いて、実施例I−1と同様の手法により膜厚50μmの記録層を形成した。
【0201】
得られた光記録媒体に対し、前述の実施例Iと同様の条件で情報の記録を行なったところ、0.5秒の照射で十分に記録を行うことができた。記録された情報は、1カ月を経過した後にも再生することが可能であった。
【0202】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ホログラムとして情報が記録される光記録媒体であって、記録寿命が長い光記録媒体が提供される。また、本発明によれば、一様な記録領域内の任意の位置に情報を記録できる多層型光記録媒体において、低パワーの光源を用いても深さ方向に、十分に狭い領域に情報を記録可能な光記録媒体が提供される。
【0203】
本発明の光記録媒体は、高密度記録を実現するために有効であり、その工業的価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光記録媒体を説明する概略図。
【図2】トラップ剤の構造によるエネルギー変化を説明する図。
【図3】ホログラムの記録原理を示すための説明図。
【図4】本発明に係る光記録媒体にホログラムを記録再生する装置の構成の一例を表わす概略図。
【図5】本発明に係る光記録媒体にホログラムを記録再生する装置の構成の他の例を表わす概略図。
【図6】本発明に係る光記録媒体にホログラムを記録再生する装置の構成の更に他の例を表わす概略図。
【図7】本発明に係る光記録媒体に情報を多層記録する装置の構成の一例を表わす概略図。
【図8】本発明に係る光記録媒体に情報を多層記録した場合のデータの再生を説明する図。
【符号の説明】
1…電極、 2…記録層、 3…電極、 4…信号光、
5…参照光、 6…再生光、 7…光記録媒体、 10…レーザー、
11…ビームエキスパンダー、 12…ビームスプリッター、
13,14…ミラー、 15…画像表示素子、
16,17,18…レンズ、 19…読み取り装置、
20…レーザー、 21…ビームエキスパンダー、
22…レンズ、 23…ビームスプリッター、
31…半導体レーザー、 32…コリメートレンズ、
33…対物レンズ、 34…光学定数が変化した領域、
35…アイリス、 36…検出器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording medium that records information as a change in optical characteristics caused by light irradiation, and in particular, an optical recording medium in which a change in optical characteristics indicating recorded information is directly generated by holding charges generated by light irradiation. About.
[0002]
[Prior art]
An optical recording medium is known as a medium capable of recording a large amount of data such as a high-density image. Conventionally, as an optical recording medium, a magneto-optical recording medium, an optical phase change type medium, and the like have been developed. However, a demand for increasing the amount of information that can be recorded on the optical recording medium is increasing.
[0003]
A holographic memory is known as a recording medium for realizing a high density of information recorded on such an optical recording medium. In this method, page data in which the light intensity and its phase are two-dimensionally distributed are interfered with the reference light, and information is recorded in the form of a hologram in the recording layer. In the holographic memory, a large number of holograms are recorded in the overlapping region by thickening the recording layer and slightly changing the incident angle of the reference light and the recording position.
[0004]
As a recording medium for such a holographic memory, inorganic materials have been studied so far, but in recent years, an organic polymer compound has been used for the reason that it is possible to avoid difficulty in producing a crystal material and controlling properties. Development of photorefractive media has become active (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-22034).
[0005]
This photorefractive medium has a recording layer composed of a charge generating agent, a charge transport agent, a trapping agent, and a nonlinear optical material, and irradiates both light by irradiating the recording medium with signal light and reference light that interfere with each other. The information is recorded on the recording layer in the form of interference fringes, and the reproducing light having the same spatial characteristics as the signal light is reproduced by irradiating the recording layer with the reference light at the time of recording.
[0006]
Specifically, in the portion of the recording layer irradiated with light, charge is generated from the charge generating agent, this charge is separated by the charge transport agent, and the separated charge is held by the trapping agent in the recording layer. An internal electric field is formed. As a result of the refractive index of the nonlinear optical material being changed by this internal electric field, when light that can interfere with each other is irradiated, the intensity pattern of the irradiated light is recorded as a change in the refractive index in the recording layer.
[0007]
Conventional nonlinear optical materials include -CN group and -NO 2 Many containing groups were used, and a large change in refractive index was obtained by orienting these groups in the direction of the electric field. However, this means that when the oriented state is changed by energy such as thermal fluctuation, the change in refractive index is greatly reduced, and such orientational relaxation is one factor that limits the recording life. .
[0008]
On the other hand, a multilayer optical recording medium is known as another recording medium for realizing a high density of information recorded on the optical recording medium (DA Parthenopulous and PM Rentzepis, Science vol 245, pp.843- 844 (1989)). As disclosed in the literature, this is a method in which recording light is condensed at an arbitrary position in a uniform optical recording medium, and recording is performed by causing a change in optical characteristics only near the focal point of the recording layer. And non-recording layers stacked alternately.
[0009]
Inorganic materials have been studied as such multilayer optical recording media (for example, Y. Kawata, H. Ishibashi, and S. Kawata, Opt. Lett. Vol 16, pp. 756-758, (1998)). Similarly, the development of photorefractive media using organic polymer compounds has become active in recent years for reasons such as the difficulty of producing crystal materials and controlling characteristics. In a photorefractive medium, the change in optical characteristics changes in proportion to the light intensity, but in a recording medium that changes in proportion to the light intensity, the information recording area is recorded while being expanded in the depth direction. For this reason, it is necessary to sufficiently separate adjacent recording areas in the depth direction, which is an obstacle to high density. As a method of narrowing the distance in the depth direction, a method of generating carriers by two-photon absorption has been studied (D. Day, M. Gu, and A. Smallridge, Opt. Lett. Vol. 24, pp. 288-). 290 (1999)). However, this method requires a very strong light source to generate carriers by two-photon absorption, and cannot be recorded with a general semiconductor laser.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional photorefractive medium has a problem that the state of the aligned molecules is relaxed by thermal fluctuation and the refractive index change is greatly reduced, thereby limiting the recording life. In addition, there is a problem that it is difficult to perform high-density multilayer recording using a general recording means.
[0011]
It is an object of the present invention to provide an optical recording medium on which information is recorded as a hologram and has a long recording life.
[0012]
In addition, the present invention can record information in a sufficiently narrow area in the depth direction even when a low-power light source is used in a multilayer optical recording medium capable of recording information at an arbitrary position within a uniform recording area. It is an object to provide an optical recording medium.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, an optical recording medium includes a charge generator that generates first and second charges having different polarities when irradiated with light, and the first charge. A recording layer containing a trapping agent that holds and traps the first charge to change optical characteristics, and the difference in intensity of the irradiated light is generated by holding the first charge. The gist is to record the difference in the optical properties of the trapping agent.
[0014]
The trapping agent has two or more groups having electron acceptability in a molecule, and the groups having electron acceptability are bonded to each other by a conjugated system.
[0015]
Alternatively, the trapping agent has two or more groups having an electric child acceptability in a molecule, and the groups having an electric child acceptability are spatially overlapped.
[0016]
The content of the trapping agent is 20% by weight or more and 70% by weight or less of the recording layer.
[0017]
The recording layer may contain a charge transport agent that transports the first charge generated by the charge generator to the trap agent.
[0018]
The content of the charge transport agent is 50% by weight or less of the recording layer.
[0019]
In the trapping agent, groups having the ability to accept children are allyl alkanes, allylamines, aniline and derivatives thereof, triphenylamine and derivatives thereof, enamines, hydrazone and derivatives thereof; julolidine, indole, carbazole, oxazole, isoxazole. , Thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiathiazole, triazole and other nitrogen-containing cyclic compounds; fluorenone and derivatives thereof, diphenoquinone and derivatives thereof, oxygen-containing compounds such as anthraquinone and derivatives thereof; and sulfur-containing derivatives Having at least one structure selected from the group consisting of The conjugated system in the trapping agent is vinylene, ethynylene, paraphenylene, -C = N-, pyrrolylene, oxazolylene, thiazolylene, imidazolylene, 1,3,4-oxadiazolylene, 1,3,4-thiadiazolylene, 1H-1. , 2,4-triazolylene and at least one divalent group selected from the group consisting of —C═N—N═C—.
[0020]
The trapping agent contains a compound represented by the following general formula (1) or (2).
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventors of the present invention have made extensive studies on the recording layer of an optical recording medium that records information in the form of a hologram by light irradiation, and the charge transport speed is affected by the structural change of the molecule having a group that transports the charge. As a result of repeated studies paying attention to the fact that the structural change of the molecule is accompanied by the change of the optical constant, it was found that optical recording with a trapping agent was possible, and the present invention was achieved. In other words, in the present invention, changes in optical properties (properties represented by optical constants such as refractive index, absorbance, reflectance, and luminous efficiency) associated with changes in molecular structure due to electron retention in the trapping agent are directly recorded in optical recording. Use. Therefore, when the charge generating agent generates a charge by light irradiation, the charge is transported and held in the trapping agent, and information is recorded on the recording layer due to a change in the optical property of the trapping agent due to a change in the molecular structure of the trapping agent. For this reason, the present invention does not require a conventional nonlinear optical material whose optical characteristics are changed by an electric field.
[0022]
An example of the optical recording medium of the present invention is shown in FIG. 1, and information recording / reproduction will be described with reference to FIG.
[0023]
First, information is recorded by irradiating the optical recording medium 7 having the recording layer 2 with laser light. At this time, the transparent electrodes 1 and 3 may be provided on the two opposing surfaces of the recording layer 2 and recording may be performed while applying a voltage between the electrodes. Laser light is divided into signal light 4 and reference light 5 that contain information in the form of spatial intensity distribution and phase distribution, and the two lights interfere with each other in the recording layer. Thus, information is recorded on the recording layer 2 in the form of interference fringes. After the two lights are blocked, the reproducing light 6 having the same spatial characteristics as the signal light is reproduced by irradiating the recording layer 2 with the reference light 5 under the same conditions as when recording. Information can be reproduced by detecting the intensity distribution and phase distribution of the reproduction light 6.
[0024]
In general, when the molecular variable such as the bond length and bond angle of the molecule is plotted on the horizontal axis and the energy level of the charge is plotted on the vertical axis, the graph is shown in the graph of FIG. In FIG. 2, curve a shows the energy level of the molecule in the neutral state, and curve b shows the energy level in the ionized state. If the molecular structure changes drastically when the molecule is ionized, energy is lost in the form of lattice vibration during the structural change, and the charge is stably captured by the energy loss of the charge. One preferred form that causes such a structural change is one that is composed of conjugated bonds so that the entire molecule becomes a conjugated system. In the present invention, such a molecule is used as a trapping agent. Therefore, the trapping agent of this form in the present invention has an electric child acceptability in the molecule in consideration of the ease of charge transfer in a group having an electric child acceptability (characteristic of donating or accepting electrons). It is necessary to include two or more groups and to be connected by a conjugated system (a continuous series of conjugated bonds without being broken by non-conjugated bonds). In particular, when a group having electron acceptability is electron donating, structural changes are likely to occur. Therefore, the conjugated system connecting them preferably has electron donating properties. In particular, it is desirable that the conjugated system contains a nitrogen atom.
[0025]
Examples of such a trapping agent used in the present invention include compounds represented by the following general formulas (1) and (2).
[0026]
[Chemical 3]
Figure 0003702210
(In the above formula (1), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
[Formula 4]
Figure 0003702210
(In the above formula (2), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
When the energy level of the molecular structure of the compound represented by the general formula (1) is calculated for the neutral state and the ionized state, the following results are obtained. That is, in the neutral state, this compound is in the trans form as shown in the general formula (1) described above, and the compounds other than the substituents R1 to R4 exist on substantially the same plane. When the structure in the ionized state is calculated using the structure in the neutral state as an initial condition and the bond lengths in the neutral state and the ionized state are compared, the compound represented by the general formula (1) is rather the following in the ionized state: It can be seen that the structure is close to that shown in chemical formula (1 ′).
[0027]
[Chemical formula 5]
Figure 0003702210
(In the above chemical formula, R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
A trapping agent containing two or more groups having an electron accepting property in a molecule can hold one charge and then hold another charge before changing the structure. In such a case, the structural change is larger than when one charge is held. Specifically, the change in bond length is greater than the comparison between general formula (1) and general formula (1 ′).
[0028]
When the peak wavelength of absorption in the state represented by the general formula (1) and the state where two charges are held was examined, the absorption peak was present at around 318 nm in the state represented by the general formula (1). On the other hand, in the state where the electric charge was held, new absorption occurred at around 353 nm. Since such a change in absorption is accompanied by a change in refractive index due to the Kramers-Kronig relationship, it can be seen that the optical constants such as the absorption coefficient and the refractive index change when the trapping agent retains the charge and changes the structure. .
[0029]
As described above, in the optical recording medium of the present invention, a charge is generated by light irradiation, and this is transported by an appropriate distance and held in the trap agent. Since the trapping agent includes a group having an electric child acceptability, charge can be taken from the charge generating agent. A trapping agent changes its molecular structure when it receives a charge. The change in structure is a change in bond length in the molecule as shown in the general formulas (1) and (1 ′), or a twist between groups showing a planar structure such as a phenyl group, an oxadiazole group, and a pyrrole group. It refers to change. When the molecular structure of the trapping agent changes, as shown in FIG. 2, the charge loses its kinetic energy greatly due to this structural change, so that the trapping agent is held stably.
[0030]
However, when the trapping agent is dispersed in the matrix polymer in the optical recording medium of the present invention, this structural change does not always occur every time the trapping agent receives a charge. When a structural change occurs, the energy is lost and the charge is stably held in the trapping agent. However, it may be transported to another group having a receptive capacity before the structural change occurs. Sometimes transported over trapping agents. Therefore, the charge generated by the charge generating agent can be separated only by the trapping agent. Of course, in order to more efficiently generate charge separation, it is preferable to contain a charge transport agent in addition to the trap agent. When the trap agent changes its structure while holding the charge, not only the charge energy level changes, but also the optical constant changes. Therefore, the optical constant is changed according to the spatial distribution of the trap agent that changes the structure while holding the charge. The spatial distribution of the part where the change occurs.
[0031]
The description so far applies not only when one charge is held in the trapping agent but also when two or more charges are held. In particular, in a state in which two charges are held, an ideal situation in which the lifetime of the held charges is long and the change in the optical constant is large can be realized.
[0032]
When the recording layer containing such a trapping agent is irradiated with two coherent light beams, if the average distance that charges are transported is sufficiently shorter than the interval between the interference fringes, the recording layer has the same period as the interference fringes. A change in the optical constant occurs. Therefore, diffracted light is observed when one of the lights forming the interference fringes is blocked.
[0033]
With reference to FIG. 3, the principle of the change in the optical characteristics of the optical recording medium according to the distribution of the irradiated light intensity will be described below.
[0034]
In a conventional photorefractive medium, when the medium is irradiated with light having an intensity distribution as shown in FIG. 3A, a charge distribution as shown in FIG. 3B is generated. When only holes are transported and the mean free path is equal to or higher than Λ in FIG. 3 (a), the distribution of holes is spatially as shown by the dotted line in FIG. 3 (b). It becomes uniform. As a result, the total charge distribution is as shown in FIG. In general, since an external electric field is applied to a photorefractive medium, the electric field distribution is as shown in FIG. Further, when the nonlinear optical material is oriented, a change in refractive index according to the electric field intensity shown in FIG. 3D occurs, and as a result, a change in refractive index according to the irradiated light intensity distribution occurs. However, if the mean free path of the transported holes is sufficiently small with respect to Λ, the distribution of holes hardly changes, so that the charge distribution as shown in FIG. 3C does not occur. Accordingly, the electric field distribution as shown in FIG. 3 (d) does not occur regardless of the presence or absence of the external electric field, so that the optical characteristics corresponding to the light intensity distribution do not change even in the medium containing the nonlinear optical material. .
[0035]
On the other hand, in the optical recording medium of the present invention, when the medium is irradiated with light having an intensity distribution as shown in FIG. 3A, the charge distribution as shown in FIG. 3B is obtained as in the conventional photorefractive medium. Only holes are transported. At this time, if the trapping agent capable of holding holes is dispersed as shown in the chemical formula (1), the charge is retained in the region where the light intensity is high and a lot of charges are generated. Since a large amount of trapping agent is present, the optical properties of the molecule are changed by holding the charge. That is, a change in optical characteristics according to the light intensity distribution occurs. At this time, if the mean free path of charge becomes approximately the same as Λ, the distribution of the trapping agent holding the charge becomes uniform as in FIG. 3C, so that no local change in optical characteristics occurs.
[0036]
Thus, the conventional photorefractive medium and the optical recording medium of the present invention have a conventional —CN group or —NO. 2 It differs greatly not only in the presence or absence of a nonlinear optical material containing a group, but also in the mean free path of the photogenerated charge.
[0037]
Further, when the recording light is condensed on such a recording layer containing the trapping agent of the present invention, a large amount of electric charge is generated near the focal point. Therefore, when the average moving distance of the electric charge is less than or equal to the minimum beam diameter, In the vicinity, more trapping agent retains charge. For this reason, the optical constant changes greatly near the focal point. In particular, in such a recording method, since charges are generated simultaneously in a narrower region near the focal point, the probability that two charges are held in one trapping agent is increased. The probability that two charges are held in one trapping agent is most simply proportional to the square of the charge density. On the other hand, since the number of charges generated by light irradiation is proportional to the light intensity, the probability that two charges are retained in the trapping agent is proportional to the square of the light intensity. Thereby, the optical constant can be changed only in a narrower region.
[0038]
Hereinafter, each material constituting the optical recording medium according to the present invention will be described in more detail.
[0039]
The charge generating agent used in the present invention generates carriers, that is, transported charges (electrons and holes) when irradiated with light. For example, inorganic photoconductors such as selenium and selenium alloys, CdS, CdSe, CsSSe, AsSe, ZnO, ZnS, and amorphous silicon; various crystal types such as titanyl phthalocyanine and vanadyl phthalocyanine (α, β, γ, δ, ε, ζ, η, θ, ι, κ, λ, μ, ν, ξ, ο, π, ρ, σ, τ, υ, φ, χ, ψ, ω, A, B, C, X and Y types, etc.) Metal phthalocyanine pigments and various liquid crystal type metal-free phthalocyanine pigments; azo dyes and pigments such as monoazo dyes, bisazo dyes, trisazo dyes and tetrakisazo dyes; perylene dyes and pigments such as perylene acid anhydride and perylene acid imide; Perinone pigments; Indigo dyes and pigments; Quinacridone pigments; Polycyclic dyes such as anthraquinone, anthanthrone and dibromoanthrone Emissions pigments; eutectic complex comprising a pyrylium dye or thiapyrylium dye and polycarbonate resin; cyanine dyes; TTF-TCNQ electron-capturing substance and a charge transfer complex consisting of an electron-donating substances such as azulenium; C 60 , C 70 And fullerenes and derivatives thereof; terephthalic acid derivatives having a carbonyl group such as dimethyl terephthalate and diethyl terephthalate; xanthene dyes and pigments; azulenium dyes and squarylium dyes.
[0040]
These charge generating agents may be used alone or in combination of two or more compounds. As described above, two types of charge generating agents having different polarities of generated charges and different wavelengths of excited light can be dispersed. At this time, one charge generating agent is used for erasing.
[0041]
The charge generating agent is preferably used in a proportion of about 0.001 to 40% by weight with respect to the entire recording layer. When the amount is less than 0.001% by weight, the electric charge per unit volume generated by light irradiation is small, and a sufficient change in optical characteristics does not occur. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, light absorption by the charge generating agent increases, and light cannot be transmitted through the recording layer, making it difficult to produce an optical recording medium having a large film thickness.
[0042]
As described above, one form of the trapping agent in the present invention is a compound in which two or more groups having an electron acceptability are contained in one molecule and the two are bound in a conjugated system. Conjugated systems include vinylene, ethynylene, paraphenylene, -C = N-, pyrrolylene, oxazolylene, thiazolylene, imidazolylene, 1,3,4-oxadiazolylene, 1,3,4-thiadiazolylene, 1H-1,2, It refers to a divalent group such as 4-triazolylene and -C = NN-C- or a combination of a plurality of these. Specific examples of conjugated bonds are shown below by structural formulas.
[0043]
[Chemical 6]
Figure 0003702210
[Chemical 7]
Figure 0003702210
(In the above formula, R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
Among the conjugated systems as described above, for those containing a cyclic group, the position at which the group having an electron acceptability is bound is limited. Specifically, the position at which the group having the electron acceptability is bonded to the conjugated system containing the cyclic group has a structure as shown in the general formula (1) and the general formula (1 ′) as described above. It must be in a position where it can change.
[0044]
This will be described in detail with reference to the following chemical formulas (3a), (3b), (3c) and (3d).
[0045]
[Chemical 8]
Figure 0003702210
Since the compound represented by the chemical formula (3a) is a molecule in which two groups having an electron acceptability are bonded by a conjugated bond, when ionized, the molecule is represented by the chemical formula (3b). Overall structural changes are possible. On the other hand, in the chemical formulas (3c) and (3d), the position of bonding to the group having an electric child acceptability is different from the chemical formula (3a), and the conjugated bond is broken between these groups. Therefore, since the group having the ability to accept electrons is not bound in a conjugated system, no structural change occurs throughout the molecule.
[0046]
Therefore, it is an important factor for the effectiveness in the present invention that two groups having an electric child acceptability as in chemical formula (3a) are connected by a conjugated bond.
[0047]
In order for the molecule to effectively cause structural changes, it is desirable that the conjugated system in the trapping agent satisfies the following. That is, when a group having an electron acceptability transports holes, the conjugated system desirably has an electron donating property, and for this purpose, it preferably contains a nitrogen atom. On the other hand, when a group having an electron accepting property transports electrons, the conjugated bond desirably has an electron accepting property. The trapping agent preferably has symmetry as a whole molecule, and when it contains a phenyl group and derivatives thereof, the phenyl group is preferably rotatable. In particular, when two groups having an electric child acceptability are included, a line-symmetric structure is preferable.
[0048]
The hydrogen atom in such a conjugated bond system can be replaced by any group. However, in order not to prevent structural changes in the whole molecule, it is desirable that the introduced substituent is small. Examples thereof include an alkyl group having 2 or less carbon atoms such as an ethyl group and a methyl group, and a phenyl group. Alternatively, as shown in chemical formula (4), a polymer in which the trapping agent in the present invention is bound as a side chain can also function as an effective trapping agent. However, in the molecule represented by the chemical formula (4), the number of units of the carbazole group having a large charge transporting property (x) and the number of units of the site having a large charge holding ability (y) are set to an appropriate size for the mean free path of charge. It is necessary to adjust so that it becomes. Thus, by binding the trapping agent as the side chain of the polymer, it is possible to prevent the precipitation of the site having the trapping function. Therefore, a portion having a trap function can be introduced at a high concentration. In addition, since a large free space is obtained by bonding as a side chain of the polymer, there is also an advantage that a structural change easily occurs when a charge is held.
[0049]
[Chemical 9]
Figure 0003702210
On the other hand, as the group having an electron acceptability in the trapping agent, allylalkanes, allylamines, aniline and derivatives thereof, triphenylamine and derivatives thereof, enamines, hydrazone and derivatives thereof; julolidine, indole, carbazole, oxazole, Nitrogen-containing cyclic compounds such as isoxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiathiazole, triazole; oxygen-containing compounds such as fluorenone and its derivatives, diphenoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives; thiopyran and its And groups having a structure such as a sulfur-containing derivative such as a derivative. In such a group, a hydrogen atom bonded to a site having a small influence on charge transport can be appropriately substituted with an ethyl group, a methyl group, a hydroxyl group, or the like. When multiple such substituents are introduced, they need not be identical.
[0050]
As another form of the trapping agent in the present invention, there can be mentioned a compound having a structure in which two or more groups having a planar structure and having an electric child acceptability are spatially overlapped. In the case where the group having electron accepting properties has a planar structure, even when the two groups having electron accepting properties are not bonded in a conjugated system, the charge holding ability can be improved by the structural change. This is explained as follows. In the neutral state, it is assumed that the symmetry axis of the group having the electric child acceptability is slightly shifted. In this molecule, when charge is injected into one of the two groups, the stability in the neutral state is lost, so that a structural change can occur such that the symmetry axes of the two groups coincide. When the symmetry axes of two groups coincide, the interaction between the two groups increases rapidly, so that the energy level changes greatly compared to when the two groups exist independently. For this reason, the charge retention ability is improved. Examples of such a group having a planar structure and accepting children are nitrogen-containing rings such as indole, carbazole, oxazole, isoxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiathiazole, and triazole. Groups having a structure such as formula compounds; oxygen-containing compounds such as fluorenone and derivatives thereof, diphenoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof; and sulfur-containing derivatives.
[0051]
The trapping agents as described above can be used alone or as a mixture of two or more. Further, the content is desirably 20% by weight or more and 70% by weight or less with respect to the entire recording layer. When the trapping agent content is less than 20% by weight, the amount of dispersion is too small and the charge mean free path becomes large, so that the optical characteristics do not change according to the light intensity distribution. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, the trapping agents may aggregate and crystallize, making it impossible to form a recording layer in which molecules are uniformly dispersed. The trap agent content is more preferably 30% by weight or more and 50% by weight or less based on the recording layer.
[0052]
The optical recording medium in the present invention may contain, as a charge transport agent, any material having a function of transporting charges by hopping conduction, for example. The addition of the charge transfer agent also has an effect of improving the charge generation efficiency. Examples of the charge transfer agent include amorphous semiconductors such as Si, Ge, Se, S, Te, B, As, and Sb known as amorphous semiconductors, SiC, InSb, GaAs, GaSb, and Cd. 1-x Ge x As 2 , Cd 1-x Si x P 2 , Cd 1-x Sn x As 2 , As 2 Se 3 , As 2 S 3 Ge-Sb-Se, Si-Ge-As-Te, Ge-As-Se, As 2 Se 3 -As 2 Te 3 , As-Se-Te, Tl 2 Se-As 2 Te 3 , Cu 1-x Au x Te 2 , V 2 O 5 -P 2 O5, MnO-Al 2 O 3 -SiO 2 , V 2 O 5 -P 2 O 5 -BaO, CoO-Al 2 O 3 -SiO 2 , V 2 O 5 -GeO 2 -BaO, FeO-Al 2 O 3 -SiO 2 , V 2 O 5 -PbO 2 -Fe 2 O 3 TiO 2 -B 2 O 3 -BaO, SiO x , Al 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 3 , Si 3 N 4 And semiconductors with irregular compositions such as BN. Further, π-conjugated polymers and oligomers such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, and polyaniline; σ-conjugated polymers and oligomers such as polysilane and polygerman; polycyclic aromatic compounds such as anthracene, pyrene, phenanthrene, and coronene; indole , A compound having a nitrogen-containing cyclic compound such as carbazole, oxazole, isoxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiathiazole and triazole, or a compound having these in the main chain or side chain; Aniline and derivatives thereof, triphenylamines, triphenylmethanes, butadienes, stilbenes, TCNQ, anthraquinone, diphenoquinone and other derivatives, C 60 , C 70 And fullerenes and derivatives thereof.
[0053]
More specifically, for example, diphenylaniline, dimethylaniline, diethylaniline, chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7 -Tetranitro-9-tetrafluorenone, 2,4,7-trinitro-9-dicyanomethylenefluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-xanthone, 2,4,9-trinitrothioxanthone, N, N-bis ( 3,5-dimethylphenyl) -3,4,9,10-perylenetetracarboximide, diphenone, stilbenzoquinone, and other low molecular compounds, and these compounds introduced into the main chain or side chain of the high molecular compound Examples include molecular compounds. In addition, it is preferable in terms of charge transport ability that the charge transport agent contains the same group as the group having the electron acceptability of the trapping agent or a group derived therefrom.
[0054]
The charge transfer agent is preferably used at a ratio of about 50% by weight or less with respect to the entire recording layer. The photogenerated charge is hopped from the charge generating agent to the charge transport agent, and further hopped between the charge transport agents, and finally captured by the trap agent. If the content of the charge transport agent exceeds 50% by weight, the charge mean free process becomes large, and as described above, the optical characteristics cannot be changed according to the light intensity distribution.
[0055]
Note that a charge transfer agent for transporting each of the two types of charges can be used for the two types of charges having different polarities generated in the optical recording medium. In this case, one of the charge transfer agents can function as an erasing charge transfer agent.
[0056]
The charge generating agent, trapping agent and charge transporting agent as described above can be used in appropriate combination so that the optical properties can be modulated by the irradiation light.
[0057]
In the present invention, when a constituent component such as a trapping agent is not a polymer, a polymer may be mixed with these constituent components as a matrix. The polymer that can be used is not particularly limited, but an optically inactive polymer having a small variation in molecular weight is preferable. For example, polyethylene resin, nylon resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, butyral resin, polystyrene resin, styrene-butadiene copolymer resin, polyvinyl acetal resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, polysulfone resin, acrylic resin, acetic acid Examples include vinyl, polyolefin oxide resin, alkyd resin, styrene-maleic anhydride copolymer resin, phenol resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyester carbonate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyarylate and paraffin wax. . These can be used alone or in combination of two or more.
[0058]
Further, in order to lower the glass transition point of the recording layer, a molecule having a small molecular weight called a plasticizer may be dispersed. By reducing the glass transition point, the structure of the trapping agent can be changed more easily.
[0059]
Furthermore, compounds generally known as polymer antioxidants and ultraviolet absorbers can be used in addition to the above-described components. Examples of such compounds include hindered phenols, aromatic amines, organic sulfur compounds, phosphites, chelating agents, benzophenone-based, benzotriazole-based, and nickel complexes. The blending amount of these components is preferably 0.0001 to 5% by weight with respect to the entire recording layer, for example.
[0060]
The recording layer of the optical recording medium in the present invention can be formed by dissolving the above-described components in a solvent and then forming the film by removing the solvent to form a recording layer comprising a composition containing them. As the solvent, various organic solvents can be used, and examples thereof include alcohols, ketones, amides, sulfoxides, ethers, esters, aromatic halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. It is done.
[0061]
Formation of the recording layer is, for example, spin coating method, dip coating method, roller coating method, spray coating method, wire bar coating method, blade coating method, roller coating method and other various coating methods, casting method, vacuum deposition method, It is possible by a sputtering method or the like. Or you may form by the method using glow discharges, such as plasma CVD method, for example. When the casting method is adopted, not only the solution is cast, but also the solvent is vaporized from the solution, and then the powdered mixed material is heated and melted to form the recording layer.
[0062]
The film thickness of the recording layer thus formed is usually about 0.05 to 10 mm, preferably 0.5 to 1 mm. The film thickness of the recording layer can be appropriately selected according to the characteristics and composition required for the optical recording medium, such as recording capacity and light transmittance.
[0063]
In forming the recording layer, a solution containing the composition containing the above-described components is applied onto an appropriate support. As the support, any material having an appropriate thickness and hardness and sufficient strength for handling may be used. When the composition constituting the recording layer has an appropriate strength at room temperature, the support may be removed and the composition alone may be handled.
[0064]
This support can be used not only for film formation but also as a substrate for optical recording media. That is, the optical recording medium of the present invention may be configured using a recording layer formed on this substrate. The substrate in this case is desired to be transparent to some extent in the wavelength range of light used for recording. In the case of a semiconductor laser, the wavelength of light is, for example, 780 nm, 650 nm, and 405 nm. Ordinary resins are transparent to light having a wavelength in the visible range of 400 to 600 nm, and many of them maintain transparency up to about 800 nm in the long wavelength range. Accordingly, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polycarbonate, polyester, polyamide, acrylic resin, polyimide, and the like are preferable.
[0065]
These substrate materials can be used as a flat plate or as a cylindrical sheet if necessary. When used as a cylindrical sheet, the substrate is required to have appropriate flexibility.
[0066]
A layer serving as an electrode may be formed on the recording layer side of the substrate as necessary. The material for forming the electrode layer is desired to be transparent to some extent in the wavelength range of the light used, like the substrate. For this reason, indium tin oxide or aluminum is preferably used. The sheet resistance of the electrode is 50Ωcm -2 It is desirable that
[0067]
In the present invention, a protective layer can be provided on the recording layer as necessary. Any material can be used as a material for forming the protective layer. Examples thereof include thermosetting resins such as acrylic resins, fluororesins, silicone resins, and melamine resins, photocuring resins, EB curing resins, X-ray curing resins, and UV curing resins.
[0068]
In such a protective layer, a small amount of additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber and an anti-aging agent may be added. Examples of additives that can be used include hindered phenols, aromatic amines, organic sulfur compounds, phosphites, chelating agents, benzophenone-based, benzotriazole-based, and nickel complexes.
[0069]
Next, a case where the optical recording medium of the present invention is used as a hologram memory, that is, a method for recording information on the medium and reproducing the recorded information will be described.
[0070]
An example of a recording apparatus for recording information on the optical recording medium of the present invention having the recording layer as described above is shown in FIG.
[0071]
As shown in FIG. 4, a rectangular parallelepiped optical recording medium 7 is produced. An image display element 15 is arranged on one side of the optical recording medium 7, and a reading device 19 is installed on the opposite side across the optical recording medium 7. The reading device 19 is preferably arranged along the optical axis so that the light emitted from the image display element 15 to the optical recording medium 7 enters the reading surface perpendicularly. Examples of the image display element 15 include a liquid crystal element, a digital mirror array, a Pockels Readout Optical Modulator, a Multi-channnel Spatial Modulator, a Si-PLZT element, a modified surface type element, an AO or EO modulation element, and a magneto-optical effect element. Can be used. As the reading device 19, any photoelectric conversion element can be used. Examples thereof include a CCD, a CMOS sensor, a photodiode, a photoreceptor, and a photomultiplier tube.
[0072]
In FIG. 4, it is assumed that light passes through the image display element 15, but the image display element 15 may be of a type that reflects light.
[0073]
The light source used for recording needs to be coherent, that is, coherent light represented by a laser. Here, a specific example of a procedure for recording information on an optical recording medium will be described below, taking the case of using a laser as an example.
[0074]
The wavelength of the laser is selected according to the component of the optical recording medium to be used. Specifically, it is selected according to the charge generating agent and the trap agent. As the laser 10, an existing gas laser, liquid laser, solid laser or semiconductor laser can be used.
[0075]
The output from the laser 10 is divided into two using, for example, a beam splitter 12. One is used as the reference light 5 and the other is used as the signal light 4 that is transmitted through the image display element 15. The signal light 4 and the reference light 5 enter the optical recording medium 7 so that they intersect in the recording layer. Specifically, this is performed by the following method. The light from the laser 10 is spread into parallel light by, for example, a beam expander 11 and then divided into two by, for example, a beam splitter 12. Information to be recorded is digitized in advance, and an image pattern corresponding to the information is input to the image display element 15. One of the lights divided into two by the beam splitter 12 is irradiated to the image display element 15 via the mirror 13 and is spatially modulated according to data for recording the light intensity distribution, for example, to become the signal light 4. . Further, the signal light 4 is condensed by the lens 16 and applied to the optical recording medium 7. At that time, the reference light 5 is applied to the optical recording medium 7 so that the reference light 5 intersects in the recording layer at the same time. The reference light 5 is collimated by a mirror 14 and a lens 17 and is irradiated.
[0076]
Spatial distribution of trapping agents holding charges is generated by interference fringes generated by superimposing the signal light 4 and the reference light 5, and optical characteristics are modulated to form a diffraction grating. At this time, it is possible to form a plurality of interference fringes in the overlapping region by changing the incident angle of the reference light, the incident angle of the signal light, or both. Alternatively, the incident angles of the reference light and the signal light can be changed by rotating the optical recording medium 7 with respect to the direction of the incident light. Furthermore, a plurality of interference fringes are similarly formed in the overlapping region of the two lights by shifting the position where the laser beam is irradiated by about 1/2 to 1/1000 with respect to the overlapping region of the signal beam and the reference beam. Can be recorded.
[0077]
In reading the recorded information, first, the signal light 4 is blocked and only the reference light 5 is irradiated onto the optical recording medium 7. That is, the reference light 5 can also be used as readout light. At this time, the reproduced light having the same spatial intensity distribution as the signal light 4 is reproduced by the recorded interference fringes, so that it can be read by the reading device 19 after passing through the lens 18. The recorded information can be reproduced by the intensity distribution of the read light. The distance from the lens 18 to the reading device 19 is preferably equal to the focal length of the lens 18. The distance between the lens 16 and the lens 18 is preferably equal to the sum of the focal length of the lens 16 and the focal length of the lens 18.
[0078]
Here, a light source having the same wavelength is used during recording and reading, but the present invention is not limited to this. When the thickness of the recording layer is about 0.5 mm or less, the recorded information can be read even using a light source having a wavelength slightly different from that at the time of recording. In such a case, the reference light may be incident at an angle slightly different from that at the time of recording so that the intensity of diffracted light at the time of reproduction increases. Also at this time, it is desirable to arrange the reading device 19 so that the reading surface is perpendicular to the optical axis of the light used for reading.
[0079]
In this example, the reference light 5 is also condensed using the lens 17, but the reference light does not necessarily have to be condensed. By disposing the beam expander 11 at any position on the path from the laser 10 to the image display element 15, the lens 17 can be omitted.
[0080]
In reading the recorded information, phase conjugate reproduction is also possible. This will be described with reference to FIG. In FIG. 5, coherent light having the same wavelength as that used for recording is irradiated in the opposite direction to that during recording.
[0081]
Specifically, when the light from the laser 20 that oscillates the light having the same wavelength as the light used for recording is irradiated with the reference light 5 using the lens 22 after expanding the light diameter by the beam expander 21, for example. Irradiate the optical recording medium 7 in the opposite direction. Due to the diffraction grating recorded on the optical recording medium 7, the virtual image 4 ′ is reproduced in the opposite direction to the signal light 4 traveling. After the virtual image 4 ′ passes through the lens 16, for example, the virtual image 4 ′ is reflected by the beam splitter 23 and read by the reading device 19. In this case as well as during recording, the distance from the lens 16 to the reading device 19 is preferably equal to the focal length of the lens 16. Even in phase conjugate reproduction, coherent light having a wavelength slightly different from that at the time of recording can be used as readout light.
[0082]
If the reference light 5 is not condensed during recording, the beam expander 21 and the lens 22 can be omitted even during phase conjugate reproduction.
[0083]
Information recorded on the optical recording medium can be erased. For example, the recording is erased by irradiating light having a uniform intensity distribution over an area wider than the recording area, or by heating the optical recording medium to a temperature lower than the glass transition point.
[0084]
The method for recording and reproducing information on the optical recording medium of the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 6, the signal light 4 and the reference light 5 may be incident on the optical recording medium 7 from different surfaces.
[0085]
When information is recorded as digital data, a plurality of pixels of the image display element 15 may represent one data.
[0086]
Further, when information is given by the intensity distribution of signal light, the light intensity of the bright part and the dark part may not be uniform over the entire beam diameter. That is, the light transmittance of the image display element can be lowered at the central portion and can be increased at the portion away from the center. Thus, it is possible to correct in advance that the reproduction light is weakened at a portion farther from the center than the center of the reproduction signal. Alternatively, a light intensity modulation element having a large absorption coefficient near the center and a small absorption coefficient away from the center may be disposed in front of the reading device 19.
[0087]
Next, a case where the optical recording medium of the present invention is used as a multilayer optical recording medium, that is, a method of recording information on the medium in a plurality of layers and reproducing the recorded information will be described with reference to FIG.
[0088]
The light from the semiconductor laser 31 is collimated by the collimator lens 32 and then condensed into the recording layer using the objective lens 33. By increasing the injection current to the semiconductor laser 31 for an appropriate time, laser light is irradiated for an appropriate time, and information is recorded as a change in optical constant only near the focal point. By arranging the focal position at an arbitrary position in the medium, information can be recorded in the form of an area 34 with and without an optical constant change.
[0089]
The recorded information can be reproduced, for example, by placing the iris 35 on the optical axis and measuring the light intensity transmitted through the iris using the photodetector 36. That is, when irradiation is performed so that the optical axis of the readout light passes through the region where the optical constant has changed and the focal position is scanned in the depth direction of the recording layer, the observed transmitted light intensity I is the position Z in the depth direction. FIG. 8 shows the function as a function of (here, the center of the region where the optical constant has changed is Z = 0). When a region where there is no change in the optical constant is scanned, there is no change in the transmitted light intensity. Therefore, whether or not the optical constant has changed is determined by whether or not the transmitted light intensity has changed. Therefore, information is recorded and read out as fluctuations in optical characteristics in the area where the recording light is condensed.
[0090]
However, it is desirable to adjust the injection current so that the light intensity of the readout light becomes about 1/2 to 1/100 of the recording light so that no new optical constant change occurs during the reproduction of information.
[0091]
Alternatively, as a simpler reproducing method, it is possible to reproduce the recorded information at the recording position by detecting the transmitted light intensity near the recording position. That is, Z shown in FIG. 8 in the depth direction with respect to the position where the information is recorded. 0 Information can be reproduced by detecting the transmitted light intensity at a position separated by a distance. Z in the depth direction from the area where no information is recorded 0 When the focus of the readout light is at a position shifted by a certain amount, the transmitted light intensity is I 0 The value of Z is shown in the depth direction from the area where the information is recorded. 0 The light intensity is I 0 Since + ΔI, the detection of this light intensity causes Z to be 0 The recorded information at the position shifted by this amount is reproduced. Accordingly, the information is recorded and read out as a changed optical characteristic value near the focal position where the recording light is condensed.
[0092]
When the film thickness is sufficiently large, or when a glass substrate is provided on the objective lens side of the recording layer, the objective lens has a long operating distance such as NIKON CF IC LCD Plan CR 100 times. It is preferable to use one. Further, when the substrates are provided above and below the recording layer, the substrate on the objective lens side is preferably 0.5 mm or less. Alternatively, the substrate may not be provided on the objective lens side of the recording layer. In this case, the recording layer may be stored in a diskette in order to prevent the recording layer from being damaged.
[0093]
The method for recording and reproducing information on the optical recording medium of the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be made. For example, the reproduction of information can be performed in the same manner as a confocal microscope. Alternatively, information may be reproduced using reflected light by disposing a reflective surface at a position opposite to the objective lens of the optical recording medium.
[0094]
The optical recording medium of the present invention has a trapping agent composed of a molecule having two or more groups having electroreceptive properties in the molecule and bonded between them in a conjugated system, or an electroreceptive property in the molecule. And a trapping agent composed of a molecule having two or more groups having the above and having the above-mentioned groups having the ability to accept electricity. Since such a trapping agent changes the optical constant when it retains electric charge, the optical constant can be changed according to the spatial distribution of the trapping agent that retains the electric charge. Therefore, an optical recording medium having a longer recording life than the conventional hologram optical recording medium can be obtained. Further, in multi-layer optical recording, information can be recorded at an arbitrary position in the recording layer, and an optical recording medium capable of realizing higher density by recording information in a narrower area can be obtained.
[0095]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
[0096]
(Example I-1)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0097]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly (N-vinylcarbazole) (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt% And 40 weight% of compounds represented by following Chemical formula (3) were melt | dissolved in toluene, and the toluene solution was prepared. The compound represented by the chemical formula (5) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (5), this compound has two carbazole groups, which are groups having an electric child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0098]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003702210
An ITO (Indium Tin Oxide) film was formed on the surface of a glass substrate to prepare a substrate. The above-mentioned toluene solution was applied onto this substrate by a casting method to produce a recording layer to obtain an optical recording medium. The film thickness of the recording layer was adjusted to 50 μm using a Teflon spacer.
[0099]
A hologram was recorded and reproduced on this optical recording medium using the recording apparatus having the configuration shown in FIG. In the illustrated apparatus, the light emitted from the He—Ne laser (output 30 mW) 10 was first split into two by the beam splitter 12. The light reflected by the beam splitter 12 was transmitted through a liquid crystal filter 15 as an image display element after expanding the light diameter using the beam expander 11. The liquid crystal filter 15 modulates the transmittance according to information to be recorded in advance, and uses the transmitted light as the signal light 4. The transmitted light was condensed using a lens 16 (focal length 150 mm). The distance between the lens 16 and the optical recording medium 7 was 135 mm.
[0100]
On the other hand, the light transmitted through the beam splitter 12 was directly applied to the optical recording medium 7 as reference light 5. At this time, the optical path of the reference light 5 was adjusted so that the reference light covered the region where the signal light 4 was collected on the optical recording medium. When the angles at which the signal light 4 and the reference light 5 were incident on the optical recording medium 7 were measured, they were 40 ° and 50 ° when measured outside the optical recording medium 7.
[0101]
Since the substrate of the optical recording medium 7 was connected to an external power source (not shown) of 2 kV, an external electric field of 40 V / μm was applied. In this way, a hologram could be recorded on the optical recording medium 7 by irradiating with light for 1 second.
[0102]
Subsequently, the recorded information was reproduced. During reproduction, the optical path of the signal light 4 was blocked by a shutter, and the light transmitted through the beam splitter 12 was irradiated onto the optical recording medium 7 as readout light, and diffracted light was observed. The diffracted light is transmitted through a lens 18 (focal length 150 mm) similar to the lens 16 and then incident on a CCD 19 as a reading device, so that reproduced light having an intensity distribution similar to the intensity distribution of the signal light 4 is detected. It was. The lens 18 was disposed at a position 300 mm from the lens 16 and perpendicular to the optical axis so that the optical axis passed through the center of the lens 18. The CCD 19 was also arranged perpendicular to the optical axis. Further, the distance from the lens 18 to the CCD 19 was made equal to the focal length of the lens 18.
[0103]
The recorded information could be reproduced even after one month.
[0104]
(Example I-2)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0105]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (6) in toluene. The compound represented by the chemical formula (6) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (6), this compound has two carbazole groups which are groups having an electron child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0106]
Embedded image
Figure 0003702210
When recording was performed on the obtained optical recording medium in the same manner as in Example I-1, recording could be sufficiently performed in a recording time of 1 second. The recorded information could be reproduced after a month.
[0107]
(Example I-3)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0108]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (7) in toluene. The compound represented by the chemical formula (7) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (7), this compound has two carbazole groups, which are groups having an electron child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0109]
Embedded image
Figure 0003702210
When recording was performed on the obtained optical recording medium in the same manner as in Example I-1, recording could be sufficiently performed in a recording time of 1 second. The recorded information could be reproduced after a month.
[0110]
(Example I-4)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0111]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (8) in toluene. The compound represented by the chemical formula (8) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (8), this compound has two carbazole groups, which are groups having an electric child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0112]
Embedded image
Figure 0003702210
When recording was performed on the obtained optical recording medium in the same manner as in Example I-1, recording could be sufficiently performed in a recording time of 1 second. The recorded information could be reproduced after a month.
[0113]
(Example I-5)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0114]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (9) in toluene. The compound represented by the chemical formula (9) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (9), this compound has two carbazole groups, which are groups having an electric child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0115]
Embedded image
Figure 0003702210
When recording was performed on the obtained optical recording medium in the same manner as in Example I-1, recording could be sufficiently performed in a recording time of 1 second. The recorded information could be reproduced after a month.
[0116]
(Example I-6)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0117]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (10) in toluene. The compound represented by the chemical formula (10) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (10), this compound has two carbazole groups, which are groups having an electric child acceptability, and these are bonded in a conjugated system.
[0118]
Embedded image
Figure 0003702210
When recording was performed on the obtained optical recording medium in the same manner as in Example I-1, recording could be sufficiently performed in a recording time of 1 second. The recorded information could be reproduced after a month.
[0119]
(Comparative Example I-1)
C 70 : 0.4 wt%, PVK: 39.6 wt%, EtCz: 10 wt%, BisCzPro: 10 wt%, and 4- (dimethylamino) benzaldehyde-diphenylhydrazone (DEH): 40 wt% were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this comparative example, DEH acts as a trapping agent.
[0120]
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I.
[0121]
When recording was performed under the same conditions as in Example I, recording was not possible. This is presumably because in DEH, a large change in optical constant does not occur when charge is held.
[0122]
(Comparative Example I-2)
C 70 : 0.4% by weight, PVK: 39.6% by weight, EtCz: 10% by weight, BisCzPro: 10% by weight, and 40% by weight of the compound represented by the following chemical formula (11) were dissolved in toluene to obtain a toluene solution. Prepared. In this comparative example, the compound represented by the chemical formula (11) acts as a trapping agent.
[0123]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I, and recording was attempted under the same conditions as in Example I.
[0124]
As a result, diffracted light could not be observed. This is because the compound represented by the chemical formula (11) used as the trapping agent has a non-conjugated bond in the connection between the carbazole groups, and thus the optical constant does not change greatly even when the molecule retains a charge. It is.
[0125]
Example II
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0126]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly N vinyl carbazole (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt%, and A toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (12) in toluene. The compound represented by the chemical formula (12) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. As shown in the chemical formula (12), this compound contains two or more carbazole groups, which are groups having an electron acceptability, in a molecule, but they are not bound by a conjugated system. However, from the absorption spectrum of the substance represented by the chemical formula (12), it has been confirmed that this molecule exists in a state where carbazole groups are spatially overlapped. That is, when holes are injected into one carbazole group, the overlap of electron clouds with the other carbazole group that exists in a spatially overlapping manner increases. This increase in the overlap of the electron clouds not only increases the charge retention life but also involves changes in optical properties.
[0127]
Embedded image
Figure 0003702210
Information was recorded on this optical recording medium under the same conditions as in Example I-1. As a result, recording took 3 seconds, but it was possible to reproduce the information for one month or longer.
[0128]
(Comparative Example II)
First, an optical recording medium was produced as follows.
[0129]
Fullerene (C 70 ): 0.4 wt%, poly (N-vinylcarbazole) (PVK): 39.6 wt%, N-ethylcarbazole (EtCz): 10 wt%, bis-carbazolylpropane (BisCzPro): 10 wt% In addition, a toluene solution was prepared by dissolving 40% by weight of a compound represented by the following chemical formula (13) in toluene. The compound represented by the chemical formula (13) acts as a trapping agent, and EtCz and BisCzPro act as plasticizers that lower the glass transition point. Although the molecule represented by the chemical formula (13) used as the trapping agent is similar in structure to the molecule represented by the chemical formula (12), the carbazole groups do not exist spatially overlapping from the absorption spectrum. Has been confirmed. That is, even if holes are injected into one carbazole group, the electron clouds do not overlap. Accordingly, there is no change in the optical constant accompanying the change in structure.
[0130]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I, and recording was attempted under the same conditions as in Example I.
[0131]
As a result, diffracted light could not be observed. This is because the compound represented by the chemical formula (13) used as the trapping agent did not cause a large change in the optical constant even when the molecule retained a charge because the carbazole group was not spatially overlapped. is there.
[0132]
(Example III)
C 70 : 0.3% by weight, PS (polystyrene): 49.7% by weight, compound represented by the following chemical formula (14): 20% by weight, compound represented by the above chemical formula (5): 30% by weight dissolved in toluene Thus, a toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (5) acts as a trapping agent.
[0133]
Embedded image
Figure 0003702210
A glass substrate not coated with ITO was prepared as a substrate, and the above-mentioned toluene solution was applied onto this substrate by a casting method to produce a recording layer, whereby an optical recording medium was obtained. The film thickness of the recording layer was adjusted to 50 μm using a Teflon spacer.
[0134]
Information was recorded in the same manner as in Example I except that no external electric field was applied to this optical recording medium. As a result, sufficient recording could be performed by irradiation for 30 seconds. The recorded information could be reproduced even after one month.
[0135]
(Comparative Example III)
C 70 : 0.3 wt%, PS (polystyrene): 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (14): 20 wt%, and compound represented by the chemical formula (11): 30 wt% in toluene. Dissolved to prepare a toluene solution. In this comparative example, the compound represented by the chemical formula (11) acts as a trapping agent.
[0136]
Using the obtained toluene solution, a recording layer was produced in the same manner as in Example I to obtain an optical recording medium.
[0137]
When information was recorded on this optical recording medium without applying an external electric field as in Example III, information could not be recorded. This is because even if the molecule represented by the chemical formula (11) retains electric charge, the molecular structure does not change greatly and the optical constant does not change.
[0138]
(Example IV)
(Example IV-1)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 69.7 wt%, and 30 wt% of the compound represented by the following chemical formula (15) were dissolved in toluene to prepare a toluene solution. In this example, the compound represented by the chemical formula (15) acts as a charge transport agent and a trap agent.
[0139]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0140]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0141]
(Example IV-2)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the chemical formula (14): 20% by weight, and 30% by weight of the compound represented by the chemical formula (15) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (15) acts as a trapping agent.
[0142]
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0143]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0144]
(Example IV-3)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the chemical formula (14): 20% by weight, and 30% by weight of the compound represented by the following chemical formula (16) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (16) acts as a trapping agent.
[0145]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0146]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0147]
(Example IV-4)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (14): 20 wt%, and 30 wt% of the compound represented by the following chemical formula (17) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (17) acts as a trapping agent.
[0148]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0149]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0150]
(Example IV-5)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (14): 20 wt%, and 30 wt% of the compound represented by the following chemical formula (18) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (18) acts as a trapping agent.
[0151]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0152]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0153]
(Example IV-6)
Information was recorded by applying an external electric field of 10 V / μm to the optical recording medium prepared in Example IV-5. When recording was performed in the same manner as in Example I-1 under other recording conditions, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0154]
(Example IV-7)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the following chemical formula (19): 20% by weight, and 30% by weight of the compound represented by the chemical formula (18) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (19) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (18) acts as a trapping agent.
[0155]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0156]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0157]
(Example IV-8)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, phenylmethylpolysilane (PMPS): 20% by weight, and 30% by weight of the compound represented by the chemical formula (18) were dissolved in toluene to prepare a toluene solution. did. In this example, PMPS acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (18) acts as a trap agent.
[0158]
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0159]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed in a recording time of 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0160]
(Comparative Example IV-1)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the chemical formula (14): 20% by weight, and 30% by weight of the compound represented by the following chemical formula (20) were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (20) acts as a trapping agent.
[0161]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0162]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, information could not be recorded. This is because the compound represented by the chemical formula (20) did not change the structure greatly even if it retained the charge, and the optical constant did not change.
[0163]
(Comparative Example IV-2)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (14): 20 wt%, and DEH: 30 wt% were dissolved in toluene to prepare a toluene solution. In this example, the compound represented by the chemical formula (14) acts as a charge transport agent, and DEH acts as a trap agent.
[0164]
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0165]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, information could not be recorded. This is because DEH does not change the structure greatly even if it retains electric charge, and does not change the optical constant.
[0166]
(Example V-1)
In order to prepare an optical recording medium for a multilayer optical recording medium, an ITO (Indium Tin Oxide) film was formed on the surface of a glass substrate to prepare a substrate. On this substrate, the toluene solution prepared in Example I-1 was dropped onto a glass substrate and applied by a casting method to produce a recording layer, whereby an optical recording medium was obtained. The film thickness of the recording layer was adjusted to 250 μm using a Teflon spacer. The glass substrate on the objective lens side was quenched and removed to obtain an optical recording medium.
[0167]
Information was recorded as follows. The output light from the semiconductor laser is converted into parallel light using a collimator lens, and then condensed into an optical recording medium by an objective lens. Here, a lens made by NIKON (product name: CF IC LCD Plan CR, 100 times) is used as an objective lens having a long operating distance and a large NA (Numerical Aperture) so that light can be condensed at an arbitrary position in the depth direction. Was used as the objective lens.
[0168]
First, in a state where the injection current to the semiconductor laser was reduced to sufficiently reduce the irradiation light intensity, the position where the semiconductor laser was focused was matched with the surface of the recording layer. Subsequently, the stage was moved without irradiating light, and the focal point was placed at a position of 10 μm from the surface of the recording layer.
[0169]
Thereafter, the recording current was irradiated by increasing the injection current for a predetermined time. Further, in order to record information at different positions in the depth direction, the focal position was moved to a position 30 μm deep using a stage without irradiating light. In order to record information at this position, the injection current was also modulated and the recording light was irradiated. By repeating this, four data were recorded at different depths in the recording layer. In this manner, information can be recorded at an arbitrary position in the recording layer by irradiating the recording light for a predetermined time after moving the focal position to a desired position using the stage in a state where light is not irradiated. it can.
[0170]
Subsequently, the optical recording medium is moved using a stage so that the optical axis passes through the center of the recording area and the focal position is located in a region 5 μm deep from the recording area in a state where no light is irradiated. The injection current was modulated so that the amount of light was about 1/100 smaller than the recording light, and the transmitted light intensity Is on the optical axis was measured at this position. The ratio Is / Ir between the light intensity Is and the transmitted light intensity Ir measured in advance with the same amount of light before recording was 1.2. On the other hand, when the focal position was sufficiently separated from the recording area, Is / Ir was 1.0.
[0171]
(Example V-2)
Using the toluene solution produced in Example I-3, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. On this medium, light irradiation for 1 second was repeated similarly to Example V-1, and four data were recorded continuously.
[0172]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.3.
[0173]
(Example V-3)
Using the toluene solution produced in Example II-1, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. On this medium, light irradiation for 1 second was repeated similarly to Example V-1, and four data were recorded continuously.
[0174]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.1.
[0175]
(Example V-4)
Using the toluene solution prepared in Example III-1, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was prepared in the same manner as in Example V-1. On this medium, light irradiation for 1 second was repeated similarly to Example V-1, and four data were recorded continuously.
[0176]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.2.
[0177]
(Example V-5)
Using the toluene solution produced in Example IV-1, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. Similarly to Example V-1, light irradiation for 1 second was repeated on this medium, and four data were continuously recorded.
[0178]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.3.
[0179]
(Example V-6)
Using the toluene solution produced in Example IV-2, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. Similarly to Example V-1, light irradiation for 1 second was repeated on this medium, and four data were continuously recorded.
[0180]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.5.
[0181]
(Example V-7)
Using the toluene solution prepared in Example IV-5, an optical recording medium having two recording layers with a thickness of 50 μm was prepared in the same manner as in Example V-1. Similarly to Example V-1, light irradiation for 1 second was repeated on this medium, and four data were continuously recorded.
[0182]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.5.
[0183]
(Example V-8)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 59.7% by weight, and a compound represented by the following chemical formula (21): 40% by weight were dissolved in toluene to prepare a toluene solution. In this example, the compound represented by the chemical formula (21) acts as a charge transport agent and a trap agent.
[0184]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the produced toluene solution, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0185]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.2.
[0186]
(Example V-9)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (19): 20 wt%, and compound represented by the chemical formula (21): 30 wt% dissolved in toluene Thus, a toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (19) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (21) acts as a trapping agent.
[0187]
Using the produced toluene solution, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0188]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.7.
[0189]
(Example V-10)
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the chemical formula (19): 20% by weight, and compound represented by the following chemical formula (22): 30% by weight dissolved in toluene Thus, a toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (19) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (22) acts as a trapping agent.
[0190]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the produced toluene solution, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0191]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.7.
[0192]
(Example V-11)
C 70 : 0.3 wt%, polystyrene: 49.7 wt%, compound represented by the chemical formula (19): 20 wt%, and compound represented by the chemical formula (23): 30 wt% were dissolved in toluene. A toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (19) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (23) acts as a trapping agent.
[0193]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the produced toluene solution, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0194]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was 1.7.
[0195]
(Comparative Example V-1)
Using the toluene solution produced in Comparative Example I-1, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was produced in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0196]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was almost 1.
[0197]
(Comparative Example V-2)
Using the toluene solution prepared in Comparative Example I-2, an optical recording medium having a recording layer thickness of 250 μm was prepared in the same manner as in Example V-1. This medium was repeatedly irradiated with light for 1 second in the same manner as in Example V-1, and four data were continuously recorded.
[0198]
Subsequently, when information was reproduced, the value of Is / Ir was almost 1.
[0199]
Example VI
C 70 : 0.3% by weight, polystyrene: 49.7% by weight, compound represented by the following chemical formula (24): 10% by weight, and compound represented by the following chemical formula (25): 40% by weight dissolved in toluene Thus, a toluene solution was prepared. In this example, the compound represented by the chemical formula (24) acts as a charge transport agent, and the compound represented by the chemical formula (25) acts as a trapping agent.
[0200]
Embedded image
Figure 0003702210
Using the obtained toluene solution, a recording layer having a thickness of 50 μm was formed in the same manner as in Example I-1.
[0201]
When information was recorded on the obtained optical recording medium under the same conditions as in Example I, sufficient recording could be performed with irradiation for 0.5 seconds. The recorded information could be reproduced after a month.
[0202]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, there is provided an optical recording medium on which information is recorded as a hologram, which has a long recording life. Further, according to the present invention, in a multilayer optical recording medium capable of recording information at an arbitrary position within a uniform recording area, information can be recorded in a sufficiently narrow area in the depth direction even when a low-power light source is used. A recordable optical recording medium is provided.
[0203]
The optical recording medium of the present invention is effective for realizing high-density recording, and its industrial value is tremendous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical recording medium.
FIG. 2 is a diagram for explaining energy change due to the structure of a trapping agent.
FIG. 3 is an explanatory diagram for illustrating the recording principle of a hologram.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an apparatus for recording and reproducing holograms on the optical recording medium according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the configuration of an apparatus for recording and reproducing holograms on the optical recording medium according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing still another example of the configuration of an apparatus for recording and reproducing holograms on the optical recording medium according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a configuration of an apparatus for recording information in a multilayer on the optical recording medium according to the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining data reproduction when information is multilayer recorded on the optical recording medium according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode, 2 ... Recording layer, 3 ... Electrode, 4 ... Signal light,
5 ... Reference light, 6 ... Reproduction light, 7 ... Optical recording medium, 10 ... Laser,
11 ... Beam expander, 12 ... Beam splitter,
13, 14 ... mirror, 15 ... image display element,
16, 17, 18 ... lens, 19 ... reading device,
20 ... Laser, 21 ... Beam expander,
22 ... Lens, 23 ... Beam splitter,
31 ... Semiconductor laser, 32 ... Collimating lens,
33 ... Objective lens, 34 ... Region where the optical constant has changed,
35 ... Iris, 36 ... Detector.

Claims (10)

光の照射により極性の異なる第1および第2の電荷を発生する電荷発生剤と、前記第1の電荷を保持して該第1の電荷の保持により光学特性が変化するトラップ剤とを含有する記録層を有し、照射される前記光の強度の差を、前記第1の電荷を保持することによって生じる前記トラップ剤の前記光学特性の差として記録することを特徴とする光記録媒体。Contains a charge generating agent that generates first and second charges having different polarities upon irradiation of light, and a trapping agent that holds the first charge and changes its optical characteristics by holding the first charge. An optical recording medium comprising a recording layer, wherein the difference in intensity of the irradiated light is recorded as a difference in the optical characteristics of the trapping agent caused by holding the first charge. 前記トラップ剤は、前記第1の電荷を保持した時に分子構造が変化することにより光学特性が変化することを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。The optical recording medium according to claim 1, wherein the trapping agent has an optical characteristic that changes due to a change in a molecular structure when the first charge is held. 前記トラップ剤は、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上有し、該電子供受性を有する基は互いに共役系により結合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光記録媒体。3. The trapping agent according to claim 1 or 2, wherein the trapping agent has two or more groups having an electric child acceptability in a molecule, and the groups having an electric child acceptability are bonded to each other by a conjugated system. The optical recording medium described. 前記トラップ剤は、分子中に電子供受性を有する基を2つ以上有し、前記電子供受性を有する基は、空間的に重なり合うことを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。The optical recording medium according to claim 1, wherein the trapping agent has two or more groups having an electric child acceptability in a molecule, and the groups having the electric child acceptability are spatially overlapped. 前記トラップ剤の含有量は、前記記録層の20重量%以上で70重量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光記録媒体。5. The optical recording medium according to claim 1, wherein a content of the trapping agent is 20% by weight or more and 70% by weight or less of the recording layer. 前記記録層は、前記電荷発生剤が発生する第1の電荷を前記トラップ剤へ輸送する電荷輸送剤を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の光記録媒体。The optical recording medium according to claim 1, wherein the recording layer contains a charge transport agent that transports the first charge generated by the charge generating agent to the trapping agent. 前記電荷輸送剤の含有量は、前記記録層の50重量%以下であることを特徴とする請求項6に記載の光記録媒体。The optical recording medium according to claim 6, wherein the content of the charge transfer agent is 50% by weight or less of the recording layer. 前記トラップ剤における電子供受性を有する基は、アリルアルカン類、アリルアミン類、アニリンおよびその誘導体、トリフェニルアミンおよびその誘導体、エナミン類、ヒドラゾンおよびその誘導体;ジューロリジン、インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物;フルオレノンおよびその誘導体、ジフェノキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体などの含酸素化合物;および含硫黄誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の構造を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光記録媒体。In the trapping agent, the groups having the ability to accept children are allyl alkanes, allylamines, aniline and derivatives thereof, triphenylamine and derivatives thereof, enamines, hydrazone and derivatives thereof; julolidine, indole, carbazole, oxazole, isoxazole. , Thiazole, imidazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, thiathiazole, triazole and other nitrogen-containing cyclic compounds; fluorenone and derivatives thereof, diphenoquinone and derivatives thereof, oxygen-containing compounds such as anthraquinone and derivatives thereof; and sulfur-containing derivatives The optical recording medium according to claim 1, wherein the optical recording medium has at least one structure selected from the group consisting of: 前記トラップ剤における共役系は、ビニレン、エチニレン、パラフェニレン、−C=N−、ピロリレン、オキサゾリレン、チアゾリレン、イミダゾリレン、1,3,4−オキサジアゾリレン、1,3,4−チアジアゾリレン、1H−1,2,4−トリアゾリレンおよび−C=N−N=C−からなる群から選択される少なくとも1種の二価の基で構成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光記録媒体。The conjugated system in the trapping agent is vinylene, ethynylene, paraphenylene, -C = N-, pyrrolylene, oxazolylene, thiazolylene, imidazolylene, 1,3,4-oxadiazolylene, 1,3,4-thiadiazolylene, 1H-1. , 2,4-triazolylene and at least one divalent group selected from the group consisting of —C═N—N═C—. Optical recording media. 前記トラップ剤は、下記一般式(1)又は(2)で表わされる化合物を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光記録媒体。
Figure 0003702210
(上記一般式(1)中、R1、R2、R3およびR4は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
Figure 0003702210
(上記一般式(2)中、R1、R2、R3およびR4は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基またはフェニル基である。)
The optical recording medium according to claim 1, wherein the trapping agent contains a compound represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 0003702210
(In the general formula (1), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
Figure 0003702210
(In the general formula (2), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.)
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