DE3790966C2 - Optical recording material - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Auf zeichnungsmaterial und insbesondere ein optisches Auf zeichnungsmaterial, das die photochemische Lochbrenn reaktion (im Folgenden als PHB-Reaktion bezeichnet) ausnutzt.The present invention relates to an optical on drawing material and in particular an optical recording drawing material that the photochemical hole burning reaction (hereinafter referred to as the PHB reaction) exploits.
Patent Abstracts of Japan, Vol. 9, Nr. 14 (M-352), 1985, S. 69 entsprechend JP 59-162 089 (A) beschreibt ein Auf zeichnungsmaterial, das ein Addukt einer polyzyklischen aromatischen Verbindung umfaßt, das die Struktur eines Perikondensats eines Polyacenkeletts und Naphthalin sowie ein Ethylenderivat umfaßt. Die polyzyklische Ver bindung absorbiert sichtbares Licht durch die Elektro nenbindungen. Das Addukt der Verbindung und das Ethy lenderivat ist bei Raumtemperatur stabil und dissoziiert in das Ethylenderivat und die polyzyklische aromatische Verbindung beim Erwärmen, wodurch eine Änderung des Ab sorptionsspektrums eintritt. Diese thermochrome Änderung des Absorptionsspektrums wird für die Aufzeichnung ver wendet. Patent Abstracts of Japan, Vol. 9, No. 14 (M-352), 1985, P. 69 according to JP 59-162 089 (A) describes an Auf drawing material that is an adduct of a polycyclic aromatic compound which has the structure of a Pericondensate of a polyaceleton and naphthalene as well as an ethylene derivative. The polycyclic ver binding absorbs visible light through the electro ties. The adduct of the compound and the Ethy lenderivat is stable and dissociates at room temperature in the ethylene derivative and the polycyclic aromatic Connection when heated, causing a change in Ab sorption spectrum occurs. This thermochromic change of the absorption spectrum is used for recording turns.
US-4 666 819 beschreibt ein optisches Aufzeichnungs medium eines thermoplastischen, strahlungsabsorbierenden Materials, das wenigstens einen polymeren Farbstoff um faßt, der zur selektiven Strahlungsabsorption im Wellen längenbereich von 300 bis 1000 nm geeignet ist, um eine thermoplastische Deformation des Materials durch den fokussierten Lichtstrahl zu erlauben.US 4,666,819 describes optical recording medium of a thermoplastic, radiation absorbing Material comprising at least one polymeric dye summarizes that for selective radiation absorption in waves length range from 300 to 1000 nm is suitable to a thermoplastic deformation of the material by the to allow focused light beam.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm einer herkömmlichen optischen Aufzeichnungs-Vorrichtung unter Verwendung des die PHB- Reaktion verwendenden optischen Aufzeichnungsmaterials, und Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Bezie hung zwischen der Wellenlänge und der Absorption des optischen Aufzeichnungsmaterials. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein optisches Aufzeichnungsmaterial, das die PHB-Reaktion durchführt und optische Absorp tionsbanden bei inhärenten Wellenlängen A₁ bis An hat, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Bezugszahl 2 bezeichnet einen Laserstrahl-Transmitter, und die Bezugszahl 3 be zeichnet einen von dem Laserstrahl-Transmitter ausge sandten Laserstrahl mit einer Wellenlängen-Verteilung mit einer Breite der optischen Absorptionsbande An, die dem optischen Aufzeichnungsmaterial 1 eigen ist, oder weniger, und einen Wellenlängenbereich innerhalb von A₁ bis An. Die Bezugszahl 4 bezeichnet einen Signal- Detektor. Fig. 1 shows a diagram of a conventional optical recording apparatus using the optical recording material using the PHB reaction, and Fig. 2 shows a graphical representation of the relationship between the wavelength and the absorption of the optical recording material. In Fig. 1, reference numeral 1 designates an optical recording medium, which performs the PHB reaction and optical Absorp tion bands at wavelengths inherent A₁ to A n, as shown in Fig. 2 is shown. The reference numeral 2 denotes a laser beam transmitter, and the reference numeral 3 denotes a laser beam sent out from the laser beam transmitter with a wavelength distribution having a width of the optical absorption band A n that is specific to the optical recording material 1 or less, and a wavelength range within A₁ to A n . Reference numeral 4 denotes a signal detector.
Wenn beim Betrieb der Laserstrahl 3 mit den optischen Absorptionsbanden bei den inhärenten Wellenlängen des optischen Aufzeichnungsmaterials 1 auf das optische Auf zeichnungsmaterial 1 auftrifft, geht die optische Absorptionsbande innerhalb des Wellenlängenbereichs des einfallenden Laserstrahls 3 verloren. Signale werden in einer Größenordnung der Wellenlänge dieser optischen Absorptionsbande als binärer Code 0, 1, erhalten, wie in Fig. 3 dargestellt ist.When incident recording material 1 during operation of the laser beam 3 with the optical absorption bands at the intrinsic wavelength of the optical recording material 1 on the optical On the optical absorption band is lost within the wavelength range of the incident laser beam. 3 Signals are obtained in the order of the wavelength of this optical absorption band as binary code 0, 1, as shown in FIG. 3.
In der Regel gibt es etwa 10³ optische Absorptionsbanden bei den inhärenten Wellenlängen des die PHB-Reaktion nutzenden optischen Aufzeichnungsmaterials 1. Als Ergeb nis kann eine optische Aufzeichnungsdichte pro Flächen einheit der 10³fachen Dichte derjenigen, die bei einer herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmethode erreicht wird, erzielt werden, das heißt eine Aufzeichnungsdichte von 10¹¹ Bit/cm².As a rule, there are about 103 optical absorption bands at the inherent wavelengths of the optical recording material 1 using the PHB reaction. As a result, an optical recording density per unit area of 10 3 times that obtained by a conventional optical recording method can be obtained, that is, a recording density of 10 11 bits / cm 2.
Vorzugsweise fällt ein Absorptionsbanden-Bereich eines die PHB-Reaktion nutzenden optischen Aufzeichnungs materials mit einem Bereich der lichtemittierenden Bande eines Halbleiter-Lasers zusammen. Bisher wurde jedoch noch kein hochwirksames optisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Absorptionsbanden-Bereich aufgefunden, der mit dem Wellenlängen-Bereich eines Halbleiter-Lasers mit einem Bereich relativ langer Wellenlängen zusammenfällt.An absorption band region preferably falls optical recording using the PHB response materials with an area of the light emitting band a semiconductor laser. So far, however not yet a highly effective optical recording material with an absorption band region found with the wavelength range of a semiconductor laser coincides with a range of relatively long wavelengths.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Lösung des im Vorstehenden aufgezeigten Problems. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Aufzeichnungs material bereitzustellen, das befähigt ist, den Wellen längenbereich der optischen Absorption eines optischen Aufzeichnungsmaterials zu längeren Wellenlängen zu ver schieben und die PHB-Reaktion mittels eines Halbleiter- Laserstrahls hervorzurufen.The present invention aims to solve the im Issue identified above. It is a goal of present invention, an optical recording To provide material that is able to withstand the waves length range of the optical absorption of an optical Ver recording material to longer wavelengths and the PHB reaction using a semiconductor To cause laser beam.
Das optische Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegen den Erfindung verwendet wenigstens eine Art von Substi tuenten mit einem π-Elektronensystem, einer elektronen abgebenden Eigenschaft oder elektronenaufnehmenden Eigenschaft als Substituenten eines Moleküls eines opti schen Aufzeichnungsgliedes mit der Eigenschaft, die spektrale Charakteristik der optischen Absorption vor und nach der Absorption von Licht zu ändern, um Informa tionen dadurch aufzuzeichnen, daß es einen eigenen Wellenlängenbereich der optischen Absorption besitzt und Licht innerhalb des Absorptions-Wellenlängenbereichs absorbiert, wodurch der Wellenlängenbereich des Absorp tionsspektrums des optischen Aufzeichnungsmediums zu längeren Wellenlängen verschoben wird.The optical recording material according to the present the invention uses at least one type of substi do with a π-electron system, an electron donating property or electron accepting Property as a substituent of a molecule of an opti rule recording element with the property that spectral characteristic of the optical absorption and after the absorption of light change to informa tion in that it has its own Has wavelength range of optical absorption and Light within the absorption wavelength range absorbed, whereby the wavelength range of the Absorp tion spectrum of the optical recording medium longer wavelengths is shifted.
Konkret gesagt werden Naphthochinon-Farbstoff-Derivate, zu denen Chinizarin gehört, das in wirksamer Weise die PHB-Reaktion hervorruft, als Aufzeichnungsmedium ver wendet, um dessen Bereich der optischen Absorptionsbande in den Sendebereich des Halbleiter-Lasers zu verschie ben, und in dem die PHB-Reaktion ausnutzenden optischen Aufzeichnungsmaterial verwendet, so daß der Halbleiter- Laser als Lichtquelle für die optische Aufzeichnung ver wendet wird.Specifically, naphthoquinone dye derivatives to which quinizarin belongs, that effectively the PHB reaction causes ver as a recording medium turns around its area of optical absorption band to shift into the transmission range of the semiconductor laser ben, and in the optical exploitation of the PHB reaction Recording material used so that the semiconductor Laser as light source for optical recording ver is applied.
Im Gegensatz zum vorgenannten Stand der Technik wird erfindungsgemäß eine photochrome Reaktion induziert, die von einer thermochromen Reaktion durch den Anregungs mechanismus zu unterscheiden ist. In contrast to the aforementioned prior art according to the invention induces a photochromic reaction which from a thermochromic reaction through the excitation mechanism must be distinguished.
Auf diese Weise kann der Bereich der optischen Absorp tionsbande des optischen Aufzeichnungsmediums dadurch zu längeren Wellenlängen hin verschoben werden, daß Substi tuenten mit einer Struktur, die die Konjugat-Eigenschaft des π-Elektronensystems verstärkt, oder solche, mit der Eigenschaft, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen, in eine Grundstruktur, beispielsweise vom Naphthochinon- Typ, des Farbstoffs in dem Aufzeichnungsmedium einge führt werden.In this way, the range of optical absorbers tion band of the optical recording medium longer wavelengths are shifted that Substi tuenten with a structure that has the conjugate property of the π electron system, or those with which Ability to donate or accept electrons in a basic structure, for example of naphthoquinone Type of dye used in the recording medium leads.
Das heißt, die Naphthochinon-Grundstruktur besteht aus einem aromatischen π-Elektronensystem. Wenn das zu einer Konjugation mit dem π-Elektronensystem in der Naphtho chinon-Grundstruktur befähigte π-Elektronensystem als Substituent gewählt wird, tritt das π-Elektronensystem in der Naphthochinon-Grundstruktur auch mit dem π-Elek tronensystem in dem Substituenten in Konjugation, wo durch das Absorptionsspektrum des Farbstoffs zu längeren Wellenlängen hin verschoben wird. Wenn außerdem ein Sub stituent, der die Eigenschaft hat, Elektronen abzugeben, oder der die Eigenschaft hat, Elektronen aufzunehmen, hinzugefügt wird, wird ein intramolekularer Ladungsaus tausch in einem Molekül des Farbstoffs selbst hervor gerufen, durch den das Absorptionsspektrum des Moleküls des Farbstoffs zu längeren Wellenlängen verschoben wird.That is, the naphthoquinone basic structure consists of an aromatic π electron system. If that's one Conjugation with the π electron system in the naphtho quinone basic structure enabled π electron system as If the substituent is selected, the π electron system occurs in the naphthoquinone basic structure also with the π-elec tron system in the substituent in conjugation where due to the absorption spectrum of the dye to longer Wavelengths is shifted. If a sub stituent, which has the property of donating electrons, or which has the property of accepting electrons, is added, an intramolecular charge is released exchange in a molecule of the dye itself called by the absorption spectrum of the molecule of the dye is shifted to longer wavelengths.
Wie oben beschrieben ist, zeigen Substituenten mit einem π-Elektronensystem, Substituenten mit der Eigenschaft, Elektronen abzugeben, und Substituenten mit der Eigen schaft, Elektronen aufzunehmen, den Effekt, das Absor ptionsspektrum des Farbstoff-Moleküls wirksam zu länge ren Wellenlängen hin zu verschieben; dieser Effekt ist jedoch synergistisch, so daß die gleichzeitige Anfügung von Substituenten mit dem π-Elektronensystem und solchen mit der Eigenschaft, Elektronen abzugeben, oder der jenigen, Elektronen aufzunehmen, zu einer weiteren Verschiebung des Absorptionsspektrums des Farbstoffs in Richtung auflängere Wellenlängen führt.As described above, substituents have one π electron system, substituents with the property Donate electrons, and substituents with the eigen shaft to take up electrons, the effect, the absorber tion spectrum of the dye molecule is effective to length to shift their wavelengths; this effect is however synergistic, so that simultaneous appendage of substituents with the π electron system and such with the property of donating electrons, or the those to take up electrons to another Shift in the absorption spectrum of the dye in Towards longer wavelengths.
Um konkret die PHB-Reaktion in dem Farbstoff hervorzu rufen, müssen die Substituenten aus wenigstens einer Kombination aus einer Kombination von X₁ und X₄ oder einer Kombination aus X₅ und X₈ der Substituenten mit der nachstehenden Molekülstruktur (I) entweder eine -NH- Bindung oder eine -OH-Bindung enthalten, jedoch ist es vorzuziehen, daß die beiden Substituenten wenigstens einer Kombination gleichzeitig entweder die -NH-Bindun gen oder die -OH-Bindungen enthalten.To specifically bring out the PHB reaction in the dye call, the substituents from at least one Combination of a combination of X₁ and X₄ or a combination of X₅ and X₈ of the substituents with of the molecular structure (I) below either a -NH- Contain bond or an -OH bond, however it is preferable that the two substituents at least a combination of either the -NH bond gene or contain the -OH bonds.
worin X einen Substituenten bezeichnet.where X denotes a substituent.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer allgemeinen opti schen Aufzeichnungs-Vorrichtung unter Verwendung eines optischen Aufzeichnungsmaterials der gleichen Art wie dasjenige der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 shows a block diagram of a general optical recording apparatus using an optical recording material of the same kind as that of the present invention.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm der spektralen Charakteristik der optischen Absorption des optischen Aufzeichnungs materials der gleichen Art wie dasjenige der vorliegen den Erfindung. Fig. 2 shows a diagram of the spectral characteristic of the optical absorption of the optical recording material of the same type as that of the present invention.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm der spektralen Charakteristik der optischen Absorption nach der optischen PHB-Auf zeichnung unter Verwendung des optischen Aufzeichnungs materials der gleichen Art wie dasjenige der vorliegen den Erfindung. Fig. 3 shows a diagram of the spectral characteristic of the optical absorption after the optical PHB recording using the optical recording material of the same type as that of the present invention.
Ein Naphthochinon-Derivat (N1), erhalten durch Hinzu fügen einer NH₂-Gruppe (Amino-Gruppe) mit starker Elektronen-Donator-Eigenschaft als Substituenten X₄, X₈ in der Molekülstruktur (I) unter Verwendung einer -OH- Gruppe (Hydroxyl-Gruppe) als Substituenten X₁, X₅ in der Molekülstruktur (I), um die PHB-Reaktion zu ermöglichen, und durch Hinzufügen einer Phenyl-Gruppe mit sowohl dem π-Elektronensystem als auch einer Alkyl-Gruppe (-CH₃) und einer Alkoxyl-Gruppe (-OC₂H₄OC₆H₁₃) mit Elektronen- Donator-Eigenschaft als Substituent X₂ in der Molekül struktur (I), zeigt einen Peak des optischen Absorp tionsspektrums, der in Richtung längerer Wellenlängen bis auf 645 nm oder mehr verschoben ist.A naphthoquinone derivative (N1) obtained by adding add an NH₂ group (amino group) with strong Electron donor property as substituents X₄, X₈ in the molecular structure (I) using an -OH- Group (hydroxyl group) as a substituent X₁, X₅ in the Molecular structure (I) to enable the PHB reaction and by adding a phenyl group with both that π electron system as well as an alkyl group (-CH₃) and an alkoxyl group (-OC₂H₄OC₆H₁₃) with electron Donor property as a substituent X₂ in the molecule structure (I) shows a peak of optical absorption tion spectrum in the direction of longer wavelengths is shifted to 645 nm or more.
Demgegenüber zeigt das optische Absorptionsspektrum des (konventionellen) Chinizarins, das einfach die nach stehende Struktur besitzt, einen Peak bei etwa 510 nm.In contrast, the optical absorption spectrum of the (conventional) quinizarin, which is simply the after has a standing structure, a peak at about 510 nm.
Ein Naphthochinon-Derivat (N2), erhalten durch Hinzu fügen einer NH₂-Gruppe mit starker Elektronen-Donator- Eigenschaft als Substituenten X₁, X₄ in der Molekül struktur (I), um die PHB-Reaktion zu ermöglichen, unter Verwendung je einer C=O -Gruppe (Carbonyl-Gruppe) mit der stark elektronenanziehenden Eigenschaft jeweils als Substituenten X₂, X₃ in der Molekülstruktur (I), und durch Verbindung der zwei Carbonyl-Gruppen mittels einer Imid-Bindung mit starker Elektronen-Donator-Eigenschaft, zeigt einen Peak des optischen Absorptionsspektrums, der in Richtung längerer Wellenlängen bis auf 680 nm oder mehr verschoben ist.A naphthoquinone derivative (N2) obtained by adding add an NH₂ group with strong electron donor Property as a substituent X₁, X₄ in the molecule structure (I) to enable the PHB reaction, below Use one C = O group (carbonyl group) with the strong electron-attracting property as Substituents X₂, X₃ in the molecular structure (I), and by connecting the two carbonyl groups using one Imide bond with strong electron donor property, shows a peak of the optical absorption spectrum, the towards longer wavelengths up to 680 nm or is more postponed.
(R₂ ist eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxyl-Gruppe).(R₂ is an alkyl group or alkoxyl group).
Ein Naphthochinon-Derivat (N3), erhalten durch Hinzu fügen einer NH₂-Gruppe mit starker Elektronen-Donator- Eigenschaft als Substituenten X₁, X₄ in der Molekül struktur (I), um die PHB-Reaktion zu ermöglichen, unter Verwendung einer <C=O -Gruppe und einer <C=S-Gruppe (Thiocarbonyl-Gruppe) mit der stark elektronenanziehen den Eigenschaft als Substituenten X₂ bzw. X₃ in der Molekülstruktur (I), und durch Verbindung der <C=O-Grup pe mit der <C=S -Gruppe mittels einer der Imid-Bindung ähnlichen Bindung mit starker Elektronen-Donator- Eigenschaft, zeigt einen Peak des optischen Absorptions spektrums, der in Richtung längerer Wellenlängen bis auf 760 nm oder mehr verschoben ist.A naphthoquinone derivative (N3) obtained by adding add an NH₂ group with strong electron donor Property as a substituent X₁, X₄ in the molecule structure (I) to enable the PHB reaction, below Use of a <C = O group and a <C = S group (Thiocarbonyl group) with the strong electron attract the property as a substituent X₂ or X₃ in the Molecular structure (I), and by connecting the <C = O group pe with the <C = S group using one of the imide bonds similar bond with strong electron donor Property, shows a peak of optical absorption spectrum that extends in the direction of longer wavelengths 760 nm or more is shifted.
(R₂ ist eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxyl-Gruppe).(R₂ is an alkyl group or alkoxyl group).
Ein Naphthochinon-Derivat (N4), erhalten durch Hinzu fügen einer NH₂-Gruppe mit starker Elektronen-Donator- Eigenschaft als Substituenten X₁, X₄ in der Molekül struktur (I), um die PHB-Reaktion zu ermöglichen, unter Verwendung einer <C=O -Gruppe mit der stark elektronen anziehenden Eigenschaft als Substituent X₂ in der Mole külstruktur (I), unter Verwendung eines Substituenten mit einer <C=N--Gruppe (einer der Imino-Gruppe ähnli chen Gruppe), die befähigt ist, mit dem π-Elektronen system der Naphthochinon-Struktur in Konjugation zu treten, als Substituent X₃ in der Molekülstruktur (I) und durch Verbindung der <C=O-Gruppe mit der <C=N- -Gruppe mittels einer der Imid-Bindung ähnlichen Bindung mit starker Elektronen-Donator-Eigenschaft, zeigt einen Peak des optischen Absorptionsspektrums, der in Richtung längerer Wellenlängen bis auf 670 nm oder mehr verscho ben ist.A naphthoquinone derivative (N4) obtained by adding add an NH₂ group with strong electron donor Property as a substituent X₁, X₄ in the molecule structure (I) to enable the PHB reaction, below Use of a <C = O group with the strong electrons attractive property as a substituent X₂ in the mole cool structure (I), using a substituent with a <C = N group (one similar to the imino group chen group) that is capable of using the π electron system of the naphthoquinone structure in conjugation occur as a substituent X₃ in the molecular structure (I) and by connecting the <C = O group to the <C = N- Group by means of a bond similar to the imide bond with strong electron donor property, shows one Peak of the optical absorption spectrum in the direction longer wavelengths shifted up to 670 nm or more ben is.
(R₄, R₅ ist eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxyl-Gruppe).(R₄, R₅ is an alkyl group or alkoxyl group).
Eine NH₂-Gruppe mit starker Elektronen-Donator-Eigen schaft wird als Substituenten X₁, X₄ in der Molekül struktur (I) hinzugefügt, und wenigstens eine Art von Substituenten mit π-Elektronensystem, Elektronen- Donator-Eigenschaft oder Elektronen-Akzeptor-Eigenschaft wird als Substituent eines Moleküls eines optischen Aufzeichnungsgliedes mit der Eigenschaft verwendet, die Charakteristik des Hervorbringens der PHB-Reaktion zur Aufzeichnung von Informationen zu verändern, um den Wellenlängenbereich des optischen Absorptionsspektrums des optischen Aufzeichnungsgliedes zu längeren Wellen längen zu verschieben, so daß der Wellenlängenbereich des optischen Absorptionsspektrums des optischen Auf zeichnungsgliedes dicht in die Nähe der Übetragungs- Wellenlänge eines Halbleiter-Lasers gebracht werden kann, wodurch ein optisches Aufzeichnungsmaterial erhalten werden kann, das sich für einen Einsatz des Halbleiter-Lasers als Schreib-Laser eignet.An NH₂ group with a strong electron donor eigen shaft is used as a substituent X₁, X₄ in the molecule structure (I) added, and at least one type of Substituents with π electron system, electron Donor property or electron acceptor property is used as a substituent of a molecule of an optical Recording member used with the property that Characteristics of the origin of the PHB reaction to Record information to change the Wavelength range of the optical absorption spectrum of the optical recording member to longer waves to shift lengths so that the wavelength range of the optical absorption spectrum of the optical up drawing element close to the transfer Wavelength of a semiconductor laser are brought can, making an optical recording material can be obtained that is suitable for use of the Semiconductor laser is suitable as a writing laser.
Die vorliegende Erfindung kann in Speichern in einem Computer-System und dergleichen verwendet werden.The present invention can be stored in one Computer system and the like can be used.
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |