JPS62279986A - 光情報蓄積方法と蓄積媒体 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は情報を光の断続あるいは強度変化として蓄積す
る光情報蓄積方法と、そＡＫ用いる光情報蓄積媒体に関
するものであり、特に、上記光情報が光の照射により起
る光異性化反応によって蓄積され、こ５して蓄積された
光情報が光の旋光性および／または円二色性によって読
出されるような光情報蓄積方法に関するものである。

本発明は符に、高密度の光記憶、光記録または光スイッ
チとして使用することができる。

（従来技術） 情報を光の断続あるいは強度変化として蓄積することは
光記録（光メモリ−）や光回路の光スイッチとして公知
である。待て、高密度に情報を記録するための光メモリ
ーとしてはＴｅ系、希土類−遷移金属を用いた金属、無
機物を記録材料とする研究が主として行われている。し
かし、これらの記録材料は耐久性、製造コスト、毒性等
において問題を残しており、有機物の記録材料の開発が
強く要望されている。

有機系記録材としては染料やニトロセルロースの薄膜に
光スポットを照射して物理的変形知よって情報を記録す
るものが古くから研究されているが、一般に光ディスク
のように反射光で情報を読出す方式では有機物の反射率
が小さいため十分なＳ　／　Ｎが得られない上に、情報
の舊き替えが不可能である。情報の書き替えを可能とす
る記録材料として光異性化反応を利用したフォトクロミ
ック材料、例えばスピロピラン系やフルギド類の研究も
古くから行われているが、これらの系では記録された情
報を読出す際に用いる再生光てよって逆フオトクロミッ
ク反応が起り、情報が破壊あるいは再生劣化するという
欠点がある。さらに分子の吸収スペクトル変化を極限ま
で利用したホトケミカルホールバー二／グ（ＰＨＢ）法
は分子運動を別個するための極低温を必要とするため啄
めて限られた用途にしか利用できない。

（発明の背景） 本発明者達は光化学反応だより新しい分子不斉を生じさ
せる「不斉光反応」の基礎的実験としての、エナンチオ
マー（鏡像異性体）とそれを取り巻くマトリックスとの
相互作用、換言すればマトリックスがエナンチオマーを
識別スる、いわゆる「キラル識別」によるエナンチオマ
ーの光反応速度の研究において、特定のキラルなマトリ
ックス中にクロモフォアを有する分子を分散させた系が
大きな誘起円二色性（ＩｎｄｕｃｅｄＣｉｒｃｕｌａｒ
　ｄｉｃｈｒｏｉｓｍ　＝　Ｉ　ＣＤ　）を発現するこ
とを見出し、この現象が光情報の蓄積すなわち光情報の
記憶、記録あるいは光スイッチングに使えることを発見
し、本発明を完成させた。

円二色１’ｌＥ（ＣＤ　）を検出手段とした光情報記録
方法は特開昭６１−４５４３８号に記録されているが、
この方式は二色性を示す物質を電磁場により強制配向さ
せるものであって、本発明のキラルマトリツクス効果を
用いたものと本質的に相違している。

（発明の構成） 本発明の光情報蓄積方法は光の照射によって光異性化反
応を起す化合物を含んだ光情報蓄積媒体の少なくとも一
部分に光を照射すること疋よって上記光異性化反応を起
させて光情報を上越光情報蓄積媒体に書込み、上記の光
と同一または異る光を上記光情報蓄積媒体に照射するこ
とてよって上記で書込ｔｆ′Ｌだ光情報を読出すように
した光情報蓄積方法において、上記の光情報蓄積媒体が
光の照射だよって旋光性および／または円二色性が変化
する物質によって構成されており、上記光情報の読出し
が上記光情報蓄積媒体の透過光または反射光の旋光性お
よび／または円二色性の変化を検出することによって行
われることを特徴としている。

上記の光情報とは光、例えばレーザービームの断続ある
いは強度変化で与えられる情報であり、「蓄積」とは上
記情報を記憶すること（光記憶）、表示等のために記録
すること（光記録）、光回路の変調、遮断のためにスイ
ッチングすること（光スイフチ）等を含む用１＠とじて
用いられる。光記憶、光記録の場合ては一般にフィルム
、テープ、シートあるいは支持体上に形成した薄膜とし
て用いられ、光スイッチの場合にはブロックあるいは支
持体上の薄膜として用いられる。記憶媒体の場合には光
ビームと記憶媒体を相対移動して記憶媒体上に多数の記
憶スポットを作ることによって高密度記憶ができる。光
記録媒体の場合ては媒体全体をパターン光で照射すれば
よく、光スイッチの場合には光回路に不発明光スイッチ
を介在させて制例用光源（Ｃより上記光スイッチを制御
すればよい。

上記光異性化反応は本発明の′＃徴である読出し寺の読
出し光による旋光性および／または円二色性の変化の検
出ができるような光情報蓄積媒体が構成できるような光
反応であればよい。

具体的疋は分子内および分子間光二量化反応、光開環反
応、光解裂反応、光シスートランス変化反応、その他公
知任意の光異性化反応があり、これらの光異性化反応の
結果、光情報蓄積媒体の旋光性や円二色性が変化すれば
よい。一般にこの光異性化反応は特定の光の波長範囲で
起るので、この光異性化反応を起させる、すなわち書込
み時の、波長を検出時の光の波長と異らせること尾よっ
て非破壊読出しをすることができる。しかし、同一波長
の光に対して光強度て対する旋光性または円二色性の値
の変化が急激に変化する場合、すなわちしきい値が存在
する場合には、同一波長で書込みと読出しを行ってもよ
い。この場合には光強度を上げて書込み、読出し時には
光強度を下げる。高密度記憶媒体として用いる場合には
記録感度を高める必要があり、その場合知はレンズ等の
光学系を用いて光を焦光してサブミクロンのスポット・
テする必要がある。

本発明では旋光性および／または円二色性を検出するの
で読取り用の検出光あるいは制御光は偏光すなわち直線
偏光、右円偏光あるいは右円偏光定する必要がある。光
源としてはレーザ−１水銀灯等を用途に応じて適宜用い
ることができる。

本発明の特徴は不斉場すなわちキラルマトリックスとク
ロモフォアとの相互作用による誘起円二色性（ＩＣＤ）
を光情報蓄積方法に用いる点にある。このＩＣＵは対称
面、対称中心を有する分子またはクロモ７オアが不斉場
におかれた場合てその対称性分子またはクロモフォアが
本来光学的て不活性であってもその分子の吸収帯付近に
観察されるＣＤであり、その起源はクロモフォア間の相
互作用てよる場合（コソフオメーショ７によるＩＣＤ）
とクロモ７オアへの不斉場の摂動による場合（コ／フイ
ギーレーションによるＩＣＤ）とが考えられる。

光情報蓄積手段として、上記のクロモ７オアと不斉場の
相互作用を利用する場合、光を照射する前後での上記Ｉ
ＣＤの変化が大きいことが必要である。

本発明の特殊な一実施例では上記不斉場すなわちキラル
マトリックスとして成膜が容易且つ安定で入手の容易な
ポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタメート（以下ＰＭＬＧと
略記する）を用いている。このＰＭＬＧは下記構造式： ％式％） を有し、味の素（株）のアジコートＡ　−２０００（重
合度１０００　）のＥＤＣ／バークレ／溶液として商業
的に入手可能である。このＰＭＬＧはα−へリノクス構
造をしている。

このＰＭＬＧ中に分散させて光を照射する前後でＣＤの
値が大きく変化する化合物の具体的なものにはアントラ
セン系化合物がある。これらアントラセン系化合物は一
般にその溶液中では全＜ＣＤを示さないが、上記Ｐ　Ｍ
　Ｌ　Ｇマトリックス中に分散させた系ではその吸収領
域で大きなＩＣＤが観測される。これは、Ｐ　Ｍ　Ｌ　
Ｇマトリックスにおける右巻きのα−へリンクス購造お
よびβ構造などの不斉場近傍に分子が配列し、不斉場と
の強い相互作用により生じた光学活性を起因するものと
思われる。

上記アントラセン系化合物の中で、特に、下記構造式を
有する１、　３−ビス（９−アントリル）プロパノ−１
−オール（以下ＢＡＰと略記する）とジメチル［３，３
）（ｘ、４）ナフタレノ（９゜１０）アントラセノファ
ン−２，１５−ジカルボキシレート（以下ＡＮＣと略記
する）は光を照射する前と後でのＣＤの値の変化が大き
く、光情報蓄積方法に用いることができる。

ＮＣ 本発明の光情報蓄積媒体は高密度の情報記憶媒体として
、光ディスクあるいは光テープとして適用することがで
きる。これら記憶媒体では情報の書込み用波長と読取り
用波長を変えることができる。さらにキラルマトリツク
スとそれに分散させた化合物との系を適当に選択すれば
、書き替え可能な系にすることもできる。元ディスクや
光テープの場合ては一般てトラッキング制御とフォーカ
シング制御等が必要であるが、これらは従来の記碌材料
を用いた光ディスクや光テープの制御方法がそのまま利
用できる。すなわち、これらの制御は光強度の変化をフ
ォトダイオードで検出して行っており、本発明の円二色
性（ＣＤ）の測定でも基本的に同じ制御法を用いること
ができる。なお、従来の１／８波長深さのトラック溝の
代りに本発明による光二量化反応を生じさせて予めＣＤ
を変化させたトラックを形成してお（ことによってトラ
ッキングを行うこともできる。

以下本発明を具体例を用いて説明する。

（実施例１） 本発明の原理を容易に追試できるようにするために、先
ず、市販のＣＤ計を用いた本発明の光情報蓄積方法を説
明する。

ポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタメート（ＰＭＬＧ）を１
０重量係含むＥＤＣ／パークレン混合溶媒（味の素（株
）！！アジコートＡ−２０００（重合度１０００））中
に１．３−ビス（９−アントリル）プロパン−１−オー
ル（ＢＡＰ　）のＥＤＡ溶液を０．２７　ｍｏ１％／Ｐ
ＭＬＧユニットとなるように加え、十分混合した後、高
さｌ　ｍｙｎのダムを有する無ケイ光ガラス板上にキャ
ストし、室温で徐々に乾燥後、さらに減圧乾燥して上記
ガラス板上に４０Ｘ１０ＸＯ６０５朋のＢＡＰ／ＰＭＬ
Ｇフィルムを形成した。吸収スペクトルによって、この
フィルムは厚さと濃度が均一であることが確認された。

第１図はこの模の分子楕円率〔θ）とＵＶスペクトルで
ある。

次に、上記フィルムを剥し、啄く少量のベンペンを用い
て２面透明角型段つぎ用セル内面に貼り付け１２時間真
空脱気した。このフィルムに３００Ｗ高圧水銀灯を用い
、硫酸銅ω）水溶液フィルター／ＵＶ−Ｄ３６Ｃガラス
フィルター（東芝製）の組合せにより３６５　ｎｍの輝
線を取り出し、それを照射した。光強度（３，０２Ｘ１
０−９アインシ一タイン／分）。第２図は横軸に上記輝
線の照射時間（分）を、また縦軸に３９３　ｎｍで測定
したＣＤの値を示している。

第２図は光照射によるキラルマトリックス中でのＢＡＰ
のキラルマトリックス効果の変化が大きく、光情報がこ
の変化として記憶されたことを示している。

（実施例２） 実施例１と同じ操作を繰り返したが、ＢＡＰの代りにジ
メチル［：３．３’ｌ（１，４）す７タレノ（９，１０
）アントラセノファン−２，１５−ジカルボキシレート
（ＡＮＣ）を用い、ＣＤ測定波長を３３５　ｎｍとした
。第２図てはこのＡＮＣ／Ｐ〜ＩＬＧ系の照射時間に対
するＣＤ変化も示しである。

（光ディスクの応用） 次に、上記原理を用いた光デイスク装置を説明する。第
３図て示した装置はキラルマトリツクスとそれに分散さ
れた光照射てより光異性化反応する化合物とより成る記
録層１を透明基板２上知形成した記録媒体ｌに上記記録
層の吸収波長領域で光異性化反応を生じさせる書き込み
用へノド土と、読出し用ヘッドｊとを有している。これ
らヘッドま、５には図示していないフォーカス制御系と
トラツキ７グ制御系が設けられている。

書込み時には光異性化反応を生じさせる波長と強度の光
ビームが光調器６を介して記録層１に送られ、光ビーム
の照射部と未照射部とでＣＤ値が変化する。

読取り時には連続光ビームが偏光板７を介して直線偏光
になって記録層１を走査し、記録層１のＣＤ値が検光子
８を通って７オトダイオート９で検出さ几る。

第３図では書込み用光源と読取り用光源を別にしている
が、波長可変の光源を用いるか、記録層の記録しきい値
を太き（することによって単一の光源にすることができ
る。さらに、第３図は透過型の装置を示したが、反射型
の装置・てすることもできる。また、読出し光路中にＣ
Ｄモジュレータ−を設けて、通常のＣＤ計の原理でＣＤ
を測定することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１　図ハＢ　Ａ　Ｐ　／Ｐ　ＭＬ　Ｇ系）分子ｉ円Ｘ
ｉ　ＣｅｌとＵＶスペクトルを示す図。 第２図はＢＡＰ／ＰＭＬＧ系とＡＮＣ／ＰＭＬＧ系の光
異性化反応時間に対するＣＤ変化を示す図。 第３図は本発明原理を光デイスク装置に適用する場合の
、概念的説明図。 （図中附号） ｌ：記録媒体、　　　ｉ：書込み用へノド、五：読取り
用へノド。 特許出願人　　ダイセル化学工業株式会社代理人　　弁
理士　越　場　　　隆 第１図 波　長（ｎｍ） 第２図 照射時間（分）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光の照射によって光異性化反応を起す化合物を含ん
   だ光情報蓄積媒体の少なくとも一部分に光を照射するこ
   とによって上記光異性化反応を起させて光情報を上記光
   情報蓄積媒体に書込み、上記の光と同一または異る光を
   上記光情報蓄積媒体に照射することによって上記で書込
   まれた光情報を読出すようにした光情報蓄積方法におい
   て、上記の光情報蓄積媒体が光の照射によって旋光性お
   よび／または円二色性が変化する物質によって構成され
   ており、上記光情報の読出しが上記光情報蓄積媒体の透
   過光または反射光の旋光性および／または円二色性の変
   化を検出することによって行われることを特徴とする光
   情報蓄積方法。 ２）上記光異性化反応が光二量化反応であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）上記光情報蓄積媒体がキラルマトリツクスと、この
   キラルマトリツクス中に分散された光二量化反応を起す
   化合物とによって構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４）上記キラルマトトリツクスがポリ−γ−メチル−Ｌ
   −グルタメートであり、上記光二量化反応を起す化合物
   がアントラセン系化合物であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の方法。 ５）上記アントラセン系化合物が１、３−ビス（９−ア
   ントリル）プロパン−１−オールであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６）上記アントラセン系化合物がジメチル〔３、３〕（
   １、４）ナフタレノ（９、１０）アントラセノファン−
   ２、１５−ジカルボキシレートであることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の方法。 ７）上記光情報蓄積媒体がフィルムまたはシート状をし
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ８）上記光情報蓄積媒体が光記憶媒体であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９）上記光情報蓄積媒体が光スイッチであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０）上記の光が直線偏光であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 １１）上記の書込み用の光と読取り用の光の波長が違い
   に異ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法 １２）キラルマトリツクスと、このキラルマトリツクス
   中に分散された光の照射によって光異性化反応を起す化
   合物とによって構成されることを特徴とする光情報蓄積
   媒体。 １３）上記光異性化反応が光二量化反応であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項記載の光情報蓄積媒体
   。 １４）光を照射する前と後とで光情報蓄積媒体の透過光
   または反射光の旋光性および／または円二色性が変化す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の光情
   報蓄積媒体。 １５）上記キラルマトリックスがポリ−γ−メチル−Ｌ
   −グルタメートであり、上記光異性化反応を起す化合物
   がアントラセン系化合物であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項記載の光情報蓄積媒体。 １６）上記アントラセン系化合物が１、３−ビス（９−
   アントリル）プロパン−１−オールであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１５項記載の光情報蓄積媒体。 １７）上記アントラセン系化合物がジメチル〔３、３〕
   （１、４）ナフタレノ（９、１０）アントラセノファン
   −２、１５−ジカルボキシレートであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１５項記載の光情報蓄積媒体。 １８）上記光情報蓄積媒体の形状がフィルム状、シート
   状または支持体上に形成された薄膜であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１２項記載の光情報蓄積媒体。 １９）上記光情報蓄積媒体が光記憶媒体であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項記載の光情報蓄積媒体
   。 ２０）上記光情報蓄積媒体が光スイッチであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１２項記載の光情報蓄積媒体
   。