JPH05142694A - 光記録材料 - Google Patents

光記録材料

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JPH05142694A
JPH05142694A JP30188191A JP30188191A JPH05142694A JP H05142694 A JPH05142694 A JP H05142694A JP 30188191 A JP30188191 A JP 30188191A JP 30188191 A JP30188191 A JP 30188191A JP H05142694 A JPH05142694 A JP H05142694A
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JP
Japan
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group
optical recording
recording material
metal
photon
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Withdrawn
Application number
JP30188191A
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English (en)
Inventor
Junichi Takahashi
淳一 高橋
Jun Tsuchiya
潤 土屋
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属ポルフィンや金属ポルフィリンをゲスト分
子として用いて、1光子ホールバーニングの反応効率
(量子効率)が低い有機系の光記録材料を提供する。 【構成】金属ポルフィリン化合物を充填密度0.700
以上のポリマーマトリクス中にドープした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光記録材料に係り、特に
フォトケミカルホールバーニング現象を利用して情報記
録を行う有機系の光記録材料に関する。
【0002】
【従来の技術】マトリクス(ホスト)中にドープされた
光化学的に活性な分子(ゲスト分子)の光互変異性、光
解離、ホスト−ゲスト分子間の水素結合の再配位等に伴
うフォトケミカルホールバーニング(以下、PHBと略
記する)現象を利用した光メモリは、光磁気効果や相転
移現象等を利用した光メモリよりも記録密度を飛躍的に
向上させることが原理的に可能である。このため、PH
B現象を利用して情報記録を行う種々の光記録材料(以
下、単に光記録材料という)の開発が進められている。
このような光記録材料に記録された情報は、光を照射し
て吸収スペクトルまたは蛍光スペクトルとして読出され
るため、読出し時の情報破壊(ホールの破壊)を防ぐう
えからは、書込み時には反応効率を高くし、読出し時に
は反応効率を低くすることが必要である。そして、高い
反応効率の下で情報を書込む方法として、段階的2光子
励起によって生じる光化学反応(2光子光化学反応)に
よりホールを生成させる方法が提案されている。この方
法では、読出し光によるホールの破壊が原理的にないた
め、高い読出し安定性が期待できる。
【0003】2光子光化学反応により情報の書込みが可
能な有機系の光記録材料としては、金属ポルフィリンを
電子供与体(ゲスト分子)として用い、この金属ポルフ
ィリンを電子受容体(クロロホルム)とともにポリメチ
ルメタクリレート中にドープしたものが知られている
[T.P.Carter et al.,Opt.Lett.,1987,12(5),370]。こ
の光記録材料では、2光子光電子移動反応により、高効
率で情報の書込みを行うことが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属ポ
ルフィリンをゲスト分子として用いた従来の有機系光記
録材料では、実際問題として1光子ホールバーニングが
起こり、読出し光によるホールの破壊が生じる。このた
め、読出し安定性という点では、未だ不十分であった。
したがって本発明の目的は、金属ポルフィリンをゲスト
分子として用いて、1光子ホールバーニングの反応効率
(量子効率)が低い有機系の光記録材料を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、金属ポル
フィリンにおける1光子ホールバーニングについて鋭意
研究した結果、金属ポルフィリンでは2種類の1光子ホ
ールバーニング現象が起こり得ることを明らかにした。
すなわち、金属ポルフィリンとして亜鉛テトラベンゾポ
ルフィリン(以下、TZTと略記することがある)を用
い、このTZTを種々の電子受容性分子と組合わせてポ
リマーマトリクス(ポリメチルメタクリレート)にドー
プして得た光記録材料(TZTの濃度:3×10-4 mol
/l,電子受容性分子の濃度:2.0〜2.5 mol/
l)について、波長650nm、平均光強度20μW/
mm2 のレーザー光による1光子ホールバーニングの量
子効率を算出したところ、表1に示す結果が得られた。
【0006】
【表1】
【0007】上記表1およびこの結果をグラフ化した図
1から明らかなように、自由エネルギーの変化量△Gが
負の場合には1光子ホールバーニングの量子効率が低
く、かつ、その効率は殆ど一定であることから、△Gが
負の場合にはポリマーマトリクスへの力学的なひずみの
蓄積による1光子ホールバーニング(1光子光物理ホー
ルバーニング,光物理ホールバーニングを以下NPHB
と略記する)が起こっていることがわかる。一方、△G
が正の場合には1光子ホールバーニングの量子効率が極
めて高いことから、この場合には、金属ポルフィリン
(TZT)から電子受容性分子への1光子光電子移動反
応によるPHBが上記NPHBと並行して起こっている
ことがわかる。
【0008】したがって、金属ポルフィリンをゲスト分
子として用いた光記録材料における1光子ホールバーニ
ングを抑制するためには、1光子NPHBを抑制するこ
とが必要である。NPHBはゲスト分子まわりの環境の
変化に起因するので、極低温下で分子運動性の低いポリ
マーをマトリクス(ホスト)として用いることにより抑
制できる。そこで、極低温下での分子運動性が低いポリ
マーとして充填密度の高いポリマーを用いることに着目
し、充填密度の高いポリマーをマトリクス(ホスト)と
して用いてTZTの1光子ホールバーニングに適用した
ところ、1光子NPHBを抑制することができた。この
ことは、金属ポルフィリン化合物をゲスト分子として用
いた有機系の光記録材料について広く適用することがで
きる。
【0009】本発明は上記知見に基づいて成されたもの
であり、前記目的を達成する本発明の光記録材料は、金
属ポルフィリン化合物が充填密度0.700以上のポリ
マーマトリクス中にドープされていることを特徴とする
ものである。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
光記録材料では、上述したように、金属ポルフィリン化
合物を充填密度0.700以上のポリマーマトリクス中
にドープしている。ここで、本明細書における金属ポル
フィリン化合物とはポルフィリンの金属錯体を意味し、
NPHBを示すものであれば特に限定されない。このよ
うな金属ポルフィリン化合物としては、例えば下式
【0011】
【化1】
【0012】で示される化合物が挙げられる。
【0013】一般式(I)において、Mの金属としては
Zn、Mg、Cu、Mn、V、Ru、Sn、Fe、P
b、Al、Cd、Si、Ge、Ba、Sr、Be、N
i、Ag、Co、Pd、Pt、Nb、Ti等が挙げられ
る。また、上記一般式(I)中のR1 として示した、0
または1個の窒素原子、酸素原子またはイオウ原子を含
む炭素数4〜18のアリール基とは、フェニル基、ナフ
チル基、アントラセニル基、フェナンスレニル基、テト
ラセニル基等のような、ベンゼン環または縮合環(2個
以上のベンゼン環が縮合したもの)によって構成される
基の他に、フリル基、チエニル基、ピリジル基、チオフ
ェニル基等のような、複素環により構成される基をも含
む。そして、これらのアリール基は、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜8のアルキル
基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜8のアルコキシ基、フェノキシ基等の
アリールオキシ基、あるいは塩素、臭素等のハロゲン基
を環上に有していてもよい。一般式(I)におけるR1
の炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
【0014】一般式(I)におけるR2 の炭素数1〜8
の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基等の炭素数1〜8のアルキル基;メトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜
8のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基
等が挙げられる。また、一般式(I)におけるR2 のハ
ロゲン基としては、塩素、臭素、弗素、沃素が挙げられ
る。一般式(I)においては、相隣の2つのR2 がピロ
ール環と縮合したベンゼン環を形成していてもよく、こ
の場合、ベンゼン環は前述したアリール基または上述し
た炭素数1〜8のアルキル基等の置換基を環上に有して
いてもよい。
【0015】一般式(I)で示される化合物の具体例と
しては以下のものが挙げられる。 (a) 金属テトラアリールポルフィリン(M=Zn,M
g,Cu,Mn,V,Ru,Sn,Fe,Pb,Al,
Cd,Si,Ge,Ba,Sr,Be,Ni,Ag,C
o,Pd,Pt,Nb,Ti等、R1 =フェニル基、ナ
フチル基、ピリジル基等のアリール基、R2 =H) (b) 金属テトラアリールテトラベンゾポルフィリン(M
=Zn,Mg,Cu,Mn,V,Ru,Sn,Fe,P
b,Al,Cd,Si,Ge,Ba,Sr,Be,N
i,Ag,Co,Pd,Pt,Nb,Ti等、R1 =フ
ェニル基、ナフチル、ピリジル基等のアリール基、2×
R2 =ピロール環に縮合されたベンゼン環) (c) 金属オクタアルキルポルフィリン(M=Zn,M
g,Cu,Mn,V,Ru,Sn,Fe,Pb,Al,
Cd,Si,Ge,Ba,Sr,Be,Ni,Ag,C
o,Pd,Pt,Nb,Ti等、R1 =アルキル基、R
2 =H) (d) 金属テトラベンゾポルフィリン(M=Zn,Mg,
Cu,Mn,V,Ru,Sn,Fe,Pb,Al,C
d,Si,Ge,Ba,Sr,Be,Ni,Ag,C
o,Pd,Pt,Nb,Ti等、R1 =H、2×R2=
ピロール環に縮合されたベンゼン環) (e) 金属オクタアルキルベンゾポルフィリン(M=Z
n,Mg,Cu,Mn,V,Ru,Sn,Fe,Pb,
Al,Cd,Si,Ge,Ba,Sr,Be,Ni,A
g,Co,Pd,Pt,Nb,Ti等、R1 =アルキル
基、2×R2 =ピロール環に縮合されたベンゼン環)
【0016】一方、上記金属ポルフィリン化合物がドー
プされるポリマーマトリクスは、充填密度が0.700
以上のものに限定される。ここで、本明細書でいう充填
密度は、下式 ρ=Vw /V (ρ:充填密度、Vw :モノマー1モルあたりのファン
デルワールス体積、V:モノマー1モルを重合したとき
の体積)により求めた値である。なお、上記式による充
填密度の算出は、A.Bondi,J.Phys.Chem.Solids,1967,2
8,649 に詳述されている。
【0017】本発明においてポリマーマトリクスの充填
密度を0.700以上に限定する理由は、充填密度が
0.700未満のポリマーマトリクスでは力学的なひず
みの蓄積に起因する金属ポルフィリン化合物の1光子N
PHBを十分に抑制することができないからである。充
填密度が0.700以上のポリマーの具体例としては、
ポリエチレン(ρ=0.710)、ポリイソブチレン
(ρ=0.715)等が挙げられる。
【0018】上述したポリマーに前述の金属ポルフィリ
ン化合物をドープするにあたっては、例えば下記〜 前述した金属ポルフィリン化合物と上述したポリマー
とをキシレン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン等の適当
な有機溶媒に溶解させた後に乾燥する、 軟化または溶融させた上記ポリマー中に、前述した金
属ポルフィリン化合物を分散させる、 粉末状にした上記ポリマーに前述した金属ポルフィリ
ン化合物を機械的に分散させた後、加熱、加圧成形す
る、 等の公知の方法を適用することができる。このときの金
属ポルフィリン化合物の濃度は、ホールの検出方法(例
えば蛍光検出法、FM分光法等)に応じて、最終濃度が
10-1〜10-6 mol/lとなる範囲内で適宜選択可能で
ある。
【0019】なお、上記の方法のように溶媒を用いる
場合は、溶媒が残留するとポリマーマトリクスの局所的
な充填密度が変化するおそれがあるため、乾燥処理を十
分に行って残留溶媒量をできるだけ少なくすることが好
ましい。また、本発明の光記録材料は、金属ポルフィリ
ン化合物および充填密度0.700以上のポリマー以外
に、ゲスト分子(金属ポルフィリン化合物)周辺の局所
的な充填密度を低下させない範囲内で、任意の低分子化
合物あるいは高分子化合物を含有していてもよい。
【0020】このようにして得られる本発明の光記録材
料では、極低温下でのポリマーマトリクスの分子運動性
が低いため、力学的なひずみの蓄積に起因する1光子N
PHBが抑制される。すなわち、金属ポルフィリン化合
物における1光子ホールバーニングが抑制される。した
がって、本発明の光記録材料では読出し安定性が向上す
る。なお、本発明の光記録材料を用いた光記録媒体は、
例えば、前述のようにしてポリマー中に金属ポルフィリ
ン化合物をドープした後、またはドープしつつ、ドープ
の方法に応じてキャスト法、スピンコート法、プレス
法、射出成形法等の公知の方法により所定の基材上に所
望形状に成形することにより、得ることができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 亜鉛テトラベンゾポルフィリン(以下、TZTと略記す
る)1mgと再沈精製したポリエチレン[充填密度0.
710、出光石油化学(株)製,以下PEと略記する]
1.1gとを還流下で10mlのキシレンに溶解させた
後、キシレンを留去し、真空乾燥器により60℃で1晩
乾燥して、TZTがPE中にドープされている本発明の
光記録材料を得た。
【0022】このようにして得られた光記録材料におけ
る1光子NPHBの量子効率を、以下のようにして測定
した。まず、得られた光記録材料をスライドガラスにと
り、ホットプレート上でガラス転移温度以上に加熱して
光記録材料中の溶媒を十分にとばした後(溶媒を十分に
とばした後のものも本発明の光記録材料である)、加熱
したまま別のスライドガラスを上からかぶせ、手で押し
つぶして厚みが300μm程度の薄板にした。次いで、
この薄板を室温下に放置することにより自然冷却して、
測定用試料を得た。
【0023】得られた測定用試料をガスフロー型クライ
オスタット中で7Kに冷却し、エキシマレーザー励起色
素レーザーからのパルス光(波長650nm、平均出力
15μW/mm2 )を20Hzで繰り返し照射して、下
式 [hはプランク定数、νはバーニング光(色素レーザー
からのパルス光)の周波数、△Sはホール面積、fはホ
ールバーニング可能なQバンドの面積と濃度とから算出
した振動子強度、Aはバーニング波長(色素レーザーか
らのパルス光の波長)における吸光度、Iはバーニング
光(色素レーザーからのパルス光)の強度、tはバーニ
ング光(色素レーザーからのパルス光)の照射時間]に
より1光子NPHBの量子効率を求めた。結果を表2に
示す。
【0024】実施例2 TZT 1mgと再沈精製したポリイソブチレン(充填
密度0.715、アルドリッチ社製、平均分子量130
万,以下PIBと略記する)1.2gとを室温下で10
mlのn−ヘキサンに溶解させた後にn−ヘキサンを留
去し、真空乾燥器によりn−ヘキサンの沸点以上である
80℃に加熱し、この温度で15時間乾燥して、TZT
がPIB中にドープされている本発明の光記録材料を得
た。このようにして得られた光記録材料を2枚のスライ
ドガラスに挾んで厚み300μm程度の測定用試料を作
製し、この測定用試料を用いて実施例1と同様にして1
光子NPHBの量子効率を測定した。結果を表2に示
す。
【0025】比較例1 TZT 1mgと再沈精製したポリメチルメタクリレー
ト[和光純薬(株)製、品番138−02735、充填
密度0.660,以下PMMAと略記する]1.1gと
を室温下で10mlのアセトンに溶解させた後、真空乾
燥器により60℃で30分乾燥して、TZTがPMMA
中にドープされている光記録材料を得た。このようにし
て得られた光記録材料について、実施例1と同様にして
測定用試料を作製し、実施例1と同様にして1光子NP
HBの量子効率を測定した。結果を表2に示す。
【0026】比較例2 TZT 0.4mgと再沈精製したポリスチレン[出光
石油化学(株)製、製品名NF20、充填密度0.63
6,以下PSと略記する]0.8gとを室温下で10m
lのトルエンに溶解させた後、真空乾燥器により80℃
で1時間乾燥して、TZTがPS中にドープされている
光記録材料を得た。このようにして得られた光記録材料
について、実施例1と同様にして測定用試料を作製し、
実施例1と同様にして1光子NPHBの量子効率を測定
した。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】表2から明らかなように、実施例1および
実施例2で得られた本発明の各光記録材料における1光
子NPHBの量子効率は、比較例1および比較例2で得
られた各光記録材料における1光子NPHBの量子効率
よりも1〜3桁低い。このことから、本発明の光記録材
料においては読出し光による1光子ホールバーニングが
抑制されることがわかる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録材
料における1光子NPHBの量子効率は、従来の光記録
材料における1光子NPHBの量子効率より低い。した
がって、本発明によれば、金属ポルフィリン化合物を用
いて従来よりも読出し安定性の高い光記録材料を提供す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、自由エネルギーの変化量△Gと1光子ホー
ルバーニングの量子効率との関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属ポルフィリン化合物が充填密度0.
    700以上のポリマーマトリクス中にドープされている
    ことを特徴とする光記録材料。
JP30188191A 1991-11-18 1991-11-18 光記録材料 Withdrawn JPH05142694A (ja)

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JP30188191A JPH05142694A (ja) 1991-11-18 1991-11-18 光記録材料

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JP30188191A JPH05142694A (ja) 1991-11-18 1991-11-18 光記録材料

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274225A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Sony Corp 光情報記録媒体及び2光子吸収材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009274225A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Sony Corp 光情報記録媒体及び2光子吸収材料

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Effective date: 19990204