JPS62165748A - 光学的情報記憶媒体 - 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〕 この発明は、例えば光デイスク記憶再生装置に使用する
記憶媒体、特にレーザー光を用いた時に光誘起反応によ
って情報を書込み、この書込み情報をレーザー光を用い
て読出すことのできる光学的情報記憶媒体に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、光デイスク装置で使用される光学的記憶情報媒体
としての円板状記憶担体（以下、光ディスクと称す）と
しては、通常、記録機能を備えているが、情報の記録後
、記録済みの情報を消去できない追記型の光ディスクと
、情報の記録後、その情報の消去が可能で、再度その消
去部分に情報を記録することのできる消去型の光ディス
クが知られておυ、このような光ディスクを用いた光デ
イスク装置が電子計算機の外部記憶装置として用いられ
ている。

追記型の光ディスクを用いる追記型光デイスク装置では
、ガラス又はプラスチック基板表面に記憶媒体として例
えばテルル等の低融点の金属蒸着膜を形成した追記型の
光ディスクを高速回転させ、この回転時に、書込むべき
情報に従って光変調させたレーザー光を光吸収層である
上述の金属蒸着膜に集光させ、この集光によシ熱的加工
を行なうことによって上述の金属蒸着膜罠穴をあける形
で情報を書込む。この方式では熱的加工によって情報が
追記型の光ディスクに書込まれるために、一旦、金属蒸
着膜に記録されて記憶された情報を消去することは不可
能である。

一方、消去型の光ディスクを用いる消去型光ディスク装
置では、例えば右−効果等の光磁気効果や結晶・非結晶
間の相転移を利用した方式を用いたものがある。例えば
、相転移型の方式では、ガラス基板表面に記憶媒体とし
てテルル系アモルファス金属層を形成した消去型の光デ
ィスクを高速回転させ、書込むべき情報に従って光変調
させたレーザー光を上述のアモルファス金属層に集光さ
せ、その変調したレーザー光の熱によって上述のアモル
ファス金属層に相転移を生ぜしめ情報を書込み、この書
込み情報を消去する時には、連続レーザー光の熱を利用
して上述のアモルファス金属層に再び相転移を生ぜしめ
、光ディスクを元の状態に戻す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光学的情報記憶媒体は以上のように構成されてい
るので、レーザー光の集光できる約１μｍ径の面積に１
つの情報だけしか記録して記憶することができず、記録
済みの情報の記憶密度としては１０８ビツト／ｃｍ２が
限界であり、また特に、従来の消去型の光学的情報記憶
媒体が消去型光ディスク装置に用いられると、情報の有
無に対するその記憶媒体の変化が小さいので情報の読出
し時におけるＳ／Ｎ比が小さくなるなどの問題点があっ
た。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、光を集光できる微小面積、例えば約１μｍ
径の面積に多重に情報を記録して記憶することができ、
また、記憶密度を大幅に向上させることができ、さらに
情報の読出し時におけるＳ／Ｎ比を大幅に向上させるこ
とのできる光学的情報記憶媒体を得ることを目的とする
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る光学的情報記憶媒体は、少なくとも１種
類以上の記憶材料からなる記憶媒体層中の分子の一部ま
たは全てを一定方向に配向させ、これに光が照射される
ことＫよシ、光誘起反応を起こして、これに伴なう光学
的特性（例えば、吸収スペクトル変化又は屈折率変化等
）を変えることによって情報を記憶するようにしたもの
で、２種類以上の光誘起反応を生じる記憶材料を用いる
ことにより情報を多重に、しかも配向させることによっ
て偏光特性等を利用してＳ／Ｎ比の向上、すなわち、よ
シ明確に情報の読出しができるようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における光学的情報記憶媒体は、吸収スペクト
ル内の波長の情報記憶用の光を照射されて光誘起反応を
起こして吸収スペクトル又は屈折率等の光学的特性を変
化することによシ情報を記憶し、光の集光できる例えば
約１μｍ径の面積に夫々の記憶材料の夫々の吸収スペク
トルに属する書込み波長の異なる光を照射されることに
よシ多重に情報を記憶できるようにしたばかシか、記憶
材料の分子の配向によって書込み時に偏光等を利用でき
ることからの情報の書込み効率の大幅な向上と、偏光特
性等を用いることＫよる情報の読出し時のＳ／Ｎ比の大
幅な向上を達成した。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による光学的情報記憶媒体
へのレーザー光による情報の書込み及び読出しを示す図
である。同図において、１は光学的情報記憶媒体であシ
、以下に述べる符号２〜６で示される構成要素から構成
されている。２は基板、３は基板２の片面上に設けられ
た電極、４は電極３上に設けられ情報を記憶しておくた
めの略平面状に設けられた情報記憶媒体層、５は情報記
憶媒体層４を電極３と共に挟む形で設けられた電極、６
は電極５上に設けられた基板である。７は情報記憶媒体
１の上、つまシ基板６の上に配置された集光レンズであ
り、レーザー光８を情報記憶媒体層４に集光させる。但
し、この実施例の場合において、情報記憶媒体層４は単
層である。基板２．６の材料としてはポリカーボネート
又はポリメチルメタクリレート等のプラスチック等又は
ガラスが好んで用いられる。少なくとも電極５及び基板
６は情報記憶媒体層４に対して入射する書込み光および
読出し光を透過させることが必要なので透光性であるこ
とが望ましい。電極３および同５は情報記憶媒体層４中
の情報記憶分子あるいは分子の一部を配向させるために
用いる電極であシ、その材料として、通常、金、白金、
パラジウム。

銅、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム、ニッケル
又はクロミウム等の金属や酸化スズ、インジウム酸化物
又はインジウムφ錫酸化物等の電極材料が用いられるが
、勿論、これらに限られるものではなく、それらの中か
ら２種以上の材料が併用されても良い。勿論、この実施
例においては、電極４に金属材料が用いられる際には電
極４は光の透過上半透明状態で用いられる。

情報記憶媒体層４は、ある光吸収スペクトル幅を有し、
この吸収スペクトル内の波長の光を受けると光誘起反応
を起こして情報を記憶する材料を少なくとも２種類以上
含む。また、この記憶媒体層４に用いられる材料は、そ
の中の材料分子または分子の一部を一定に配向させるこ
とができるものである。電界によって配向させることが
できる記憶媒体層４の内の材料は、いろいろ考えられる
が、室温より高温において液晶相を示すものが望ましく
、好んで用いられる。液晶相を示す情報記憶媒体を情報
記憶媒体層４の内の材料として用いる場合、情報記憶媒
体層４を液晶相を示す温度領域まで情報記憶媒体１を加
熱し、電極３と同５間に電圧を印加し、これによって電
界を情報記憶媒体層４に形成して配向させ、その後光学
的情報記憶媒体１を室温迄冷却することＫよって配向し
た情報記憶媒体層４を得ることができる。また、配向し
た情報記憶媒体層を得る別の方法の１例としては、ラン
グミュア・プロジェット法（以゛下、ＬＢ法という）で
ある。ＬＢ法は、水面上に展開した材料の単分子層を基
板に移しとるものであシ、そのたい積の仕方によって、
空間的に互いに直角なＸ、Ｙ、Ｚ軸の各方向に配向した
３種類のＬＢ膜が得られるが、いずれもこの発明におけ
る情報記憶媒体層４として使用することが可能である。

以下に１情報記憶媒体層４の１例として液晶相を示す材
料を用いた場合について説明する。第２図は第１図で述
べた情報記憶媒体層４の内の１つの記憶ビット領域の拡
大図である。同図において、９〜１１は夫々異なる光感
応基であ）、この実施例では、高分子液晶分子側鎖とし
て存在する。また、第３図は光感応基９〜１１が夫々示
す光吸収スペクトル線図であシ、同図において、１２，
１３゜１４は光感応基９．１０．１１に夫々対応し、レ
ーザー光が集光する約１μｍ径での光誘起反応前の光吸
収スペクトル曲線に相当する。ここで光感応基とはその
光感応基が示す光吸収スペクトルの幅にある波長の光を
受けると不可逆的な光反応（光重合反応、光異性化反応
や光分解反応等）、又は可逆的な光異性化反応等の光誘
起反応を起こし、吸収スペクトル強度や屈折率の変化を
生ぜしめる光反応基である。光感応基９〜１１として不
可逆反応を引き起こす光感応基を用いる場合には、レー
ザー光を用いて一旦情報が光学的情報記憶媒体１に記録
されれば、その情報を消去することができない。これは
対し、光感応基９〜１１として可逆的な光異性化反応を
引き起こす光感応基を用いる場合には、何度も情報の記
録及びその消去が光学的情報記憶媒体１に可能となる。

可逆的な光異性化反応の１例としてはホトクロミック反
応があり、その材料としては、アゾベンゼン系、スピロ
ベンゾビラン、フルギド系、多環芳香族化合物系。

スピロナフトオキサジン系等の化合物があるが、勿論こ
れらに限られるものではない。

第３図における光感応基９〜１１の吸収スペクトル曲線
１２．１３．１４は夫々均一な吸収スペクトル曲線であ
シ、多重記憶のためには、それら光感応基９〜１１の光
誘起反応前及び光誘起反応後の吸収スペクトルが互いに
重ならないことが望ましいが、互いの吸収スペクトルが
重ならない部分を有していれば良い。

光誘起反応を起こす光感応基が有機色素であると、有機
色素はその発色団の吸収スペクトルにおいて偏光特性を
示すので、いま、情報記憶媒体層４が配向しているすな
わち有機色素が配向しておシ、全体としても吸収スペク
トルに偏光特性が現われることになる。この偏光特性は
、色素が二色性色素であるときさらに顕著となる。この
ように光誘起反応を起こす光感応基が配向していれば、
その配向に合う偏光方向を持つレーザー光で書込み、読
出しを行なえば非常に大きなスペクトルの変化、すなわ
ち、大きな８７Ｎ比が得られる。

また光感応基を情報記憶媒体層４の略平面内の特定の２
方向罠配向させることができれば、　［１類の光感応基
で多重度が２となる記憶が可能となる。

この実施例では光感応基９〜１１を高分子物質の側鎖に
導入しているが、勿論、高分子物質の主鎖に導入しても
よい。また光感応基９〜１１を夫々側の液晶または高分
子液晶の主鎖または側鎖に導入してもよい。また、光感
応基９〜１１を含む物質が配向性を示す材料であればそ
のまま用いてもよく、また、他の液晶等と混合して用い
てもよい。もちろんこれらを組み合わせて用いても何ら
支障はない。以上、光感応基を高分子主鎖または側鎖に
導入する時、更に光感応性物質を高分子マトリックスに
分散する際には、少なくとも光感応基または光感応物質
が示す光吸収スペクトル領域で光誘起反応を阻害せぬよ
うに注意せねばならない。

次５、光学的情報記憶媒体１に情報を記憶させ、記憶し
た情報を読み出す方法の例について説明する。

情報を記憶するには第１図に示すように光誘起反応を引
き起こすに十分な強度のレーザー光８をレンズ７を用い
て情報記憶媒体層４に集光する。

ここで第３図に見られるように光感応基９に対応する吸
収スペクトル曲線１２の極大値近傍の波長を有するレー
ザー光８が照射されれば、光感応基９は光誘起反応を起
こし、その反応部分ではその波長における吸光度が減少
し、情報が光学的情報記憶媒体１に記憶される。なお、
光感応基１ｏ。

１１についても光感応基９と同様にして情報を記憶する
。

次に情報の読み出しであるが、光誘起反応を起こさせた
と同じ波長の光で、光誘起反応を殆ど起こさない程度の
強度のレーザー光を用いれば、各波長の光の各吸光度ま
たは各透過度によって情報の書込みの有無が判別できる
。また、光誘起反応としてホトクロミック反応等の光誘
起反応によって光異性化し、元の吸収スペクトル領域と
は異なった波長領域に吸収スペクトルが出現するもので
あれば、新しく出現した吸収スペクトルの少なくとも一
部の波長を有するレーザー光を用いて情報の読出しが可
能である。しかし、この場合には、光誘起反応後の吸収
スペクトルが互いに重ならない部分を有するようＫする
ことが大切であシ、また情報記憶媒体層４において、光
誘起反応後の部分の吸収スペクトルと光誘起反応前の部
分の吸収スペクトルとが互いに重ならない部分を有する
ようにすることも大切である。

第３図は多重度が３の場合の例であり、例えば、光感応
基９だけを光誘起反応させれば、（１，０，０）の記憶
となる。更に、光感応基１０も光誘起反応させれば、（
１，１，０）の情報の記憶となる。また更に、光感応基
１１も光誘起反応させれば、（１，１，１）の情報の記
憶となシ、例えばこの記憶面積はレーザー光８のスポッ
ト径約１μｍ内となる。

なお、し・−ザー光８を情報に従って変調させ、光学的
情報記憶媒体１を２次元的に移動させれば、光学的情報
記憶媒体１は略２次元的又１−ｉ：３次元的に情報を記
憶することができる。・ 上記実施例では吸収スペクトルの変化によυ記憶させた
が、その他の光学的特性例えば屈折率の変化等で情報を
記憶してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、光学的情報記憶媒体
の情報記憶媒体層を、各吸収スペクトル幅を有し、各吸
収スペクトル幅内の波長の光を受けると各光誘起反応を
起こし、しかも配向性を有する２種類以上の記憶材料か
ら構成したので光を集光できる例えば約１μｍ径の面積
に複数の情報を多重に記録することができ、従来の光学
的情報記憶媒体に比べ、格段の情報の高密度化・大容量
化が達成でき、さらに情報記憶媒体層を配向させである
ために光感応基の偏光特性を利用してより高感度のＳ／
Ｎ比の高い情報記憶を行なうことができるものが得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光学的情報記憶媒体
へのレーザー光による書込みを示す断面側面図、第２図
は第１図に示した情報記憶媒体層の内の１つの記憶領域
の１例を示す拡大図、第３図は情報記憶媒体層の光感応
基が示す吸収スペクトル線図である。 図において、１は情報記憶媒体、２，６は基板、３．５
は電極、４は情報記憶媒体層、９．１０　。 １１は光感応基、１２．１３．１４は吸収スペクトル曲
線。 なお、図中、同一符号は同一、又は相描部分を示す。 第１図 第２図 ９．１０，１１：　ｆＪ感応基

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）ある吸収スペクトル幅を有し、この吸収スペクト
   ル幅内の波長の光を受けると光誘起反応を起こして情報
   を記憶する記憶材料を少なくとも２種類以上有し、上記
   記憶材料の分子の少なくとも一部を一定方向に配向し、
   略平面状に担持されている情報記憶媒体層と、この情報
   記憶媒体層を担持している担持体とを備えた光学的情報
   記憶媒体。
2. （２）上記光誘起反応が可逆的であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記憶媒体。
3. （３）上記光誘起反応が不可逆的であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記憶媒体。
4. （４）上記情報記憶媒体層が液晶相を示す性質を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれか１項に記載の光学的情報記憶媒体。
5. （５）上記情報記憶媒体層の内の上記液晶相を示す材料
   が少なくとも１種類以上の高分子液晶材料からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光学的情報記
   憶媒体。
6. （６）上記記憶材料が、上記高分子液晶材料の側鎖とし
   て１種類以上含むことを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の光学的情報記憶媒体。
7. （７）上記情報記憶媒体層がラングミュアー・プロジツ
   ト膜からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれか１項に記載の光学的情報記憶媒体
   。
8. （８）上記記憶材料が有機色素であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記
   載の光学的情報記憶媒体。
9. （９）上記有機色素が二色性色素であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の光学的情報記憶媒体。
10. （１０）上記有機色素がホトクロミック材料であること
    を特徴とする特許請求の範囲第８項又は第９項記載の光
    学的情報記憶媒体。
11. （１１）上記記憶材料の光誘起反応前の吸収スペクトル
    が互いに重ならない部分を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載
    の光学的情報記憶媒体。
12. （１２）上記記憶材料の光誘起反応後の吸収スペクトル
    が互いに重ならない部分を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載
    の光学的情報記憶媒体。
13. （１３）上記記憶材料の吸収スペクトルが上記光誘起反
    応前および誘起反応後のいずれにおいても互いに重なら
    ない部分を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第１０項のいずれか１項に記載の光学的情報記
    憶媒体。