JPH0367248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学式の情報記憶媒体に用いること
のできる色素被膜に関する。

従来例の構成とその問題点 近年、情報記憶の高密度化を目標として、光の
照射によつて可逆的に異性化反応を行い、吸収光
の波長が変化する、いわゆるホトクロミツク色素
を用いた情報記憶媒体の研究が進められている。
以下、図面を用いて従来から提案されている、ホ
トクロミツク色素を用いた情報記憶媒体およびこ
れを用いた情報記憶システムの一例を説明する。

第１図は、ホトクロミツク色素を用いた情報記
憶媒体、第２図は情報記憶システムを示す。

第１図において、１は情報記憶媒体である。２
は基板であり、３はホトクロミツク色素被膜であ
る。第２図において４は入力コンバーターであ
り、入力信号に対応して、レーザー光源をON−
OFFする。５は書き込み用レーザー光源であり、
ホトクロミツク反応を起こすのに適切な波長の光
線を発する。６は消去用ランプであり、書き込み
の際と逆方向のホトクロミツク反応を引き起こす
波長の光線を、情報記憶媒体１の全面に照射す
る。７は読み出し用レーザー光源であり、ホトク
ロミツク反応を起こさない程度の微弱な光線を発
する。８は感光センサである。９は出力コンバー
ターである。

以上のように構成された情報記憶媒体および情
報記憶システムについて、以下その動作を説明す
る。

情報が全く書きこまれていない時の色素被膜３
の状態をＡとする。書き込み時には入力信号が入
力コンバーター４を経て、書き込み用レーザー光
源５をON−OFFする。このとき、情報記録媒体
１は回転しており、また書き込み用レーザー光源
５は直径方向に移動してトラツキングを行つてい
る。書き込み用レーザー光源がONのときは、色
素被膜面で、光線の当たつている部分のみがホト
クロミツク反応を行い、状態Ｂとなつたビツトを
形成する。このときのビツトの大きさは、理想的
には光線のスポツト面積に相当する。以上のよう
にして情報の書き込みが行われる。次に読み出し
時は、前記と同様にしてトラツキングを行いなが
ら読み出し用レーザー光源７が微弱な光線を発す
る。この光線は情報記録媒体１を透過する際に、
色素被膜３によつてある波長の成分が吸収され
る。吸収される波長は色素被膜３のＡ，B2つの
状態によつて異なる。この違いを感光センサ８で
感知し、出力コンバーター９を経て出力信号とす
る。以上のようにして情報の読み出しが行われ
る。さらに、消去用ランプ６を照射すれば、色素
被膜３は全面にわたつてＡの状態に戻り、全ての
情報が消去される。以上の動作は繰り返し行うこ
とによつて情報の書き換えが行われる。

しかしながら上記のような構成では、ホトクロ
ミツク色素はＢの状態から自然にＡの状態へ戻つ
てしまう性質があるので、情報の長期保存ができ
ないという欠点が存在し、未だ実用化には至つて
いない。

発明の目的 本発明は、情報の長期保存が可能な情報記憶媒
体として使用できる色素被膜を提供することを目
的とする。

発明の構成 この目的を達成するために、本願発明はホトク
ロミツク反応により可逆的な異性化反応を行なう
とともに、少なくとも１種類の異性体がＪ会合体
となり得る色素の単分子累積膜から構成される色
素被膜を提供するものである。

一般に、色素のような双極子モーメントの大き
い分子は、分子内に正電荷が多い部分と負電荷が
多い部分が存在し、複数の分子間で正負が引き合
うことにより、単量体とは異なつた挙動をもつ集
合体ができる。それを一般に会合体といい、大き
く分けて２種類あります。ひとつは第７図に示す
head−to−tailの相互作用をするＪ会合体と呼ば
れ、もうひとつは第８図に示すside−by−sideの
相互作用をするＨ会合体と呼ばれる。

この目的を達成するために、本発明の色素被膜
はホトクロミツク反応により可逆的な異性化反応
を行ない、すくなくとも１種の異性体がＪ会合体
となる色素から構成される。

以上のような構成によつて、本来不安定であつ
た異性体がＪ会合体を形成することによる安定化
のため、自然退色が防止され情報の長期保存が可
能となつた。

実施例の説明 Ｊ会合体は分子内に極性を有する色素分子を比
較的高濃度な混合物として時に得られるが、この
ような色素の中にも、分子同士の配向性が悪くＪ
会合体を取らないものが多くある。これらの色素
については、単分子累積膜にすれば、二次元平面
内で強制的に分子同士を配向する効果が働き、Ｊ
会合体を形成するようになる。

そのほかにも単なる色素分子の二量体や三量体
なども会合体と呼ばれ、特願昭59−224414号明細
書で述べられている会合体は、このような会合体
も含む会合体全般を指すものである。これに対
し、本発明での会合体とはＪ会合体のみを指すも
のである。

単分子累積膜にすることによつて良好なＪ会合
体を形成する物質に例えばスピロピラン類があ
る。本発明の一実施例においては、スピロピラン
類に長鎖アルキル基を含む側鎖を化学結合して、
水に不溶で両親媒性の物質とした。このような性
質のスピロピランは気水界面において単分子膜を
形成する。したがつてこのスピロピラン単分子膜
を基板上に累積することが可能となる。このスピ
ロピラン単分子累積膜は作製時無色であるが、紫
外線の照射により青紫色のメロシアニン類似体と
なり、その後暗所で自然放置すると青色に変色し
Ｊ会合体を形成する。Ｊ会合体であることは、メ
ロシアニン類似体と比較して、吸収ピークが長波
長側にずれ、またピーク巾が極端に細くなるとい
うＪ会合体特有の吸光スペクトル特性から確認さ
れた。さらに、メロシアニン類似体は、900nｍ
以上の波長を有する赤外線の照射によりＪ会合体
への変化が加速された。

以下本発明の一実施例について、図面を用いて
説明する。

第３図は実施にあたつて用いたスピロピラン色
素の化学構造式である。

第４図は情報記憶システム構成図であり、第３
図のスピロピランからなる単分子累積膜を有する
情報記憶媒体１０が用いられる。

基本的構成は、第２図に示したものと同一であ
り、同一部分である１，４，５，６，７，８，９
には同一番号を付して説明を略す。第２図と異な
る点は、１１の定着用ランプで、波長900〜
1500nｍの近赤外線を情報記憶媒体１０全面にわ
たつて照射する。ただし、書き込み用レーザー５
は波長350nｍの光線を発生するN₂ガスレーザー
であり、読み出し用レーザー７はHe−Neガスレ
ーザーで630nｍの波長の光線を発する。

以上の構成をとつた実施例において、情報の書
きこみ、読み出し、消去の動作は全て従来例の構
成である第２図の情報記憶システムと同一であ
る。この点を踏まえて以下動作の説明を行う。

情報記憶媒体１０は作製当初は無色であり、可
視光域に吸収を有していなかつた。

情報の書き込みを行うと、書き込み用レーザー
５のON時に照射されていたスポツトは青紫に着
色した。この着色部分の吸収スペクトルは第５図
に示すものであつた。また、この状態では微弱な
可視光によつて退色する性質を有していた。しか
しながら、定着用ランプ１１を照射すると、着色
していたスポツトはＪ会合し、第６図の吸収スペ
クトルに変化した。この状態は非常に安定であ
り、強力可視光を消去用ランプ６で照射すること
によつてのみ退色させることができた。また、読
み出しは前述の方法によつて行えた。

発明の効果 本発明は、スピロピランなどのＪ会合を行うホ
トクロミツク色素の単分子累積膜を基板上に被膜
して情報記憶媒体することにより、情報の長期保
存および高密度記憶を同時に達成することがで
き、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の情報記憶媒体の構成を示す斜視
図、第２図は従来情報記憶システムの概略構成を
示す斜視図、第３図は本発明の一実施例の色素被
膜を構成するスピロピランの構造式、第４図は本
発明の一実施例における情報記憶システムの構成
を示す斜視図、第５図はスピロピラン異性体の吸
光スペクトル、第６図はスピロピラン異性体のＪ
会合体の吸収スペクトル、第７図はＪ会合体の会
合状態を示す図、第８図はＨ会合体の会合状態を
示す図である。 ２……基板、３……色素被膜、５……書き込み
用レーザー、６……消去用ランプ、７……読み出
し用レーザー、８……光学センサ、１０……情報
記憶媒体、１１……定着用ランプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホトクロミツク反応を行うとともに、少なく
   とも１種の異性体がＪ会合体となり得る色素の単
   分子累積膜から構成される色素被膜。 ２ 色素がスピロピラン類であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の色素被膜。