【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
[産業上の利用分野]
本発明は有機材料を利用した光記録素子に関し、特に高
度に分子配向された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に関するものである。
[従来の技術]
最近、オフィス・オートメーション(OA)の中心的記
録(憶)素子として光ディスクが脚光を集めている。そ
の理由は光ディスク一枚で、大量の文書、文献などを記
録(又は記憶)できるからであり、したがって該光ディ
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と
期待されている。又、該光デイスク用記録材料としては
安価性、製作容易性、高密度記録性等の特徴を有する有
機材料が注目されている。
この様な有機記録材を用いる従来技術の中で、特に発色
剤と期化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58
年lO月18日)。
従来の該光記録素子の1例を図面に基づいて説−明する
と、第2−図(a)に示、す様に発色剤層7と期化剤層
5とが光吸収層8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)及び期化剤は各々単独で存在すると
きは無色又は淡色である。
該記録素子に記録を行うときは、第2図(b)に示す様
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、第2図(C)に示す様に光吸収層6によって
隔てられていた発色剤と期化剤がこの小さな穴を通じて
混ざり合い発色する。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記録素子上を走
査し発色点による反射率、透過率等の変化を検出するこ
とにより行われる。
[発明が解決しようとする問題点]
上記の光記録素子に於いて、記録の高密度化を図るため
には光吸収層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20
0〜500八以下に薄くシ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期化剤の
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、微視的にみた場合、各光
照射の度に生ずる化学反応の度合が異なってくる。さら
に、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、またできる限り膜厚が薄いことが、記録の高密度
化、高信頼化のために要望される9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
度記録が可能な光記録素子を提供することにある0本発
明の別の目的は製作容易で安価な光記録素子を提供する
ことにある0本発明のさらに別の目的は大面積の光記録
素子を提供することりある。
[問題点を解決するための手段]及び[作用]即ち、本
発明は通常無色ないし淡色の発色性化合物からなるA層
と、前記発色性化合物と接触して発色せしめる助色性化
合物からなるBeとを積層し、さらに光吸収層を設けて
なり、かつ(イ)前記光吸収層は光吸収性物質の単分子
膜又はその累積膜からなる層、
から構成されることを特徴とする光記録素子である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に係わる光記録素子は通常無色ないし淡色の発色
性化合物からなるA層と、170記発色性化合物と接触
して発色せしめる助色性化合物とを積層し、さらに光吸
収層を設けた構成からなるものであり、該A層及びB層
には互に接触、混合することにより発色する物質を組合
せて用いることが基本的に要請される。この様な関係に
あるA層の通常無色ないし淡色の発色性化合物及びB層
の前記発色性化合物と接触して発色せしめる助色性化合
物の具体例を示すと
(イ) 酸性物質(B層)と該酸性物質に接触すること
によって発色する染料のロイコ体(色素前駆体)(A層
)
(ロ)酸化剤(B層)と該酸化剤に接触することによっ
て発色する染料のロイコ体(A層)(ハ)還元剤(B層
)と該還元剤に接触することによって発色する染料のロ
イコ体(Aff)(ニ)還元剤(B層)とステアリン酸
第2鉄のように還元されると発色する酸化剤(A層)(
ホ)酸化剤(B層)と没食子酸のように酸化されると発
色する還元剤(A層)
等が挙げられる。
前記(イ)の場合をさらに詳しく例示すれば、染料のロ
イコ体と接触して反応し発色せしめるB層の酸性物質と
しては、ベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン−酸化
合物、安息香酸等の芳香族カルボン酸類、パルミチン酸
(CI、 H,、C00H) 、ステアリン酸((+v
+13yCOOH)、アラキシン酩(CI? H3y
C00H)等の高級脂肪酸カルボン耐用、p−t−ブチ
ルフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、フェ
ノールフタレイン、ビスフェノールA、4−ヒドロキシ
ジフェノキシド、4−ヒドロキシアセトフェノン等のフ
ェノール性化合物等が挙げられる。
次に、前記酸性物質と接触して反応するA層の染料のロ
イコ体としては例えば、トリフェニルメタン系、フルオ
ラン系、フェノチアジン系、オーラミン系、スピロピラ
ン系等があり、それ等に含まれる具体的な化合物の詳細
を提示すると第1表の通りである。
本発明においてA層及びB層は従来の被膜方法により形
成される膜であれば如何なる膜でもよく、それ等の中で
例えば蒸着膜、塗布膜、浸漬膜、ラミネート等の堆積膜
からなる層が好ましい。
なお、A層及びB層の膜厚は200Aから10pの範囲
が望ましく、好適には1.000 Aから1終の範囲で
ある。
次に、本発明における光吸収層の形成に用いられる光吸
収性物質としては赤外線を吸収する光吸収色素であれば
如何なるものでもよく、例えば赤外線を吸収して溶融す
る溶融性光吸収色素、又は赤外線を吸収して昇華する昇
華性光吸収色素も用いることができるが、特に非溶融性
色素、非昇華性色素が好適である。
該かる光吸収色素の一例をあげれば、銅フタロシアニン
、バナジウムフタロシアニン等の金属フタロシアニン、
フルオレスセイン等のキサンチン系色素等がある。
該光吸収層は単分子膜又はその累積膜からなる層から形
成されるために、前記の光吸収性物質は分子内の適当な
部位に親木基、疎水基又はその両方の基を導入した誘導
体を用いる必要がある。
疎水基及び親水基には一般に使用されるものであれば如
何なるものでも用いることができるが、特に好ましくは
疎水基としては炭素原子数5〜30の長鎖アルキル基、
親木基としてはカルボキシル基及びその金属塩(例えば
カドミウム塩)が望ましい。
なお光吸収層の膜厚は30人から1,000 Aの範囲
が望ましく、好適には50Aから200人の範囲である
。
また1本発明において基板に使用される材料としては、
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(pc) 、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニール(pvc ) 、ポリスチレン等のプラスチ
ック材料、セラミック材料が好ましい。
本発明に係わる光記録素子は光吸収層が光吸収性物質の
単分子膜又はその累積膜からなる層から構成されること
を1つの特徴とするものである。
かかる分子の高秩序性及び高配向性を有する単分子膜又
はその累積膜を作成する方法としては。
例えば1.Lang層uirらの開発したラングミュア
・プロジェット法(LB法)を用いる。ラングミュア・
プロジェット法は、例えば分子内に親水基と疎水基を有
する構造の分子において、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
親木基を下に向けて単分子の層になることを利用して単
分子膜また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0分子がまば
らに散開しているときは、一分子当り面積Aと表面圧■
との間に二次元理想気体の式、
rIA= kT
が成り立ち、“気体膜”となる、ここに、kはポルツマ
ン定数、Tは絶対温度である。Aを十分小さくすれば分
子間相互作用が強まり二次元固体の“凝縮膜(または固
体1!J)”になる、凝縮膜はプラスチック基板、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
層ずつ接子ことができる。
次に本発明に使用する光吸収性物質である親木基、疎水
基を併有する有機分子の単分子膜又はその累積nりを形
成する方法についてさらに詳述する。
まず該有機分子をベンゼン、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461O内の水相11上に展開さ
せる。
該有機分子は、溶剤の揮発に伴って、親木基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
して広がりすぎないように仕切板(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fQを制御
し、その集合状態に比例した表面圧■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、累積膜の製造に適
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こ
とにより単分子膜16が基板上に移しとられる。単分子
膜18は以上で製造されるが、単分子層累積膜17は前
記の操作を繰り返すことにより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木基が基板15
側に向いた単分子層18が基板15上に形成される。1
11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1B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木基と親
木基、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(a) ’) 。
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。
それに対し、基板15を水中に引き下げるときにのみ、
基板面に該有機分子を移し取る方法もある。
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
層において親木基が基板15側に向いた累積膜はZ型膜
と呼ばれる(第4図(c) ) 。
Z型膜は基板15を水[Industrial Application Field] The present invention relates to an optical recording element using an organic material, and more particularly to an optical recording element capable of highly reliable and high-density recording using a highly molecularly oriented organic thin film. [Prior Art] Recently, optical disks have been attracting attention as a central recording device for office automation (OA). The reason for this is that a single optical disc can record (or store) a large amount of documents, literature, etc. Therefore, introducing an information storage device using this optical disc will revolutionize the organization and management of documents and literature in offices. It is expected that it will bring In addition, organic materials, which have characteristics such as low cost, ease of manufacture, and high-density recording properties, are attracting attention as recording materials for optical disks. Among the conventional techniques using such organic recording materials, a two-component optical recording element that utilizes a coloring reaction caused by contact between a coloring agent and a periodizing agent has been reported (Nikkei Sangyo Shimbun, 1972).
October 18th, 2016). One example of the conventional optical recording element will be explained based on the drawings. As shown in FIG. It has a structure in which the substrate 1 is laminated on a substrate 1. The coloring agent (leuco body) and the stabilizing agent are colorless or light-colored when each exists alone. When recording on the recording element, a laser beam 8 is irradiated onto a desired position of the light absorption layer 6 as shown in FIG. 2(b).
The portion of the light-absorbing layer that is irradiated with the laser beam absorbs the laser beam, melts, and rips, leaving a small hole. As a result, as shown in FIG. 2(C), the coloring agent and the time-setting agent, which were separated by the light absorption layer 6, mix through the small holes and develop a color. Information is recorded or stored in the form of coloring points 9, and reading is performed by scanning the recording element with another light source and detecting changes in reflectance, transmittance, etc. due to the coloring points. [Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned optical recording element, in order to achieve high recording density, it is desirable that the light absorption layer 6 be as thin as possible, flat, and without unevenness in film thickness. However, in conventional optical recording elements, the light absorption layer is coated on the substrate by, for example, a vacuum evaporation method or a spin coating method, so the thickness is reduced to 20%.
If you try to thin it to less than 0 to 500, pinholes tend to occur frequently, and the two components, the coloring agent and the preservative, come into contact at these pinholes and develop color, resulting in a lack of reliability. . Furthermore, since the molecular distribution and orientation within the film of each layer formed by the above-mentioned conventional coating method is random, light scattering occurs within the film with light irradiation, and when viewed microscopically, each light irradiation The degree of chemical reaction that occurs differs each time. Furthermore, the above-mentioned coating method has drawbacks such as unevenness in film thickness and uneven recording quality when the substrate of an optical disk has a large area. Therefore, as an optical recording element, it is desirable that the molecular distribution and orientation within the film be uniform, that there are no pinholes, and that the film thickness is uniform, and that the film thickness be as thin as possible to achieve high recording density and high reliability. The present invention has been made in view of these demands, and an object of the present invention is to provide an optical recording element capable of highly reliable and high-density recording. It is an object of the present invention to provide an optical recording element that is easy to manufacture and inexpensive.A further object of the present invention is to provide an optical recording element with a large area. [Means for Solving the Problems] and [Operation] That is, the present invention consists of a layer A consisting of a color-forming compound that is usually colorless or light-colored, and a layer Be consisting of an auxochrome compound that develops a color when brought into contact with the color-forming compound. an optical recording layer comprising: a layer of a monomolecular film of a light-absorbing substance or a cumulative film thereof; It is element. The present invention will be explained in detail below. The optical recording element according to the present invention has a structure in which a layer A consisting of a normally colorless or light-colored color-forming compound and an auxochromic compound that develops color when in contact with the 170 color-forming compound are laminated, and a light-absorbing layer is further provided. Basically, it is required to use a combination of substances that develop color when they come into contact with and mix with each other in the A layer and B layer. Specific examples of the normally colorless to light-colored color-forming compound in layer A and the auxochrome compound that develops color when they come into contact with the color-forming compound in layer B, which have such a relationship, are as follows: (a) Acidic substance (layer B) and the leuco form of the dye (dye precursor) that develops color when it comes into contact with the acidic substance (layer A) (b) The leuco form of the dye that develops color when it comes into contact with the oxidizing agent (layer B) and the oxidizing agent (layer A) Layer) (c) A reducing agent (layer B) and a leuco form of a dye that develops color when it comes into contact with the reducing agent (Aff) (d) A reducing agent (layer B) that is reduced like ferric stearate The oxidizing agent (layer A) that develops color (
e) An oxidizing agent (layer B) and a reducing agent (layer A) that develops color when oxidized, such as gallic acid. To give a more detailed example of the case (a) above, the acidic substance in layer B that reacts with the leuco form of the dye to develop color is an aromatic sulfonic acid compound such as benzenesulfonic acid, or an aromatic acid such as benzoic acid. Group carboxylic acids, palmitic acid (CI, H,, C00H), stearic acid ((+v
+13yCOOH), Araxin (CI? H3y)
Examples include higher fatty acid carboxyl compounds such as C00H), phenolic compounds such as pt-butylphenol, α-naphthol, β-naphthol, phenolphthalein, bisphenol A, 4-hydroxydiphenoxide, and 4-hydroxyacetophenone. Next, examples of the leuco dyes in the A layer that react with the acidic substance include triphenylmethane, fluoran, phenothiazine, auramine, and spiropyran. The details of the compounds are shown in Table 1. In the present invention, the A layer and the B layer may be any film as long as it is formed by a conventional coating method, and among them, for example, a layer made of a deposited film such as a vapor deposited film, a coating film, a dipping film, or a laminate. preferable. Note that the thickness of the A layer and the B layer is preferably in the range of 200 Å to 10 μm, and preferably in the range of 1.000 Å to 1 μm. Next, the light-absorbing material used in the formation of the light-absorbing layer in the present invention may be any light-absorbing dye that absorbs infrared rays, such as a melting light-absorbing dye that melts by absorbing infrared rays, or Sublimable light-absorbing dyes that absorb infrared rays and sublimate can also be used, but non-melting dyes and non-sublimating dyes are particularly preferred. Examples of such light-absorbing dyes include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and vanadium phthalocyanine;
There are xanthine dyes such as fluorescein. Since the light-absorbing layer is formed from a monomolecular film or a layer consisting of a cumulative film thereof, the light-absorbing substance has a parent group, a hydrophobic group, or both groups introduced at appropriate sites within the molecule. It is necessary to use derivatives. Any commonly used hydrophobic group and hydrophilic group can be used, but particularly preferred hydrophobic groups include long-chain alkyl groups having 5 to 30 carbon atoms;
As the parent group, carboxyl groups and metal salts thereof (eg, cadmium salts) are desirable. The thickness of the light absorption layer is desirably in the range of 30 to 1,000 A, preferably in the range of 50 to 200 A. In addition, materials used for the substrate in the present invention include:
Semiconductor materials such as silicon, metal materials such as aluminum, preferably tempered glass, more preferably acrylic (PMMA),
Plastic materials such as polycarbonate (PC), polypropylene, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, and ceramic materials are preferred. One feature of the optical recording element according to the present invention is that the light absorption layer is composed of a monomolecular film of a light-absorbing substance or a layer consisting of a cumulative film thereof. A method for producing a monomolecular film or a cumulative film thereof having such high molecular order and orientation is as follows. For example 1. The Langmuir-Prodgett method (LB method) developed by Lang Uir et al. is used. langmuir
For example, in a molecule with a structure that has a hydrophilic group and a hydrophobic group in the molecule, when the balance between the two (balance of amphiphilicity) is maintained appropriately, the molecule lowers the parent group on the water surface. This is a method of creating and forming a monomolecular film or a cumulative film of monomolecular molecules by utilizing the fact that they form a monomolecular layer. The monomolecular layer on the water surface has the characteristics of a two-dimensional system.When the molecules are sparsely dispersed, the area per molecule is A and the surface pressure is
The two-dimensional ideal gas equation, rIA=kT, holds between , resulting in a "gas film", where k is Portzmann's constant and T is the absolute temperature. If A is made sufficiently small, the intermolecular interaction will be strengthened, resulting in a two-dimensional solid "condensed film (or solid 1!J)". Condensed films can be formed on the surface of supports of various materials and shapes, such as plastic substrates and glass substrates. Can be grafted layer by layer. Next, a method for forming a monomolecular film of an organic molecule having a parent group and a hydrophobic group, which is a light-absorbing substance used in the present invention, or a cumulative film thereof will be described in more detail. First, the organic molecule is dissolved in a volatile solvent such as benzene, chloroform, etc., and spread on the aqueous phase 11 in the water 461O of the monomolecular cumulative film forming apparatus schematically shown in FIG. 3 using a cylinder or the like. As the solvent evaporates, the organic molecules are developed on the water phase 11 with the parent wood groups 12 facing the water phase and the hydrophobic groups 13 facing the gas phase. Next, a partition plate (or float) 14 is installed to prevent this precipitate (organic molecules) from freely diffusing and spreading too much on the aqueous phase 11.
is provided to limit the developed area and control the aggregation fQ of the membrane material, thereby obtaining a surface pressure (2) proportional to the aggregation state. By moving the partition plate 14, the developed area can be reduced to control the aggregation state of the film material, and the surface pressure can be gradually increased to set a surface pressure n suitable for producing a cumulative film. By gently vertically moving the clean substrate 14 up and down while maintaining this surface pressure, the monomolecular film 16 is transferred onto the substrate. The monomolecular layer 18 is manufactured as described above, and the monomolecular layer cumulative film 17 is formed by repeating the above-mentioned operations to form a desired cumulative number of monomolecular layer cumulative films. For example, when a substrate 15 with a hydrophilic surface is pulled out of water in a direction transverse to the water surface, parent wood groups of the organic molecules are removed from the substrate 15.
A side-facing monolayer 18 is formed on the substrate 15 . 1
When the substrate 15 is moved up and down as described in 11. The monomolecular layer 1B is stacked one by one in each process, and the direction of the film-forming molecules is reversed between the pulling process and the dipping process, so according to this method, between each layer, the parent tree base of the organic molecule and the parent base , a so-called Y-type film is formed in which the hydrophobic groups of organic molecules face each other (Fig. 4(a)'). The Y-type film is strong because the hydrophilic groups and hydrophobic groups of the organic molecules face each other. In contrast, only when lowering the substrate 15 into the water,
There is also a method of transferring the organic molecules onto the substrate surface. In this method, there is no change in the direction of the film-forming molecules even if they are accumulated, and an X-shaped film is formed in which the hydrophobic groups face the substrate 15 in all layers (Fig. 4(b)'), whereas the opposite A cumulative film in which parent wood groups in all layers face the substrate 15 side is called a Z-type film (FIG. 4(c)). The Z-type membrane
【1】から引上げるときにのみ、
基板面に有機分子を移し取ることによって得られる。
以上の方法によって基板上に形成される単分子膜及び単
分子層累積膜は高密度でしかも高度の秩序性・配向性を
有しており、これらの膜で記録層を構成することによっ
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り、非常に簡単な方法であ
り、上記のような優れた記録機1@ヲ有する記録素子を
低コストで提供することができる。
以上述べた、未発1す】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。
基板上の単分子膜または単分子層累積膜は、十分に強く
固定されており基板からの剥離、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。さらに単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。
次に、A層又はB層の堆積11Aの形成方法は前記発色
性化合物又は助色性化合物にバインダーと水を添加した
水混和物を、ボールミル等を用いて粉砕混合した後、基
板等の上に従来の通常の方法で4看して行う。
本発明に用いられる前記バインダーとしてはゼラチン、
でんぷんのごとき天然高分子物、硝酸繊維素、カルボキ
シメチルセルローズのごとき繊維素誘導体、塩化ゴム、
環化ゴムのごとき天然ゴム可塑物などの半合成高分子物
、ポリイソブチレン、ポリスチロール、テルペン樹脂、
ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタア
クリル酸エステル、ポリアクリルニトリル、ポリアクリ
ルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルピロリドン、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビ
ニル、ポリビニルピリジン、ポリビニルカル“バゾール
、ポリブタジェン、ポリスチレン−ブタジェン、ブチル
ゴム、ポリオキシメチレン、ポリエチレンイミン、ポリ
エチレンイミンハイドロクローライド、ポリ(2−アク
リルオキシエチルジメチルスルホニウムクロライド)な
どのごとき重合型合成高分子、フェノール樹脂、アミン
樹脂、トルエン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、アリル樹11fi、ポリカーボネート、ポリ
アマイド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂、フラン樹
脂、チオコールゴムなどのごとき縮合重合型合成高分子
、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ樹脂などのごとき
付加重合型樹脂が挙げられる。
以上に説明した方法で製造される本発明に係わる光記録
素子の構成の1例を示すと、ft51図(a)に示す通
り、発色性化合物からなるA層2と助色性化合物からな
る8層4とを積層し、さらに該B層4の上に光吸収層3
を設けてなり、光吸収層3が単分子膜又はその累m膜、
A層2及び8層4は堆積膜からなる積層体で、光吸収層
3を基板1上に支持し、基板/光吸収層/B層/A層の
順に積層してなるものである。この場合AW2と8層4
とを逆にして、基板/光吸収層/A層/B層の順に積層
してもよい。
さらに、他の例を示すと、第1図(b)に示す通り、A
層2と8層4とを11i層し、さらに該A52の上に光
吸収層3を設けて積層体を形成し、8層4を基板l上に
支持し、基板/B層/A層/光吸収層の順に積層してな
るものである。この場合、前記と同様にA層2と8層4
とを逆にして、基板/A層/B層/光吸収層の順に積層
してもよい。
また、上記の第1図(a) 、 (b)に示すいずれの
構成においても前記の積層体を2段載上積重ねて基板に
支持してもよい。
また、本発明に係わる光記録素子はA層とB層とを密着
させて積層し、さらに光吸収層を外側に設けて構成され
ているので、赤外線照射によって光吸収層が加熱され、
その熱伝導によってA層の発色性化合物とB層の助色性
化合物とが加熱接触して発色反応が進行し、所定の位置
に発色点を形成し情報を記録することができる。
したがって本発明に係る光記録素子は主として光ディス
クとして使用することができる。該光ディスクから、情
IIJ tl−書き込んだり或いは読取ったりするため
の光ピツクアップの光学系を有する情報記憶装置の1例
を第5図に示す。
該情報記憶装置は、制御回路27と光ピツクアップ光学
系からなる書き込み手段と、本発明に係わる光記録素子
と、出力回路28と光ピツクアップ光学系からなる読取
り手段とによって構成される。
書き込みは次のようにして行う、制御回路27は半導体
レーザ28の発振を制御する。従って、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28は第5図に示す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の記録層上に
結像され、上述の発色メカニズムにより発色記録される
。
読取りは次のようにして行う、半導体レーザ26から発
する低出力の連続発振光を読取り光として使う、低出力
であるから、読取り中に発色記録が行われることはない
からである。または他の可視光用光源を読取り用光源と
して用いてもよい。
該読取り用光線は光ディスク18の基板表面に結像し反
射されるが、反射率は発色点とそうでない箇所とで異な
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り電気信
号に変換し、再生読み出しを行う。
該かる再生信号のコントラストを上げ、画質等の向上を
図るためには、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1,000八〜2.000 A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。
更に、A層、B層、光吸収層等を保護するために最外層
の表面に保護層を設けてもよい、そのような保1;佐層
用材料としては5i07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。
[実施例]
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する
。尚、下記において特に記述のない限り「部」は「重量
部」を、「%」は「重量%」を表わすものとする。
合成例1(光吸収性物質の合成例)
へナジウムフ ロシアニン1− の
尿素10部と10−15%りん酸水溶液1部を混合溶解
した後、さらに無水フタル酸2部、VOGI 2(バナ
ジル塩)10部及び
式(I)
で表わされる無水フタルシアニンの誘導体8部を加え、
100℃にて5時間加熱した。冷却した後、2%希Na
OH水溶液lOo部を加え、加水分解した後、クロマト
グラフィにより分離し、
式(II)
[式■中、Rは
cmo−c2uデ
0H(CH2)7fGH3
を表わす]で示される目的物質(バナジウムフタロシア
ニン誘導体)0.1部を得た。
実施例1
(1)光吸収層の形成方法
厚さ10膿閣、直径180層層の円板上のガラス(ディ
スク)基板を充分に清浄にした0次に前述の単分子累積
装置を用いて光吸収性物質であるバナジウムフタロシア
ニン誘導体の単分子累積膜を形成した。
該バナジウム7タロシアニン誘導体の単分子累積膜の形
成方法は、下記のように行った。
基板が水面と垂直になるようにして、基板を水中に沈め
た後、バナジウムフタロシアニン誘導体を、濃度2 X
10’ mol/31のクロロホルム溶液にして水面
上に滴下し単分子膜を水面上に展開する0表面圧を30
dyne/amに設定し、速度2 c+*/winで基
板を上下して2層に累積した単分子累積膜(Y型Wjt
)を作成した。
同様の方法により、1層、4層、6層、8層の単分子累
積膜を各々作成した各試料を得た。
(2)B層の形成方法
次に、前記(1)で得た各試料のガラス基板上に形成し
た光吸収層の上に、助色性化合物であるアラキシン酸の
堆積膜を形成した。
形成方法はアラキシン酸7部、バインダーとしてポリビ
ニールアルコール1部、水40部を混合し、さらにボー
ルミルを用いて数時間、粉砕混合し、基板の光吸収層上
に回転塗布して、バインダー中に分散したアラキシン酸
の堆積膜(膜厚1JL)を得た。
(3)A層の形成方法
次に、前記(2)で各試料のガラス基板上に形成したB
層の上に、発色性化合物であるクリスタルバイオレット
ラクトンの堆積膜を形成した。
形成方法はクリスタルバイオレットラクトン7部、バイ
ンダーとしてポリビニルアルコール1部、水100部を
混合し、さらにボールミルを用いて数時間、粉砕混合し
、基板の8層上に回転塗布して、バインダー中に分散し
たクリスタルバイオレットラクトンの堆積Il!(膜厚
IJL)を得た。
(4)性能試験
上述の方法により製作された本発明に係る光記録素子と
比較例として従来の同様の構成(全てが単分子膜又はそ
の累a膜を使用しないで構成)に係る光ディスクを第5
図に示す情報記憶装置を用いて以下の記録条件下で記録
した後、読取り再生を行うことにより両者の性能比較を
行った。
(記録条件)
半導体レーザ波長 830n層
レーザ出力 6〜9mW
記録周波数 5 MHz
光ディスクの回転数 1.800rp量以上の条件下で
読み出しをレーザ出力1mWで行い、信号/雑音比を求
めた結果を第2表に示す。
第2表
第2表の結果よりNo、1 (光吸収層が単分子膜から
なる場合)とN006とを比較すると、No、 1の方
が信号/雑音比において顕著に優れることが認められる
。 No、1とNo、8はほぼ同じIIA厚であるが、
性能にこのような差異が生ずるのはNo、lの方がピン
ホール等の欠陥が少ないためと思われる。
同様に、No、2〜No、5 (光吸収層が単分子の累
積膜からなる場合)とN017との比較では、NO12
〜No、5の方が信号/雑音比において優れることが認
められる。
[発明の効果]
以上説明した様に本発明に係わる光記録素子は光吸収層
が単分子膜又はその累!li膜からなる層、A層及びB
層は堆積膜からなる層で構成されているので、以下に示
すような優れた効果がある。
(1)従来の単分子膜又はその累積膜を使用していない
光記録素子と比較して信号/雑音比が高く、記録の信頼
性を向上させることができる。
(2)光記録素子のピンホール等の物理的欠陥を大幅に
減少させることができる。
(3)従来の光記録素子と比べて、より高密度記録が可
能である。
(4)光記録素子の大面積化が可能である。
(5)光吸収層がA層とB層との間に介在しないために
発色効率及び忠実性が向上する。
(6)光吸収層がA層とB層との間に介在しないために
実質記録層を薄くすることができ、より高密度記録が可
能である。
(7)発色効率が良く、発色剤等としてすぐれているが
、単分子膜又はその累積膜を形成しにくい材料、又は単
分子膜又はその累積膜を形成しやすい誘導体に化学変化
(合成)することが経費上困難な材料を堆積1112に
用いることができる利点がある。
(8)積層体の一部に堆積膜を用いているので、感度が
向上し、製作の際に材料の選択の巾が広く製造が容易で
あり、又読み取りの際コントラストと非コントラストの
差がつきやすい等の光学物性−[−の効果がある。Only when lifting from [1],
Obtained by transferring organic molecules onto the surface of a substrate. The monomolecular film and monomolecular layer cumulative film formed on the substrate by the above method have high density and a high degree of order and orientation, and by configuring the recording layer with these films, photothermal Accordingly, it is possible to obtain a recording element having a high-density and high-resolution recording function capable of performing digital recording. Further, as can be seen from the principle, these film forming methods are very simple methods, and a recording element having the excellent recording device 1 as described above can be provided at low cost. The substrate on which the monomolecular film or monomolecular cumulative film is formed in the above-mentioned case 1) is not particularly limited, but if a surfactant is attached to the surface of the substrate, when the monomolecular layer is transferred from the water surface. Since the monomolecular film is disturbed and a good monomolecular film or monomolecular layer stack cannot be formed, it is necessary to use a substrate with a clean surface. The monomolecular film or monomolecular layer accumulation film on the substrate is sufficiently strongly fixed and rarely peels or peels off from the substrate. An adhesive layer can also be provided between the layer stacks. Furthermore, the adhesion force can be strengthened by selecting the monomolecular layer formation conditions, such as the hydrogen ion concentration of the aqueous phase, the ion species, the water temperature, the rate of raising and lowering the carrier, or the surface pressure. Next, the method for forming the deposit 11A of layer A or layer B is to grind and mix a water mixture obtained by adding a binder and water to the color-forming compound or auxochrome compound using a ball mill or the like, and then apply the mixture to the substrate, etc. The procedure is carried out in the conventional and usual manner after 4 examinations. The binder used in the present invention includes gelatin,
Natural polymers such as starch, cellulose nitrate, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, chlorinated rubber,
Semi-synthetic polymers such as natural rubber plastics such as cyclized rubber, polyisobutylene, polystyrene, terpene resins,
Polyacrylic acid, polyacrylic ester, polymethacrylic ester, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacetal resin, polyvinyl chloride, polyvinylpyridine, polyvinyl carbazole, polybutadiene, polystyrene - Polymerizable synthetic polymers such as butadiene, butyl rubber, polyoxymethylene, polyethyleneimine, polyethyleneimine hydrochloride, poly(2-acryloxyethyldimethylsulfonium chloride), phenolic resins, amine resins, toluene resins, alkyd resins, Condensation polymerization type synthetic polymers such as unsaturated polyester resin, allyl resin 11fi, polycarbonate, polyamide resin, polyether resin, silicone resin, furan resin, thiocol rubber, etc., addition polymerization type resins such as polyurethane, polyurea, epoxy resin, etc. An example of the structure of the optical recording element according to the present invention manufactured by the method described above is as shown in ft51 diagram (a), which includes a layer A 2 made of a color-forming compound and an auxochrome compound. A light absorption layer 3 is further formed on the B layer 4.
The light absorption layer 3 is a monomolecular film or a cumulative film thereof,
The A-layer 2 and the 8-layer 4 are laminates made of deposited films, in which the light-absorbing layer 3 is supported on the substrate 1 and are laminated in the order of substrate/light-absorbing layer/B-layer/A-layer. In this case AW2 and 8 layers 4
The order of substrate/light absorption layer/A layer/B layer may be reversed and the layers may be stacked in this order. Furthermore, to show another example, as shown in FIG. 1(b), A
The layer 2 and the 8 layer 4 are formed into 11i layers, and the light absorption layer 3 is further provided on the A52 to form a laminate, the 8 layer 4 is supported on the substrate l, and the substrate/B layer/A layer/ It is formed by laminating light absorption layers in this order. In this case, as above, A layer 2 and 8 layer 4
Alternatively, the order of substrate/layer A/layer B/light absorption layer may be reversed. Furthermore, in any of the configurations shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the laminate may be stacked in two stages and supported on the substrate. Further, since the optical recording element according to the present invention is constructed by laminating the A layer and the B layer in close contact with each other and further providing a light absorption layer on the outside, the light absorption layer is heated by infrared irradiation.
Due to the heat conduction, the color-forming compound in the A layer and the auxochrome compound in the B layer come into contact with each other under heat, and a color-forming reaction progresses, forming a color-forming point at a predetermined position so that information can be recorded. Therefore, the optical recording element according to the present invention can be mainly used as an optical disc. FIG. 5 shows an example of an information storage device having an optical pickup optical system for writing or reading information from the optical disk. The information storage device is composed of a writing means consisting of a control circuit 27 and an optical pickup optical system, an optical recording element according to the present invention, and a reading means consisting of an output circuit 28 and an optical pickup optical system. Writing is performed as follows. The control circuit 27 controls the oscillation of the semiconductor laser 28. Therefore, the input information is converted into an optical signal by the control circuit 27 and the semiconductor laser 26. The optical signal 28 passes through the optical pickup optical system shown in FIG. 5, forms an image on the recording layer of the optical disc 18 which is rotating synchronously, and is recorded in color by the coloring mechanism described above. Reading is performed as follows. Low-output continuous wave light emitted from the semiconductor laser 26 is used as the reading light. Since the output is low, color recording is not performed during reading. Alternatively, another visible light source may be used as the reading light source. The reading light beam forms an image on the substrate surface of the optical disk 18 and is reflected, but since the reflectance differs between the coloring point and the non-coloring point, this reflected light is applied to the light receiving surface of the photodiode 25 through the optical pickup optical system. This converts the signal into an electrical signal and reproduces and reads it. In order to increase the contrast of the reproduced signal and improve the image quality, it is preferable to provide a reflective layer of metal such as aluminum on the substrate of the optical recording element. The thickness of the metal reflective layer is preferably 1,000 to 2,000 Å. In addition, a dielectric mirror may be used as necessary. Furthermore, a protective layer may be provided on the surface of the outermost layer to protect the A layer, B layer, light absorption layer, etc. Materials for such a protective layer include dielectrics such as 5i07, plastic resins, etc. , other polymerizable LB films, etc. are suitable. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by showing examples. In the following, unless otherwise specified, "part" means "part by weight" and "%" means "% by weight." Synthesis Example 1 (Synthesis example of light-absorbing substance) After mixing and dissolving 10 parts of urea of henadium phlocyanine 1- and 1 part of 10-15% phosphoric acid aqueous solution, 2 parts of phthalic anhydride and VOGI 2 (vanadyl salt) were added. 10 parts and 8 parts of anhydrous phthalcyanine derivative represented by formula (I),
It was heated at 100°C for 5 hours. After cooling, 2% dilute Na
100 parts of an OH aqueous solution is added, hydrolyzed, and then separated by chromatography to obtain the target substance (vanadium phthalocyanine derivative) represented by formula (II) [in formula (2), R represents cmo-c2ude0H(CH2)7fGH3] 0.1 part was obtained. Example 1 (1) Method for forming a light absorption layer A glass (disk) substrate on a disk with a thickness of 10 layers and a diameter of 180 layers was prepared using the above-mentioned single molecule accumulator which had been thoroughly cleaned. A monomolecular cumulative film of a vanadium phthalocyanine derivative, which is a light-absorbing substance, was formed. The monomolecular cumulative film of the vanadium 7-talocyanine derivative was formed as follows. After submerging the substrate in water so that it is perpendicular to the water surface, add vanadium phthalocyanine derivative to a concentration of 2X.
A chloroform solution of 10' mol/31 is dropped onto the water surface to spread a monomolecular film on the water surface, with a surface pressure of 30
dyne/am, and move the substrate up and down at a speed of 2c++/win to form a two-layer monomolecular cumulative film (Y-type Wjt
)It was created. By the same method, samples were obtained in which monomolecular cumulative films of 1 layer, 4 layers, 6 layers, and 8 layers were respectively created. (2) Method for Forming Layer B Next, a deposited film of araxic acid, which is an auxochrome compound, was formed on the light absorption layer formed on the glass substrate of each sample obtained in (1) above. The formation method is to mix 7 parts of alexic acid, 1 part of polyvinyl alcohol as a binder, and 40 parts of water, and then grind and mix for several hours using a ball mill.Then, spin-coat the light-absorbing layer on the substrate to form a binder. A deposited film (thickness: 1 JL) of dispersed alexic acid was obtained. (3) Formation method of A layer Next, the B layer formed on the glass substrate of each sample in (2) above.
A deposited film of crystal violet lactone, a color-forming compound, was formed on top of the layer. The formation method is to mix 7 parts of crystal violet lactone, 1 part of polyvinyl alcohol as a binder, and 100 parts of water, then grind and mix using a ball mill for several hours, spin coat on 8 layers of the substrate, and disperse in the binder. Deposition of crystal violet lactone! (Film thickness IJL) was obtained. (4) Performance test An optical recording element according to the present invention manufactured by the above-mentioned method and a conventional optical disk having a similar structure (all constructed without using a monomolecular film or a composite film thereof) were used as a comparative example. 5
After recording under the following recording conditions using the information storage device shown in the figure, the performance of both was compared by reading and reproducing. (Recording conditions) Semiconductor laser wavelength: 830n layer laser output: 6 to 9 mW Recording frequency: 5 MHz Optical disk rotation speed: 1. Reading was performed with a laser output of 1 mW under conditions of 800 rp or more, and the result of determining the signal/noise ratio was Shown in the table. From the results in Table 2, when comparing No. 1 (when the light absorption layer is made of a monomolecular film) and No. 006, it is recognized that No. 1 is significantly superior in signal/noise ratio. No. 1 and No. 8 have almost the same IIA thickness, but
This difference in performance appears to be due to the fact that No. 1 and No. 1 have fewer defects such as pinholes. Similarly, in comparing No. 2 to No. 5 (when the light absorption layer is composed of a monomolecular cumulative film) and No. 017, No. 12
It is recognized that No. 5 is superior in signal/noise ratio. [Effects of the Invention] As explained above, in the optical recording element according to the present invention, the light absorption layer is a monomolecular film or a layer thereof! Layers consisting of li film, layer A and layer B
Since the layer is composed of a deposited film, it has the following excellent effects. (1) Compared to optical recording elements that do not use conventional monomolecular films or their cumulative films, the signal/noise ratio is higher, and the reliability of recording can be improved. (2) Physical defects such as pinholes in optical recording elements can be significantly reduced. (3) Higher density recording is possible than with conventional optical recording elements. (4) It is possible to increase the area of the optical recording element. (5) Since the light absorption layer is not interposed between the A layer and the B layer, coloring efficiency and fidelity are improved. (6) Since the light absorption layer is not interposed between the A layer and the B layer, the recording layer can be made thinner, and higher density recording is possible. (7) Chemically changing (synthesizing) a material that has good coloring efficiency and is excellent as a coloring agent, etc., but is difficult to form a monomolecular film or its cumulative film, or a derivative that easily forms a monomolecular film or its cumulative film. An advantage is that materials that are economically difficult to perform can be used for the deposition 1112. (8) Since a deposited film is used in a part of the laminate, sensitivity is improved, there is a wide range of material selection during manufacturing, and manufacturing is easy, and the difference between contrast and non-contrast during reading is improved. It has the effect of improving optical properties such as easy adhesion.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第1図(a)及び第1図(b)は各々本発明に係わる光
記録素子の゛実施態様を系すネ1略構成断面図、第2図
(a)〜第2図(C)は従来の光記録素子の記録プロセ
スを示す説す1図、第3図は単分子累積膜形成装置のa
llfl構成断面図、第4図(a)〜第4図(C)は単
分子累v1膜の作製工程図及び第5図は情報記憶装置の
ブロック図である。FIGS. 1(a) and 1(b) are schematic cross-sectional views of an embodiment of an optical recording element according to the present invention, and FIGS. 2(a) to 2(C) are Figures 1 and 3, which illustrate the recording process of a conventional optical recording element, are a diagram of a monomolecular cumulative film forming apparatus.
FIG. 4(a) to FIG. 4(C) are a sectional view of the llfl structure, FIG. 4(a) to FIG. 4(C) are manufacturing process diagrams of a monomolecular cumulative v1 film, and FIG. 5 is a block diagram of an information storage device.