JPH0830863B2 - 光記録媒体及びその記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、フォトクロミック材料を記録層に含有せし
めた光記録媒体及びその記録方法に係り、特に多重記録
が可能なものに関する。

（ロ）従来の技術 有機フォトクロミック材料を媒体の記録層に用いる研
究がさかんに進められている。斯かる媒体では、記録時
に所定波長のレーザビームを照射してフォトクロミック
材料に光化学反応を生じせしめることによりデータの記
録が行われる。この場合、記録用のレーザビームは、フ
ォトクロミック材料によって吸収される波長帯域を有す
るものが用いられる。即ち、記録層に用いられるフォト
クロミック材料が決定されると、その材料に応じて記録
用レーザビームの波長が決まる。

斯かる媒体においてデータの多重記録を行う場合、異
なる吸収波長を有する数種のフォトクロミック材料を夫
々含有する様に数種の記録層を積層配置し、記録時に
は、各層のフォトクロミック材料に応じた波長を有する
数種のレーザビームを照射して、各層に光化学反応を生
じせしめる方法が一般に用いられていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら、この様な方法では、記録層として異種のフ
ォトクロミック材料を準備しなければならず、また、記
録用のレーザも波長の異なる数種のものを用いなければ
ならない。そこで本発明は、同一種類のフォトクロミッ
ク材料を記録層に用い得、且つ同一波長のレーザビーム
を記録用として用い得る様な光記録媒体及びその記録方
法を提供せんとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 媒体に複数の記録層を配し、且つ各記録層に分子の配
向方向が互いに相違する様にフォトクロミック材料を含
有せしめて媒体を構成する。

又、斯かる媒体に、各配向方向にその偏光方向が一致
する様に直線偏光ビームを照射することによりデータの
記録を行う。

（ホ）作用 フォトクロミック材料は、分子の配向方向とビームの
偏光面の間の角度が小さい程、良く光化学反応を起こ
す。本発明は、斯かる原理をデータの多重記録に利用し
ている。

各層における分子の配向方向が相違する様にフォトク
ロミック材料を各層に含有させて媒体を形成し、各層の
フォトクロミック材料の分子配向方向に偏光面が一致す
る様に数種の直線偏光ビームを照射した場合、各フォト
クロミック材料は、その分子の配向方向と一致する偏光
面を有するビームが照射された時に大きな光化学反応を
起こし、他のビームが照射された場合にはあまり光化学
反応を起こさない。従って斯かる方法に依れば、異種の
フォトクロミック材料を用いたり、或るはレーザビーム
の波長を変化させずとも、各記録層における分子の配向
方向が相違していさえすれば、同種のフォトクロミック
材料を用いることもできるし、更に、ビームの偏光面を
相違させるのみで良いので、記録用レーザビームの波長
をわざわざ変化させる必要もない。

（ヘ）実施例 第１図は本発明の第１の実施例に係る媒体の断面図で
ある。図において、（１）は透明な基板、（２）は第１
の記録層、（３）は第２の記録層である。第１及び第２
の記録層（２）及び（３）は、同一の有機フォトクロミ
ック材料を含有しているが、各フォトクロミック材料の
分子配向方向は互いに直交している。第１の記録層
（２）の分子配向方向は紙面に直交しており、第２の記
録層（３）の分子配向方向は紙面に平行な方向である。

斯かる媒体に、紙面に平行な偏光面を有する直線偏光
ビームを上面から収束照射すると、このビームに対して
第２の記録層（３）のフォトクロミック材料のみが光化
学反応を起こす。また紙面に垂直な偏光面を有する直線
偏光ビームを媒体に収束照射すると、第１記録層（２）
のフォトクロミック材料のみが光化学反応を起こす。こ
こで、各直線偏光ビームは、フォトクロミック材料によ
って吸収され得る同一の波長を有しており、偏光面のみ
が相違している。

各ビームによって媒体を走査することにより各記録層
（２）（３）にデータの記録がなされる。第２図にデー
タが記録された媒体の断面図を示す。同図において、斜
線を付した部分がデータの記録された部分である。尚、
第１図に示す媒体において、各記録層（２）（３）の形
成に際しては、例えばLB（ラングミュアブロジェット）
法等が用いられている。

第３図に比較例に係る媒体の構成を示す。この比較例
では、記録層（４）を一層とし、この記録層（４）には
フォトクロミック材料を、分子配向をそろえることなく
無配向な状態にて含有せしめている。斯かる媒体に、フ
ォトクロミック材料によって吸収される波長の直線偏光
ビームを照射せしめると、フォトクロミック材料の内、
この直線偏光ビームの偏光面に配向方向が一致する分子
が主として光化学反応を起こす。

更にこのビームとは同一の波長を有するが偏光面がこ
れに直交する直線偏光ビームを媒体に照射すると、前記
配向方向に直交する配向方向の分子が主として光化学反
応を起こす。従って、各ビームにて媒体上の同一トラッ
クを走査すると、光化学反応が生じた分子の配向方向の
相違したデータが同一記録層に多重記録される。第４図
にデータの記録された媒体の側断面図を示す。図におい
て、斜線を付した部分がデータの記録された部分であ
る。

次に、第１の実施例の構成を有する媒体を実際に作成
し、記録再生に係る実験を行ったので、これについて説
明する。

基板材料として石英を用い、又記録層に含有させるフ
ォトクロミック材料として第５図に示すスピロピラン型
の有機材料を用いた。該フォトクロミック材料は、紫外
光を照射されることによりスピロピラン型からメロシア
ニン型へと変化し、又可視光を照射されるか又は加熱さ
れることによりメロシアニン型からスピロピラン型へと
変化する。斯かるフォトクロミック材料を含有する膜を
LB法により基板（１）上に配して第１の記録層（２）を
先ず形成し、然る後同材料、同方法を用いて第１の記録
層（２）上に更に膜を配して第２の記録層（３）を形成
する。ただし、この際、各膜中の分子の配向方向が互い
に直交する様にLB法による成膜を行う。

この様に形成した光記録媒体に、その偏光面が各記録
層（２）（３）の分子の配向方向に夫々一致する様に２
種の直線偏光ビームを独立して照射して各層のフォトク
ロミック材料に反応を生じせしめる。この際用いるビー
ムは、共に波長360nmの直線偏光したアルゴンイオンレ
ーザのビームである。

斯かるビームの照射は、第６図に示す光学系を用いて
行う。アルゴンレーザ（101）から出射されたビーム
は、パルス光発生用Ａ−Ｏ素子（102）を通ることによ
ってパルス上のビームに変換される。該ビームは、更に
波長選択用フィルタ（103）及び直線偏光子（104）を通
ることにより、波長360nmの直線偏光ビームに調整され
る。この様に調整されたビームは、ビームエキスパンダ
（105）により拡張された後ダイクロックミラー（106）
を透過し、ファラデー回転素子（107）に入射される。
ファラデー回転素子（107）は図示しない制御装置によ
り制御されることによって前記直線偏光ビームの偏光面
を回転される。斯かるファラデー回転素子を通ったビー
ムを対物レンズ（108）により媒体（Ｍ）の記録層
（２）（３）上に収束せしめ、各記録層に記録を行う。

記録されたデータの消去は、ヘリウムネオンレーザ
（109）から出射される波長633nmの可視ビームにより行
う。（110）及び（111）は上記（103）及び（104）と同
様の作用を行う波長選択用フィルタ及び直線偏光子であ
る。該消去用ビームはビームエキスパンダー（112）に
より拡張され、ダイクロックミラー（106）により反射
された後媒体（Ｍ）上に収束される。

（113）及び（114）は媒体（Ｍ）を透過したビームを
受光する受光部を構成する収束レンズ及び光電変換器で
ある。

先ず媒体（Ｍ）に、第１の記録層（２）の分子配向方
向と偏光面が同一になる様にアルゴンイオンレーザビー
ムを照射する。斯かるビームの照射パワー及び照射時間
は夫々4mw及び５μsecである。照射時間はパルス光発生
用Ａ−Ｏ素子（102）を制御することにより調節する。
然る後、同じくアルゴンイオンレーザビームを、フォト
クロミック材料に反応が生じない様な低パワー（照射パ
ワーI₀＝0.2mw）で照射して媒体の吸光度を測定する。
ここで吸光度は、ビームの照射パワーをI₀透過パワーを
Ｉとしたとき、 を計算して算出できる。透過パワーＩは前記光電変換器
（14）の出力を測定して得られる。斯かる吸光度の測定
を、第１の記録層（２）の分子配向方向を基準としたビ
ーム偏光面の回転角（θ）に基いて数種類行う。ビーム
偏光面の回転角（θ）はファラデー回転素子（７）を制
御することにより調節する。

次に、上記媒体に、偏向面が前記基準に対してθ＝90
°になる様にアルゴンレーザビームを照射して記録層へ
の記録を行う。斯かる記録におけるビームの照射パワー
及び照射時間は、上記と同様4mw、５μsecである。然る
後、上記と同様にして吸光度の測定を行う。

更に、同様の媒体の同一個所に、偏向面が前記基準に
対してθ＝０°及びθ＝90°になる様に２種のアルゴン
レーザビームを独立して照射して記録を行い（各ビーム
の照射パワー及び照射時間は共に4mw、５μsec）、然る
後、上記と同様にして吸光度の測定を行う。

最後に、媒体のビームの非照射部分について上記と同
様の吸光度の測定を行う。

上記実験に斯かる吸光度の測定結果を第７図に示す。
同図からθ＝０°で記録した場合にはθ＝90°の分子配
向方向のフォトクロミック材料に応じた吸光度特性が見
られる（θ＝90°の分子配向方向にビームの偏向面が近
づくにつれてビームの吸光度が増大する）。同様にθ＝
90°で記録した場合にはθ＝０°の分子配向方向のフォ
トクロミック材料に応じた吸光度特性が見られる。斯か
る特性は、偏向面をθ＝０°として記録した場合には、
この偏向面に分子の配向方向が一致する第１の記録層中
のフォトクロミック材料が反応してメロシアニン型に変
化し、また偏向面をθ＝90°として記録した場合には、
この傾向面に分子の配向方向が一致する第２の記録層中
のフォトクロミック材料が反応してメロシアニン型に変
化したことを裏づけている。

第７図の特性からわかる様に、測定用ビームの偏向面
の回転角をθ＝30°前後に設定すると、媒体が未記録状
態のとき（×）、θ＝０°で記録されているとき
（△）、θ＝90°で記録されているとき（▽）、θ＝
０、90°の両方で記録されているとき（□）の４つの状
態に対して、媒体の吸光度を明確に区別することができ
る。従って、以上の様にして媒体にデータを多重記録し
た場合には、θ＝30°のビームを再生用ビーとして用い
ることにより、光電変換器（114）からの出力のレベル
に応じて各記録層のデータを同時に作成できる。

更に、第３図に示す媒体を実際に作成し、上記と同様
の実験を行い、吸光度特性を測定した。媒体は、石英ガ
ラスよりなる基盤上面に、上記と同様、第５図に示すス
ピロピラン系のフォトクロミック材料を溶媒に溶解した
後塗布し、厚さ１μｍの記録層を形成して作成した。
尚、斯かる場合、記録層の作成に際しては、フォトクロ
ミック材料をただ単に塗布したのみであるから、フォト
クロミック材料は無配向な状態にある。斯かる媒体に対
して、上記と同様、ビームの偏光面が直交する２種のビ
ームを照射して記録層に対する記録を行い、然る後上記
と同様にして吸光度特性の測定を行ったところ、上記実
験例と同様の吸光度特性が得られた。ただし、本実験に
おいては、記録用レーザビームの照射パワーは6mwであ
り、先の実験例の4mwに比べて若干引き上げている。こ
れは、フォトクロミック材料が無配向な分子状態にある
と、先の配向状態に比べて反応感度が減少するためであ
る。

従って、記録層の感度を考えた場合には、媒体を第１
図に示された様な構成にした方が良い。

尚、通常光の偏光面といえば磁界振動面を指すことが
多いが、本出願においては、これに取らわれず、磁界振
動面及び電界振動面のどちらかフォトクロミックの反応
に有効な方を指すものとする。

（ト）発明の効果 以上、本発明に依れば、１種類のフォトクロミック材
料にて多種記録可能な媒体を作成することができ、さら
に記録に際しても１種類の波長のビームにて多重記録を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１の実施例に係る媒体の断面図、
第３図及び第４図は比較例に係る媒体の断面図、第５図
は、両例に用いられるフォトクロミック材料の骨格を示
す図、第６図は光学系を示す図、第７図は測定結果を示
す図である。 （２）……第１の記録層、（３）……第２の記録層、
（４）……記録層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォトクロミック材料を含有する複数の記
   録層を有し、各記録層の分子の配向方向を互いに相違せ
   しめたことを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】記録層は同種のフォトクロミック材料に対
   して２層配されており、各層の分子の配向方向が互いに
   直交していることを特徴とする請求項（１）記載の光記
   録媒体。
3. 【請求項３】フォトクロミック材料を含有する複数の記
   録層を有し、且つ各記録層の分子の配向方向を互いに相
   違せしめた光記録媒体にビームを照射してデータの記録
   を行う記録方法であって、偏光面が各記録層の分子配向
   方向に一致する様に直線偏光ビームを照射することを特
   徴とする光記録媒体の記録方法。
4. 【請求項４】記録層は同種のフォトクロミック材料に対
   して２層配されており、各層の分子の配向方向が互いに
   直交していることを特徴とする請求項（３）記載の光記
   録媒体の記録方法。