JPS61192045A

JPS61192045A - 情報記憶装置

Info

Publication number: JPS61192045A
Application number: JP60032204A
Authority: JP
Inventors: Haruki Kawada; 河田　春紀; Toshihiko Miyazaki; 俊彦宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1986-08-26

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】〔渚東上の利用分野〕本発明は情報記憶装置に関し、特に高度に分子配向され
九有機薄膜を利用した高信頼・高密度記録の可能な光記
録素子を用いた情報記憶装＆に関する。

〔従来の技術〕

近年、オフィス・オートメーション（ＯＡ）の中心的存
在として光ディスクが脚光を集めている。その理由は光
デイスク１枚で、大量の文書、文献などを記録（又は記
憶）できるからであシ、従って鎮光ディスクを用いる情
報記憶装置を導入するとオフィスにおける文書、文献の
整理、管理に一大変革をもたらすものである。又、該光
ディスク用記鎌素子としては安価性、製作容易性、高密
度記録性等の特徴を有する有機材料からなる素子が注目
されている。

このよう表有機紀燥材を用いる従来の技術の中で、特に
発色剤と助色剤の接触による発色反応を利用する二成分
系の光記録素子が報告されている（日経産業新聞昭和５
８年１０月１８日付）。

従来の該光記録素子を用いた・情報記憶装置による記録
プロセスの１例を図面に基づいて説明すると、該光記録
素子は第５図（ａ）に示す様に発色剤層７と助色剤層５
とが光吸収層６によって隔てられて基板１上に積層され
た構成からなるものである。

発色剤（ロイコ体）及び助色剤は各々単独で存在すると
きは無色又は淡色である。

威光記録素子に記録を行うときは、第５図（１）ＩＫ示
す様に光吸収層６の所望の位置にレーザ光８を照射する
と、光吸収層のレーザ光を照射された部分はレーザ光を
吸収して溶融し破れて小さな穴があく。

その結果、ｆＪＩ、５図（Ｃ１に示す様に光吸収層６ｔ
ｌＣよって隔てられていた発色剤と助色剤がこの小さな
穴を通じて混ざシ合い発色する。情報はこの発色点９の
形で記録ないし記憶され、読み出しは別の光源で該配録
素子上を走査し発色点くよる反射率、透過率等の変化を
検出するととくよシ行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の情報記憶装置に訃いて、記録の高密度化を図るた
めに、光記録素子は光吸収層６が極力薄く、平坦で、か
つ膜厚のむらのないものが望ましい。しかしながら、従
来の光記録素子において、光吸収層は例えば真空蒸着法
又は回転塗布法などによって基板上に被膜されているた
め、厚さを２００−５００１以下に薄くしようとすれば
ピンホールが多発しやすく、このピンホー−ルの箇所で
発色剤と助色剤の２成分が接触して発色するため、信頼
性に欠ける欠点があった。

その上、前記の従来の被膜方法で形成される各層の膜内
の分子分布配向がランダムであるため、光照射に伴って
膜内で光散乱が生じ、律禮的にみた場合、各光照射の度
に生ずる化学夏応の度合が異なってくる。さらに１上述
の被膜方法では光ディスクの基板を大面積化すると、膜
厚のむらが生じ、記録品質のむらが発生する等の欠点等
があった。

したがって、光記録素子としては、膜内の分子分布・配
向が一様で、ピンホールも膜厚のむらもないことが望ま
しく、まえできる限シ膜厚が薄いことが、紀碌の高密度
化、高信頼化のために要望される。

本発明はかかる要望に鑑みてなされたもので、本発明の
目的は高信頼・高密度配録が可能な光記録素子を用いた
情報記憶装置を提供するととにある。本発明の別の目的
は裏作容易で安価な光記録素子を用いた情報記憶装置を
提供するととＫある。本発明のさらに別の目的は大面積
の光記録素子を用いた情報記憶装置を提供することＫあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は以下の本発明により達成される。

すなわち本発明は、分子内に親水性部位と疎水性部位を
併有するトリフェニルメタン誘導体の単分子膜又辻凰分
子累積膜からなる光記録素子・、該光記録素子に情報を
記録するための情報書込み手段及び該光記録素子に記録
されたり情報を読取るための情報読取り手段からなるこ
とを特徴どする情報記憶装置である。

〔作用〕

本発明に用いられる光記録素子は、通常無色あるいは有
色のトリフェニルメタン誘導体の単分子膜又は単分子累
積膜からなっている。

本発明に用いられるトリフェニルメタン誘導体は一般式
１〜４で示される。

ＯＨＯＨ尚、フェニル基の置換基は、式に示した置換部位に限定
されるものではない。また％Ｒ１はメチル基、エチル基
などの短鎖アルキル基、Ｒ７は長鎖アルキル基を示す。

本発明に用いるトリフェニルメタン誘導体はいずれも分
子内の適当な部位に親水基、疎水基又はその両方の基を
導入した誘導体を用いることが必要である。親水基及び
疎水基は一般に使用されるものであれば如何なるもので
も良いが、特に好ましくは、疎水基としては炭素原子数
が５〜３００長鎮アルキル基、親水基としては水酸基、
シアノ基及び塩が望ましい。

本発明におけるトリフェニルメタン誘導体の一例を示す
と、５〜８の化合物が挙げられる。

■ （ＣＨへ７０Ｂｓトリフェニル銹導体分子にあるパターンに従って紫外線
、可視光などの電荷消失・生成に必要なエネルギーを供
給し得る光を照射すると、式１に示すように電荷生成・
消失反応を起こす。

式１％式％この反応に伴って色変化が起と〕、反応前後で吸収波長
が極端に異なるため、記鎌材料として用いられる。

この光電荷生成・消失反応は、光照射によシ可逆的に制
御が可能であるために１繰）返し使用することが可能で
ある。

本発明における光記会素子に使用される基板材料として
は、シリコン等の半導体材料、アルミ等の金属材料、好
適には強化ガラス、更に好適にはアクリル（ＰＭＭＡ）
、ポリカーボネート（ＰＯＩポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル（ｐｖａ）、ポリスチレン等のプラスチック材料
、セラミックス材料が好ましい。

分子の高秩序性及び高配向性を有する単分子膜又は単分
子累積膜を作成する方法としては、例えばＸ　、Ｌａｎ
ｇｍｕｉｒらの開発したラングミュア・プロジェット法
（ｒ、Ｂ法）がある。このＬＢ法は、例えば分子、内に
親水基と疎水基を有する構造の分子Ｉ／ｃおいて、両者
のバランス（両親媒性のバランス）が適度に保たれてい
るとき、分子は水面上で親水基を下に向けて単分子の層
になることを利用して凰分子膜ま九は単分子の累積膜を
作成する方法である。水面上の単分子層は二次元系の特
徴をもつ。分子がまげらに散開しているときは、一分子
当シ面積人と表面ＥＥｒＬとの間に二次元理想気体の式
、［Ａ−ｋＴが成シ立ち、１気体膜”となる。ことに％　ｋはボルツ
マン定数、Ｔは絶対温度である。Ａを十分小さくすれば
分子間相互作用が強ｔｂ二次元固体の１凝縮膜（または
固体膜）”Ｋなる。凝縮膜はグラスチック基板、ガラス
基板などの種々の材質や形状を有する担体の表面へ一層
ずつ移すことができる。

まず該有機分子をｎ−へキサン、ベンゼン、クロロホル
ム等の揮発性溶剤に溶解し、シリンダ等でこれを第３図
に概略した単分子累積膜形成装置の水槽１０内の水相１
１上に展開させる。

該有機分子は、溶剤の揮発に伴って、親水基１２を水相
に向け、疎水基１３を気相に向けた状態で水相１１上に
展開する。

次にこの析出物（有機分子）が水相１１上を自由に拡散
して広が９すぎ表いように仕切板（または浮子）１４を
設けて展開面積を制限して膜物質の集合状態を制御し、
その集合状態に比例した表面ＥＥＨを得る。この仕切板
１４を動−かし、展開面積を縮少して膜物質の集合状態
を制御し、表面圧を徐々に上昇させ、累積膜の製造に違
する表面圧ｎを設定することができる。

この表面圧を維持しながら静かに清浄な基板１４を垂直
に上下させるととＫよシ単分子膜１６が基板上に移しと
られる。単分子層１６は以上で製造畜れるが、単分子層
累積膜１７は前記の操作を繰シ返すことＫよシ所望の累
積数の単分子層累積膜が形成される。

例えば表面が親水性である基板１５を水面を横切る方向
に水中から引き上げると該有機分子の親水基が基板１５
側に向いた単分子層１６が基板１５上に形成される。前
述のように基板１５を上下させると、各工程ごとに１枚
ずつ単分子層１６が積み重なっていく。成膜分子の向き
が引上げ工程と浸せき工程で逆になるので、この方法に
よると各層間は有機分子の親水基と親水基、有機分子の
疎水基と疎水基が向かい合ういわゆるＹ型膜が形成され
る（第４図体））。

Ｙ型膜は有機分子の親水基同志、疎水基同志が向い合っ
ているので強固である。

それ一対し、基板１５を水中に引き下げるときにのみ、
基板面ＩＣ該有機分子を移し取る方法もめる。

この方法では、累積しても、成膜分子の向きの交代はな
く全ての層において、疎水基が基板１５側に向いたＸ型
膜が形成される（第４図（ｂ））。

反対に全ての層において親水基が基板１５＠に向いた累
積膜は２型膜と呼ばれる（＠４図（Ｃ））。

２型膜は基板１５を水中から引上げるときにのみ、基板
面に有機分子を移し取るととくよって得られる。

叙上の方法によって基板上に形成される単分子層及び１
分子層累積膜は高密度でしかも高度の秩序性・配向性を
有しておプ、これらの膜で記録層を構成するととくよっ
て、光熱的記録の可能な高密度で高解像度の記録機能を
有する記録素子を得ることができる。また、これら成膜
方法はその原理からも分る通シ、非常に簡単な方法であ
シ、上記のような優れた記録機能を有する記録素子を低
コストで提供することができる。

以上述べた、本発明における単分子膜または単分子累積
膜を形成する基板は特に限定されないが、基板表面に界
面活性物質が付着していると、単分子層を水面から移し
とる時に、単分子膜が乱れ良好な単分子膜または単分子
層累積膜ができないので基板表面が清浄なものを使用す
る必要がある。

基板上の単分子層または単分子層累積膜は、十分に強く
固定されておシ基板からの剥離、剥落を生じることはほ
とんどないが、付着力を強化する目的で基板と単分子膜
または単分子層累積膜の間に接着層を設けることもでき
る。さらＫｊ１分子層形成条件例えば水相の水素イオン
濃度、イオン種、水温、担体上げ下げ速度あるいは表面
圧の選択等によって付着力を強化することもできる。

上記で得られた光記録素子の慕分子膜を保護するために
＃外層の表面に保護層を設けても良い。このような保護
層用材料としては８１０．等の゛誘電体、プラスチック
樹脂、他の重合性ＬＢ膜等が好適である。保護層形成方
法としては従来実施されている通常の方法を用いること
ができ、例えばプラズマｃｖｎ法、光ａＶＤ法、真空蒸
着法、スパッタハング法、塗布法等が好ましい。

また、反射層を設ける場合も、従来、実施されている方
法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法等が好ましい
。

以上、説明した形成方法によシ、本発明に用いる光記録
素子を製造することができる。

第２図は該光記録素子の一冥施態様を示す断面図である
。基板３１上にアルミ等の反射層３２を設け、その上に
トリフェニルメタン誘導体の単分子膜５０を累積積層し
、さらに保護用基板３３を設は喪ものである。

この光記録素子に対して、適当な波長の光３４を照射す
ると、照射位置く発色点もしくは消色点が形成され、情
報記録が可能となる。

上記の光記録素子を用いた、本発明の情報記憶装置の一
実施態様を第１図に示す。

本発明の情報記憶装置は、前記の光記録素子からなる光
ディスク１８と、制御回路２７と光ピックアップ光学系
からなる情報書き込み手段と、出力回路２８と光ピック
アップ光学系からなる情報読み取シ手段とによって構成
される。

書き込みは次のようＫして行なう。

入力情報は、制御回路２７及び半導体レーザ２６によっ
て光信号に変換される。光信号２９は光ピツクアップ光
学系を通って、同期回転している光ディスク１８の配鍮
層上に結偉され、上述の発色メカニズムによシ発色記鎌
される。

読み取シは次のようＫして行なう。

半導体レーザ２６から発する低出力連続発振光を読み取
シ光として使う。低出力であるから、読み取り中に発色
記録が行われることはない。

または、他の可視光源を読み取υ用光源として用いても
よい。

該読取り用光線は、光ディスク１８の基板表面に＃儂し
、反射されるが、反射率は発色点とそうではない箇所と
で異なるから、この反射光を光ピツクアップ光学系を通
してフォトダイオード２５の受光面にあてることによシ
、電気信号に変換し、再生読み出しを行なう。

かかる再生信号のコントラストを上げ、画質等の向上を
図るためＫは、光記録素子の基板上にアルミ等の金属反
射層を付設することが好ましい。金属反射層の膜厚は１
０００〜２０００ムが好適である。その他必要に応じて
誘電体ミラーでもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〔光記録素子の製造〕トリ７工二ルメタン誘導体分子として／１６５の化合物
をｎ−ヘキサンＫｓｘ１ｏ−’Ｍｅ度で溶かした後、ｐ
Ｈ６，４の蒸留水の水相上に展開した。

溶媒のｎ−ヘキサンを蒸発除去後、表面圧を２７．５ｄ
ｙｎｅｉαまで高めてトリフェニルメタン誘導体を膜状
忙析出させた。その後、表面圧を一定に保ちながら表面
が十分清浄で親水性になっているアルミニウム蒸着（膜
厚１０００Ａ　）ガラス基板を上下速度０．４ｚ／ｍｉ
ｎ　Ｋて水面を横切る方向に静かに上下させ、トリフェ
ニルメタン誘導体の単分子膜を基板上に移し取シ、３１
７に６１層、９１層、１２１層に累積したトリフェニル
メタン誘導体の単分子累積膜を記録層とする記録素子を
製造した。この累積工程において、基板を水相から引上
げるたびに［５分間以上放置して、基板に付着している
水分を蒸発除去した。尚、成膜装置としては西独ＬＡＵ
ＤＡ社製のＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｔｒｏｕｇｈを使用した
。

〔情報記録〕

上述の方法により作製された本発明に用いる光記録素子
に、第１図に示す本発明の情報記憶装着を用いて、以下
の配録条件下で記録した後、読取シ再生を行った。

く記録条件〉アルゴンレーザ波長　　　　　４８８層ｍレーザ出力　
　　　　　　６〜９ｍ’！記録周波数　　　　　　　　
５　ＭＨｚ元ディスクの回転数　　　　　　１．８００
　ｒｐｍ以上の条件下で記録した後、読み出しをレーザ
出力１　ｍＷで行い、信号／雑音比（８７Ｎ比）を求め
た結果を第１表に示す。

実施例２〔光記録素子の製造〕トリフェニルメタン誘導体分子として／１６６の化合物
を用いたことを除いて実施例１と同様にして光記録素子
を製造した。

〔情報記録〕

実施例１と同様に行い、その結果を第２表に示す。

第１表実施例３〔光記録素子の製造〕トリフェニルメタン誘導体分子として肩７の化合物を用
いたことを除いて、実施例１と同様にして光記録素子を
製造し九。

〔情報記録〕

実施例１と同様の条件、方法で行い、その結果を第３表
に示す。

参照例１〜Ｓ〔光記録素子の製造〕アルミニウム蒸着（膜厚１０００ム）ガラス基板上に１
試料７１６５，６．７の化合物をそれぞれ回転塗布法に
よυ、膜厚０．０５μｍの塗布膜を形成し、これを記鍮
層とする光記録素子を製造した。

〔情報記録〕

実施例１と同様の条件・方法で行い、その結果を第４表
に示す。

第４表〔効果〕以上説明し九ように本発明によれば、テングミエア・プ
ロジェット法による高密度、高秩序性を有する凰分子膜
又は凰分子累積膜からなる光記録素子（光ディスク）を
用いることＫよ）、信号／雑音比が高く、記録の信頼性
を向上させることができる。また、光記録素子（元ディ
スク）の大面積化が可能とな〉、大容量のｆ！碌（記憶
）が可能な情報記憶装置が得られる。更に、高密度記録
が可能であるため、装置のコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報記憶装置の１例を示すブロック
図、第２図（＆）、（１））は各々本発明の情報記憶装
着に用いられる光記録素子の実施態様を示す概略構成断
面図、第３図は単分子累積膜形成装置の概略構成断面図
、第４図（ａ）、（ｔ＋）。（Ｃ）は単分子累積膜の作製工穫図、第５図（ａ）。（′ｂ）（Ｃ）は従来の光記録素子の記録プロセスを示
す説明図である。１．１５．３１・・・・基板５・・・・助色剤層６・・・・光吸収層７・・・・発色剤層８・・・・レーザ光９・・・・発色点１０・・・・水槽１１・・・・水相１２・・・・親水基１３・・・・疎水基１４・・・・仕切板１６・・・・単分子膜１７・・・・単分子累積膜１８・・・・光ディスク１９・・・・対物レンズ２０・・・・１Ａ波長板２１・・・・反射鏡２２・・・・コリメートレンズ２３・・・Φ偏光ビームスグリツタ２４・・・・シリ／トリカルレンズ２５・・・・フォトダイオード２６・・・・半導体レーザ２７・・・・制御回路（信号制御手段）２８・・・・出
力回路２９・・・・・光信号３０・・・・記碌層３２・・・・反射層３３・・・・保！！膜

Claims

【特許請求の範囲】

分子内に親水性部位と疎水性部位を併有するトリフェニ
ルメタン誘導体の単分子膜又は単分子累積膜からなる光
記録素子、該光記録素子に情報を記録するための情報書
込み手段及び該光記録素子に記録された該情報を読取る
ための情報読取り手段からなることを特徴とする情報記
憶装置。