JPS62284785A - 光学的情報記録装置 - Google Patents
光学的情報記録装置Info
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- JPS62284785A JPS62284785A JP61129689A JP12968986A JPS62284785A JP S62284785 A JPS62284785 A JP S62284785A JP 61129689 A JP61129689 A JP 61129689A JP 12968986 A JP12968986 A JP 12968986A JP S62284785 A JPS62284785 A JP S62284785A
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- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/242—Record 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
- G11B7/244—Record 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
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/0045—Recording
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- G11B7/2531—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising glass
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
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。
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
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、有機薄膜を用いた記録媒体を構成して光学的
に書込み、消去を可能とした情報記録装置に関する。
に書込み、消去を可能とした情報記録装置に関する。
(従来の技術)
コンピュータ技術の飛躍的な発達、普及に伴りて、近年
多量の情報量を高密度に且つ効率よく蓄積し、高速且つ
迅速にこれを処理することがますます重要になっている
。この様な状況の下で各種の情報記録装置の開発が急速
に進展している。
多量の情報量を高密度に且つ効率よく蓄積し、高速且つ
迅速にこれを処理することがますます重要になっている
。この様な状況の下で各種の情報記録装置の開発が急速
に進展している。
中でも、光ディスクによる情報記録装置は、性能および
コストの点から注目を集めておシ、その開発も盛んであ
る。例えば、無機カルコゲナイド系および有機色素系等
の各種光記録媒体についての研究が近年著しく増加して
いる。一方これらの記録方式とは別に、更に高密度の記
録を行うために、有機分子の微細な振動電子状態を利用
した多重記録を行ういわゆる光ホールバーニング記録等
が精力的に研究され始めている。
コストの点から注目を集めておシ、その開発も盛んであ
る。例えば、無機カルコゲナイド系および有機色素系等
の各種光記録媒体についての研究が近年著しく増加して
いる。一方これらの記録方式とは別に、更に高密度の記
録を行うために、有機分子の微細な振動電子状態を利用
した多重記録を行ういわゆる光ホールバーニング記録等
が精力的に研究され始めている。
しかしながら従来の光学式情報記録方式には、種々の難
点がある。先ず従来の光学式情報記録においては、無機
系、有機系を問わず、その殆どがいわゆるヒートモード
記録媒体と呼ばれるものを用いている。例えば、レーデ
光等の光エネルギーを吸収して、記録媒体が融解、蒸発
することを利用して情報記録を行う。情報読み出しは記
録部位の光学的反射或いは吸収強度の差を読み取ること
により行なわれる。このような方式では、情報記録のた
めに光エネルギー密度を相当程度高いものとすることが
必要になる。例えば、Toなどの無機カルコゲナイド系
記録媒体を用い、所定の検出レベルの信号を得るために
は、記録用光源のエネルギー密度は少なくとも3〜10
0 mJ/cm を必要とする。このため、記録速度を
十分に上げることができない。またヒートモード方式と
異なり、有機分子の構造変化を利用するホトクロミック
現象を用いた光記録法においては、記録部位の特性が分
子構造の著しい変質のために経時的に変化してしまうと
いう欠点がある。更に、光化学ホールバーニングを利用
した新しい記録方法は、分子中のグロトン移動による互
変異性を利用しているため、変換効率および速度が小さ
く、また極低温でなければ雑音レベルを低減できない等
の理由で、その潜在的な超高密度記録への期待とは裏腹
に、実現は困難な状況にある。
点がある。先ず従来の光学式情報記録においては、無機
系、有機系を問わず、その殆どがいわゆるヒートモード
記録媒体と呼ばれるものを用いている。例えば、レーデ
光等の光エネルギーを吸収して、記録媒体が融解、蒸発
することを利用して情報記録を行う。情報読み出しは記
録部位の光学的反射或いは吸収強度の差を読み取ること
により行なわれる。このような方式では、情報記録のた
めに光エネルギー密度を相当程度高いものとすることが
必要になる。例えば、Toなどの無機カルコゲナイド系
記録媒体を用い、所定の検出レベルの信号を得るために
は、記録用光源のエネルギー密度は少なくとも3〜10
0 mJ/cm を必要とする。このため、記録速度を
十分に上げることができない。またヒートモード方式と
異なり、有機分子の構造変化を利用するホトクロミック
現象を用いた光記録法においては、記録部位の特性が分
子構造の著しい変質のために経時的に変化してしまうと
いう欠点がある。更に、光化学ホールバーニングを利用
した新しい記録方法は、分子中のグロトン移動による互
変異性を利用しているため、変換効率および速度が小さ
く、また極低温でなければ雑音レベルを低減できない等
の理由で、その潜在的な超高密度記録への期待とは裏腹
に、実現は困難な状況にある。
更に従来の光学的情報記録装置の致命的な欠点として、
書込んだ情報を消去して再度情報を書込むことができな
い、ということが挙げられる。この欠点を解消するもの
として、光磁気ディスクが開発されている。しかし、磁
化の方向を磁気カー効果によシ読み出すこの方式は、本
質的に高いS/Nを得ることができないこと、読出しに
高価な光学系を必要とすること、記録媒体として高価な
稀土類元素を用いる必要があること、等のため、一部の
特殊用途に限定せざるを得す、汎用性に欠ける。
書込んだ情報を消去して再度情報を書込むことができな
い、ということが挙げられる。この欠点を解消するもの
として、光磁気ディスクが開発されている。しかし、磁
化の方向を磁気カー効果によシ読み出すこの方式は、本
質的に高いS/Nを得ることができないこと、読出しに
高価な光学系を必要とすること、記録媒体として高価な
稀土類元素を用いる必要があること、等のため、一部の
特殊用途に限定せざるを得す、汎用性に欠ける。
ところで近年、有機分子を用いる材料技術の進展によシ
、新しい機能素子の実現が期待されるようになってきた
。特に、ラングミュア・プロジェット法(LB法)に代
表される有機分子の配向積層化技術が進歩したことによ
って、有機分子の超薄膜化が可能とな9、これを利用し
た新機能素子開発の展望が開けて来た。実際、英国ダー
ラム(Durhram )大学のロパーツ(Rober
ts )等は、LB法で形成した有機薄膜を絶縁膜とし
て用いたMIS型発光素子やMIS型FETといった電
子デパイスを報告している。そしてこのLB法による有
機薄膜は、その光応答特性から光学的情報記録媒体とし
ても有望視されるが、未だ実用には供されていない。
、新しい機能素子の実現が期待されるようになってきた
。特に、ラングミュア・プロジェット法(LB法)に代
表される有機分子の配向積層化技術が進歩したことによ
って、有機分子の超薄膜化が可能とな9、これを利用し
た新機能素子開発の展望が開けて来た。実際、英国ダー
ラム(Durhram )大学のロパーツ(Rober
ts )等は、LB法で形成した有機薄膜を絶縁膜とし
て用いたMIS型発光素子やMIS型FETといった電
子デパイスを報告している。そしてこのLB法による有
機薄膜は、その光応答特性から光学的情報記録媒体とし
ても有望視されるが、未だ実用には供されていない。
(発明が解決しようとする問題点)
以上のように、従来より提案されている種々の光学的情
報記録装置ないし方式は、書込み速度や記録状態の保存
性その他の特性において、超高密度記録という光記録の
特徴を生かし得ていない。
報記録装置ないし方式は、書込み速度や記録状態の保存
性その他の特性において、超高密度記録という光記録の
特徴を生かし得ていない。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、有機薄膜を光
学的情報記録媒体として用いて、S/Nが高く、高価な
光学系を必要とせず、且つ書込み、消去を可能とした光
学的情報記録装置を提供することを目的とする。
学的情報記録媒体として用いて、S/Nが高く、高価な
光学系を必要とせず、且つ書込み、消去を可能とした光
学的情報記録装置を提供することを目的とする。
[発明の構成コ
(問題点を解決するための手段)
本発明における情報記録媒体は、ドナー性分子、即ちイ
オン化ポテンシャルが高く他の分子に電子を供給して自
らは正のイオン状態になシ易い有機分子と、アクセプタ
性分子、即ち電子親和力が大きく他から電子を受取り自
らは負のイオン状態になシ易い有機分子とを含む有機薄
膜を用いることを基本とする。情報記録の原理は、この
有機薄膜内でのドナー性0分子とアクセプタ性分子間の
電荷移動現象による膜の光学的特性の変化を利用する。
オン化ポテンシャルが高く他の分子に電子を供給して自
らは正のイオン状態になシ易い有機分子と、アクセプタ
性分子、即ち電子親和力が大きく他から電子を受取り自
らは負のイオン状態になシ易い有機分子とを含む有機薄
膜を用いることを基本とする。情報記録の原理は、この
有機薄膜内でのドナー性0分子とアクセプタ性分子間の
電荷移動現象による膜の光学的特性の変化を利用する。
そして本発明はこの様な情報記録媒体において、ドナー
性分子またはアクセプタ性分子の少なくとも一方を複数
種用いて、例えばドナー性分子を含む第1の有機薄膜と
アクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の間に第2の有
機薄膜と異種のアクセプタ性分子を含む第3の有機薄膜
を介在させた積層構造、或いはドナー性分子を含む第1
の有機薄膜とアクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の
間に第1の有機薄膜とは異種のドナー性分子を含む第3
の有機薄膜を介在させた積層構造を単位として、これを
繰返し積層した構造とする。そして所定波長の光照射に
よシドナー性分子とアクセプタ性分子をイオン性状態へ
変化させて情報を書込み、強い強度の長波長光または白
色光の照射によるイオン性状態から中性状態へ戻すこと
によシ情報消去を行うようにして、可逆的情報記録装置
とする。
性分子またはアクセプタ性分子の少なくとも一方を複数
種用いて、例えばドナー性分子を含む第1の有機薄膜と
アクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の間に第2の有
機薄膜と異種のアクセプタ性分子を含む第3の有機薄膜
を介在させた積層構造、或いはドナー性分子を含む第1
の有機薄膜とアクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の
間に第1の有機薄膜とは異種のドナー性分子を含む第3
の有機薄膜を介在させた積層構造を単位として、これを
繰返し積層した構造とする。そして所定波長の光照射に
よシドナー性分子とアクセプタ性分子をイオン性状態へ
変化させて情報を書込み、強い強度の長波長光または白
色光の照射によるイオン性状態から中性状態へ戻すこと
によシ情報消去を行うようにして、可逆的情報記録装置
とする。
本発明に用いる有機薄膜は、LB法により形成したもの
であることが好ましく、特に前述した単位積層構造を利
用してこれを繰返し積層した超格子構造とすることが好
ましい。こσとき各ドナー性分子を含む有機薄膜(以下
ドナー性分子膜)およびアクセプタ性分子を含む有機薄
膜(以下アクセプタ性分子膜)は5〜5001. よシ
好ましくは5〜100Xの範囲に制御する。また記録状
態即ちドナー性分子とアクセプタ性分子が電荷移動によ
シイオン化した状態をより安定に保持するためには、ド
ナー性分子膜とアクセプタ性分子膜の間に電子的に不活
性な絶縁性分子を含む有機薄膜(以下絶縁性分子膜)を
介在させることが好ましい。ここで不活性な絶縁性有機
分子膜とは例えば、非局在π電子又は不対n電子密度の
小さい有機分子の膜である。
であることが好ましく、特に前述した単位積層構造を利
用してこれを繰返し積層した超格子構造とすることが好
ましい。こσとき各ドナー性分子を含む有機薄膜(以下
ドナー性分子膜)およびアクセプタ性分子を含む有機薄
膜(以下アクセプタ性分子膜)は5〜5001. よシ
好ましくは5〜100Xの範囲に制御する。また記録状
態即ちドナー性分子とアクセプタ性分子が電荷移動によ
シイオン化した状態をより安定に保持するためには、ド
ナー性分子膜とアクセプタ性分子膜の間に電子的に不活
性な絶縁性分子を含む有機薄膜(以下絶縁性分子膜)を
介在させることが好ましい。ここで不活性な絶縁性有機
分子膜とは例えば、非局在π電子又は不対n電子密度の
小さい有機分子の膜である。
(作用)
本発明による記録媒体では、光照射による電荷移動の結
果、分子の吸収スペクトルは長波長側にシフトし、中性
状態で紫外域に吸収を示す分子は可視域へ、中性状態で
可視域に吸収を示す分子は赤外域へ伸びた吸収を示すこ
とになり、これに伴い反射率や屈折率も変化する。即ち
光の透過率。
果、分子の吸収スペクトルは長波長側にシフトし、中性
状態で紫外域に吸収を示す分子は可視域へ、中性状態で
可視域に吸収を示す分子は赤外域へ伸びた吸収を示すこ
とになり、これに伴い反射率や屈折率も変化する。即ち
光の透過率。
反射率の変化として情報が記録される。この場合本発明
では、電荷移動を行うドナー性分子膜とアクセプタ性分
子膜の間にこれらと異lのドナー性分子膜またはアクセ
プタ性分子膜を介在させることによって、書込み効率を
向上し、またイオン状態即ち書込み状態をより安定に保
持できるようにしている。ドナー性分子膜と7クセブタ
性分子膜の間に更に絶縁性分子膜を介在させれば、より
安定な記録保持が可能になる。中性状態からイオン状態
に変化した分子は、強い強度の長波長光または白色光を
照射することにより、逆に中性状態に戻すことができ、
これが情報消去の動作になる。
では、電荷移動を行うドナー性分子膜とアクセプタ性分
子膜の間にこれらと異lのドナー性分子膜またはアクセ
プタ性分子膜を介在させることによって、書込み効率を
向上し、またイオン状態即ち書込み状態をより安定に保
持できるようにしている。ドナー性分子膜と7クセブタ
性分子膜の間に更に絶縁性分子膜を介在させれば、より
安定な記録保持が可能になる。中性状態からイオン状態
に変化した分子は、強い強度の長波長光または白色光を
照射することにより、逆に中性状態に戻すことができ、
これが情報消去の動作になる。
そして本発明によれば、従来のヒートモードによる光記
録、或いは分子の構造変化に伴う吸光率や反射率の変化
を応用したフォトンモードの光記碌と異なり、分子の大
きな構造変化を伴わないため、書込み、消去の繰返し特
性が優れたものとなる。また電荷移動の結果生じる吸光
率1反射率。
録、或いは分子の構造変化に伴う吸光率や反射率の変化
を応用したフォトンモードの光記碌と異なり、分子の大
きな構造変化を伴わないため、書込み、消去の繰返し特
性が優れたものとなる。また電荷移動の結果生じる吸光
率1反射率。
屈折率等の変化が大きいため、光磁気記録に必要とされ
る高価な光学系を必要とせず、更に素材としても安価な
有機分子を用いることができるため、記録装置も安価に
構成できる。吸光率の変化を情報としてこれを光学的に
読み出せば、S/′Nの高い情報読み出しが可能である
。
る高価な光学系を必要とせず、更に素材としても安価な
有機分子を用いることができるため、記録装置も安価に
構成できる。吸光率の変化を情報としてこれを光学的に
読み出せば、S/′Nの高い情報読み出しが可能である
。
更に電荷移動現象を利用する本発明において、外部電界
を有効に活用することが可能である。即ち外部電界を電
荷移動を助長する方向に印加することにより、書込み或
いは消去の効率を高くすることが可能である。また外部
電界を電荷移動を阻害する方向に印加することにより、
多数回の読出しに伴う情報破壊を防止することができる
。更にこのように外部電界を印加するための電極を設け
る場合、電極と有機薄膜間にも絶縁性分子膜を介在させ
ることが望ましい。これにより、電極から有機薄膜への
電荷注入を防止して、有機分子間の電荷移動の効率をよ
り向上させることができ、また記録保持特性を向上させ
ることができる。
を有効に活用することが可能である。即ち外部電界を電
荷移動を助長する方向に印加することにより、書込み或
いは消去の効率を高くすることが可能である。また外部
電界を電荷移動を阻害する方向に印加することにより、
多数回の読出しに伴う情報破壊を防止することができる
。更にこのように外部電界を印加するための電極を設け
る場合、電極と有機薄膜間にも絶縁性分子膜を介在させ
ることが望ましい。これにより、電極から有機薄膜への
電荷注入を防止して、有機分子間の電荷移動の効率をよ
り向上させることができ、また記録保持特性を向上させ
ることができる。
(実施例)
具体的な実施例の説明に先だって、本発明で用いる有機
分子の超薄膜へテロ構造での電荷移動の原理、即ちドナ
ー性分子膜からアクセプタ性分子膜への電荷移動の現象
を、第8図および第9図を用いて説明する。
分子の超薄膜へテロ構造での電荷移動の原理、即ちドナ
ー性分子膜からアクセプタ性分子膜への電荷移動の現象
を、第8図および第9図を用いて説明する。
第8図は、イオン化ポテンシャルがI、のドナー性分子
膜(D)と電子親和力がEAのアクセプタ性分子膜(A
)の間に厚さaの絶縁性分子膜(I)を介在させた様子
を示すエネルギー状態図である。第9図に示すように、
それぞれの分子が中性の状態(DoAo)にドナー性分
子膜の吸収波長の光を照射すると、ドナー性分子が励起
された状態(D:AO)に移行する。励起された状態は
一部が基底状態に戻シ、他の一部は電荷移動の生じたD
” IA−の状態に移行する。ここで、D+IA−は絶
縁性分子膜Iを挾んでドナー性分子が正イオンに、アク
セプタ性分子が負イオンになりた状態を示す。後者の過
程が生じるためには、DゆA のエネルギーに比べてD
IAのエネルギーが低いこと、即ち I、 −EA−ΔE≦e /a −(1)であること
が必要である。ここで、ΔEは、D入状態とD:Ao状
態とのエネルギー差である。
膜(D)と電子親和力がEAのアクセプタ性分子膜(A
)の間に厚さaの絶縁性分子膜(I)を介在させた様子
を示すエネルギー状態図である。第9図に示すように、
それぞれの分子が中性の状態(DoAo)にドナー性分
子膜の吸収波長の光を照射すると、ドナー性分子が励起
された状態(D:AO)に移行する。励起された状態は
一部が基底状態に戻シ、他の一部は電荷移動の生じたD
” IA−の状態に移行する。ここで、D+IA−は絶
縁性分子膜Iを挾んでドナー性分子が正イオンに、アク
セプタ性分子が負イオンになりた状態を示す。後者の過
程が生じるためには、DゆA のエネルギーに比べてD
IAのエネルギーが低いこと、即ち I、 −EA−ΔE≦e /a −(1)であること
が必要である。ここで、ΔEは、D入状態とD:Ao状
態とのエネルギー差である。
また D:AOからD”IA−に移行する速度と変換効
率および記録の安定性は、絶縁性分子膜Iの電子親和力
と厚さに依存する。本発明では前述のように絶縁性分子
膜工に代わってまたはこれに加えて第3の有機薄膜(ド
ナー性分子膜またはアクセプタ性分子膜)を介在させる
ことにより、よシ変換効率が高く且つ安定な記録が可能
となる。
率および記録の安定性は、絶縁性分子膜Iの電子親和力
と厚さに依存する。本発明では前述のように絶縁性分子
膜工に代わってまたはこれに加えて第3の有機薄膜(ド
ナー性分子膜またはアクセプタ性分子膜)を介在させる
ことにより、よシ変換効率が高く且つ安定な記録が可能
となる。
更に第8図の積層構造に外部電界を印加すると、o O
AOからD”IA−への過程が生じる条件は、I、 −
EA−ΔE≦e2/a + eφ ・(2)となる。φ
はドナー性分子膜とアクセプタ性分子膜との間の外部電
界による電位差である。即ち、DOAOからD”IA−
への過程は、外部電界の向きと大傘 きさにより制御することができる。従って効率のよい書
込みと読出し時の記憶破壊を防止することができる。
AOからD”IA−への過程が生じる条件は、I、 −
EA−ΔE≦e2/a + eφ ・(2)となる。φ
はドナー性分子膜とアクセプタ性分子膜との間の外部電
界による電位差である。即ち、DOAOからD”IA−
への過程は、外部電界の向きと大傘 きさにより制御することができる。従って効率のよい書
込みと読出し時の記憶破壊を防止することができる。
以下、具体的な実施例を説明する。
第1図は一実施例における記録媒体の構成である。図に
おいて、1はガラス基板、2はこの上に形成された15
0Xのネサ膜であシ、この様な基板上に、LB法によυ
ドナー性分子膜(第1の有機薄膜)3.絶縁性分子膜4
.アクセプタ性分子膜(第3の有機薄膜)5およびこれ
よυ電子親和力の大きいアクセプタ性分子膜子を含むア
クセプタ性分子膜(第2の有機酵g)tの積層構造を繰
返し積層形成して超格子構造とし、その上にAu電極2
を形成している。
おいて、1はガラス基板、2はこの上に形成された15
0Xのネサ膜であシ、この様な基板上に、LB法によυ
ドナー性分子膜(第1の有機薄膜)3.絶縁性分子膜4
.アクセプタ性分子膜(第3の有機薄膜)5およびこれ
よυ電子親和力の大きいアクセプタ性分子膜子を含むア
クセプタ性分子膜(第2の有機酵g)tの積層構造を繰
返し積層形成して超格子構造とし、その上にAu電極2
を形成している。
LB膜の形成は具体的に説明すると以下の通りである。
ドナー性分子として、2 、2’、6.6’−イソグロ
ビルアミン置換テトラフェニルビビラン−4−イリデン
をクロロホルムに溶解してLB膜展開溶液を調製した。
ビルアミン置換テトラフェニルビビラン−4−イリデン
をクロロホルムに溶解してLB膜展開溶液を調製した。
この成膜分子は、15 dyne/αで固体凝縮膜とな
ることが表面圧−分子占有面積曲線から判った。LB膜
形成装置は市販の垂直引上げ方式のものを用い、展開、
累積に先だって水相を−= 6.0 、温度23℃、カ
ドミウム濃度0.01 mMに設定した。そしてガラス
基板上にネサ漢を形成した基板をとの水相に設置し、上
記成膜分子を展開して、70μm /wgの速度で引上
げてドナー性分子膜4を累積した。次いで同様の方法で
アラキン酸からなる絶縁性分子膜4を表面圧25dyn
e/mで形成し、その上にアクセプタ性分子膜5として
、テトラシアノキノジメタンとステアリン酸を1=1で
混合した混合膜を、更にこれよシミ子親和力の大きいア
クセプタ性分子であるテトラシアノエチレンとステアリ
ン酸の混合膜からなるアクセプタ性分子分子膜6を、や
はシ同様の方法で形成した。これらの操作を順次複数回
繰返して、ドナー性分子膜3.絶縁性分子膜4.アクセ
プタ性分子膜5および6をそれぞれ10層累積したのち
、これを真空蒸着装置内に設置し、3X10−’tor
rの真空下でAu [桓7を形成した。
ることが表面圧−分子占有面積曲線から判った。LB膜
形成装置は市販の垂直引上げ方式のものを用い、展開、
累積に先だって水相を−= 6.0 、温度23℃、カ
ドミウム濃度0.01 mMに設定した。そしてガラス
基板上にネサ漢を形成した基板をとの水相に設置し、上
記成膜分子を展開して、70μm /wgの速度で引上
げてドナー性分子膜4を累積した。次いで同様の方法で
アラキン酸からなる絶縁性分子膜4を表面圧25dyn
e/mで形成し、その上にアクセプタ性分子膜5として
、テトラシアノキノジメタンとステアリン酸を1=1で
混合した混合膜を、更にこれよシミ子親和力の大きいア
クセプタ性分子であるテトラシアノエチレンとステアリ
ン酸の混合膜からなるアクセプタ性分子分子膜6を、や
はシ同様の方法で形成した。これらの操作を順次複数回
繰返して、ドナー性分子膜3.絶縁性分子膜4.アクセ
プタ性分子膜5および6をそれぞれ10層累積したのち
、これを真空蒸着装置内に設置し、3X10−’tor
rの真空下でAu [桓7を形成した。
第2図は、このように構成された記録媒体の単位積層構
造のエネルギー状態図である。所定波長の光を照射して
ドナー性分子膜りを励起すると、ここで生成された電子
は図に示すように絶縁性分子膜Iからアクセプタ性分子
膜AHを介し、アクセプタ性分子膜A8まで遷移してイ
オン性状態になる。これが書込み状態である。ドナー性
分子膜りとアクセプタ性分子膜A、の間に絶縁性分子膜
Iとアクセプタ性分子膜A1を介在させているために、
安定な記録状態の保持と効率よい書込みが可能になる。
造のエネルギー状態図である。所定波長の光を照射して
ドナー性分子膜りを励起すると、ここで生成された電子
は図に示すように絶縁性分子膜Iからアクセプタ性分子
膜AHを介し、アクセプタ性分子膜A8まで遷移してイ
オン性状態になる。これが書込み状態である。ドナー性
分子膜りとアクセプタ性分子膜A、の間に絶縁性分子膜
Iとアクセプタ性分子膜A1を介在させているために、
安定な記録状態の保持と効率よい書込みが可能になる。
より具体的に実験データを説明する。第1図の記録媒体
にAu電極7側を正として、500nseeの周期で電
圧を印加しながら、H@−Nl!レーデ(波長λ= 6
33 nm 、 1 mW/m )を10諺の周期で位
置を変えながらスポット状に照射した。
にAu電極7側を正として、500nseeの周期で電
圧を印加しながら、H@−Nl!レーデ(波長λ= 6
33 nm 、 1 mW/m )を10諺の周期で位
置を変えながらスポット状に照射した。
第諷図は、印加するバイアス電圧を変化させて記録部位
の850 nmの吸収強度ΔAcTを測定した結果であ
る。吸収強度の測定は、10μw/II+2の光照射の
下で行りた。図から明らかなように、バイアス電圧を大
きくすることにより、吸収強度は著しい増大を示す。従
ってバイアス電圧を印加しながら光励起を行うことによ
二・て効率のよい情報記録ができることが分る。
の850 nmの吸収強度ΔAcTを測定した結果であ
る。吸収強度の測定は、10μw/II+2の光照射の
下で行りた。図から明らかなように、バイアス電圧を大
きくすることにより、吸収強度は著しい増大を示す。従
ってバイアス電圧を印加しながら光励起を行うことによ
二・て効率のよい情報記録ができることが分る。
またこのようにして光吸収特性の差として記録された情
報の保持特性は安定で、空気中に1ケ月放置後も変化は
認められ々かりた。
報の保持特性は安定で、空気中に1ケ月放置後も変化は
認められ々かりた。
記録状態の安定性を確認するため、無バイアス状態で1
0鐵1,1μ就のノぐシス光(λ= 850 nm)を
1 n5ecの間隔で10 回照射したところ、85
0nmの吸収強度は0.005に減少した。これに対し
、逆バイアス電圧を印加して同様の試験を行うと、記録
状態は良好に保持される。第4図はこの実験結果である
。3v以上の電圧を印加した状態で読出しを行えば、読
出し動作による記録の破壊は殆どないことが分る。
0鐵1,1μ就のノぐシス光(λ= 850 nm)を
1 n5ecの間隔で10 回照射したところ、85
0nmの吸収強度は0.005に減少した。これに対し
、逆バイアス電圧を印加して同様の試験を行うと、記録
状態は良好に保持される。第4図はこの実験結果である
。3v以上の電圧を印加した状態で読出しを行えば、読
出し動作による記録の破壊は殆どないことが分る。
書込みを行った記録媒体に、3vの逆バイアス電圧を印
加した状態で、1mW/m2のキセノンランプ光を1分
間照射したところ、850nmにおける吸収強度は0.
001以下に減少した。このようにして、光照射により
記録を消去することができる。
加した状態で、1mW/m2のキセノンランプ光を1分
間照射したところ、850nmにおける吸収強度は0.
001以下に減少した。このようにして、光照射により
記録を消去することができる。
以上のようにしてこの実施例によれば、光照射により情
報記録および消去を行うことができる可逆的情報記録装
置が得られる。この記録装置は、電荷移動現象の結果生
じる吸光率の変化が大きく、従りて高価な光学系を必要
とせず、また素材も安価な有機分子であるから、S/N
がよく汎用性にも優れている。また電荷移動を行うドナ
ー性分子膜とアクセプタ性分子膜の間に、絶縁性分子膜
とともに別のアクセプタ性分子を用いたアクセプタ性分
子膜を介在させることによって、書込み効率がよく且つ
記録保持特性が安定な記録装置が得られている。特に、
書込み時や消去時および読出し時に適当なバイアス電圧
を印加することによりて、更に効率のよい書込み、消去
特性および安定な記録保持特性が得られる。
報記録および消去を行うことができる可逆的情報記録装
置が得られる。この記録装置は、電荷移動現象の結果生
じる吸光率の変化が大きく、従りて高価な光学系を必要
とせず、また素材も安価な有機分子であるから、S/N
がよく汎用性にも優れている。また電荷移動を行うドナ
ー性分子膜とアクセプタ性分子膜の間に、絶縁性分子膜
とともに別のアクセプタ性分子を用いたアクセプタ性分
子膜を介在させることによって、書込み効率がよく且つ
記録保持特性が安定な記録装置が得られている。特に、
書込み時や消去時および読出し時に適当なバイアス電圧
を印加することによりて、更に効率のよい書込み、消去
特性および安定な記録保持特性が得られる。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、種々変形
して実施することができる。他の実施例の有機薄膜積層
構造単位の構成を、先の実施例の第2図に示すエネルギ
ー状態図に対応させて第5図〜第7図に示す。
して実施することができる。他の実施例の有機薄膜積層
構造単位の構成を、先の実施例の第2図に示すエネルギ
ー状態図に対応させて第5図〜第7図に示す。
第5図は、二種のドナー性分子膜と一種のアクセプタ性
分子膜を用いた例である。即ち、ドナー性分子膜DI
とアクセプタ性分子膜Aの間に、絶縁性分子膜Iと共に
、ドナー性分子膜D1のイオン化ポテンシャルIP、よ
り大きいイオン化ポテンシャルp2を持つドナー性分子
膜D2を介在させている。この積層構造を用いた場合に
も、先の実施例と同様の原理で効率のよい書込み、消去
および安定な記碌保持特性が得られる。
分子膜を用いた例である。即ち、ドナー性分子膜DI
とアクセプタ性分子膜Aの間に、絶縁性分子膜Iと共に
、ドナー性分子膜D1のイオン化ポテンシャルIP、よ
り大きいイオン化ポテンシャルp2を持つドナー性分子
膜D2を介在させている。この積層構造を用いた場合に
も、先の実施例と同様の原理で効率のよい書込み、消去
および安定な記碌保持特性が得られる。
第6図は、第5図の絶縁性分子膜を省略して二種のドナ
ー性分子膜D1 、D、とアクセプタ性分子膜Aを用い
た例である。この場合、書込み光の波長を選んで中央の
ドナー性分子膜D!を励起すると、図に示すように電子
と正孔がそれぞれアクセプタ性分子膜A1 ドナー性分
子膜Dl側に移動して、イオン性状態即ち書込み状態が
得られる。
ー性分子膜D1 、D、とアクセプタ性分子膜Aを用い
た例である。この場合、書込み光の波長を選んで中央の
ドナー性分子膜D!を励起すると、図に示すように電子
と正孔がそれぞれアクセプタ性分子膜A1 ドナー性分
子膜Dl側に移動して、イオン性状態即ち書込み状態が
得られる。
この実施例では絶縁性分子膜を用いていないが、中央の
ドナー性分子膜D!の厚みとイオン化ポテンシャルを適
当に選ぶことにより、安定な記録保持特性が得られる。
ドナー性分子膜D!の厚みとイオン化ポテンシャルを適
当に選ぶことにより、安定な記録保持特性が得られる。
第7図は第6図と同様の構成で、アクセプタ性分子膜A
を光励起することによシ情報書込みを行うようにしたも
のである。
を光励起することによシ情報書込みを行うようにしたも
のである。
以上の図面に例示したものの他、ドナー性分子膜および
アクセプタ性分子膜を共に二種以上の有機分子を組合わ
せた分子膜の積層構造とすること、更に三種以上の分子
を用いることも可能であシ、更にドナー性の基とアクセ
プタ性の基を同一分子内に含む有機分子を用いること、
ドナー性分子とアクセプタ性分子を共に含む混合薄膜を
用いること、等も可能である。
アクセプタ性分子膜を共に二種以上の有機分子を組合わ
せた分子膜の積層構造とすること、更に三種以上の分子
を用いることも可能であシ、更にドナー性の基とアクセ
プタ性の基を同一分子内に含む有機分子を用いること、
ドナー性分子とアクセプタ性分子を共に含む混合薄膜を
用いること、等も可能である。
本発明におけるドナー性分子膜に用いるドナー性分子と
しては、以下に示すようなものが挙げられる。
しては、以下に示すようなものが挙げられる。
(1)以下のような構造式をもつフルバレン型ドナー
(2)以下のような構造式をもつ含S複素環型ドナー
S−8
ここでφはフェニル基を表わす。
(3)以下のような構造式をもつアミン型ドナー(4)
以下のような構造式をもつ金属化合物型ドFe
フェロセン O−■・−〇 0・・−H−・0 (5)以下のような構造式をもつシアニン色素ドナー R RR RR R ayka (6)以下のような構造式をもつ含N複素環型ドナー (7)以下のような構造式をもつポリマー壓ドナー−/
\9ぞぺ〜I”\−−− ボリア−4=+V7(1)
から(7)に示したドナー性分子はその構造式のままで
も、あるいはそれを骨格として、CH3(CH2←。
以下のような構造式をもつ金属化合物型ドFe
フェロセン O−■・−〇 0・・−H−・0 (5)以下のような構造式をもつシアニン色素ドナー R RR RR R ayka (6)以下のような構造式をもつ含N複素環型ドナー (7)以下のような構造式をもつポリマー壓ドナー−/
\9ぞぺ〜I”\−−− ボリア−4=+V7(1)
から(7)に示したドナー性分子はその構造式のままで
も、あるいはそれを骨格として、CH3(CH2←。
CI(、−(−CH,9−←CH2−CH2す4CH2
h(n及びp+q+tは8以p
q 上)からなる疎水基を有した誘導体でも、あるいは−C
OOH,−OH,−8o3H,−COOt’ 、−Nl
12.−せ(R’)3Y−(Yはハロダン)からなる親
水基を有する誘導体でも、あるいはこれら疎水基と親水
基を共に有する誘導体でもよい。
h(n及びp+q+tは8以p
q 上)からなる疎水基を有した誘導体でも、あるいは−C
OOH,−OH,−8o3H,−COOt’ 、−Nl
12.−せ(R’)3Y−(Yはハロダン)からなる親
水基を有する誘導体でも、あるいはこれら疎水基と親水
基を共に有する誘導体でもよい。
アクセプタ性分子としては、以下に示すような分子を用
いることができる。
いることができる。
(8)以下のような構造式をもクシアノ化合物型アクセ
グタ (9)以下のような構造式をもつキノン型アクセゾタ L αQ 以下のような構造式をもつニトロ化合物型アクセ
プタ (8)からaOに示したアクセプタ性分子はその構造式
のままでも、あるいはそれを骨格として、CH。
グタ (9)以下のような構造式をもつキノン型アクセゾタ L αQ 以下のような構造式をもつニトロ化合物型アクセ
プタ (8)からaOに示したアクセプタ性分子はその構造式
のままでも、あるいはそれを骨格として、CH。
(cu2(、cH,+cH2)÷cu2=cu2Hcu
2q (nn p
q及びp+q+tは8以上)からなる疎水基を
有した誘導体でも、あるいは−〇〇OH,−OH,−8
o、H,−COOR’ 。
2q (nn p
q及びp+q+tは8以上)からなる疎水基を
有した誘導体でも、あるいは−〇〇OH,−OH,−8
o、H,−COOR’ 。
−NH2,→@(R′)、y−(yは/% OIf ン
)からなる親水基を有する誘導体でも、あるいはこれら
疎水基と親水基を共に有する誘導体でもよい。
)からなる親水基を有する誘導体でも、あるいはこれら
疎水基と親水基を共に有する誘導体でもよい。
本発明でのドナー性分子膜やアクセプタ性分子膜におい
て、ドナー性分子やアクセプタ性分子と混合して用いら
れる絶縁性分子、あるいは絶縁性分子膜に用いられる絶
縁性分子としては、以下のような分子が用いられる。
て、ドナー性分子やアクセプタ性分子と混合して用いら
れる絶縁性分子、あるいは絶縁性分子膜に用いられる絶
縁性分子としては、以下のような分子が用いられる。
←カ 下記一般式で表わされる置換可能な飽和及び不飽
和炭化水素誘導体 −X ここで、Rは置換可能なc)I、 (CHz)n−ある
いはCM、(CH2% CH2=CI(2−p CI(
2q (但し、n及びp+q+Lは8以上)からなる疎
水基である。またXは親水基を表わし、−COOH,−
OH,−803H,−COOR’ 。
和炭化水素誘導体 −X ここで、Rは置換可能なc)I、 (CHz)n−ある
いはCM、(CH2% CH2=CI(2−p CI(
2q (但し、n及びp+q+Lは8以上)からなる疎
水基である。またXは親水基を表わし、−COOH,−
OH,−803H,−COOR’ 。
−NH2,→β(R’)、Y−(Yは・・ロデン)など
が挙げられる。
が挙げられる。
(2)種々の重合性分子
例えば、置換可能なアクリレート、メタクリレート、ビ
ニルエーテル、スチレン、ビニルアルコール、アクリル
アミド、アクリルなどのビニル重合体。あるいは、アラ
ニン、グルタメート、アスパルテート、などのα−アミ
ノ酸、ε−アミノカプロン酸等のα−アミノ酸以外のア
ミノ酸。ヘキサメチレンジアミン等のジアミンと、ヘキ
サメチレンジアミン酸等のジカルボン酸1:1混合物よ
りなるIリアミド重合体。
ニルエーテル、スチレン、ビニルアルコール、アクリル
アミド、アクリルなどのビニル重合体。あるいは、アラ
ニン、グルタメート、アスパルテート、などのα−アミ
ノ酸、ε−アミノカプロン酸等のα−アミノ酸以外のア
ミノ酸。ヘキサメチレンジアミン等のジアミンと、ヘキ
サメチレンジアミン酸等のジカルボン酸1:1混合物よ
りなるIリアミド重合体。
これらの分子はそれ自身累積が可能な場合は単独で用い
ることができる。単独で製膜できないような分子はぐめ
で示したような単独で製膜できる絶縁性分子と混合して
用いる。
ることができる。単独で製膜できないような分子はぐめ
で示したような単独で製膜できる絶縁性分子と混合して
用いる。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、有機薄膜のドナー性
分子とアクセプタ性分子間の電荷移動現象を利用する可
逆的情報記録媒体を構成して、効率のよい情報書込み、
消去および安定な情報記録媒体が可能となる。そして本
発明によれば、Sハがよく且つ安価で汎用性に優れた光
学式情報記録装置を実現することができる。
分子とアクセプタ性分子間の電荷移動現象を利用する可
逆的情報記録媒体を構成して、効率のよい情報書込み、
消去および安定な情報記録媒体が可能となる。そして本
発明によれば、Sハがよく且つ安価で汎用性に優れた光
学式情報記録装置を実現することができる。
第1図は本発明の一実施例の情報記録媒体を示す図、第
2図はその積層構造単位のエネルギー状態図、第3図は
同じくその書込みによる吸光率変化の・ぐイアスミ圧依
存性を示す図、第4図は同じくその読出しによる吸光率
変化のバイアス電圧依存性を示す図、第5図〜第7図は
他の実施例の単位積層構造を示すエネルギー状態図、第
8図および第9図は本発明の基本原理を説明するための
図である。 1・・・ガラス基板、2・・・ネサ膜、3・・・ドナー
性分子膜(第1の有機薄膜)、4・・・絶縁性分子膜、
5・・・アクセプタ性分子膜(第3の有機薄膜)、6・
・・アクセプタ性分子膜(第2の有機薄膜)、1・・・
Au電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 電 圧 第4図 (DI) (D2) (1) (A)第5
図 第6図 第7図 (D) (1) (A) 第8図
2図はその積層構造単位のエネルギー状態図、第3図は
同じくその書込みによる吸光率変化の・ぐイアスミ圧依
存性を示す図、第4図は同じくその読出しによる吸光率
変化のバイアス電圧依存性を示す図、第5図〜第7図は
他の実施例の単位積層構造を示すエネルギー状態図、第
8図および第9図は本発明の基本原理を説明するための
図である。 1・・・ガラス基板、2・・・ネサ膜、3・・・ドナー
性分子膜(第1の有機薄膜)、4・・・絶縁性分子膜、
5・・・アクセプタ性分子膜(第3の有機薄膜)、6・
・・アクセプタ性分子膜(第2の有機薄膜)、1・・・
Au電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 電 圧 第4図 (DI) (D2) (1) (A)第5
図 第6図 第7図 (D) (1) (A) 第8図
Claims (11)
- (1)ドナー性分子とアクセプタ性分子を含む有機薄膜
を情報記録媒体として用い、そのドナー性分子とアクセ
プタ性分子間の電荷移動による光学的特性の変化を情報
として記録する情報記録装置において、前記有機薄膜は
ドナー性分子とアクセプタ性分子の少なくとも一方につ
いて複数種の分子を含み、且つ光照射による情報書込み
と情報消去を行うようにしたことを特徴とする光学的情
報記録装置。 - (2)前記有機薄膜は、ドナー性分子を含む有機薄膜と
アクセプタ性分子を含む有機薄膜の間に絶縁性分子を含
む有機薄膜を有する特許請求の範囲第1項記載の光学的
情報記録装置。 - (3)前記有機薄膜は、ドナー性分子を含む第1の有機
薄膜とアクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の間に、
第2の有機薄膜とは異種のアクセプタ性分子を含む第3
の有機薄膜を介在させた積層構造を繰返し積層した超格
子構造を有する特許請求の範囲第1項記載の光学的情報
記録装置。 - (4)前記第3の有機薄膜のアクセプタ性分子は第2の
有機薄膜のそれより電子親和力が小さい特許請求の範囲
第3項記載の光学的情報記録装置。 - (5)前記有機薄膜は、ドナー性分子を含む第1の有機
薄膜とアクセプタ性分子を含む第2の有機薄膜の間に、
第1の有機薄膜とは異種のドナー性分子を含む第3の有
機薄膜を介在させた積層構造を繰返し積層した超格子構
造を有する特許請求の範囲第1項記載の光学的情報記録
装置。 - (6)前記第3の有機薄膜のドナー性分子は第1の有機
薄膜のそれよりイオン化ポテンシャルが大きい特許請求
の範囲第5項記載の光学的情報記録装置。 - (7)前記有機薄膜は、ドナー性分子とアクセプタ性分
子を共に含む混合薄膜からなる特許請求の範囲第1項記
載の光学的情報記録装置。 - (8)前記有機薄膜は、ドナー性の基とアクセプタ性の
基を同一分子内に含む有機分子を含む特許請求の範囲第
1項記載の光学的情報記録装置。 - (9)前記有機薄膜は、ラングミュア・ブロジェット法
により形成されたものである特許請求の範囲第1項記載
の光学的情報記録装置。 - (10)前記有機薄膜は両面に電極を有し、情報書込み
時および/または読出し時に電界が印加される特許請求
の範囲第1項記載の光学的情報記録装置。 - (11)前記有機薄膜は、透明電極が形成された光透過
性を有する基板上に形成されている特許請求の範囲第1
項記載の光学的情報記録装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61129689A JPS62284785A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 光学的情報記録装置 |
| DE8686309977T DE3684306D1 (de) | 1986-03-25 | 1986-12-19 | Verfahren zum aufzeichnen von optischer information. |
| EP86309977A EP0238759B1 (en) | 1986-03-25 | 1986-12-19 | Optical information writing method |
| US07/205,542 US4819210A (en) | 1986-03-25 | 1988-06-06 | Optical information writing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61129689A JPS62284785A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 光学的情報記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62284785A true JPS62284785A (ja) | 1987-12-10 |
Family
ID=15015752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61129689A Pending JPS62284785A (ja) | 1986-03-25 | 1986-06-04 | 光学的情報記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62284785A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07299963A (ja) * | 1994-04-30 | 1995-11-14 | Cheil Synthetics Inc | 光記録媒体 |
-
1986
- 1986-06-04 JP JP61129689A patent/JPS62284785A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07299963A (ja) * | 1994-04-30 | 1995-11-14 | Cheil Synthetics Inc | 光記録媒体 |
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