JPH0545933B2 - - Google Patents

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JPH0545933B2
JPH0545933B2 JP63126987A JP12698788A JPH0545933B2 JP H0545933 B2 JPH0545933 B2 JP H0545933B2 JP 63126987 A JP63126987 A JP 63126987A JP 12698788 A JP12698788 A JP 12698788A JP H0545933 B2 JPH0545933 B2 JP H0545933B2
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JP
Japan
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porphine
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phb
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JP63126987A
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JPH01297292A (ja
Inventor
Kazuaki Sakota
Kazuhiko Kominami
Masao Iwamoto
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/246Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing dyes
    • G11B7/248Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing dyes porphines; azaporphines, e.g. phthalocyanines

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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光化学ホールバーニング現象を利用
して、同一材料の同一場所に異なる波長の光で多
重に記録可能な光記録材料に関するものである。
[従来の技術] 光化学ホールバーニング(PHB)現象は、液
体ヘリウム温度程度の極低温において光化学反応
を起こす材料に単色性の良い光を照射することに
より、その光を吸収するゲスト分子のみを選択的
に励起し、光化学変化を生じさせるものである。
この光化学変化により材料の吸収スペクトルに鋭
いホールが形成できることから、ホールの有無に
よりフオトンモードでの光記録が可能である。し
かも、照射する光の波長を変えて順次記録するこ
とにより、同一材料の同一場所に波長多重記録を
行うことができる。このPHB現象を利用すると、
従来用いられてきた光学式デジタル記録媒体であ
るコンパクトデイスクやレーザーデイスクなどに
比べて約1000倍の記録密度向上の可能性がある。
このようなPHB現象を用いる光記録材料は、
光反応性化合物であるゲスト分子と、それを分散
するためのホストとから構成される。光記録に際
して波長多重度を大きくするためには、ゲストの
分散状態に多様性を持たせる意味から、ホストと
して非晶質を用いるのがよい。この目的から、従
来ホストとして、ケイ酸ガラスが好適に用いられ
てきた。例えば、ゲストをキニザリン、ホストを
ケイ酸ガラスとする材料(J.Appl.Phys.、58(9)
3559−3565)が知られている。
また、PHB材料の特性については、Thijssen
らによつて、30K以下でのホールの形成につい
て、(Chem.Phys.Lett.、92(2)7−12)、また谷ら
によつて60K以下でのホールの保存について(J.
Appl.Phys.、58(9)3559−3565)の報告がある。
[本発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のPHB材料は液体ヘリウ
ム温度よりも高温になると不安定になり、記録の
書込み・保存・読出しが不確実となるという欠点
を有していた。これは、PHB材料中において不
可逆的な構造変化が熱的に誘起され、各々のゲス
ト分子周辺のミクロ構造が異なつてしまうことに
一因がある。
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消しよう
とするものであり、熱的な不可逆変化を抑え、熱
的に安定な光記録材料を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は下記の構
成を有する。
「ゲスト成分とホスト成分が主成分としてなる組
成物であつて、 (イ) ゲスト成分が、下記一般式[A]で示される
イオン性基を有するポルフイン誘導体であり、 (ロ) ホスト成分が、ケイ酸ガラスであることを特
徴とするポルフイン系PHB光記録材料。
(式中、X1、X2、X3、X4から選ばれる少なくと
も1つは、イオン性基を有するアリール基または
炭素性1〜6のアルキル基を有するイオン性ヘテ
ロ環基であり、その他は、水素原子または非イオ
ン性基である。)」 すなわち、従来のポルフイン系ゲストを用いた
記録材料と比べ、イオン性基を有するポルフイン
誘導体とケイ酸ガラスとからなる材料の場合に
は、前者の有する電荷に基づく相互作用のために
ゲスト・ホスト間の親和性がよく、したがつて、
昇温時の不可逆的な構造変化が少なくなると推定
される。この結果、材料の吸収スペクトルに形成
されたホールの半値幅の増大が抑制され、記録の
熱安定性が向上する。
ゲスト成分の有するイオン性基は、カチオン性
基、アニオン性基、両性イオン性基のいずれであ
つてもよい。
カチオン性基としては、4級アミノ基やN−ア
ルキルピリジニウム基などが好ましく用いられ
る。ホスト中で安定に電離状態を保つからであ
る。特に好ましくは、一般式[B] (ただし、式中R1〜R12はアルキル基である。)
で表される5,10,15,20−テトラ(4−N,
N,N−トリアルキルアミノフエニル)ポルフイ
ン、または、一般式[C] (ただし、式中R13〜R16は炭素数1〜6のアル
キル基である。)で表される5,10,15,20−テ
トラ(4−N−アルキルピリジニウム)ポルフイ
ンが用いられる。これは、一般式[B]のポルフ
イン誘導体においてはポルフイン環と4級アミノ
基がフエニル基により隔てられていることから、
また一般式[C]のポルフイン誘導体においては
ピリジニウム基の電荷が共役系に分散することか
ら、カチオン部の影響がポルフイン環の光化学反
応性に及びにくいからである。一般式[B]の
R1〜R12、および、一般式[C]のR13〜R16で表
されたアルキル基はメチル基であることが更に好
ましい。これは、メチル基が最も構造がコンパク
トであり、ホストに分散したときの運動の自由度
が小さく、低温で不可逆的構造変化を起こすこと
が少ないと推定されるからである。
これらのカチオン性ポルフイン誘導体は材料中
では適当なアニオンとともに存在する。アニオン
の選択はホスト成分との相溶性の観点からなされ
るべきものであるが、p−トルエンスルフオネー
トイオン、I-、Br-、Cl-、ClO4 -、CH3CO2 -
BF4 -などが好ましく用いられる。
5,10,15,20−テトラ(4−N,N,N−ト
リアルキルアミノフエニル)ポルフインは、アセ
トアミノベンズアルデヒドとピロールから合成し
た5,10,15,20−テトラ(4−アセトアミノフ
エニル)ポルフインを酸で加水分解した後、ヨウ
化アルキルなどの4級化剤と反応させて得られ
る。また、5,10,15,20−テトラ(4−N−ア
ルキルピリジニウム)ポルフインは、5,10,
15,20−テトラ(4−N−ピリジル)ポルフイン
をヨウ化アルキルなどの4級化剤で4級化として
得られる。
アニオン性基としては、SO3 -基、CO2 -基、O-
基などが好ましく用いられる。ホスト中で安定に
電離状態を保つからである。また、一般式[D] (ただし、式中R17〜R20はアニオン性基であ
る。)で表わされるポルフイン誘導体が好ましく
用いられる。これは、一般式[D]のポルフイン
誘導体においては、ポルフイン環とアニオン性基
がフエニル基により隔てられていることから、ア
ニオン部の影響がポルフイン環の光化学反応性に
及びにくいからである。
このアニオン性基を有するポルフイン誘導体は
材料中では適当なカチオンとともに存在する。カ
チオンの選択はホスト成分との相溶性の観点から
なされるべきものであるが、アルカリ金属イオ
ン、水素イオン、アルカリ土類金属イオン、アン
モニウムイオンが好ましく用いられる。
また、このアニオン性基を有するポルフイン誘
導体は、5,10,15,20−テトラフエニルポルフ
インを多塩基酸と反応させるか、または、アニオ
ン性基となりうる基を有するベンズアルデヒド誘
導体とピロールとから合成した前駆体から得られ
る。
両性イオン性基を有するポルフイン誘導体とし
ては、テトラ[3−(N−スルフオナトアルキル
−N−アルキルアミノ)フエニル]ポルフイン、
テトラ[3−(N−カルボナトアルキル−N−ア
ルキルアミノ)フエニル]ポルフイン、テトラ
[4−(N−スルフオナトアルキル)ピリジニウ
ム]ポルフイン、テトラ[4−(N−カルボナト
アルキル)ピリジニウム]ポルフインなどが好ま
しく用いられる。
本発明におけるケイ酸ガラスとしては、ゲスト
成分であるイオン性基を有するポルフイン誘導体
と相溶するものであればいかなるものでもよい
が、ケイ酸ガラスのモノマ溶液にゲスト化合物が
分散でき、しかも、その分散状態が弱酸あるいは
弱塩基による重合反応においても損なわれないこ
とから、テトラメトキシシランあるいはテトラエ
トキシシランから合成したケイ酸ガラスが好まし
く用いられる。
本発明の光記録材料中におけるゲスト成分の濃
度は、これが高すぎるとゲスト分子間でのエネル
ギ移動によりホール生成特性が劣化し、また、低
すぎる記録読取時のS/Nが小さくなることから
制限を受ける。したがつて、ゲスト濃度はホスト
であるケイ酸ガラスの体積を基準として10-1
10-5Mであり、特に、10-2〜10-4Mであることが
好ましい。
また、本発明の記録材料には、イオン性基を有
するポルフイン誘導体の吸収帯に重なる吸収帯を
もたない安定剤などの添加物を加えてもよいが、
ゲスト成分とホスト成分が主成分として、全体の
95%以上含まれていることが好ましい。これは、
添加物によつて、ホスト・ゲスト間の相互作用が
損なわれないようにするためである。
[実施例] 以下に、実施例に基づいてさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例 1 テトラソデイウム5,10,15,20−テトラ(4
−スルフオナトフエニル)ポルフイン(和光純薬
製)0.04gを、テトラメトキシシラン(信越化学
工業製)10ml、メタノール20mlおよび水20mlの混
合溶液に溶解させた後、0.1Nアンモニア水0.5ml
を触媒としてゲル化させた。これをシヤーレ中で
乾燥させて厚さ0.5mmのフイルムを得た。このフ
イルムを溶液ヘリウム温度まで冷却後、波長
645nm、強度1mW/cm2のレーザー光を1分間
照射してPHBホールを形成した。この後、フイ
ルムを所定の温度まで昇温し、再び液体ヘリウム
温度まで冷却してPHBホールの半値幅を測定し
た。
比較例 1 アイソタクテイツクポリメチルメタクリレート
(分子量=400000)10gをトルエン120mlに溶解さ
せた後、テトラフエニルポルフイン0.05gを加え
た。この溶液をシヤーレ中で乾燥させることによ
り、ゲスト濃度10-2M、厚さ0.5mmのフイルムを
作り、これを対照試料とした。上と同様にして液
体ヘリウム温度でPHBホールを形成した後、フ
イルムを所定の温度まで昇温、再び液体ヘリウム
温度まで冷却してPHBホールの半値幅を測定し
た。
図面は、レーザー光を照射した直後のPHBホ
ールの半値幅(Γ0)と、昇温、再冷却後の半値
幅(Γ)との差を昇温温度に対して図示したもの
である。テトラソデイウム5,10,15,20−テト
ラ(4−スルフオナトフエニル)ポルフインをテ
トラメトキシシランから合成したケイ酸ガラスに
分散させた実施例1の試料を用いた場合を●で、
テトラフエニルポルフインをアイソタクテイツク
ポリメチルメタクリレートに分散させた比較例1
の試料を用いた場合を×で、それぞれ示した。実
施例1の試料の方が昇温、再冷却後のPHBホー
ルの半値幅の増大が少なく、熱安定性に優れてい
ることが分かる。
実施例 2 5,10,15,20−テトラ(4−N−メチルピリ
ジニウム)ポルフインテトラアイオダイド(和光
純薬製)0.04gを、テトラメトキシシラン(信越
化学工業製)10ml、メタノール20mlおよび水20ml
の混合溶液に溶解させた後、0.1Nアンモニア水
0.5mlを触媒としてゲル化させた。これをシヤー
レ中で乾燥させて厚さ0.5mmのフイルムを得た。
このフイルムを液体ヘリウム温度まで冷却後、波
長645nm、強度1mW/cm2のレーザー光を1分
間照射することによりPHBホールを形成できた。
[本発明の効果] 本発明のポルフイン系PHB光記録材料は、従
来の光記録材料に比べて、熱安定性が増大し、昇
温後のホール回復率が高い。
【図面の簡単な説明】
図面は、実施例1と比較例1について、昇温、
再冷却後のPHBホールの半値幅の増加量を図示
したものである。実施例1の結果を●、比較例1
の結果を×で示した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ゲスト成分とホスト成分を主成分としてなる
    組成物であつて、 (イ) ゲスト成分が、下記一般式[A]で示される
    イオン性基を有するポルフイン誘導体であり、 (ロ) ホスト成分が、ケイ酸ガラスであることを特
    徴とするポルフイン系PHB光記録材料。 (式中X1、X2、X3、X4から選ばれる少なくとも
    一つは、イオン性基を有するアリール基または炭
    素数1〜6のアルキル基を有するイオン性ヘテロ
    環基であり、その他は、水素原子または非イオン
    性基である。
JP63126987A 1988-05-26 1988-05-26 ポルフィン系光記録材料 Granted JPH01297292A (ja)

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