JPH02251948A - 書換型光記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、異なる２波長の光を用いて媒体上に書換可能
な情報を記録あるいは再生する書換型光記憶媒体に関す
る。

［従来の技術］ 情報通信の発達により高速・高密度の記録装置への需要
が高まってきている。このため、従来の磁気ディスク装
置に加えて、レーザ光を集合して媒体上に光あるいは熱
による記録を行う光記憶媒７体（熱モード光記憶媒体）
が注目を集め、さまざまな形態の光記憶媒体が開発・実
用化されている。レーザ光の熱効果を利用するものとし
ては、たとえば、カルコゲナイド系薄膜あるいは有機色
素薄膜に、レーザ光の熱により六開けや変形を生じさせ
記録を行うＷｒｉ　ｔｅ−Ｏｎｃｅ型光記憶媒体、レー
ザ光のパルス照射による熱の急冷、急上昇および温度保
持効果を巧みに用いた結晶−非晶質転移を用いた相変化
書換型記憶媒体（ＰＣ４ｈａｓｅ−Ｃｈａｎｇｅ）　、
外部磁場の切り替えと記録薄膜の磁性のキュリー点の変
化を組み併せた光熱磁気型書換記憶媒体（ＭＯ：Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｅｄｉａ　）等が挙げ
られる。

これらの光記憶媒体は、照射したレーザ光のエネルギー
を熱に変化させて記録を行っているものであるが、これ
らに対して、光の本来の性質である光反射性（フォトン
効果）を利用して光記録を行うフォトンモード光記憶媒
体も、従来の熱効果光記憶媒体との比較で近年活発に研
究が展開されている。

一般に、フォトン・モード光記憶媒体は、熱モード光記
憶媒体に対して高速記録が可能だとされている。フォト
ン・モード光記憶媒体においては、従来、フォトクロミ
ズムを示すフルギド化合物あるいはスピロピラン化合物
のポリマー分散膜をフォトクロミック層として、また、
スピロピラン化合物の蒸着膜をフォトクロミック層とし
て用いることが一般的であった。

ところが、フォトクロミズム現象自体が入射した光エネ
ルギーに対し線型であるため、着色状態、消色状態が連
続的に変化し、このために、情報記録の閾値が不明確と
なり、再生条件によっては読み出し信号が徐々に変化す
るという欠点があった。

従来のフォトン・モード光記憶媒体について図面に基づ
きより詳細に説明する。

第５図は従来の光記憶媒体の構成を示し、第５図中、２
１は透過性基板、２３はフォトクロミック層を示し、２
４は反射層、２５は光の入射方向を示す。

Ｉ第６図に従来の光記憶媒体における記録特性の模式図
を示す。

フォトクロミズムは、光量依存性があるので、第６図に
示したように、照射した光量に応じてコントラストが変
化し、また、読み出し再生光によっても徐々にコントラ
ストが変化する。また、”着色光”によって矢印された
部分は、フォトクロミズム現象として着色を生じる第１
の波長の光を照射している部分を示しており、”消色光
”によって矢印された部分はフォトクロミズム現象とし
て消色を生じる第２の波長の光を照射している部分を示
す。簡潔に述べれば、第１波長、第２波長の光を交互に
照射することによって着色、消色を繰り返すこと自体が
フォトクロミズム現象であり、第６図はフォトクロミズ
ム現象の各波長の光に対するコントラスト変化を示した
ものである。

この記録方法は銀塩写真などでいわれる、いわゆる諧調
記録であり、多コントラストを用いて多値記録を行う試
みであるが、通常の光ディスクにおいては大きなコント
ラストの変動があるため便いずらいものとなっている。

近年、フォトクロミズムの着色状態が熱に対してきわめ
て安定とされているジチエニルエテン系の色素も開発さ
れ、脚光をあびているが、記録再生光に対する変化は従
来の色素と同等でこれらの欠点を克服する技術が待ち望
まれていた。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ 本発明は、フォトクロミック化合物を用いた光記憶媒体
において、従来のｇｉ調性を取り除き、２値記録に近い
特性を持った光記憶媒体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、２波長の光により可逆光学変化を生じ
るフォトクロミック物質を用いて、光による情報の記録
・消去・再生を行う書換型のフォトン・モード光記憶媒
体において、該フォトクロミック物質の光学変化を明確
に捕えるために光学干渉層をフォトクロミック層に近接
して設け、記録前の状態でフォトクロミック層と光学干
渉層との合計膜厚を、再生用光の波長λに対して略（２
ｋ＋１）　・λ／（４ｎ）（ｎは屈折率、ｋは０を含む
整数）相当の光路長となる膜厚にしたことを特徴とする
書換型光記憶媒体に存在する。

本発明による書換型光記憶媒体は、フォトン・モード光
記録を行う記憶媒体において、諧調性を弱め、記録閾値
を明確にしたことをもっとも主要な特徴とする。

［作用］ 次に本発明のより詳細な構成を作用とともに説明する。

第１図は、本発明による媒体構成の例を示す。

従来の媒体構成を示す第５図と比較しながら、本発明と
従来の技術との差異を明らかにする。

第１図中、１１は透過性基板、１２はフォトクロミック
層、１３は干渉層、１４は反射層を示す。また、１５は
記録あるいは再生用の光の入射方向を示す。

第２図は、本発明による光記憶媒体のコントラスト変化
を示し、第６図と比較して急激な立ち上がりを持ち、い
わゆる閾値記録が可能なことが分かる。

次に、第２図のようなコントラスト特性を示す原理を示
す。

第３図に、フォトクロミック化合物の光照射量による吸
収量変化と屈折率変化との対応を示す。

図から分かるように、屈折率変化の度合は光吸収に比べ
て変化範囲は特定の照射量近辺で決定され、この結果、
第２図で示した光記憶媒体の特性が実現されることにな
る。

なお、上記書換型光記憶媒体において用いるフォトクロ
ミック物質としては、フォトクロミズム現象を生じるも
のならば特に限定されないが、下記化合物式で示される
スピロピラン化合物（Ｉ）、ジチエニルエテン化合物（
ＩＩ　）　、スピロオキサジン化合物（ＩＩＩ）を用い
ることが好ましい。化合物（Ｉ）においてＸ：ＯＨ，Ｂ
ｒの場合には結晶化しにくいガラス状の膜を得ることが
できる。また、Ｘ：ＮＯｘの場合にはよりコントラスト
を高くすることができる。また、化合物（ＩＩ）では熱
逆反応が少ない層を得ることができる。さらに化合物（
＋ｎ）の場合には耐久性に優れた記憶媒体を得ることが
できる。

また、閾値のコントラストをより明確にする上からは、
フォトクロミック層中のフォトクロミック物置の含有量
は３０ｗｔ％以上とすることが好ましく５０ｗｔ％以上
とすることがより好ましい。

すなわち、本発明の効果をより有効に発揮できるように
するためには第２図に示したフォトクロミック化合物の
変化の量に制限を加えることが好ましい。これは、主と
して本発明の媒体の記録原理に働くフォトクロミズム物
質の変化の大きさが現段階で影響を及ぼすためであると
考えられる。

フォトクロミズム物質で構成されるフォトクロミズム薄
膜の組成比に比例して、フォトクロミズム変化量が増減
することが主な理由である。後の実流側で述べるように
、フォトクロミズム物質の成分組成が３０ｗｔ％以上と
することにより本発明の構成の記憶媒体はより有効に働
く。

［実施例］ （実施例１） Ｓｉｎ、基板（厚さ１．２ｍｍ）上に、６−ヒトロキシ
ーペンゾピリロスビラン（ＨＢＰＳ；正式名称：１°、
１°、３゛　トリメチル−１−６−ヒドロキシスピロ［
２Ｈ−１−ベンゾピラン−２’　、２’−インドリン］
）を５０ｎｍ、真空蒸着した。次にｐａｇＦｘｃ屈折率
１．４０）を１１０ｎｍ蒸着して波長６３２．８ｎｍの
読出し光に対して１／４波長の光路を設けた後、ＡｆＬ
を２００ｎｍ蒸着し、第１図に示した本発明による光記
憶媒体を作成した。

また、第５図に示した従来の光記憶媒体の構成でＨＢＰ
Ｓを５０ｎｍ設け、ＡｆＬ反射層を２００ｎｍ蒸着し、
参照媒体を作成した。第４図に両光記憶媒体に波長３５
０ｎｍのＡｒ紫外レーザ光あるいはＨｇ超高圧ランプの
光を照射した後のＨｅ−Ｎｅ　（波長６３２．８ｎｍ）
での信号光の変化を示す。

図示したように、参照媒体が光量に比例した信号を示し
たのに対して、本発明の媒体は非線型のコントラストを
示した。さらに、本発明の媒体のコントラストは参照媒
体より高い値を得ることができた。

（実施例２） ポリメチルメタクリレート（分子量９万５千、以下ＰＭ
ＭＡと略す）基板（厚さ１．２ｍｍ）に実施例１と同様
にＨＢＰＳを１５ｎｍ蒸着し、その上に硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）（屈折率２．３５）を２００ｎｍ蒸着し、波長６３
２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅ光に対し、３／４の光路長の薄
膜とした後、Ａｌ１を２００１ｍ蒸着して記憶媒体とし
た。参照としてＰＭＭＡ上にＨＢＰＳを１５ｎｍ蒸着し
た媒体（従来例）を作成し、実施例１と同様に紫外光照
射後、可視（Ｈｅ−Ｎｅ）で反射信号を読み出した。

ＨＢＰＳの膜厚を実施例１に比べて薄くしたために、第
４図の６２ｋ相当する参照媒体の信号はより反射光量に
対してなだらかになり、光量の多い部分では反射光量飽
和の傾向が見られた。

一方、本発明による媒体は小光量の時は参照媒体程度の
コントラスト変化しか得らえなかったが、第４図６１で
示したと同様に、光量増加につれ明確な非線型の閾値コ
ントラストを示し、最大コントラストは参照媒体の３倍
となった。

（実施例３） メチルイソブチルケトンとクロルベンゼンの割合が１対
１の溶媒に、１°、３°、３’　−トリメチルインドリ
ノ６−ニトロスピロピラン（以下ＮＢＰＳと略する）と
ＰＭＭＡを溶解し分散溶液を作製した。

次いで、３０００ｒｐｍ、３０秒なる条件で、石英基板
（厚さ１．２ｍｍ）上に、上記分散溶液をスピンコード
し、膜厚１１００ｎのＰＭＭＡ分散のＮＢＰＳ膜（フォ
トクロミック層）を得た。

なお、フォトクロミック層中におけるＮＢＰＳの含有量
を２０ｗｔ％、２５ｗｔ％、３０ｗｔ％、５０ｗｔ％と
各種変量させた。

さらに、各々の膜上に、ＺｎＳを２００ｎｍ蒸着し、波
長６３２．８ｎｍに対し、３／４の光路長を設けた後、
Ａ１を３００ｎｍ蒸着した。

紫外光（波長３６０ｎｍ）で赤紫色に着色後、Ｈｅ−Ｎ
ｅ　（８３２，８ｎｍ）で反射信号を読出した。フォト
クロミック層中の含有量を２５ｗｔ％、２０ｗｔ％とし
た場合の記憶媒体の反射コントラストは、３０ｗｔ％、
５０ｗｔ％とした場合の記憶媒体の反射コントラストと
比較して１／３程度に低下し、照射光量に対し、非線型
なコントラスト変化は明確には観測できなかった。一方
、３　ｏｗｔ％、５０ｗｔ％の薄膜を用いた記憶媒体は
実施例１、実施例２と同様の良好な記録特性を示した。

（実施例４） Ｓｉｎ、基板（１，２ｍｍ）上に２．−３ジ（２，３，
５−トリメチルチエニル）−マレインａｉ（略称ＤＴＭ
Ａ）無水物を波長３６０ｎｍのＵＶ照射下で真空蒸着（
ＵＶアシスト真空蒸着法）で２０ｎｍ作成し、フォトク
ロミズム着色したＤＴＭＡの非晶質薄膜を得た。

次に、この薄膜上にＭｇＦ２を９８０人蒸着した波長５
４０ｎｍに対して１／４波長の光路長を取った後、Ａ１
を２００ｎｍ蒸着して媒体とした。Ｈｇランプの光をモ
ノクロメータを分光して波長４１０ｎｍ照射した。コン
トラストは波長５４０ｎｍでの反射光でモニタし、実施
例１、実施例２と同様な非線型のコントラストを持つこ
とが確かめられた。

（実施例５） 実施例３と同様に石英基板に３／４波長の光路長に相当
する厚さのＭｇＦ２を蒸着した後、１゜３．３．　　ト
リメチルインドリノナフトスピロオキサジンを紫外線照
射下で蒸着し、媒体を得た。紫外光照射後のコントラス
トは実施例１、実施例２、実施例３と同様な非型コント
ラストを持つことが確かめられた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による書換型光記憶媒体は
、フォトクロミズムを用いたフォトンモード光記憶媒体
であるにも拘らず、記録光強度、読み出し光強度および
回数によって信号が線型に変化する階調性を極力取り除
き、通常の光ディスクなどに用いられる２値記録に通し
たように擬似閾値を持った記録・消去を行える利点があ
る。

また、光の干渉効果を用いた構成のために、光変化を起
こす同一のコントラストを得ればよい場合、フォトクロ
ミズム薄膜の厚みを薄くすることができる。

これらの効果のために、従来、記録再生が微妙であった
フォトクロミズムを利用した光記録を通常の光ディスク
の様な光記録再生ヘッドで容易に取り扱える形態の光記
憶媒体化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による書換型光記憶媒体を示す櫨念図で
ある。 第２図は本発明による書換型光記憶媒体のコントラスト
を示すグラフである。 第３図はフォトクロミック薄膜の光照射による変化を示
すグラフである。 第４図は本発明による実施例１の媒体の光照射によるコ
ントラストを示すグラフである。 第５図は従来のフォトクロミック光記憶媒体を示す概念
図である。 第６図は従来のフォトクロミック光記憶媒体のコントラ
ス変化を示すグラフである。 第１図 （符号の説明） １１・・・透光性基板、１２・・・フォトクロミック層
、１３・・・干渉層、１４・・・反射層、１５・・・光
の入射方向、２１・・・透光性基板、２３・・・フォト
クロミック層、２４・・・反射層、２５・・・光の入射
方向、４１・・・本の媒体のコントラスト変化、４２・
・・本構成の媒体のフォトクロミックのみのコントラス
ト、５１・・・吸収量変化曲線、５２・・・屈折率変化
曲線、６１・・・媒体のコントラスト、６２・・・フォ
トクロミック層のみのコントラスト変化。 第５図 第 図 第 図 紫外光照射光量 第 図 第 図 光照射光量（任意単位）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２波長の光により可逆光学変化を生じるフォトク
   ロミック物質を用いて、光による情報の記録・消去・再
   生を行う書換型のフォトン・モード光記憶媒体において
   、該フォトクロミック物質の光学変化を明確に捕えるた
   めに光学干渉層をフォトクロミック層に近接して設け、
   記録前の状態でフォトクロミック層と光学干渉層との合
   計膜厚を、再生用光の波長λに対して略（２ｋ＋１）・
   λ／（４ｎ）（ｎは屈折率、ｋは０を含む整数）相当の
   光路長となる膜厚にしたことを特徴とする書換型光記憶
   媒体。
2. （２）フォトクロミック層中のフォトクロミック物質の
   含有量を３０ｗｔ％以上とすることを特徴とする請求項
   １記載の書換型光記憶媒体。
3. （３）フォトクロミック物質として下記化合物式で示さ
   れるスピロピラン化合物（ I ）、ジチエニルエテン化
   合物（II）、スピロオキサジン化合物（III）を用いる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の書換型
   光記憶媒体。 （ I ）▲数式、化学式、表等があります▼ （II）▲数式、化学式、表等があります▼ （III）▲数式、化学式、表等があります▼