JP2005285211A - Three-dimensional optical recording medium, optical information recording method, three-dimensional optical information recording apparatus, and optical recording/reproducing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2光子吸収を利用した高密度光記録材料、特に3次元光記録媒体及び高密度光記録方法等に関するものである。 The present invention relates to a high-density optical recording material using two-photon absorption, particularly to a three-dimensional optical recording medium and a high-density optical recording method.
一般に、非線形光学効果とは、印加する光電場の2乗、3乗あるいはそれ以上に比例する非線型な光学応答のことである。近年、3次の非線形光学効果が注目されており、その中でも特に、非共鳴2光子吸収が注目を集めている。2光子吸収とは、化合物が2つの光子を同時に吸収して励起される現象であり、化合物の(線形)吸収帯が存在しないエネルギー領域で2光子の吸収が起こる場合を非共鳴2光子吸収という。なお、以下の記述において特に明記しなくても2光子吸収とは非共鳴2光子吸収を指す。 In general, the nonlinear optical effect is a non-linear optical response proportional to the square of the applied photoelectric field, the third power, or more. In recent years, the third-order nonlinear optical effect has attracted attention, and non-resonant two-photon absorption is particularly attracting attention. Two-photon absorption is a phenomenon in which a compound is excited by simultaneously absorbing two photons, and the case where two-photon absorption occurs in an energy region where there is no (linear) absorption band of the compound is called non-resonant two-photon absorption. . In the following description, two-photon absorption refers to non-resonant two-photon absorption even if not specified.
ところで、非共鳴2光子吸収の効率は印加する光電場の2乗に比例する(2光子吸収の2乗特性)。このため、2次元平面にレーザーを照射した場合においては、レーザースポットの中心部の電界強度の高い位置のみで2光子の吸収が起こり、周辺部の電界強度の弱い部分では2光子の吸収は全く起こらない。一方、3次元空間においては、レーザー光をレンズで集光した焦点の電界強度の大きな領域でのみ2光子吸収が起こり、焦点から外れた領域では電界強度が弱いために2光子吸収が全く起こらない。印加された光電場の強度に比例してすべての位置で励起が起こる線形吸収に比べて、非共鳴2光子吸収では、この2乗特性に由来して空間内部の1点のみで励起が起こるため、空間分解能が著しく向上する。 By the way, the efficiency of non-resonant two-photon absorption is proportional to the square of the applied photoelectric field (square characteristic of two-photon absorption). For this reason, when a two-dimensional plane is irradiated with a laser, two-photon absorption occurs only at a position where the electric field strength is high in the central portion of the laser spot, and two-photon absorption is completely absent in a portion where the electric field strength is weak in the peripheral portion. Does not happen. On the other hand, in the three-dimensional space, two-photon absorption occurs only in the region where the electric field strength at the focal point where the laser light is collected by the lens is large, and no two-photon absorption occurs in the region outside the focal point because the electric field strength is weak. . Compared with linear absorption where excitation occurs at all positions in proportion to the intensity of the applied photoelectric field, non-resonant two-photon absorption results in excitation at only one point inside the space due to this square characteristic. , The spatial resolution is significantly improved.
通常、非共鳴2光子吸収を誘起する場合には、化合物の(線形)吸収帯が存在する波長領域よりも長波長でかつ吸収の存在しないレーザーを用いることが多い。透明領域のレーザーを用いるため、レーザー光が吸収や散乱を受けずに試料内部まで到達でき、非共鳴2光子吸収の2乗特性のために試料内部の1点を極めて高い空間分解能で励起できる。その点が通常の1光子(線形)吸収に対する大きな利点となる。 Usually, when non-resonant two-photon absorption is induced, a laser having a wavelength longer than that of a wavelength region in which a (linear) absorption band of a compound exists is often used. Since the laser in the transparent region is used, the laser beam can reach the inside of the sample without being absorbed or scattered, and one point inside the sample can be excited with extremely high spatial resolution due to the square characteristic of non-resonant two-photon absorption. This is a great advantage over ordinary one-photon (linear) absorption.
一方、従来から、レーザー光により一回限りの情報の記録が可能な光情報記録媒体(光ディスク)が知られており、追記型CD(いわゆるCD−R)、追記型DVD(いわゆるDVD−R)などが実用化されている。 On the other hand, optical information recording media (optical discs) capable of recording information only once by laser light are known, and write-once CDs (so-called CD-Rs) and write-once DVDs (so-called DVD-Rs). Etc. have been put to practical use.
例えば、DVD−Rの代表的な構造は、照射されるレーザー光のトラッキングのための案内溝(プレグルーブ)がCD−Rに比べて半分以下(0.74〜0.8μm)と狭く形成された透明な円盤状基板上に、色素からなる記録層、そして通常は該記録層の上に光反射層、そして更に必要により保護層からなる。 For example, the typical structure of DVD-R is such that the guide groove (pre-groove) for tracking the irradiated laser beam is narrower than half of CD-R (0.74-0.8 μm). Further, a recording layer made of a dye is formed on a transparent disk-shaped substrate, and a light reflecting layer is usually formed on the recording layer, and a protective layer is further formed if necessary.
DVD−Rへの情報の記録は、可視レーザー光(通常は630nm〜680nmの範囲)を照射し、記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇し、物理的あるいは化学的変化(例えば、ピットの生成)が生じてその光学的特性を変えることにより行われる。一方、情報の読み取り(再生)もまた記録用のレーザー光と同じ波長のレーザー光を照射することにより行われ、記録層の光学的特性が変化した部位(記録部分)と変化しない部位(未記録部分)との反射率の違いを検出することにより情報が再生される。この反射率の違いはいわゆる「屈折率の変調」に基づくものである。 Information is recorded on the DVD-R by irradiating with visible laser light (usually in the range of 630 nm to 680 nm), and the irradiated portion of the recording layer absorbs the light and the temperature rises locally. A change (eg, pit generation) occurs and changes its optical properties. On the other hand, reading (reproduction) of information is also performed by irradiating laser light having the same wavelength as the recording laser light, and the part where the optical characteristics of the recording layer have changed (recorded part) and the part that has not changed (unrecorded) Information is reproduced by detecting the difference in reflectance from (part). This difference in reflectance is based on so-called “refractive index modulation”.
最近、インターネット等のネットワークやハイビジョンTVが急速に普及している。また、HDTV(High Definition Television)の放映も間近にひかえて、民生用途においても50GB以上、好ましくは100GB以上の画像情報を安価簡便に記録するための大容量記録媒体の要求が高まっている。 Recently, networks such as the Internet and high-definition TV are rapidly spreading. In addition, HDTV (High Definition Television) will soon be broadcast, and there is an increasing demand for large-capacity recording media for easily and inexpensively recording image information of 50 GB or more, preferably 100 GB or more for consumer use.
さらにコンピューターバックアップ用途、放送バックアップ用途等、業務用途においては、1TB程度あるいはそれ以上の大容量の情報を高速かつ安価に記録できる光記録媒体が求められている。 Furthermore, for business use such as computer backup use and broadcast backup use, an optical recording medium capable of recording large-capacity information of about 1 TB or more at high speed and at low cost is required.
そのような中、DVD−Rのような従来の2次元光記録媒体は物理原理上、たとえ記録再生波長を短波長化したとしてもせいぜい片面25GB程度で、将来の要求に対応できる程の充分大きな記録容量が期待できるとは言えない状況である。 Under such circumstances, a conventional two-dimensional optical recording medium such as a DVD-R has a physical principle that even if the recording / reproducing wavelength is shortened, it is at most about 25 GB on one side and is sufficiently large to meet future requirements. It cannot be said that the recording capacity can be expected.
そのような状況の中、究極の高密度、高容量記録媒体として、3次元光記録媒体が俄然注目されてきている。3次元光記録媒体は、3次元(膜厚)方向に何十、何百層もの記録を重ねることで、従来の2次元記録媒体の何十、何百倍もの超高密度、超高容量記録を達成しようとするものである。3次元光記録媒体を提供するためには、3次元(膜厚)方向の任意の場所にアクセスして書き込みできなければならないが、その手段として、2光子吸収材料を用いる方法とホログラフィ(干渉)を用いる方法とある。 Under such circumstances, a three-dimensional optical recording medium has attracted attention as an ultimate high-density, high-capacity recording medium. Three-dimensional optical recording media can be recorded in dozens or hundreds of layers in the three-dimensional (film thickness) direction, resulting in tens or hundreds of times the ultra-high density and ultra-high capacity recording of conventional two-dimensional recording media. That is what we are trying to achieve. In order to provide a three-dimensional optical recording medium, it is necessary to be able to access and write at an arbitrary place in the three-dimensional (film thickness) direction. As a means for this, a method using a two-photon absorption material and holography (interference) There is a method of using.
2光子吸収材料を用いる3次元光記録媒体では、上記で説明した物理原理に基づいて何十、何百倍にもわたっていわゆるビット記録が可能であって、より高密度記録が可能であり、まさに究極の高密度、高容量光記録媒体であると言える。 In a three-dimensional optical recording medium using a two-photon absorption material, so-called bit recording is possible over tens or hundreds of times based on the physical principle described above, and higher density recording is possible. It can be said to be the ultimate high-density, high-capacity optical recording medium.
2光子吸収材料を用いた3次元光記録媒体としては、記録再生に蛍光性物質を用いて蛍光で読み取る方法(レヴィッチ、ユージーン、ポリス他、特表2001−524245号[特許文献1]、パベル、ユージエン他、特表2000−512061号[特許文献2])、フォトクロミック化合物を用いて吸収または蛍光で読み取る方法(コロティーフ、ニコライ・アイ他、特表2001−522119号[特許文献3]、アルセノフ、ヴィラディミール他、特表2001−508221号[特許文献4])等が提案されている。 As a three-dimensional optical recording medium using a two-photon absorption material, a method of reading with fluorescence using a fluorescent substance for recording and reproduction (Levic, Eugene, Polis et al., Special Table 2001-524245 [Patent Document 1], Pavel, Eugene et al., JP 2000-512061 [Patent Document 2]), absorption or fluorescence reading using a photochromic compound (Korotif, Nikolai Ai et al., JP 2001-522119 [Patent Document 3], Arsenoff, Villa Dimir et al., JP-T-2001-508221 [Patent Document 4]) and the like have been proposed.
また、河田聡、川田善正、特開平6−28672号[特許文献5]、河田聡、川田善正他、特開平6−118306号[特許文献6]には、屈折率変調により3次元的に記録する記録装置、及び再生装置、読み出し方法等が開示されている。 Also, three-dimensional recording by refractive index modulation is performed in Kawada Jun, Kawada Yoshimasa, JP-A-6-28672 [Patent Document 5], Kawada Kei, Kawada Yoshimasa et al. And JP-A-6-118306 [Patent Document 6]. A recording apparatus, a reproducing apparatus, a reading method, and the like are disclosed.
ところが、これらの2光子3次元光記録媒体、3次元記録−再生装置では、光記録媒体内部に記録された記録情報の3次元位置を得るためには、記録媒体と記録装置の相対的位置を基準に、記録−再生装置側で位置を特定するしか方法が無かった。この様な装置側での位置決めは、記録媒体のサイズのばらつきや反り、また装置の振動や経時劣化によってその位置が大きくずれることになるため、極めて微細な信号を記録し、読み出す高密度記録媒体では致命的である。一方、3次元記録媒体内部に、3次元の位置情報を得る手段が存在すれば、その情報を基に媒体のサイズのばらつきや反りおよび振動や経時劣化が発生したとしても、それに応じて動的に柔軟に位置の補正を行うことが可能である。しかしながら、光記録媒体内部に、その3次元位置を特定するための仕組みを具備した2光子光記録媒体はこれまでには開示されてはいない。
上に述べたように、これまでに報告されている2光子3次元光記録媒体において、該媒体内部の3次元位置を特定するには、該媒体と記録−再生装置との相対的な位置関係を基準に、装置側で位置を決める以外に方法は無かった。しかし、装置側で位置を決めるのみの場合には、様々な要因(記録媒体の製造精度、反り、変形、装置の振動、経時劣化など)によって、位置情報の精度は著しく低下してしまう。高密度記録媒体においては、記録される記録ビットの大きさは非常に小さいため、僅かな誤差であっても記録−読み出し性能の大幅な低下は避けられない。そのためには、記録媒体の状況を絶えずモニターして、動的に位置を補正することが必要不可欠であるが、記録媒体内部に空間的な位置を特定する仕組みが存在しないため、これまでに提案されている2光子3次元光記録媒体ではこの動的位置補正を行うことは不可能である。 As described above, in the two-photon three-dimensional optical recording medium reported so far, in order to specify the three-dimensional position inside the medium, the relative positional relationship between the medium and the recording-reproducing apparatus is used. Based on the above, there was no method other than determining the position on the device side. However, when only the position is determined on the apparatus side, the accuracy of the position information is significantly lowered due to various factors (recording medium manufacturing accuracy, warpage, deformation, vibration of the apparatus, deterioration with time, etc.). In a high-density recording medium, the size of recording bits to be recorded is very small, so that even a slight error inevitably causes a significant decrease in recording-reading performance. To that end, it is indispensable to constantly monitor the status of the recording medium and dynamically correct the position. However, since there is no mechanism for identifying the spatial position inside the recording medium, there have been proposals so far. This dynamic position correction is impossible with the two-photon three-dimensional optical recording medium.
本発明の目的は、高密度記録媒体に必要不可欠な動的位置補正のために、該記録媒体内部にその位置を特定するための仕組みを導入して動的位置補正を可能にすると共に、位置精度向上による記録−読出し速度の向上と高信頼性を提供することである。 An object of the present invention is to enable dynamic position correction by introducing a mechanism for specifying the position inside the recording medium for dynamic position correction indispensable for a high-density recording medium. It is to improve the recording-reading speed and improve the reliability by improving the accuracy.
発明者らの鋭意検討の結果、本発明の上記目的は、下記の手段により達成された。
(1)記録媒体内部の3次元空間内部に、情報が記録可能な複数の記録平面を積層して成る2光子3次元光記録媒体であって、該3次元空間内部の位置を特定するための位置情報を該媒体内部に有することを特徴とする3次元光記録媒体。
(2)該記録平面内での2次元の位置情報と、積層してなる記録平面の中の任意の記録平面を特定するための位置情報とを有することを特徴とする(1)記載の3次元光記録媒体。
(3)該記録平面内での2次元の位置情報を特定するための目印として、周囲と異なる光学特性を有する同心円状の構造体を有することを特徴とする(1)または(2)記載の3次元光記録媒体。
(4)積層してなる記録平面中の任意の記録平面を特定するための目印として、周囲とは異なる光学特性のらせん状構造体を有することを特徴とする(1)または(2)記載の3次元光記録媒体。
(5)該同心円状構造体およびらせん状構造体が任意の周波数のうねりを有することを特徴とする(3)または(4)記載の3次元光記録媒体。
(6)記録媒体内部または基板表面に該同心円状構造体を有することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の3次元光記録媒体。
(7)複数の記録平面を積層して成る記録層の中心部、末端部または中心部から末端部にいたる任意の位置に一つまたは複数個の該らせん状構造体を有することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の3次元光記録媒体。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の3次元光記録媒体に、該位置情報を基に情報を3次元に記録することを特徴とする光情報記録方法。
(9)該らせん状構造体を情報記録に先立って形成する工程を有することを特徴とする(8)記載の光情報記録方法。
(10)(1)〜(7)のいずれかに記載の3次元光記録媒体に、(8)または(9)に記載の方法を用いて情報を記録することを特徴とする3次元光情報記録装置。
(11)(1)〜(7)のいずれかに記載の3次元光記録媒体であって、該媒体が2光子吸収化合物を含み、該2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して屈折率変調または吸収率変調による記録を行った後、光を記録材料に照射してその反射率の違いを検出することにより再生することを特徴とする2光子吸収光記録再生方法。
(12)3次元光記録媒体としての2光子吸収化合物を有する2光子吸収光記録材料に、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して発光能変調による記録を行った後、光を記録材料に照射してその発光強度の違いを検出することにより再生することを特徴とする2光子吸収光記録再生方法。
(13)3次元光記録媒体が2光子吸収化合物を有し、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して、1)重合反応、2)発色反応、3)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、4)潜像発色−発色体増感重合反応、5)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、6)消色反応、7)発泡、のいずれかの方法により、A)屈折率変調、B)吸収率変調、C)発光能変調のいずれかを起こして記録を行うことを特徴とする(1)〜(12)記載の3次元光記録媒体。
(14)(11)または(12)に記載の2光子吸収化合物を含有することを特徴とする3次元光記録媒体。
(15)(13)または(14)において、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用した記録が書き換えできない方式であることを特徴とする(13)または(14)記載の3次元光記録媒体。
(16)該2光子吸収化合物が、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、フタロシアニン色素、アゾ色素または下記一般式(1)にて表されることを特徴とする、(13)〜(15)のいずれかに記載の2光子吸収光記録材料。
As a result of intensive studies by the inventors, the above object of the present invention has been achieved by the following means.
(1) A two-photon three-dimensional optical recording medium in which a plurality of recording planes capable of recording information are stacked in a three-dimensional space inside the recording medium, for specifying a position in the three-dimensional space A three-dimensional optical recording medium having position information inside the medium.
(2) The two-dimensional position information in the recording plane and the position information for specifying an arbitrary recording plane in the laminated recording plane are described in (3). Dimensional optical recording medium.
(3) As a mark for specifying two-dimensional position information in the recording plane, a concentric structure having optical characteristics different from the surroundings is provided, (1) or (2) Three-dimensional optical recording medium.
(4) The helical structure having optical characteristics different from the surroundings as a mark for specifying an arbitrary recording plane in the recording plane formed by stacking, (1) or (2) Three-dimensional optical recording medium.
(5) The three-dimensional optical recording medium according to (3) or (4), wherein the concentric structure and the spiral structure have a wave of an arbitrary frequency.
(6) The three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (5), wherein the concentric structure is provided in the recording medium or on the substrate surface.
(7) One or a plurality of the helical structures are provided at any position from the central part, the terminal part, or the central part to the terminal part of the recording layer formed by laminating a plurality of recording planes. The three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (5).
(8) An optical information recording method, wherein information is recorded three-dimensionally on the three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (7) based on the position information.
(9) The optical information recording method according to (8), further comprising a step of forming the helical structure prior to information recording.
(10) Three-dimensional optical information, wherein information is recorded on the three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (7) by using the method according to (8) or (9). Recording device.
(11) The three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (7), wherein the medium includes a two-photon absorption compound, and the refractive index is determined by using the two-photon absorption of the two-photon absorption compound. 2. A two-photon absorption optical recording / reproducing method, wherein recording is performed by modulation or absorptance modulation, and reproduction is performed by irradiating the recording material with light and detecting a difference in reflectance.
(12) Recording is performed on a two-photon absorption optical recording material having a two-photon absorption compound as a three-dimensional optical recording medium by using the two-photon absorption of the two-photon absorption compound, and then recording light. A two-photon absorption optical recording / reproducing method characterized in that reproduction is performed by irradiating a laser beam and detecting a difference in emission intensity.
(13) The three-dimensional optical recording medium has a two-photon absorption compound, and utilizes the two-photon absorption of the two-photon absorption compound, 1) polymerization reaction, 2) color development reaction, 3) latent image color development-color former self-increase A) Sensitive amplification color reaction, 4) latent image color development-chromogen sensitized polymerization reaction, 5) orientation change of compound having intrinsic birefringence, 6) decolorization reaction, 7) foaming, A) The three-dimensional optical recording medium according to any one of (1) to (12), wherein recording is performed by causing any one of refractive index modulation, B) absorption rate modulation, and C) light emission ability modulation.
(14) A three-dimensional optical recording medium comprising the two-photon absorption compound according to (11) or (12).
(15) The three-dimensional optical recording medium according to (13) or (14), wherein the recording using two-photon absorption of the two-photon absorption compound is not rewritable in (13) or (14).
(16) The two-photon absorption compound is represented by a cyanine dye, a merocyanine dye, an oxonol dye, a phthalocyanine dye, an azo dye or the following general formula (1), (13) to (15) The two-photon absorption optical recording material according to any one of the above.
一般式(1) General formula (1)
式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に、水素原子、または置換基を表し、R1、R2、R3、R4のうちのいくつかが互いに結合して環を形成してもよい。nおよびmはそれぞれ独立に0〜4の整数を表し、nおよびmが2以上の場合、複数個のR1、R2、R3およびR4は同一でもそれぞれ異なってもよい。ただし、n、m同時に0となることはない。X1およびX2は独立に、アリール基、ヘテロ環基、または一般式(2)で表される基を表す。 In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and some of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are bonded to each other to form a ring. May be formed. n and m each independently represent an integer of 0 to 4, and when n and m are 2 or more, a plurality of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different. However, n and m are not 0 simultaneously. X 1 and X 2 independently represent an aryl group, a heterocyclic group, or a group represented by General Formula (2).
一般式(2) General formula (2)
式中、R5は水素原子または置換基を表し、R6は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基を表し、Z1は5または6員環を形成する原子群を表す。
(17)(16)において、シアニン色素が下記一般式(3)にて、メロシアニン色素が下記一般式(4)にて、オキソノール色素が一般式(5)にて表されることを特徴とする、(15)記載の3次元光記録媒体。
In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a substituent, R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a heterocyclic group, and Z 1 represents an atomic group forming a 5- or 6-membered ring. .
(17) In (16), the cyanine dye is represented by the following general formula (3), the merocyanine dye is represented by the following general formula (4), and the oxonol dye is represented by the general formula (5). The three-dimensional optical recording medium according to (15).
一般式(3)〜(5)中、Za1、Za2及びZa3はそれぞれ5員または6員の含窒素複素環を形成する原子群を表わし、Za4、Za5及びZa6はそれぞれ5員または6員環を形成する原子群を表わす。Ra1、Ra2及びRa3はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基を表す。 In the general formulas (3) to (5), Za 1 , Za 2 and Za 3 each represent an atomic group forming a 5-membered or 6-membered nitrogen-containing heterocycle, and Za 4 , Za 5 and Za 6 are each 5 A group of atoms forming a member or six-membered ring is represented. Ra 1 , Ra 2 and Ra 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a heterocyclic group.
Ma1〜Ma14はそれぞれ独立にメチン基を表わし、置換基を有していても良く、他のメチン基と環を形成しても良い。na1、na2及びna3はそれぞれ0または1であり、ka1、及びka3はそれぞれ0〜3の整数を表わす。ka1が2以上の時、複数のMa3、Ma4は同じでも異なってもよく、ka3が2以上の時、複数のMa12、Ma13は同じでも異なってもよい。ka2は0〜8の整数を表わし、ka2が2以上の時、複数のMa10、Ma11は同じでも異なってもよい。 Ma 1 to Ma 14 each independently represent a methine group, may have a substituent, and may form a ring with another methine group. na 1 , na 2 and na 3 are each 0 or 1, and ka 1 and ka 3 each represents an integer of 0 to 3. When ka 1 is 2 or more, the plurality of Ma 3 and Ma 4 may be the same or different. When ka 3 is 2 or more, the plurality of Ma 12 and Ma 13 may be the same or different. ka 2 represents an integer of 0 to 8, and when ka 2 is 2 or more, a plurality of Ma 10 and Ma 11 may be the same or different.
CIは電荷を中和するイオンを表わし、yは電荷の中和に必要な数を表わす。
(18)請求項(11)または(12)記載の2光子吸収光記録再生方法から成る2光子吸収3次元光記録再生方法。
(19)請求項(14)〜(17)記載の3次元光記録媒体から成る2光子吸収3次元光記録媒体。
(20)請求項(13)〜(18)記載の3次元光記録媒体が保存時に遮光カートリッジ内に保存されていることを特徴とする2光子吸収3次元光記録媒体。
(21)請求項(13)〜(19)記載の3次元光記録媒体に、2光子吸収化合物の有する線形吸収帯よりも長波長でかつ線形吸収のモル吸光係数が10以下の波長のレーザー光を照射して誘起された2光子吸収を利用して記録を起こすことを特徴とする2光子吸収光記録方法。
CI represents an ion that neutralizes the electric charge, and y represents a number necessary for neutralizing the electric charge.
(18) A two-photon absorption three-dimensional optical recording / reproducing method comprising the two-photon absorption optical recording / reproducing method according to claim (11) or (12).
(19) A two-photon absorption three-dimensional optical recording medium comprising the three-dimensional optical recording medium according to any one of claims (14) to (17).
(20) A two-photon absorption three-dimensional optical recording medium, wherein the three-dimensional optical recording medium according to any one of claims (13) to (18) is stored in a light-shielding cartridge at the time of storage.
(21) A laser beam having a wavelength longer than that of the linear absorption band of the two-photon absorption compound and having a molar absorption coefficient of linear absorption of 10 or less in the three-dimensional optical recording medium according to claims (13) to (19) A two-photon absorption optical recording method, wherein recording is performed using two-photon absorption induced by irradiation of
本発明により、高密度記録媒体に必要不可欠な動的位置補正のために、該記録媒体内部にその位置を特定するための仕組みを導入して動的位置補正を可能にすると共に、位置精度向上による記録−読出し速度の向上と高信頼性を得ることができる。 According to the present invention, for dynamic position correction indispensable for a high-density recording medium, a mechanism for specifying the position inside the recording medium is introduced to enable dynamic position correction, and position accuracy is improved. The recording / reading speed can be improved and high reliability can be obtained.
以下に本発明の光記録媒体について詳細に説明する。 The optical recording medium of the present invention will be described in detail below.
本発明の光記録媒体は、その内部の3次元空間内に、情報が記録可能な複数の記録平面を積層してなる2光子3次元光記録媒体であって、該3次元空間内部の位置を特定するための位置情報を該媒体内部に有することを特徴とする。 An optical recording medium of the present invention is a two-photon three-dimensional optical recording medium in which a plurality of recording planes capable of recording information are stacked in a three-dimensional space inside the medium. Position information for specifying is provided inside the medium.
該媒体内部の3次元空間における位置を特定するための位置情報としては、複数の積層してなる記録平面の中から任意の記録平面(以下、ページと略称する)を特定するためのページ特定情報と、任意のページ内における2次元の位置情報とを組み合わせ用いることが好ましい。 The position information for specifying the position in the three-dimensional space inside the medium includes page specifying information for specifying an arbitrary recording plane (hereinafter abbreviated as a page) from a plurality of stacked recording planes. And two-dimensional position information in an arbitrary page are preferably used in combination.
該2光子3次元記録媒体内部にページ情報を付与する方法としては、記録光または読出し光の入射面から対向面に向かって、またはこの逆の方向に向かってらせん状の連続した構造体を形成することが好ましい。 As a method for providing page information inside the two-photon three-dimensional recording medium, a spiral continuous structure is formed from the incident surface of the recording light or the reading light toward the opposite surface or in the opposite direction. It is preferable to do.
該らせん状の構造体は光学的にその構造が認識できるものであれば、それを形成するための素材や組成等は特に制限がないが、発色、消色、重合、発泡による空隙の形成、固有複屈折率を有する化合物の配向変化などによる屈折率の変化、光吸収率の変化、発光強度の変化をもちいることが好ましい。 As long as the helical structure can optically recognize its structure, there are no particular restrictions on the material or composition for forming the structure, but color formation, decoloring, polymerization, formation of voids by foaming, It is preferable to use a change in refractive index, a change in light absorption rate, and a change in light emission intensity due to a change in orientation of a compound having an intrinsic birefringence.
該らせん状構造体は、該3次元光記録媒体の最内周部に設けられても、最外周部に設けられても、また内周から外周に到る任意の場所に設けられてもよく、またその数も一個でも複数個でも構わない。 The helical structure may be provided on the innermost periphery of the three-dimensional optical recording medium, may be provided on the outermost periphery, or may be provided at any place from the inner periphery to the outer periphery. The number may be one or more.
該2光子3次元記録媒体内部の各ページに、該ページ平面内の2次元位置情報を付与する方法としては、該記録媒体内部の少なくとも1つのページに、中心部から末端部へ向けた同心円状の連続した構造体を形成することが好ましい。 As a method for giving two-dimensional position information in the page plane to each page inside the two-photon three-dimensional recording medium, concentric circles extending from the center to the end are provided on at least one page inside the recording medium. It is preferable to form a continuous structure.
該同心円状の構造体は光学的にその構造が認識できるものであれば、それを形成するための素材や組成等は特に制限がないが、発色、消色、重合、発泡による空隙の形成、固有複屈折率を有する化合物の配向変化などによる屈折率の変化、光吸収率の変化、発光強度の変化をもちいることが好ましい。 The concentric structure is not particularly limited as long as its structure can be optically recognized, but there are no particular restrictions on the material or composition for forming the structure. Coloring, decoloring, polymerization, formation of voids by foaming, It is preferable to use a change in refractive index, a change in light absorption rate, and a change in light emission intensity due to a change in orientation of a compound having an intrinsic birefringence.
該同心円状の構造体を基板上に一つだけ形成することも望ましい。この場合には、基板表面に凹凸を有する溝を設けることで2次元位置情報を提供する構造体とすることができる。 It is also desirable to form only one concentric structure on the substrate. In this case, a structure that provides two-dimensional position information can be obtained by providing a groove having irregularities on the substrate surface.
ページ情報を提供するためのらせん状構造体および、ページ内の2次元位置情報を提供するための同心円状構造体は、CD-RやDVD-Rの案内溝(グルーブ)に用いられているような蛇行した構造(ウォブリング)を有することが好ましく、ウォブル量によってページ位置およびページ内2次元位置情報を与えることが好ましい。 The spiral structure for providing page information and the concentric structure for providing two-dimensional position information within the page seem to be used in CD-R and DVD-R guide grooves. It is preferable to have a meandering structure (wobbling), and it is preferable to provide page position and in-page two-dimensional position information according to the wobble amount.
本発明のらせん状構造体および同心円状構造体は、それらがお互いに結合して設けられることも可能である。例えばこの場合には、ページ内位置情報を担う同心円状構造の末端で次のページの同心円構造の末端に繋がるため、全体として1つの大きならせん構造体を形成することになる。 The helical structure and the concentric structure of the present invention can be provided by being coupled to each other. For example, in this case, since the end of the concentric structure carrying the in-page position information is connected to the end of the concentric structure of the next page, one large spiral structure is formed as a whole.
次に、本発明の光情報記録方法について説明する。本発明の光情報記録方法は上述のらせん状構造体と同心円状構造体によって、記録媒体内部の3次元空間内の位置が特定可能な光記録媒体に、その位置情報を基にして情報を3次元に記録することを特徴とする光情報記録方法である。また本記録方法には、ページ情報を担うらせん状構造体を情報記録に先立って形成する工程も含むことが好ましい。 Next, the optical information recording method of the present invention will be described. According to the optical information recording method of the present invention, information is recorded on the optical recording medium whose position in the three-dimensional space inside the recording medium can be specified by the above spiral structure and concentric structure based on the position information. An optical information recording method characterized by recording in a dimension. The recording method preferably includes a step of forming a helical structure for carrying page information prior to information recording.
次に本発明の2光子吸収光記録再生方法及び2光子吸収光記録材料について詳しく説明する。 Next, the two-photon absorption optical recording / reproducing method and the two-photon absorption optical recording material of the present invention will be described in detail.
本発明の2光子吸収光記録再生方法としては、2光子吸収化合物を有する2光子吸収光記録材料に、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して屈折率変調または吸収率変調による記録を行った後、光を記録材料に照射してその反射率の違いを検出することにより再生する方法が好ましい。 As the two-photon absorption optical recording / reproducing method of the present invention, recording by refractive index modulation or absorptance modulation is performed on a two-photon absorption optical recording material having a two-photon absorption compound by utilizing two-photon absorption of the two-photon absorption compound. Then, a method of reproducing by irradiating the recording material with light and detecting a difference in reflectance is preferable.
また一方で、2光子吸収化合物を有する2光子吸収光記録材料に、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して発光能変調による記録を行った後、光を記録材料に照射してその発光強度の違いを検出することにより再生する方法が好ましい。 On the other hand, after recording is performed on the two-photon absorption optical recording material having the two-photon absorption compound by using the two-photon absorption of the two-photon absorption compound, the recording material is irradiated with light to emit the light. A method of reproducing by detecting a difference in intensity is preferred.
その際発光は蛍光でもりん光でも良いが、蛍光であることが発光効率の点で好ましい。 In this case, the light emission may be fluorescence or phosphorescence, but fluorescence is preferable from the viewpoint of light emission efficiency.
なお、本発明の3次元光記録媒体としての2光子吸収光記録材料は、湿式処理を行わないことが好ましい。 The two-photon absorption optical recording material as the three-dimensional optical recording medium of the present invention is preferably not subjected to wet processing.
本発明の2光子吸収光記録材料は、書き換えできない方式であることが好ましい。なおここで、書き換えできない方式とは、不可逆反応により記録される方式であり、一度記録されたデータは、さらに上書き記録して書き換えしようとしても書き換えされることなく保存できる方式を示す。したがって重要でかつ長期保存が必要なデータの保存に適する。ただし無論、まだ記録されていない領域に新たに追記して記録していくことは可能である。そのような意味で、一般には「追記型」または「ライトワンス型」と呼ばれる。 The two-photon absorption optical recording material of the present invention is preferably a system that cannot be rewritten. Here, the non-rewritable method is a method of recording by irreversible reaction, and indicates a method in which once recorded data can be stored without being rewritten even if it is overwritten and recorded. Therefore, it is suitable for storing important data that requires long-term storage. However, of course, it is possible to newly record in an area that has not been recorded yet. In that sense, it is generally called “write-once type” or “write-once type”.
本発明の2光子吸収光記録材料としては、2光子吸収化合物を有し、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して、1)重合反応、2)発色反応、3)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、4)潜像発色−発色体増感重合反応、5)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、6)消色反応、7)発泡、のいずれかの方法により、A)屈折率変調、B)吸収率変調、C)発光能変調のいずれかを起こすことにより記録を行うことを特徴とする2光子吸収光記録材料が好ましい。 The two-photon absorption optical recording material of the present invention has a two-photon absorption compound and uses the two-photon absorption of the two-photon absorption compound to 1) polymerization reaction, 2) color reaction, and 3) latent image color development-color development. Self-sensitized amplification color development reaction, 4) latent image color development-color development body sensitized polymerization reaction, 5) orientation change of compound having intrinsic birefringence, 6) decolorization reaction, 7) foaming A two-photon absorption optical recording material is preferable, in which recording is performed by causing any one of A) refractive index modulation, B) absorptance modulation, and C) luminous intensity modulation.
本発明の2光子吸収光記録材料の記録にはレーザーを用いることが好ましい。本発明に用いる光は好ましくは波長200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光のいずれかであり、より好ましくは波長300〜1000nmの紫外光、可視光または赤外光であり、さらに好ましくは400〜800nmの可視光または赤外光である。 A laser is preferably used for recording of the two-photon absorption optical recording material of the present invention. The light used in the present invention is preferably ultraviolet light having a wavelength of 200 to 2000 nm, visible light, or infrared light, more preferably ultraviolet light having a wavelength of 300 to 1000 nm, visible light, or infrared light, and further preferably. Is visible light or infrared light of 400 to 800 nm.
用いることができるレーザーは特に限定されないが、具体的には、中心波長1000nm付近に発振波長を有するTi−サファイア等の固体レーザーやファイバーレーザー、780nm付近の発振波長を有するCD-Rなどでも用いられている半導体レーザーや固体レーザー、ファイバーレーザー、620〜680nmの範囲の発振波長を有するDVD-Rなどでも用いられている半導体レーザーや固体レーザー、400〜415nm付近の発振波長を有するGaNレーザーなどを好ましく用いることができる。 The laser that can be used is not particularly limited, but specifically, it is also used in a solid laser such as Ti-sapphire having an oscillation wavelength near a central wavelength of 1000 nm, a fiber laser, a CD-R having an oscillation wavelength near 780 nm, or the like. Preferred are semiconductor lasers, solid lasers, fiber lasers, semiconductor lasers used in DVD-R having an oscillation wavelength in the range of 620 to 680 nm, solid lasers, GaN lasers having an oscillation wavelength in the vicinity of 400 to 415 nm, etc. Can be used.
また他にも、可視光域に発振波長を有するYAG・SHGレーザーなどの固体SHGレーザー、半導体SHGレーザーなども好ましく用いることができる。 In addition, a solid SHG laser such as a YAG / SHG laser having an oscillation wavelength in the visible light region, a semiconductor SHG laser, or the like can be preferably used.
本発明に用いるレーザーはパルス発振レーザーであってもCWレーザーであっても良い。 The laser used in the present invention may be a pulsed laser or a CW laser.
なお、本発明の2光子吸収光記録材料に記録を行う際は、2光子吸収化合物の有する線形吸収帯よりも長波長でかつ線形(1光子)吸収のモル吸光係数が10以下の波長のレーザー光を照射して誘起された2光子吸収を利用して記録を起こすことが好ましく、1以下であることがより好ましく、0.1以下であることがさらに好ましく、線形吸収がないことが最も好ましい。 When recording on the two-photon absorption optical recording material of the present invention, a laser having a wavelength longer than the linear absorption band of the two-photon absorption compound and having a linear (one-photon) absorption molar extinction coefficient of 10 or less. Recording is preferably performed using two-photon absorption induced by irradiation with light, preferably 1 or less, more preferably 0.1 or less, and most preferably no linear absorption. .
再生の際使用する光は、例えば上記レーザー光であることが好ましい。また、パワーまたはパルス形状は同じか異なるものの、記録時と同じ波長のレーザーを用いて再生することがより好ましい。 The light used for reproduction is preferably the above laser light, for example. Further, although the power or pulse shape is the same or different, it is more preferable to reproduce by using a laser having the same wavelength as that at the time of recording.
また、再生の際使用する光として、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、LED、有機ELなども挙げられる。特定の波長域の光を照射するために、必要に応じてシャープカットフィルターやバンドパスフィルター、回折格子等を用いることも好ましい。 Examples of the light used for reproduction include carbon arc, high-pressure mercury lamp, xenon lamp, metal halide lamp, fluorescent lamp, tungsten lamp, LED, and organic EL. In order to irradiate light in a specific wavelength range, it is also preferable to use a sharp cut filter, a band pass filter, a diffraction grating, or the like as necessary.
本発明の2光子吸収光記録材料にて、記録により生成する反応部または発色部の大きさは10nm〜100μmの範囲内であることが好ましく、50nm〜5μmの範囲であることがより好ましく、50nm〜2μmの範囲であることがさらに好ましい。 In the two-photon absorption optical recording material of the present invention, the size of the reaction part or coloring part produced by recording is preferably in the range of 10 nm to 100 μm, more preferably in the range of 50 nm to 5 μm, and 50 nm. More preferably, it is in the range of ˜2 μm.
また、記録材料の再生を可能にするためには、反応部または発色部の大きさは照射光波長の1/20〜20倍の大きさであることが好ましく、1/10〜10倍の大きさであることがより好ましく、1/5〜5倍の大きさであることが最も好ましい。 Further, in order to enable the reproduction of the recording material, the size of the reaction part or the color development part is preferably 1/20 to 20 times the irradiation light wavelength, and is 1/10 to 10 times as large. It is more preferable that the size is 1/5 to 5 times.
本発明の2光子吸収光記録材料においては、2光子記録の後に、光(通常の1光子)または熱、あるいはその両方により定着工程を行っても良い。 In the two-photon absorption optical recording material of the present invention, after the two-photon recording, a fixing step may be performed by light (ordinary one-photon), heat, or both.
特に本発明の2光子吸収光記録材料に酸増殖剤または塩基増殖剤を用いる場合、酸増殖剤または塩基増殖剤を有効に機能させる点においても定着に加熱を用いることが好ましい。 In particular, when an acid proliferating agent or a base proliferating agent is used in the two-photon absorption optical recording material of the present invention, it is preferable to use heating for fixing in order to make the acid proliferating agent or base proliferating agent function effectively.
光定着の場合は、2光子吸収光記録材料全域に紫外光または可視光を全面照射(非干渉露光)する。用いる光源として好ましくは、可視光レーザー、紫外光レーザー、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、LED、有機ELなどが挙げられる。 In the case of photofixing, the entire surface of the two-photon absorption optical recording material is irradiated with ultraviolet light or visible light (non-interference exposure). Preferably, the light source used includes a visible light laser, an ultraviolet light laser, a carbon arc, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, a tungsten lamp, an LED, an organic EL, and the like.
なお、光定着の光源に記録に用いるレーザーをそのまま、あるいはパワー、パルス、集光度、波長などを変えて用いることも好ましい。 It is also preferable to use a laser used for recording as a light source for light fixing as it is or by changing the power, pulse, condensing degree, wavelength and the like.
熱定着の場合は、好ましくは40℃〜160℃、より好ましくは60℃〜130℃にて定着工程を行うことが好ましい。 In the case of thermal fixing, the fixing step is preferably performed at 40 ° C to 160 ° C, more preferably 60 ° C to 130 ° C.
光定着と熱定着を両方行う際は、光と熱を同時に加えても、光と熱を別々に加えてもよい。 When both photofixing and heat fixing are performed, light and heat may be applied simultaneously, or light and heat may be added separately.
なお、本発明の2光子吸収光記録材料において、2光子吸収を行うことにより起こる化学反応、発色反応等は熱分解によらない反応、すなわちフォトンモードにて起こることが特に高感度化の点で好ましい。 In the two-photon absorption optical recording material of the present invention, the chemical reaction, color development reaction, and the like that occur by performing two-photon absorption are reactions that do not involve thermal decomposition, that is, the photon mode, particularly in terms of high sensitivity. preferable.
すなわち、既存のCD−RやDVD−Rにて実用されている方法とは異なる機構で記録することが、特に記録材料における書き込み転送速度を考える際に好ましい。 That is, it is preferable to record with a mechanism different from the method that is practically used in the existing CD-R and DVD-R, particularly when considering the writing transfer speed in the recording material.
本発明の2光子吸収光記録再生方法は、DVD-R、DVD-BL(BR)のような光記録再生方法、近接場光記録再生方法、3次元光記録再生方法等に用いることが好ましいが、より好ましくは3次元光記録再生方法に用いることが好ましい。すなわち、本発明の2光子吸収光記録再生方法は、2光子吸収3次元光記録再生方法に用いることが好ましい。 The two-photon absorption optical recording / reproducing method of the present invention is preferably used for an optical recording / reproducing method such as DVD-R and DVD-BL (BR), a near-field optical recording / reproducing method, a three-dimensional optical recording / reproducing method, and the like. More preferably, it is preferably used for a three-dimensional optical recording / reproducing method. That is, the two-photon absorption optical recording / reproducing method of the present invention is preferably used for the two-photon absorption three-dimensional optical recording / reproducing method.
同様に、本発明の2光子吸収光記録材料は、DVD-R、DVD-BL(BR)のような光記録媒体、近接場光記録媒体、3次元光記録媒体等に用いることが好ましいが、より好ましくは3次元光記録材料、媒体に用いることが好ましい。すなわち、本発明の2光子吸収光記録材料は、2光子吸収3次元光記録媒体に用いることが好ましい。 Similarly, the two-photon absorption optical recording material of the present invention is preferably used for optical recording media such as DVD-R and DVD-BL (BR), near-field optical recording media, and three-dimensional optical recording media. More preferably, it is used for a three-dimensional optical recording material or medium. That is, the two-photon absorption optical recording material of the present invention is preferably used for a two-photon absorption three-dimensional optical recording medium.
なお、本発明の2光子吸収光記録材料を光記録媒体に用いる際は、保存時2光子吸収光記録材料は遮光カートリッジ内に保存されていることが好ましい。 When the two-photon absorption optical recording material of the present invention is used for an optical recording medium, the two-photon absorption optical recording material is preferably stored in a light shielding cartridge during storage.
また、本発明の2光子吸収化合物及び2光子吸収光記録材料は3光子以上の多光子吸収を行っても構わない。 Further, the two-photon absorption compound and the two-photon absorption optical recording material of the present invention may perform multiphoton absorption of three or more photons.
まず、本発明の2光子吸収光記録材料に用いる2光子吸収化合物について詳しく説明する。 First, the two-photon absorption compound used in the two-photon absorption optical recording material of the present invention will be described in detail.
本発明の2光子吸収化合物は、非共鳴2光子吸収(化合物の(線形)吸収帯が存在しないエネルギー領域で2つの光子を同時に吸収して励起される現象)を行う化合物である。 The two-photon absorption compound of the present invention is a compound that performs non-resonant two-photon absorption (a phenomenon in which two photons are simultaneously excited in an energy region where no (linear) absorption band of the compound exists).
2光子吸収光記録材料、特に2光子吸収3次元光記録材料に応用する際は、速い転送(記録)速度達成のために、高感度にて2光子吸収を行って励起状態を効率良く生成することができる2光子吸収化合物が必要である。 When applied to a two-photon absorption optical recording material, particularly a two-photon absorption three-dimensional optical recording material, an excited state is efficiently generated by performing two-photon absorption with high sensitivity in order to achieve a high transfer (recording) speed. A two-photon absorbing compound that can be used is needed.
2光子吸収化合物が2光子吸収を行う効率は2光子吸収断面積δで表され、1GM = 1×10-50 cm4 s / photonで定義される。本発明の2光子吸収光記録材料における2光子吸収化合物の2光子吸収断面積δは100GM以上であることが、書き込み速度向上、レーザー小型化・安価化等の点で好ましく、1000GM以上であることがより好ましく、5000GM以上であることがより好ましく、10000GM以上であることが最も好ましい。 The efficiency with which a two-photon absorption compound performs two-photon absorption is represented by a two-photon absorption cross section δ and is defined by 1GM = 1 × 10 −50 cm 4 s / photon. The two-photon absorption cross-sectional area δ of the two-photon absorption compound in the two-photon absorption optical recording material of the present invention is preferably 100 GM or more from the viewpoint of improving the writing speed, reducing the size of the laser and reducing the cost, and is 1000 GM or more. Is more preferably 5000 GM or more, and most preferably 10,000 GM or more.
本発明の2光子吸収化合物は好ましくは有機化合物である。 The two-photon absorption compound of the present invention is preferably an organic compound.
なお、本発明において、特定の部分を「基」と称した場合には、特に断りの無い限りは、一種以上の(可能な最多数までの)置換基で置換されていても、置換されていなくても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。また、本発明における化合物に使用できる置換基は、どのような置換基でも良い。 In the present invention, when a specific moiety is referred to as a “group”, unless otherwise specified, it may be substituted with one or more (up to the maximum possible) substituents. It means that it is not necessary. For example, “alkyl group” means a substituted or unsubstituted alkyl group. In addition, the substituent that can be used in the compound in the present invention may be any substituent.
また、本発明において、特定の部分を「環」と称した場合、あるいは「基」に「環」が含まれる場合は、特に断りの無い限りは単環でも縮環でも良く、置換されていても置換されていなくても良い。 In the present invention, when a specific moiety is referred to as “ring”, or when “group” includes “ring”, it may be monocyclic or condensed unless otherwise specified. May not be substituted.
例えば、「アリール基」はフェニル基でもナフチル基でも良く、置換フェニル基でも良い。 For example, the “aryl group” may be a phenyl group, a naphthyl group, or a substituted phenyl group.
なおここで色素とは紫外域(好ましくは200〜400nm)可視光領域(400〜700nm)または近赤外領域(好ましくは700〜2000nm)に吸収の一部を有する化合物に対する総称であり、より好ましくは可視域に吸収の一部を有する化合物の総称である。 In addition, a pigment | dye here is a general term with respect to the compound which has a part of absorption in an ultraviolet region (preferably 200-400 nm) visible region (400-700 nm) or a near infrared region (preferably 700-2000 nm), More preferably Is a general term for compounds having a part of absorption in the visible region.
本発明における2光子吸収化合物としてはいかなるものでも良いが、例えば、シアニン色素、ヘミシアニン色素、ストレプトシアニン色素、スチリル色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、3核メロシアニン色素、4核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、アリーリデン色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アズレニウム色素、クマリン色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、アントラキノン色素、キノン色素、トリフェニルメタン色素、ジフェニルメタン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、フェノチアジン色素、フェノキサジン色素、フェナジン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、フルオレノン色素、ジアリールエテン色素、スピロピラン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、ポルフィリン色素、アザポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、縮環芳香族系色素、スチレン系色素、メタロセン色素、金属錯体色素、フェニレンビニレン色素、スチルバゾリウム色素であり、より好ましくは、シアニン色素、ヘミシアニン色素、ストレプトシアニン色素、スチリル色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、オキソノール色素、スクアリウム色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、チオキサンテン色素、フェノチアジン色素、フェノキサジン色素、フェナジン色素、アゾ色素、ポリエン色素、アザポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素であり、さらに好ましくはシアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、アゾ色素、フタロシアニン色素であり、さらに好ましくはシアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素であり、最も好ましくはシアニン色素である。 Any two-photon absorption compound in the present invention may be used. For example, cyanine dye, hemicyanine dye, streptocyanine dye, styryl dye, pyrylium dye, merocyanine dye, trinuclear merocyanine dye, tetranuclear merocyanine dye, rhodacyanine dye, complex Cyanine dye, complex merocyanine dye, allopolar dye, arylidene dye, oxonol dye, hemioxonol dye, squalium dye, croconium dye, azurenium dye, coumarin dye, ketocoumarin dye, styrylcoumarin dye, pyran dye, anthraquinone dye, quinone dye, tri Phenylmethane dye, diphenylmethane dye, xanthene dye, thioxanthene dye, phenothiazine dye, phenoxazine dye, phenazine dye, azo Element, azomethine dye, fluorenone dye, diarylethene dye, spiropyran dye, fulgide dye, perylene dye, phthaloperylene dye, indigo dye, polyene dye, acridine dye, acridinone dye, diphenylamine dye, quinacridone dye, quinophthalone dye, porphyrin dye, azaporphyrin dye Chlorophyll dyes, phthalocyanine dyes, fused aromatic dyes, styrenic dyes, metallocene dyes, metal complex dyes, phenylene vinylene dyes, stilbazolium dyes, more preferably cyanine dyes, hemicyanine dyes, streptocyanine dyes, styryl dyes , Pyrylium dye, merocyanine dye, arylidene dye, oxonol dye, squalium dye, ketocoumarin dye, styrylcoumarin dye, pyran dye Thioxanthene dye, phenothiazine dye, phenoxazine dye, phenazine dye, azo dye, polyene dye, azaporphyrin dye, chlorophyll dye, phthalocyanine dye, metal complex dye, more preferably cyanine dye, merocyanine dye, oxonol dye, azo dye Phthalocyanine dyes, more preferably cyanine dyes, merocyanine dyes, and oxonol dyes, and most preferably cyanine dyes.
本発明の2光子吸収化合物がシアニン色素の時、好ましくは一般式(3)にて表わされる。 When the two-photon absorption compound of the present invention is a cyanine dye, it is preferably represented by the general formula (3).
一般式(3)中、Za1及びZa2はそれぞれ5員または6員の含窒素複素環を形成する原子群を表わす。形成される5員または6員の含窒素複素環として好ましくは炭素原子数(以下C数という)3〜25のオキサゾール核(例えば、2−3−エチルオキサゾリル、2−3−スルホプロピルオキサゾリル、2−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−3−エチルベンゾオキサゾリル、2−3−スルホプロピル−γ−ナフトオキサゾリル、2−3−エチル−α−ナフトオキサゾリル、2−3−メチル−β−ナフトオキサゾリル、2−3−スルホプロピル−β−ナフトオキサゾリル、2−5−クロロ−3−エチル−α−ナフトオキサゾリル、2−5−クロロ−3−エチルベンゾオキサゾリル、2−5−クロロ−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−5、6−ジクロロ−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−5−ブロモ−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−3−エチル−5−フェニルベンゾオキサゾリル、2−5−フェニル−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−5−(4−ブロモフェニル)−3−スルホブチルベンゾオキサゾリル、2−5−(1−ピロリル)−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−5,6−ジメチル−3−スルホプロピルベンゾオキサゾリル、2−3−エチル−5−メトキシベンゾオキサゾリル、2−3−エチル−5−スルホベンゾオキサゾリルなどが挙げられる)、C数3〜25のチアゾール核(例えば、2−3−エチルチアゾリル、2−3−スルホプロピルチアゾリル、2−3−エチルベンゾチアゾリル、2−3−スルホプロピルベンゾチアゾリル、2−3−メチル−β−ナフトチアゾリル、2−3−スルホプロピル−γ−ナフトチアゾリル、2−3,5−ジメチルベンゾチアゾリル、2−5−クロロ−3−エチルベンゾチアゾリル、2−5−クロロ−3−スルホプロピルベンゾチアゾリル、2−3−エチル−5−ヨードベンゾチアゾリル、2−5−ブロモ−3−メチルベンゾチアゾリル、2−3−エチル−5−メトキシベンゾチアゾリル、2−5−フェニル−3−スルホプロピルベンゾチアゾリルなどが挙げられる)、C数3〜25のイミダゾール核(例えば、2−1,3−ジエチルイミダゾリル、2−5,6−ジクロロ−1,3−ジエチルベンゾイミダゾリル、2−5、6−ジクロロ−3−エチル−1−スルホプロピルベンゾイミダゾリル、2−5−クロロ−6−シアノ−1,3−ジエチルベンゾイミダゾリル、2−5−クロロ−1,3−ジエチル−6−トリフルオロメチルベンゾイミダゾリルなどが挙げられる)、C数10〜30のインドレニン核(例えば、3,3−ジメチル−1−ペンチルインドレニン、3,3、−ジメチル−1−スルホプロピルインドレニン、5−カルボキシ−1、3,3−トリメチルインドレニン、5−カルバモイル−1、3,3−トリメチルインドレニン、1,3,3,−トリメチル−4,5−ベンゾインドレニンなどが挙げられる)、C数9〜25のキノリン核(例えば、2−1−エチルキノリル、2−1−スルホブチルキノリル、4−1−ペンチルキノリル、4−1−スルホエチルキノリル、4−1−メチル−7−クロロキノリル、などが挙げられる)、C数3〜25のセレナゾール核(例えば、2−3−メチルベンゾセレナゾリルなどが挙げられる)、C数5〜25のピリジン核(例えば、2−ピリジルなどが挙げられる)などが挙げられ、さらに他にチアゾリン核、オキサゾリン核、セレナゾリン核、テルラゾリン核、テルラゾール核、ベンゾテルラゾール核、イミダゾリン核、イミダゾ[4,5−キノキザリン]核、オキサジアゾール核、チアジアゾール核、テトラゾール核、ピリミジン核を挙げることができる。 In the general formula (3), Za 1 and Za 2 each represent an atomic group forming a 5-membered or 6-membered nitrogen-containing heterocycle. The 5-membered or 6-membered nitrogen-containing heterocycle formed is preferably an oxazole nucleus having 3 to 25 carbon atoms (hereinafter referred to as C number) (for example, 2-3-ethyloxazolyl, 2-3-sulfopropyloxa Zolyl, 2-3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-3-ethylbenzoxazolyl, 2-3-sulfopropyl-γ-naphthoxazolyl, 2-3-ethyl-α-naphthoxazolyl , 2-3-methyl-β-naphthoxazolyl, 2-3-sulfopropyl-β-naphthoxazolyl, 2-5-chloro-3-ethyl-α-naphthoxazolyl, 2-5-chloro -3-ethylbenzoxazolyl, 2-5-chloro-3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-5,6-dichloro-3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-5-bromo-3-sulfo Lopylbenzoxazolyl, 2-3-ethyl-5-phenylbenzoxazolyl, 2-5-phenyl-3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-5- (4-bromophenyl) -3-sulfo Butyl benzoxazolyl, 2-5- (1-pyrrolyl) -3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-5,6-dimethyl-3-sulfopropylbenzoxazolyl, 2-3-ethyl-5 Methoxybenzoxazolyl, 2-3-ethyl-5-sulfobenzoxazolyl), thiazole nucleus having 3 to 25 carbon atoms (for example, 2-3-ethylthiazolyl, 2-3-sulfopropylthiazolyl) 2-3-ethylbenzothiazolyl, 2-3-sulfopropylbenzothiazolyl, 2-3-methyl-β-naphthothiazolyl, 2-3-sulfopropyl-γ- Futhiazolyl, 2-3,5-dimethylbenzothiazolyl, 2-5-chloro-3-ethylbenzothiazolyl, 2-5-chloro-3-sulfopropylbenzothiazolyl, 2-3-ethyl-5 -Iodobenzothiazolyl, 2-5-bromo-3-methylbenzothiazolyl, 2-3-ethyl-5-methoxybenzothiazolyl, 2-5-phenyl-3-sulfopropylbenzothiazolyl An imidazole nucleus having 3 to 25 carbon atoms (for example, 2-1,3-diethylimidazolyl, 2-5,6-dichloro-1,3-diethylbenzimidazolyl, 2-5,6-dichloro-3- Ethyl-1-sulfopropylbenzimidazolyl, 2-5-chloro-6-cyano-1,3-diethylbenzimidazolyl, 2-5-chloro-1,3-diethyl-6-trif Such as oromethylbenzimidazolyl), C10-30 indolenine nucleus (for example, 3,3-dimethyl-1-pentylindolenine, 3,3, -dimethyl-1-sulfopropylindolenine, 5-carboxy -1,3,3-trimethylindolenine, 5-carbamoyl-1,3,3-trimethylindolenine, 1,3,3, -trimethyl-4,5-benzoindolenine), C number 9 -25 quinoline nuclei (e.g., 2-1 -ethylquinolyl, 2-1 -sulfobutylquinolyl, 4-1 -pentylquinolyl, 4-1 -sulfoethylquinolyl, 4-1 -methyl-7-chloroquinolyl, ), A C 3-25 selenazole nucleus (for example, 2-3 methylbenzoselenazolyl), a C 5-25 pyri (For example, 2-pyridyl and the like) and the like, and in addition, thiazoline nucleus, oxazoline nucleus, selenazoline nucleus, tellurazoline nucleus, tellurazole nucleus, benzotelrazole nucleus, imidazoline nucleus, imidazo [4,5- Quinoxaline] nucleus, oxadiazole nucleus, thiadiazole nucleus, tetrazole nucleus, pyrimidine nucleus.
これらは置換されても良く、置換基として好ましくは例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルキニル基、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、イミノ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイルアミノ基であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。 These may be substituted, and for example, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkynyl group, a halogen atom, an amino group, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, Mercapto group, carboxyl group, sulfo group, phosphonic acid group, acyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, sulfamoyl group, carbamoyl group, acylamino group, imino group, acyloxy Group, alkoxycarbonyl group, carbamoylamino group, more preferably alkyl group, aryl group, heterocyclic group, halogen atom, cyano group, carboxyl group, sulfo group, alkoxy group, sulfamoyl group, carbamoyl group, alkoxycarbonyl group. A group.
これらの複素環はさらに縮環されていてもよい。縮環する環として好ましくはベンゼン環、ベンゾフラン環、ピリジン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環等が挙げられる。 These heterocycles may be further condensed. Preferred examples of the condensed ring include a benzene ring, a benzofuran ring, a pyridine ring, a pyrrole ring, an indole ring, and a thiophene ring.
Za1及びZa2により形成される5員または6員の含窒素複素環としてより好ましくは、オキサゾール核、イミダゾール核、チアゾール核、インドレニン環であり、さらに好ましくはオキサゾール核、イミダゾール核、インドレニン環であり、最も好ましくはオキサゾール核であり、特にベンゾオキサゾール環が好ましい。 More preferably, the 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocycle formed by Za 1 and Za 2 is an oxazole nucleus, an imidazole nucleus, a thiazole nucleus, or an indolenine ring, and more preferably an oxazole nucleus, an imidazole nucleus, or an indolenine ring. A ring, most preferably an oxazole nucleus, and particularly preferably a benzoxazole ring.
Ra1及びRa2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくはC数1〜20、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、n−ペンチル、ベンジル、3−スルホプロピル、4−スルホブチル、3−メチル−3−スルホプロピル、2’−スルホベンジル、カルボキシメチル、5−カルボキシペンチル)、アルケニル基(好ましくはC数2〜20、例えば、ビニル、アリル)、アリール基(好ましくはC数6〜20、例えば、フェニル、2−クロロフェニル、4−メトキシフェニル、3−メチルフェニル、1−ナフチル)、ヘテロ環基(好ましくはC数1〜20、例えば、ピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピロリジノ、ピペリジノ、モルホリノ)であり、より好ましくはアルキル基(好ましくはC数1〜6のアルキル基)またはスルホアルキル基(好ましくは3−スルホプロピル、4−スルホブチル、3−メチル−3−スルホプロピル、2’−スルホベンジル)である。 Ra 1 and Ra 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having a C number of 1 to 20, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, n-pentyl, benzyl, 3-sulfopropyl. , 4-sulfobutyl, 3-methyl-3-sulfopropyl, 2′-sulfobenzyl, carboxymethyl, 5-carboxypentyl), alkenyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, for example, vinyl, allyl), aryl group ( Preferably C number 6-20, for example phenyl, 2-chlorophenyl, 4-methoxyphenyl, 3-methylphenyl, 1-naphthyl), heterocyclic group (preferably C number 1-20, for example pyridyl, thienyl, furyl , Thiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, pyrrolidino, piperidino, morpholino), more preferably an alkyl group ( Preferably, it is a C 1-6 alkyl group) or a sulfoalkyl group (preferably 3-sulfopropyl, 4-sulfobutyl, 3-methyl-3-sulfopropyl, 2′-sulfobenzyl).
Ma1〜Ma7はそれぞれメチン基を表わし、置換基を有していても良く(好ましい置換基の例はZa1及びZa2上の置換基の例と同じ)、置換基として好ましくはアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、アリール基、ニトロ基、ヘテロ環基、アリールオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルキルチオ基、シアノ基などが挙げられ、置換基としてより好ましくはアルキル基である。 Ma 1 to Ma 7 each represent a methine group and may have a substituent (examples of preferred substituents are the same as examples of substituents on Za 1 and Za 2 ), and preferably an alkyl group as a substituent , Halogen atom, nitro group, alkoxy group, aryl group, nitro group, heterocyclic group, aryloxy group, acylamino group, carbamoyl group, sulfo group, hydroxy group, carboxy group, alkylthio group, cyano group, etc. More preferably, it is an alkyl group.
Ma1〜Ma7は無置換メチン基またはアルキル基(好ましくはC数1〜6)置換メチン基であることが好ましく、より好ましくは無置換、エチル基置換、メチル基置換のメチン基である。 Ma 1 to Ma 7 are preferably an unsubstituted methine group or an alkyl group (preferably having a C number of 1 to 6) substituted methine group, more preferably an unsubstituted, ethyl group-substituted, or methyl group-substituted methine group.
Ma1〜Ma7は互いに連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはシクロヘキセン環、シクロペンテン環、ベンゼン環、チオフェン環等が挙げられる。 Ma 1 to Ma 7 may be linked to each other to form a ring, and preferred examples of the ring formed include a cyclohexene ring, a cyclopentene ring, a benzene ring, and a thiophene ring.
na1及びna2は0または1であり、好ましくは共に0である。 na 1 and na 2 are 0 or 1, preferably 0.
ka1は0〜3の整数を表わし、より好ましくはka1は0〜2を表し、さらに好ましくはka1は1または2を表す。 ka 1 represents an integer of 0 to 3, more preferably ka 1 represents 0 to 2, and further preferably ka 1 represents 1 or 2.
ka1が2以上の時、複数のMa3、Ma4は同じでも異なってもよい。 When ka 1 is 2 or more, a plurality of Ma 3 and Ma 4 may be the same or different.
CIは電荷を中和するイオンを表わし、yは電荷の中和に必要な数を表わす。 CI represents an ion that neutralizes the electric charge, and y represents a number necessary for neutralizing the electric charge.
本発明の2光子吸収化合物がメロシアニン色素の時、好ましくは一般式(4)で表わされる。 When the two-photon absorption compound of the present invention is a merocyanine dye, it is preferably represented by the general formula (4).
一般式(4)中、Za3は5員または6員の含窒素複素環を形成する原子群を表わし(好ましい例はZa1、Za2と同じ)、これらは置換されても良く(好ましい置換基の例はZa1、Za2上の置換基の例と同じ))、これらの複素環はさらに縮環されていてもよい。 In the general formula (4), Za 3 represents an atomic group forming a 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocycle (preferred examples are the same as Za 1 and Za 2 ), and these may be substituted (preferred substitution) Examples of the group are the same as those of the substituents on Za 1 and Za 2 )), and these heterocyclic rings may be further condensed.
Za3により形成される5員または6員の含窒素複素環としてより好ましくは、オキサゾール核、イミダゾール核、チアゾール核、インドレニン環であり、さらに好ましくはベンゾオキサゾール核、ベンゾチアゾール環、インドレニン環である。 More preferably, the 5- or 6-membered nitrogen-containing heterocyclic ring formed by Za 3 is an oxazole nucleus, an imidazole nucleus, a thiazole nucleus or an indolenine ring, and more preferably a benzoxazole nucleus, a benzothiazole ring or an indolenine ring. It is.
Za4は5員または6員環を形成する原子群を表わす。Za4から形成される環は一般に酸性核と呼ばれる部分であり、James 編、The Theory of the Photographic Process、第4版、マクミラン社、1977年、第198頁により定義される。Za4として好ましくは、2−ピラゾロン−5−オン、ピラゾリジン−3,5−ジオン、イミダゾリン−5−オン、ヒダントイン、2または4−チオヒダントイン、2−イミノオキサゾリジン−4−オン、2−オキサゾリン−5−オン、2−チオオキサゾリン−2,4−ジオン、イソローダニン、ローダニン、インダン−1,3−ジオン、チオフェン−3−オン、チオフェン−3−オン−1,1−ジオキシド、インドリン−2−オン、インドリン−3−オン、2−オキソインダゾリウム、5,7−ジオキソ−6,7−ジヒドロチアゾロ〔3,2-a 〕ピリミジン、3,4−ジヒドロイソキノリン−4−オン、1,3−ジオキサン−4,6−ジオン、バルビツール酸、2−チオバルビツール酸、クマリンー2,4−ジオン、インダゾリン−2−オン、ピリド[1,2-a]ピリミジン−1,3−ジオン、ピラゾロ〔1,5-b〕キナゾロン、ピラゾロピリドンなどの核が挙げられる。 Za 4 represents an atomic group forming a 5-membered or 6-membered ring. The ring formed from Za 4 is a part generally called an acidic nucleus, and is defined by James, The Theory of the Photographic Process, 4th edition, Macmillan, 1977, p. 198. Za 4 is preferably 2-pyrazolone-5-one, pyrazolidine-3,5-dione, imidazolin-5-one, hydantoin, 2 or 4-thiohydantoin, 2-iminooxazolidine-4-one, 2-oxazoline- 5-one, 2-thiooxazoline-2,4-dione, isorhodanine, rhodanine, indan-1,3-dione, thiophen-3-one, thiophen-3-one-1,1-dioxide, indoline-2-one Indoline-3-one, 2-oxoindazolium, 5,7-dioxo-6,7-dihydrothiazolo [3,2-a] pyrimidine, 3,4-dihydroisoquinolin-4-one, 1,3 -Dioxane-4,6-dione, barbituric acid, 2-thiobarbituric acid, coumarin-2,4-dione, indazolin-2-one, pyri Examples include nuclei such as do [1,2-a] pyrimidine-1,3-dione, pyrazolo [1,5-b] quinazolone, and pyrazolopyridone.
Za4から形成される環としてより好ましくは、2−ピラゾロン−5−オン、ピラゾリジン−3,5−ジオン、ローダニン、インダン−1,3−ジオン、チオフェン−3−オン、チオフェン−3−オン−1,1−ジオキシド、1,3−ジオキサン−4,6−ジオン、バルビツール酸、2−チオバルビツール酸、クマリンー2,4−ジオンであり、さらに好ましくは、ピラゾリジン−3,5−ジオン、インダン−1,3−ジオン、1,3−ジオキサン−4,6−ジオン、バルビツール酸、2−チオバルビツール酸であり、最も好ましくはピラゾリジン−3,5−ジオン、バルビツール酸、2−チオバルビツール酸である。 More preferably, the ring formed from Za 4 is 2-pyrazolone-5-one, pyrazolidine-3,5-dione, rhodanine, indan-1,3-dione, thiophen-3-one, thiophen-3-one- 1,1-dioxide, 1,3-dioxane-4,6-dione, barbituric acid, 2-thiobarbituric acid, coumarin-2,4-dione, more preferably pyrazolidine-3,5-dione, Indan-1,3-dione, 1,3-dioxane-4,6-dione, barbituric acid, 2-thiobarbituric acid, most preferably pyrazolidine-3,5-dione, barbituric acid, 2- Thiobarbituric acid.
Za4から形成される環は置換されても良く、(好ましい置換基の例はZa3上の置換基の例と同じ)置換基としてより好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。 The ring formed from Za 4 may be substituted (preferred examples of the substituent are the same as the examples of the substituent on Za 3 ). More preferably, the substituent is preferably an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a halogen. An atom, a cyano group, a carboxyl group, a sulfo group, an alkoxy group, a sulfamoyl group, a carbamoyl group, and an alkoxycarbonyl group.
これらの複素環はさらに縮環されていてもよい。縮環する環として好ましくはベンゼン環、ベンゾフラン環、ピリジン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環等が挙げられる。 These heterocycles may be further condensed. Preferred examples of the condensed ring include a benzene ring, a benzofuran ring, a pyridine ring, a pyrrole ring, an indole ring, and a thiophene ring.
Ra3はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基であり(以上好ましい例はRa1、Ra2と同じ)、より好ましくはアルキル基(好ましくはC数1〜6のアルキル基)またはスルホアルキル基(好ましくは3−スルホプロピル、4−スルホブチル、3−メチル−3−スルホプロピル、2’−スルホベンジル)である。 Ra 3 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a heterocyclic group (preferred examples are the same as Ra 1 and Ra 2 ), more preferably an alkyl group (preferably having a C number of 1 to 1). 6 alkyl group) or a sulfoalkyl group (preferably 3-sulfopropyl, 4-sulfobutyl, 3-methyl-3-sulfopropyl, 2′-sulfobenzyl).
Ma8〜Ma11はそれぞれメチン基を表わし、置換基を有していても良く(好ましい置換基の例はZa1及びZa2上の置換基の例と同じ)、置換基として好ましくはアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、アリール基、ニトロ基、ヘテロ環基、アリールオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルキルチオ基、シアノ基などが挙げられ、置換基としてより好ましくはアルキル基である。
Ma8〜Ma11は無置換メチン基またはアルキル基(好ましくはC数1〜6)置換メチン基であることが好ましく、より好ましくは無置換、エチル基置換、メチル基置換のメチン基である。
Ma 8 to Ma 11 each represent a methine group and may have a substituent (examples of preferred substituents are the same as examples of substituents on Za 1 and Za 2 ), and preferably an alkyl group as a substituent , Halogen atom, nitro group, alkoxy group, aryl group, nitro group, heterocyclic group, aryloxy group, acylamino group, carbamoyl group, sulfo group, hydroxy group, carboxy group, alkylthio group, cyano group, etc. More preferably, it is an alkyl group.
Ma 8 to Ma 11 are preferably unsubstituted methine groups or alkyl groups (preferably having a C number of 1 to 6) substituted methine groups, and more preferably unsubstituted, ethyl group-substituted, and methyl group-substituted methine groups.
Ma8〜Ma11は互いに連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはシクロヘキセン環、シクロペンテン環、ベンゼン環、チオフェン環等が挙げられる。 Ma 8 to Ma 11 may be linked to each other to form a ring, and preferred examples of the ring formed include a cyclohexene ring, a cyclopentene ring, a benzene ring, and a thiophene ring.
na3は0または1であり、好ましくは0である。 na 3 is 0 or 1, preferably 0.
ka2は0〜8の整数を表わし、好ましくは0〜4の整数を表し、より好ましくは1〜3の整数を表す。 ka 2 represents an integer of 0 to 8, preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 1 to 3.
ka2が2以上の時、複数のMa10、Ma11は同じでも異なってもよい。 When ka 2 is 2 or more, the plurality of Ma 10 and Ma 11 may be the same or different.
CIは電荷を中和するイオンを表わし、yは電荷の中和に必要な数を表わす。 CI represents an ion that neutralizes the electric charge, and y represents a number necessary for neutralizing the electric charge.
本発明の2光子吸収化合物がオキソノール色素の時、好ましくは一般式(5)で表わされる。 When the two-photon absorption compound of the present invention is an oxonol dye, it is preferably represented by the general formula (5).
一般式(5)中、Za5及びZa6は各々5員または6員環を形成する原子群を表わし(好ましい例はZa4と同じ)、これらは置換されても良く(好ましい置換基の例はZa4上の置換基の例と同じ)、これらの複素環はさらに縮環されていてもよい。 In the general formula (5), Za 5 and Za 6 each represent a group of atoms forming a 5-membered or 6-membered ring (preferred examples are the same as Za 4 ), and these may be substituted (examples of preferred substituents). Is the same as the example of the substituent on Za 4 ), and these heterocyclic rings may be further condensed.
Za5及びZa6から形成される環としてより好ましくは、2−ピラゾロン−5−オン、ピラゾリジン−3,5−ジオン、ローダニン、インダン−1,3−ジオン、チオフェン−3−オン、チオフェン−3−オン−1,1−ジオキシド、1,3−ジオキサン−4,6−ジオン、バルビツール酸、2−チオバルビツール酸、クマリンー2,4−ジオンであり、さらに好ましくはバルビツール酸、2−チオバルビツール酸であり、最も好ましくはバルビツール酸である。 More preferably, the ring formed from Za 5 and Za 6 is more preferably 2-pyrazolone-5-one, pyrazolidine-3,5-dione, rhodanine, indan-1,3-dione, thiophen-3-one, thiophene-3. -One-1,1-dioxide, 1,3-dioxane-4,6-dione, barbituric acid, 2-thiobarbituric acid, coumarin-2,4-dione, more preferably barbituric acid, 2- Thiobarbituric acid, most preferably barbituric acid.
Ma12〜Ma14は各々メチン基を表わし、置換基を有していても良く、(好ましい置換基の例はZa5及びZa6上の置換基の例と同じ)、置換基として好ましくはアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、アリール基、ニトロ基、ヘテロ環基、アリールオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルホ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルキルチオ基、シアノ基などが挙げられ、より好ましくはアルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、ヘテロ環基、カルバモイル基、カルボキシ基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、ヘテロ環基である。 Ma 12 to Ma 14 each represent a methine group and may have a substituent (preferred examples of the substituent are the same as the examples of the substituent on Za 5 and Za 6 ), and the substituent is preferably alkyl. Group, halogen atom, nitro group, alkoxy group, aryl group, nitro group, heterocyclic group, aryloxy group, acylamino group, carbamoyl group, sulfo group, hydroxy group, carboxy group, alkylthio group, cyano group, etc. An alkyl group, a halogen atom, an alkoxy group, an aryl group, a heterocyclic group, a carbamoyl group, and a carboxy group are more preferable, and an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group are more preferable.
Ma12〜Ma14は無置換メチン基であることが好ましい。 Ma 12 to Ma 14 are preferably unsubstituted methine groups.
Ma12〜Ma14は互いに連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはシクロヘキセン環、シクロペンテン環、ベンゼン環、チオフェン環等が挙げられる。 Ma 12 to Ma 14 may be linked to each other to form a ring, and preferred examples of the ring formed include a cyclohexene ring, a cyclopentene ring, a benzene ring, and a thiophene ring.
ka3は0から3までの整数を表わし、好ましくは0から2までの整数を表し、より好ましくは1または2を表す。 ka 3 represents an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 1 or 2.
ka3が2以上の時、Ma12、Ma13は同じでも異なってもよい。 When ka 3 is 2 or more, Ma 12 and Ma 13 may be the same or different.
CIは電荷を中和するイオンを表わし、yは電荷の中和に必要な数を表わす。 CI represents an ion that neutralizes the electric charge, and y represents a number necessary for neutralizing the electric charge.
また、本発明の2光子吸収化合物は一般式(1)にて表されることも好ましい。 The two-photon absorption compound of the present invention is also preferably represented by the general formula (1).
一般式(1)において、R1 、R2 、R3 、R4 はそれぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、置換基として好ましくは、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロ環基である。R1 、R2 、R3 、R4 として好ましくは水素原子またはアルキル基であり、R1 、R2 、R3 、R4 のうちのいくつか(好ましくは2つ)が互いに結合して環を形成してもよい。特に、R1 とR3 が結合して環を形成することが好ましく、その際カルボニル炭素原子と共に形成する環が6員環または5員環または4員環であることが好ましく、5員環または4員環であることがより好ましく、5員環であることが最も好ましい。 In the general formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is preferably an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, It is a heterocyclic group. R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are preferably hydrogen atoms or alkyl groups, and some (preferably two) of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are bonded to each other to form a ring. May be formed. In particular, R 1 and R 3 are preferably bonded to form a ring, and the ring formed with the carbonyl carbon atom is preferably a 6-membered ring, a 5-membered ring or a 4-membered ring, and a 5-membered ring or A 4-membered ring is more preferable, and a 5-membered ring is most preferable.
一般式(1)において、nおよびmはそれぞれ独立に0〜4の整数を表し、好ましくは1〜4の整数を表す。ただし、n、m同時に0となることはない。
nおよびmが2以上の場合、複数個のR1 、R2 、R3 およびR4 は同一でもそれぞれ異なってもよい。
In General formula (1), n and m represent the integer of 0-4 each independently, Preferably the integer of 1-4 is represented. However, n and m are not 0 simultaneously.
When n and m are 2 or more, a plurality of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different.
X1 およびX2 は独立に、アリール基[好ましくはC数6〜20、好ましくは置換アリール基(例えば置換フェニル基、置換ナフチル基、置換基の例として好ましくはMa1〜Ma7の置換基と同じ)であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルアミノ基が置換したアリール基を表し、さらに好ましくはアルキル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アシルアミノ基が置換したアリール基を表し、最も好ましくは4位にジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基が置換したフェニル基を表す。その際複数の置換基が連結して環を形成しても良く、形成する好ましい環としてジュロリジン環が挙げられる。]、ヘテロ環基(好ましくはC数1〜20、好ましくは3〜8員環、より好ましくは5または6員環、例えばピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピロリル、インドリル、カルバゾリル、フェノチアジノ、ピロリジノ、ピペリジノ、モルホリノ、より好ましくはインドリル、カルバゾリル、ピロリル、フェノチアジノ。ヘテロ環は置換していても良く、好ましい置換基は前記アリール基の際の例と同じ)、または一般式(2)で表される基を表す。 X 1 and X 2 are independently an aryl group [preferably a C 6-20, preferably a substituted aryl group (for example, a substituted phenyl group, a substituted naphthyl group, a substituent of Ma 1 to Ma 7 as an example of a substituent, preferably And more preferably an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a halogen atom, an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aryl group substituted with an acylamino group, and more preferably an alkyl group Represents an aryl group substituted with an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group or an acylamino group, and most preferably a phenyl group substituted with a dialkylamino group or a diarylamino group at the 4-position. At that time, a plurality of substituents may be linked to form a ring, and a preferred ring formed includes a julolidine ring. ], A heterocyclic group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 8 membered ring, more preferably 5 or 6 membered ring such as pyridyl, thienyl, furyl, thiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, pyrrolyl, indolyl, carbazolyl, Phenothiazino, pyrrolidino, piperidino, morpholino, more preferably indolyl, carbazolyl, pyrrolyl, phenothiazino, the heterocycle may be substituted, and preferred substituents are the same as in the case of the aryl group), or the general formula (2) Represents a group represented by
一般式(2)中、R5 は水素原子または置換基(好ましい例はR1 〜R4 と同じ)を表し、好ましくは水素原子またはアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。 In the general formula (2), R 5 represents a hydrogen atom or a substituent (preferred examples are the same as those of R 1 to R 4 ), preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and more preferably a hydrogen atom.
R6 は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、またはヘテロ環基(これらの置換基の好ましい例はR1 〜R4 と同じ)を表し、好ましくはアルキル基(好ましくはC数1〜6のアルキル基)である。 R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a heterocyclic group (preferable examples of these substituents are the same as R 1 to R 4 ), preferably an alkyl group (preferably having a C number of 1 to 6 alkyl groups).
Z1 は5または6員環を形成する原子群を表す。 Z 1 represents an atomic group forming a 5- or 6-membered ring.
形成されるヘテロ環として好ましくは、インドレニン環、アザインドレニン環、ピラゾリン環、ベンゾチアゾール環、チアゾール環、チアゾリン環、ベンゾオキサゾール環、オキサゾール環、オキサゾリン環、ベンゾイミダゾール環、イミダゾール環、チアジアゾール環、キノリン環、ピリジン環であり、より好ましくはインドレニン環、アザインドレニン環、ピラゾリン環、ベンゾチアゾール環、チアゾール環、チアゾリン環、ベンゾオキサゾール環、オキサゾール環、オキサゾリン環、ベンゾイミダゾール環、チアジアゾール環、キノリン環であり、最も好ましくは、インドレニン環、アザインドレニン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイミダゾール環である。 The heterocycle formed is preferably an indolenine ring, azaindolenine ring, pyrazoline ring, benzothiazole ring, thiazole ring, thiazoline ring, benzoxazole ring, oxazole ring, oxazoline ring, benzimidazole ring, imidazole ring, thiadiazole ring Quinoline ring, pyridine ring, more preferably indolenine ring, azaindolenine ring, pyrazoline ring, benzothiazole ring, thiazole ring, thiazoline ring, benzoxazole ring, oxazole ring, oxazoline ring, benzimidazole ring, thiadiazole ring A quinoline ring, most preferably an indolenine ring, an azaindolenine ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, or a benzimidazole ring.
Z1 により形成されるヘテロ環は置換基を有しても良く(好ましい置換基の例はZa1、Za2上の置換基の例と同じ)、置換基としてより好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシ基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。 The heterocycle formed by Z 1 may have a substituent (examples of preferred substituents are the same as examples of substituents on Za 1 and Za 2 ), and more preferably an alkyl group, aryl A group, a heterocyclic group, a halogen atom, a carboxyl group, a sulfo group, an alkoxy group, a carbamoyl group, and an alkoxycarbonyl group.
X1 およびX2 として好ましくはアリール基または一般式(2)で表される基で表され、より好ましくは4位にジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基が置換したアリール基または一般式(2)で表される基で表される。 X 1 and X 2 are each preferably an aryl group or a group represented by the general formula (2), more preferably an aryl group substituted with a dialkylamino group or a diarylamino group at the 4-position, or a general formula (2) Represented by the group represented.
本発明の2光子吸収化合物は水素結合性基を分子内に有することも好ましい。ここで水素結合性基とは、水素結合における水素を供与する基または水素を受容する基を表し、そのどちらの性質も有している基がより好ましい。本発明の水素結合性基としては、−COOH、−CONH2のいずれかが好ましい。 The two-photon absorption compound of the present invention preferably has a hydrogen bonding group in the molecule. Here, the hydrogen-bonding group represents a group that donates hydrogen or a group that accepts hydrogen in a hydrogen bond, and a group having both properties is more preferable. As the hydrogen bonding group of the present invention, either —COOH or —CONH 2 is preferable.
本発明の2光子吸収化合物はモノマー状態で用いても良いが、会合状態で用いても良い。ここで、色素発色団同士が特定の空間配置に、共有結合又は配位結合、あるいは種々の分子間力(水素結合、ファン・デル・ワールス力、クーロン力等)などの結合力によって固定されている状態を、一般的に会合(又は凝集)状態と称している。会合体の吸収波長の観点では、モノマー吸収に対して、吸収が短波長にシフトする会合体をH会合体(2量体は特別にダイマーと呼ぶ)、長波長にシフトする会合体をJ会合体と呼ぶ。 The two-photon absorption compound of the present invention may be used in a monomer state or in an associated state. Here, the dye chromophores are fixed in a specific spatial arrangement by a bond such as a covalent bond or a coordinate bond, or various intermolecular forces (hydrogen bond, van der Waals force, Coulomb force, etc.) This state is generally referred to as an association (or aggregation) state. From the viewpoint of the absorption wavelength of the aggregate, the aggregate whose absorption shifts to a short wavelength with respect to monomer absorption is defined as an H aggregate (the dimer is specially called a dimer), and the aggregate whose shift is shifted to a long wavelength. Called coalescence.
本発明の化合物は会合により短波長化(H会合)しても長波長化(J会合)してもその両方でもいずれでも良いが、J会合体を形成することがより好ましい。 The compound of the present invention may be either short wavelength (H-association) or long wavelength (J-association) or both by association, but it is more preferable to form a J-aggregate.
会合状態を取っているかどうかは、前記の通りモノマー状態からの吸収(吸収λmax、ε、吸収形)の変化により確認することができる。 Whether or not it is in an associated state can be confirmed by a change in absorption (absorption λmax, ε, absorption type) from the monomer state as described above.
本発明の2光子吸収化合物は、分子間会合状態で用いても、2光子吸収を行うクロモフォアを分子内に2個以上有し、それらが分子内会合状態にて2光子吸収を行う状態で用いても良い。 The two-photon absorption compound of the present invention has two or more chromophores that perform two-photon absorption in a molecule even when used in an intermolecular association state, and is used in a state in which they absorb two-photons in an intramolecular association state. May be.
化合物の分子間会合状態は様々な方法に形成することができる。 The intermolecular association state of a compound can be formed in various ways.
例えば溶液系では、ゼラチンのようなマトリックスを添加した水溶液(例えばゼラチン0.5wt%・化合物10-4M水溶液)、KClのような塩を添加した水溶液(例えばKCl5%・化合物2×10-3M水溶液)に化合物を溶かす方法、良溶媒に化合物を溶かしておいて後から貧溶媒を加える方法(例えばDMF−水系、クロロホルム−トルエン系等)等が挙げられる。 For example, in a solution system, an aqueous solution to which a matrix such as gelatin is added (for example, 0.5 wt% gelatin / compound 10 −4 M aqueous solution), an aqueous solution to which a salt such as KCl is added (for example, KCl 5% · compound 2 × 10 −3 M A method of dissolving the compound in an aqueous solution), a method of dissolving the compound in a good solvent and adding a poor solvent later (for example, DMF-water system, chloroform-toluene system, etc.) and the like.
また膜系では、ポリマー分散系、アモルファス系、結晶系、LB膜系等の方法が挙げられる。 Examples of film systems include polymer dispersion systems, amorphous systems, crystal systems, and LB film systems.
さらに、バルクまたは微粒子(μm〜nmサイズ)半導体(例えばハロゲン化銀、酸化チタン等)、バルクまたは微粒子金属(例えば金、銀、白金等)に吸着、化学結合、または自己組織化させることにより分子間会合状態を形成させることもできる。カラー銀塩写真における、ハロゲン化銀結晶上のシアニン色素J会合吸着による分光増感はこの技術を利用したものである。 Furthermore, molecules can be adsorbed, chemically bonded, or self-assembled into bulk or fine particle (μm to nm size) semiconductors (eg, silver halide, titanium oxide, etc.), bulk or fine particle metals (eg, gold, silver, platinum, etc.). Inter-association states can also be formed. Spectral sensitization by cyanine dye J-associative adsorption on silver halide crystals in a color silver salt photograph utilizes this technique.
分子間会合に関与する化合物数は2個であっても、非常に多くの化合物数であっても良い。 The number of compounds involved in the intermolecular association may be two or a very large number of compounds.
以下に、本発明で用いられる2光子吸収化合物の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Although the preferable specific example of the two-photon absorption compound used by this invention is given to the following, this invention is not limited to these.
他の2光子吸収化合物の好ましい例、2光子吸収化合物の合成例としては、特願2003−284959号明細書に記載されている。 Preferred examples of other two-photon absorption compounds are described in Japanese Patent Application No. 2003-284959 as a synthesis example of a two-photon absorption compound.
先述したように、本発明の2光子吸収光記録材料としては、2光子吸収化合物を有し、2光子吸収化合物の2光子吸収を利用して、1)重合反応、2)発色反応、3)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、4)潜像発色−発色体増感重合反応、5)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、6)消色反応、7)発泡、のいずれかの方法により、A)屈折率変調、B)吸収率変調、C)発光強度変調のいずれかを起こすことにより記録を行うことが好ましい。 As described above, the two-photon absorption optical recording material of the present invention has a two-photon absorption compound, and utilizes two-photon absorption of the two-photon absorption compound, 1) a polymerization reaction, 2) a color reaction, and 3) Latent image coloring-coloring body self-sensitized amplification coloring reaction, 4) latent image coloring-coloring body sensitized polymerization reaction, 5) orientation change of compound having intrinsic birefringence, 6) decoloring reaction, 7) foaming, Recording is preferably performed by any one of A) refractive index modulation, B) absorptance modulation, and C) emission intensity modulation.
そこで次に、A)屈折率変調、B)吸収率変調、C)発光強度変調のいずれかを起こすための1)〜7)の好ましい記録方法について説明していく。 Accordingly, a preferred recording method 1) to 7) for causing any one of A) refractive index modulation, B) absorption rate modulation, and C) emission intensity modulation will be described next.
ここで、A)屈折率変調による記録は、上記1)〜7)のどの方法によっても記録することができる。B)吸収率変調及びC)発光強度による記録は、2)3)5)6)の方法により記録することができる。 Here, recording by A) refractive index modulation can be performed by any of the above methods 1) to 7). Recording by B) absorption rate modulation and C) emission intensity can be recorded by the methods 2), 3), 5) and 6).
以下に上記の各記録方法について説明する。
1)重合反応による記録
好ましくは、少なくとも2光子吸収化合物、重合開始剤、重合性化合物及びバインダーを有し、重合性化合物とバインダーの屈折率が異なり、非共鳴2光子吸収により起こる光重合によって、レーザー焦点部と非焦点部にて重合性化合物及びその重合反応物とバインダーとの組成比の不均一化が起こることにより、屈折率変調を行う方式である。
The above recording methods will be described below.
1) Recording by polymerization reaction Preferably, it has at least a two-photon absorption compound, a polymerization initiator, a polymerizable compound and a binder, and the refractive index of the polymerizable compound and the binder is different, and by photopolymerization caused by non-resonant two-photon absorption, This is a system in which the refractive index modulation is performed by making the composition ratio of the polymerizable compound and the polymerization reaction product thereof and the binder nonuniform in the laser focus portion and the non-focus portion.
重合性化合物またはバインダーのいずれか一方が、少なくとも1個のアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を含み、残りの一方はそれらを含まないことが好ましい。 It is preferable that either one of the polymerizable compound or the binder contains at least one aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom, and the other one does not contain them.
重合開始剤として好ましくは、ケトン系、有機過酸化物系、トリハロメチル置換トリアジン系、ジアゾニウム塩系、ジアリールヨードニウム塩系、スルホニウム塩系、ホウ酸塩系、ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系、スルホニウム有機ホウ素錯体系、カチオン性2光子吸収化合物有機ホウ素錯体系、アニオン性2光子吸収化合物オニウム塩錯体系、金属アレーン錯体系、スルホン酸エステル系のいずれかのラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)またはカチオン重合開始剤(酸発生剤)、あるいはその両方の機能を有するものが挙げられる。 Preferred polymerization initiators are ketones, organic peroxides, trihalomethyl-substituted triazines, diazonium salts, diaryliodonium salts, sulfonium salts, borates, diaryl iodonium organic boron complexes, sulfonium organic boron Radical polymerization initiator (radical generator) or cationic polymerization of complex, cationic two-photon absorption compound, organic boron complex, anionic two-photon absorption compound, onium salt complex, metal arene complex, or sulfonate ester Examples include initiators (acid generators) or those having both functions.
重合開始剤、重合性化合物、バインダーの好ましい例として具体的には例えば、特願2003−146527に記載されている例が挙げられる。 Specific examples of preferred polymerization initiators, polymerizable compounds, and binders include those described in Japanese Patent Application No. 2003-146527.
また、アニオン重合及びアニオン重合開始剤(塩基発生剤)を用いる場合も好ましく、その場合好ましい例は具体的には例えば、特願2003−178083号に記載されている例が挙げられる。 An anionic polymerization and an anionic polymerization initiator (base generator) are also preferably used. In this case, specific examples include those described in Japanese Patent Application No. 2003-178083.
ラジカル重合開始剤を用いる際は、重合性化合物としてアクリロイル基、メタクリロイル基、スチリル基、ビニル基等のエチレン性不飽和基を有することが好ましく、カチオン重合開始剤またはアニオン重合開始剤を用いる際はオキシラン環、オキセタン環またはビニルエーテル基を有することが好ましい。 When using a radical polymerization initiator, it is preferable to have an ethylenically unsaturated group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, a styryl group, or a vinyl group as the polymerizable compound, and when using a cationic polymerization initiator or an anionic polymerization initiator. It preferably has an oxirane ring, an oxetane ring or a vinyl ether group.
本発明における重合開始剤として好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない Specific examples of preferred polymerization initiators in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.
2)発色反応による記録
本発明にて発色反応とは、200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光の領域にて、吸収スペクトル形が変化するような反応を示し、より好ましくは吸収スペクトルにおいてλmaxが長波長化、εが増大のいずれかが起こるような反応を示し、さらに好ましくはその両方が起こるような反応を示す。また、発色反応は200〜1000nmの波長領域で起こることがより好ましく、300〜900nmの波長領域で起こることがさらに好ましい。
2) Recording by coloring reaction In the present invention, the coloring reaction indicates a reaction in which the shape of the absorption spectrum changes in the ultraviolet light, visible light, and infrared light regions of 200 to 2000 nm, and more preferably the absorption spectrum. In FIG. 4, a reaction in which either λmax is a longer wavelength or ε is increased, more preferably, a reaction in which both of them occur is shown. Further, it is more preferable that the color reaction occurs in a wavelength region of 200 to 1000 nm, and it is more preferable that the color reaction occurs in a wavelength region of 300 to 900 nm.
記録が発色反応による場合は、好ましくは、少なくとも2光子を吸収し励起状態を生成することができる2光子吸収化合物と、2光子吸収化合物励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより発色反応し、屈折率差、吸収率差または発光強度差を記録することができる記録成分を含むことが好ましい。 When the recording is based on a color development reaction, preferably, the two-photon absorption compound capable of absorbing at least two photons and generating an excited state and a color reaction by electron transfer or energy transfer from the two-photon absorption compound excited state, It is preferable to include a recording component capable of recording a refractive index difference, an absorptivity difference, or a light emission intensity difference.
さらに、その記録成分は、2光子吸収化合物励起状態からの電子移動またはエネルギー移動により、元の状態から吸収が長波長化した発色体となることができる色素前駆体を含むことがより好ましい。 Further, it is more preferable that the recording component contains a dye precursor capable of becoming a color former whose absorption has been extended from the original state by electron transfer or energy transfer from the excited state of the two-photon absorption compound.
ここで、色素の屈折率は一般に、線形吸収極大波長(λmax)付近からそれより長波長な領域で高い値を取り、特にλmaxからλmaxより200nm程長波長な領域において非常に高い値を取り、色素によっては2を超え、場合によっては2.5を超えるような高い値をとる。その一方で、バインダーポリマー等の色素ではない有機化合物は通常1.4〜1.6程度の屈折率である。 Here, the refractive index of the dye generally takes a high value in the region having a longer wavelength from the vicinity of the linear absorption maximum wavelength (λmax), and particularly takes a very high value in a region having a wavelength as long as 200 nm from λmax to λmax, Some dyes have high values exceeding 2 and in some cases exceeding 2.5. On the other hand, organic compounds that are not pigments such as binder polymers usually have a refractive index of about 1.4 to 1.6.
よって、2光子吸収化合物の2光子吸収により色素前駆体を発色させることは、吸収率差だけでなく、大きな屈折率差も好ましく形成できることがわかる。
本発明の2光子吸収光記録材料において屈折率差を用いて記録する場合は、記録成分から形成される色素の屈折率は再生に用いるレーザー波長付近で最大となることが好ましい。
Therefore, it can be seen that coloring the dye precursor by two-photon absorption of the two-photon absorption compound can preferably form not only an absorption difference but also a large refractive index difference.
When recording using a difference in refractive index in the two-photon absorption optical recording material of the present invention, the refractive index of the dye formed from the recording component is preferably maximized in the vicinity of the laser wavelength used for reproduction.
また、発光強度差を用いて記録する場合は、発色体と色素前駆体にて、再生時にある波長の光を照射した際の発光強度の差があることが好ましい。 Further, when recording using a difference in light emission intensity, it is preferable that there is a difference in light emission intensity when the color former and the dye precursor are irradiated with light having a certain wavelength during reproduction.
記録成分として好ましくは、以下の組み合わせが挙げられる。これらについては、具体例として好ましくは、特願2003−284959号明細書に記載されている例が挙げられる。
i)少なくとも色素前駆体としての酸発色型色素前駆体と、さらに酸発生剤を含む組み合わせ。必要によりさらに酸増殖剤を含む組み合わせ。
As the recording component, the following combinations are preferable. About these, the example described in Japanese Patent Application No. 2003-284959 is mentioned as a specific example preferably.
i) A combination comprising at least an acid color-forming dye precursor as a dye precursor and an acid generator. A combination further containing an acid proliferating agent if necessary.
酸発生剤としてはジアリールヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステルが好ましく、先述の酸発生剤(カチオン重合開始剤)を好ましく用いることができる。 As the acid generator, diaryl iodonium salts, sulfonium salts and sulfonic acid esters are preferable, and the above-mentioned acid generator (cationic polymerization initiator) can be preferably used.
酸発色型色素前駆体から生成する発色体はキサンテン色素、フルオラン色素またはトリフェニルメタン色素が好ましい。酸発色型色素前駆体の特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。 The color former generated from the acid color-formable dye precursor is preferably a xanthene dye, a fluorane dye or a triphenylmethane dye. Particularly preferred specific examples of the acid coloring dye precursor are listed below, but the present invention is not limited thereto.
ii)少なくとも色素前駆体としての塩基発色型色素前駆体と、さらに塩基発生剤含む組み合わせ、必要によりさらに塩基増殖剤を含む組み合わせ。
塩基発生剤としては、先述の塩基発生剤(アニオン重合開始剤)が好ましく挙げられ、塩基発色型色素前駆体としては、解離型アゾ色素、解離型アゾメチン色素、解離型オキソノール色素、解離型キサンテン色素、解離型フルオラン色素、解離型トリフェニルメタン型色素の非解離体が挙げられる。
ii) A combination including at least a base color-forming dye precursor as a dye precursor, a base generator, and, if necessary, a base proliferating agent.
As the base generator, the aforementioned base generator (anionic polymerization initiator) is preferably mentioned, and as the base color-forming dye precursor, a dissociation azo dye, a dissociation azomethine dye, a dissociation oxonol dye, a dissociation xanthene dye , Dissociated fluorane dyes, and non-dissociated isomers of dissociated triphenylmethane dyes.
塩基発色型色素前駆体の特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。 Particularly preferred specific examples of the base color-forming dye precursor are listed below, but the present invention is not limited thereto.
iii)2光子吸収化合物励起状態との電子移動またはエネルギー移動により共有結合を切断する機能を有する有機化合物部位と、共有結合している際と放出された際に発色体となる特徴を有する有機化合物部位が共有結合している化合物を含む場合。必要によりさらに塩基を含む組み合わせ。特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。 iii) an organic compound portion having a function of breaking a covalent bond by electron transfer or energy transfer with an excited state of a two-photon absorption compound, and an organic compound having a feature that becomes a color former when covalently bonded and released Including compounds where the moiety is covalently bonded. A combination further containing a base if necessary. Particularly preferred specific examples are listed below, but the present invention is not limited thereto.
iV) 2光子吸収化合物励起状態との電子移動により反応し、吸収形を変化させることができる化合物を含む場合。いわゆるエレクトロクロミック化合物を好ましく用いることができる。
3)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応による記録
好ましくは、少なくとも、2光子吸収化合物とは吸収形の異なる発色体を2光子吸収露光により潜像として生成する第1の工程と、その発色体潜像に2光子吸収化合物線形(1光子)吸収のモル吸光係数が5000以下の波長域の光を照射して発色体の線形吸収を起こすことにより発色体を自己増感増幅生成して、屈折率差、吸収率差または発光強度差として形成する記録する第2の工程、を有する2光子吸収光記録方法であり、高速書き込み、高S/N比再生等の点で好ましい。
iV) When a compound that reacts by electron transfer with an excited state of a two-photon absorption compound to change the absorption form is included. So-called electrochromic compounds can be preferably used.
3) Latent image color development—Recording by color former self-sensitized amplification color development reaction Preferably, at least a first step of producing a color image having a different absorption form from a two-photon absorption compound as a latent image by two-photon absorption exposure; The colored body is self-sensitized and amplified by irradiating the colored body latent light with light having a wavelength range where the molar absorption coefficient of linear (1-photon) absorption of the two-photon absorption compound is 5000 or less to cause linear absorption of the colored body. The two-photon absorption optical recording method has a second step of recording as a refractive index difference, an absorption difference, or a light emission intensity difference, and is preferable in terms of high-speed writing, high S / N ratio reproduction, and the like.
なお、ここで「潜像」とは、「第2の工程後形成される屈折率差、吸収率差または発光強度差の好ましくは5分の1以下の屈折率差、吸収率差または発光強度差」のこと(つまり好ましくは第2の工程にて5倍以上の増幅工程が行われること)を示し、より好ましくは10分の1以下、さらに好ましくは30分の1以下の屈折率、吸収率または発光強度差画像であること(つまり第2の工程にてより好ましくは10倍以上、さらに好ましくは30倍以上の増幅工程が行われること)を示す。 Here, the “latent image” means “a refractive index difference, an absorptivity difference, or a luminescence intensity difference formed after the second step, preferably a refractive index difference, an absorptance difference, or a luminescence intensity that is preferably 1/5 or less. Difference ”(that is, preferably an amplification step of 5 times or more is performed in the second step), more preferably 1/10 or less, and even more preferably 1/30 or less of refractive index and absorption. It is a rate or emission intensity difference image (that is, an amplification step of 10 times or more, more preferably 30 times or more is performed in the second step).
ここで、第2の工程は光照射、熱印加のいずれかまたはその両方であることが好ましく、光照射であることがより好ましく、照射する光は全面露光(いわゆるベタ露光、ブランケット露光、ノンイメージワイズ露光)であることが好ましい。 Here, the second step is preferably light irradiation, heat application, or both, more preferably light irradiation, and the light to be irradiated is the entire surface exposure (so-called solid exposure, blanket exposure, non-image). Wise exposure) is preferable.
用いる光源として好ましくは、可視光レーザー、紫外光レーザー、赤外光レーザー、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、LED、有機ELなどが挙げられる。特定の波長域の光を照射するために、必要に応じてシャープカットフィルターやバンドパスフィルター、回折格子等を用いることも好ましい。 Preferred examples of the light source to be used include a visible light laser, an ultraviolet light laser, an infrared light laser, a carbon arc, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, a tungsten lamp, an LED, and an organic EL. In order to irradiate light in a specific wavelength range, it is also preferable to use a sharp cut filter, a band pass filter, a diffraction grating, or the like as necessary.
さらに、そのような2光子吸収光記録方法が可能である2光子吸収光記録材料としては、少なくとも、
1)第1の工程にて2光子を吸収し励起状態を生成することができる2光子吸収化合物、と、
2)元の状態から吸収が長波長化しかつ2光子吸収化合物線形吸収と異なる波長域に吸収を有する発色体となることができる色素前駆体を含み、かつ2光子吸収化合物または発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより屈折率差、吸収率差または発光強度差として記録することができる記録成分、
を含むことが好ましい。
Furthermore, as a two-photon absorption optical recording material capable of such a two-photon absorption optical recording method, at least,
1) a two-photon absorption compound capable of absorbing two photons and generating an excited state in the first step;
2) including a dye precursor that can be a color former that has a wavelength longer than that of the original state and has absorption in a wavelength range different from the linear absorption of the two-photon absorption compound, and from the excited state of the two-photon absorption compound or the color former Recording component that can be recorded as a difference in refractive index, a difference in absorption rate or a difference in emission intensity by electron transfer or energy transfer,
It is preferable to contain.
記録成分として好ましい例は、2)発色反応の所で述べた例と同じである。 Preferred examples of the recording component are the same as those described in 2) Color development reaction.
なお、第2の工程にて照射する光の波長域では、2光子吸収化合物の線形吸収のモル吸光係数が1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。 In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar absorption coefficient of linear absorption of the two-photon absorption compound is more preferably 1000 or less, and further preferably 500 or less.
また、第2の工程にて照射する光の波長域では、発色体のモル吸光係数が5000以上であることがより好ましく、10000以上であることがさらに好ましい。 Further, in the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar extinction coefficient of the color former is more preferably 5000 or more, and further preferably 10,000 or more.
以下に「潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応方式」の概念を説明する。 The concept of “latent image color development—colored body self-sensitized amplification color reaction system” will be described below.
例えば、780nmのレーザーを2光子吸収光記録材料に照射し、2光子吸収化合物に2光子吸収させ励起状態を生成させる。その2光子吸収化合物励起状態から記録成分にエネルギー移動または電子移動させることにより、記録成分に含まれる色素前駆体を発色体に変化させて発色による潜像を形成する(以上第1の工程)。次に680〜740nmの波長域の光を照射して、発色体の線形吸収を起こし、発色体の自己増感により発色体を増幅生成させる(以上第2の工程)。第1の工程にてレーザーを照射していない未記録部では潜像が生成しないため第2の工程においても自己増感発色反応はほとんど起きず、その結果記録部と非記録部にて大きな屈折率変調、吸収率変調または発光強度変調を形成することができる。例えば780nmのレーザーを再び用い、記録を行った2光子吸収光記録材料に照射すると、記録部と非記録部との大きな屈折率の違いに基く光の反射率差による再生が可能となり、780nm光記録再生による2光子吸収(3次元)光記録媒体を与えることができる。 For example, a two-photon absorption optical recording material is irradiated with a 780 nm laser, and a two-photon absorption compound absorbs two photons to generate an excited state. By transferring energy or electrons from the excited state of the two-photon absorption compound to the recording component, the dye precursor contained in the recording component is changed to a color former to form a latent image by color development (the first step). Next, light in a wavelength range of 680 to 740 nm is irradiated to cause linear absorption of the color former, and the color former is amplified and generated by self-sensitization of the color former (the second step). Since the latent image is not generated in the non-recorded portion where the laser is not irradiated in the first step, the self-sensitized coloring reaction hardly occurs even in the second step, and as a result, the recording portion and the non-recording portion are largely refracted. Rate modulation, absorption rate modulation, or emission intensity modulation can be formed. For example, by using a 780 nm laser again and irradiating the recorded two-photon absorption optical recording material, it becomes possible to reproduce the light by the difference in the reflectance of the light based on the large difference in refractive index between the recording part and the non-recording part. A two-photon absorption (three-dimensional) optical recording medium by recording and reproduction can be provided.
潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応の具体例として好ましくは、特願2003−300058に記載されている例が挙げられる。
4)潜像発色−発色体増感重合反応による記録
好ましくは、少なくとも、潜像としての発色体を2光子吸収により生成する第1の工程と、その発色体潜像に光を照射して発色体の線形吸収に基づく重合を起こすことにより、屈折率差を形成して記録する第2の工程を有することを特徴とする2光子吸収光記録方法であり、高速書きこみ、保存性等に優れる。
As a specific example of the latent image color development-chromogen self-sensitized amplification color development reaction, an example described in Japanese Patent Application No. 2003-300058 is preferable.
4) Latent image coloring-recording by color former-sensitized polymerization reaction Preferably, at least a first step of producing a color former as a latent image by two-photon absorption and color development by irradiating the color former latent image with light A two-photon absorption optical recording method characterized by having a second step of recording by forming a refractive index difference by causing polymerization based on linear absorption of the body, and is excellent in high-speed writing, storage stability, etc. .
なお、第2の工程にて、発色体を自己増感増幅生成しつつかつ重合を起こす方法も好ましい。 In the second step, a method in which polymerization is caused while self-sensitizing amplification production is performed is also preferable.
さらに、そのような2光子吸収光記録方法が可能である2光子吸収光記録材料としては、少なくとも、
1)第1の工程にて2光子を吸収し励起状態を生成することができる2光子吸収化合物、と、
2)第1の工程にて2光子吸収化合物励起状態から、または第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、元の状態から吸収が長波長化しかつ2光子吸収化合物の線形吸収のモル吸光係数が5000以下の波長域に吸収を有する発色体となることができる色素前駆体群、
3)第1の工程にて2光子吸収化合物励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤、
4)重合性化合物、
5)バインダー、
を含むことが好ましい。
Furthermore, as a two-photon absorption optical recording material capable of such a two-photon absorption optical recording method, at least,
1) a two-photon absorption compound capable of absorbing two photons and generating an excited state in the first step;
2) Absorption is increased in wavelength from the original state by transferring electrons or energy from the excited state of the two-photon absorption compound in the first step or from the excited state of the color former in the second step, and two-photon absorption. A group of dye precursors capable of becoming a color former having absorption in a wavelength range of 5000 or less in the linear absorption molar absorption coefficient of the compound;
3) a polymerization initiator capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the excited state of the two-photon absorption compound in the first step;
4) a polymerizable compound,
5) binder,
It is preferable to contain.
記録成分として好ましい例は、2)発色反応の所で述べた例と同じである。 Preferred examples of the recording component are the same as those described in 2) Color development reaction.
重合開始剤、重合性化合物、バインダーとして好ましい例は、1)重合反応の所で述べた例と同じである。 Preferred examples of the polymerization initiator, the polymerizable compound and the binder are the same as those described in 1) polymerization reaction.
なお、第2の工程にて照射する光の波長域では、2光子吸収化合物の線形吸収のモル吸光係数が1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。 In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar absorption coefficient of linear absorption of the two-photon absorption compound is more preferably 1000 or less, and further preferably 500 or less.
また、第2の工程にて照射する光の波長域では、発色体のモル吸光係数が5000以上であることがより好ましく、10000以上であることがさらに好ましい
本発明の2光子吸収光記録方法及びそのような記録が可能である2光子吸収光記録材料においては、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより2光子吸収色素を分解して定着することが保存性及び非破壊再生の点で好ましく、さらには、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより2光子吸収色素を、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより発色体を分解して定着することがより好ましい。
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar extinction coefficient of the color former is more preferably 5000 or more, and further preferably 10,000 or more. The two-photon absorption optical recording method of the present invention and In the two-photon absorption optical recording material capable of such recording, the two-photon absorption dye is formed by either the first step, the second step, or the fixing step by subsequent light irradiation, heat application, or both. It is preferable to decompose and fix in terms of storage stability and nondestructive regeneration, and further, either the first step, the second step, or the subsequent fixing step by light irradiation, heat application, or both More preferably, the two-photon absorbing dye is decomposed and fixed by either the second step or the fixing step by the subsequent light irradiation, heat application, or both.
以下に「潜像発色−発色体増感重合反応方式」の概念を説明する。
例えば、780nmのレーザーを2光子吸収光記録材料に照射し、2光子吸収化合物に吸収させ励起状態を生成させる。その2光子吸収化合物励起状態から色素前駆体群にエネルギー移動または電子移動させることにより、色素前駆体群に含まれる色素前駆体を発色体に変化させて発色による潜像を形成する(以上第1の工程)。次に780nmのレーザー光を照射して、発色体の線形吸収を起こし、重合開始剤に電子移動またはエネルギー移動させることにより活性化して重合を開始させる。例えば、重合性化合物がバインダーよりも屈折率が大きい場合、重合が起こる部分に重合性化合物が集まるため屈折率が高くなる(以上第2の工程)。第1の工程にてレーザーを照射していない未記録部では潜像が生成しないため第2の工程においても重合はあまり起きずバインダーの存在比が高くなり、その結果記録部と非記録部にて屈折率変調を形成することができる。第1及び第2の工程、あるいはさらにその後の定着工程により2光子吸収化合物及び発色体を分解して消色できれば、非破壊再生及び保存性に優れかつ無色透明な2光子吸収光記録材料を提供することができる。
The concept of “latent image color development-colored material sensitized polymerization reaction method” will be described below.
For example, a two-photon absorption optical recording material is irradiated with a 780 nm laser, and the two-photon absorption compound absorbs the two-photon absorption optical recording material to generate an excited state. By transferring energy or electrons from the excited state of the two-photon absorption compound to the dye precursor group, the dye precursor contained in the dye precursor group is changed to a color former to form a latent image by color development (the first is described above). Process). Next, irradiation with a laser beam of 780 nm causes linear absorption of the color former, and the polymerization initiator is activated by electron transfer or energy transfer to initiate polymerization. For example, when the refractive index of the polymerizable compound is larger than that of the binder, the refractive index increases because the polymerizable compound gathers at the portion where the polymerization occurs (second step). In the first step, a latent image is not generated in the unrecorded portion that has not been irradiated with the laser. Therefore, polymerization does not occur so much in the second step, and the abundance ratio of the binder is increased. Thus, refractive index modulation can be formed. Provided a two-photon absorption optical recording material that is excellent in non-destructive reproduction and storability and is colorless and transparent if the two-photon absorption compound and the colored body can be decomposed and decolored by the first and second steps or further fixing step. can do.
例えば780nmのレーザーを再び用い、記録を行った2光子吸収光記録材料に照射すると、記録部と非記録部との屈折率の違いに基く光の反射率差による再生が可能となり、2光子吸収(3次元)光記録媒体を与えることができる
この場合は、第1の工程による記録、第2の工程による光重合増幅、再生いずれも780nmのレーザーを用いることができる。
For example, when a 780 nm laser is used again to irradiate a recorded two-photon absorption optical recording material, reproduction is possible due to the difference in the reflectance of light based on the difference in refractive index between the recording part and the non-recording part. In this case where a (three-dimensional) optical recording medium can be provided, a 780 nm laser can be used for recording in the first step, photopolymerization amplification in the second step, and reproduction.
潜像発色−発色体増感重合反応の具体例として好ましくは、特願2003−312744号明細書に記載されている例が挙げられる。
5)固有複屈折率を有する化合物の配向変化による記録
好ましくは、2光子吸収により固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換えできない方式にて屈折率変調として記録する方法である。固有複屈折率を有する化合物としては液晶性化合物が好ましく、低分子液晶性化合物がより好ましく、重合性基を有する低分子液晶性化合物がさらに好ましい。具体例として好ましくは、特願2003−327594号明細書に記載されている例が挙げられる。
6)消色反応による記録
好ましくは、以下のi)またはii)の方法により記録部にて2光子吸収により2光子吸収化合物を消色する方法がある。
i)記録部にて2光子吸収により2光子吸収化合物が自身を消色する2光子吸収光記録材料、
ii)少なくとも2光子吸収化合物と、2光子吸収化合物とは別の消色剤前駆体を有し、2光子吸収化合物が2光子吸収により励起状態を生成した後、消色剤前駆体とエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が2光子吸収化合物を消色する2光子吸収光記録材料、
この場合、消色剤前駆体がラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤、求核剤発生剤、求電子剤発生剤、三重項酸素のいずれかであることが好ましく、特にラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤であることが好ましく、その際、好ましくは1)重合反応、で挙げた例が好ましく用いられる。
Preferable examples of the latent image color development-colored material sensitized polymerization reaction include those described in Japanese Patent Application No. 2003-31744.
5) Recording by changing the orientation of a compound having an intrinsic birefringence Preferably, the orientation of a compound having an intrinsic birefringence is changed by two-photon absorption, and the compound is refracted in a manner that cannot be rewritten by fixing it by a chemical reaction. This is a method of recording as rate modulation. As the compound having an intrinsic birefringence, a liquid crystal compound is preferable, a low molecular liquid crystal compound is more preferable, and a low molecular liquid crystal compound having a polymerizable group is further preferable. Preferable examples include the examples described in Japanese Patent Application No. 2003-327594.
6) Recording by decoloring reaction Preferably, there is a method of decoloring a two-photon absorption compound by two-photon absorption in a recording part by the following method i) or ii).
i) a two-photon absorption optical recording material in which the two-photon absorption compound erases itself by two-photon absorption in the recording unit;
ii) At least a two-photon absorption compound and a decolorant precursor different from the two-photon absorption compound, and after the two-photon absorption compound generates an excited state by two-photon absorption, the decolorant precursor and energy transfer Or a two-photon absorption optical recording material in which a decolorant is generated from the decolorizer precursor by electron transfer, and the decolorizer decolors the two-photon absorption compound,
In this case, the decolorizer precursor is preferably a radical generator, acid generator, base generator, nucleophile generator, electrophile generator, triplet oxygen, particularly a radical generator, An acid generator and a base generator are preferable, and in this case, the examples given in 1) Polymerization reaction are preferably used.
i)、ii)の消色方法、消色剤前駆体、消色剤等の具体例として好ましくは、特願2003−276684号明細書に記載されている例が挙げられる。
7)発泡による記録
好ましくは、以下のi)またはii)の方法により記録部にて2光子吸収により発泡を起こす方法がある。
i)少なくとも発泡性部位を有する2光子吸収化合物を有し、2光子吸収により励起状態となることにより、発泡性部位が気体を発生して気泡を作成する2光子吸収光記録材料
ii)少なくとも2光子吸収化合物と、2光子吸収化合物とは別の発泡性化合物を有し、2光子吸収化合物が2光子吸収により励起状態を生成した後、発泡性化合物とエネルギー移動または電子移動することにより発泡性化合物が気体を発生して気泡を作成する2光子吸収光記録材料
が挙げられる。
Specific examples of the decoloring method, decoloring agent precursor, decoloring agent and the like of i) and ii) preferably include the examples described in Japanese Patent Application No. 2003-276684.
7) Recording by foaming Preferably, there is a method in which foaming is caused by two-photon absorption in the recording part by the following method i) or ii).
i) a two-photon absorption optical recording material having a two-photon absorption compound having at least a foamable portion, and being excited by two-photon absorption so that the foamable portion generates a gas to create bubbles; ii) at least two The photon-absorbing compound and the two-photon-absorbing compound have different foamable compounds, and the two-photon-absorbing compound generates an excited state by two-photon absorption, and then expands by transferring energy or electrons to the foamable compound. Examples include a two-photon absorption optical recording material in which a compound generates gas to create bubbles.
その際、i)の発泡性部位またはii)の発泡性化合物から発生する気体がN2、CO2、SO2、SO3,NO2,O2、i-C4H8のいずれかであることが好ましい。 At that time, the gas generated from the foamable portion of i) or the foamable compound of ii) is any of N 2 , CO 2 , SO 2 , SO 3 , NO 2 , O 2 , and iC 4 H 8. preferable.
i)、ii)の発泡方法、発泡性部位及び発泡性化合物の具体例として好ましくは、特願2003−274096号明細書に記載されている例が挙げられる。 Specific examples of the foaming method, foamable site and foamable compound of i) and ii) are preferably the examples described in Japanese Patent Application No. 2003-274096.
本発明の2光子吸収光記録材料は、前記のような増感色素、干渉縞記録成分、重合開始剤、重合性化合物、バインダー等に加えて、さらに必要に応じて電子供与性化合物、電子受容性化合物、連鎖移動剤、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の添加物を用いることができる。 In addition to the sensitizing dye, interference fringe recording component, polymerization initiator, polymerizable compound, binder and the like as described above, the two-photon absorption optical recording material of the present invention further comprises an electron donating compound, an electron accepting agent as necessary. Additives such as a chemical compound, a chain transfer agent, a crosslinking agent, a heat stabilizer, a plasticizer, and a solvent can be used.
電子供与性化合物は2光子吸収化合物または発色体のラジカルカチオンを還元する能力を有し、電子受容性化合物は2光子吸収化合物または発色体のラジカルアニオンを酸化する能力を有し、共に2光子吸収化合物または発色体を再生する機能を有する。具体的には例えば、特願2003−284959号明細書に記載されている例が好ましい例として挙げられる。 The electron-donating compound has the ability to reduce the radical cation of the two-photon absorption compound or color former, and the electron-accepting compound has the ability to oxidize the radical anion of the two-photon absorption compound or color former. It has a function of regenerating a compound or color former. Specifically, for example, the example described in Japanese Patent Application No. 2003-284959 is mentioned as a preferable example.
連鎖移動剤、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の具体例として好ましい例は、特願2003−146527号明細書に記載されている例が挙げられる。 As specific examples of the chain transfer agent, the crosslinking agent, the heat stabilizer, the plasticizer, the solvent and the like, examples described in Japanese Patent Application No. 2003-146527 can be given.
[実施例]
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。勿論、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[Example]
Specific examples of the present invention will be described below. Of course, the present invention is not limited to these examples.
<2光子光記録媒体用塗布液の作製>
以下の組成のスピンコート塗布液を作製した。
2光子吸収化合物:D-104 1質量部
酸発生剤:I−5 8質量部
酸発色型色素前駆体:L−4 7質量部
バインダー:アルドリッチ社製 ポリ(メチルメタクリレート−co−エチルアクリレート)(平均分子量101,000) 84質量部
溶媒:クロロホルム 成分の4倍質量
<2光子光記録媒体の作製>
ウォブルを有する同心円状の案内溝(トラックピッチ:1.6μm)が射出成形により形成されたポリカーボネート基板(直径:120mm、厚さ:0.6mm)のその案内溝側表面にスパッタリングによって銀を蒸着し、さらにその上面に上記の塗布液をスピンコート法により塗布し、記録層(厚さ:約20μm)を形成した2光子光記録媒体を作製した。
<2光子吸収による情報記録>
波長780nmのTi:sapphirereレーザ(パルス幅100fs、繰り返し80MHz、平均出力1W)を用いて2光子吸収による発色反応を誘起して青色色素を発色させることで情報記録を行うと、案内溝に沿って情報記録を行うことが出来る。また、書き込んだ情報を660nmのレーザー光を照射して読み出すと、案内溝に沿って良好に情報を読み出すことが出来る。
<Preparation of coating solution for two-photon optical recording medium>
A spin coat coating solution having the following composition was prepared.
Two-photon absorption compound: D-104 1 part by weight acid generator: I-5 8 parts by weight acid coloring dye precursor: L-4 7 parts by weight Binder: poly (methyl methacrylate-co-ethyl acrylate) (manufactured by Aldrich) (Average molecular weight 101,000) 84 parts by mass Solvent: 4 times mass of chloroform component <Preparation of two-photon optical recording medium>
Silver is deposited by sputtering on the guide groove side surface of a polycarbonate substrate (diameter: 120 mm, thickness: 0.6 mm) on which concentric guide grooves having wobbles (track pitch: 1.6 μm) are formed by injection molding. Further, the above coating solution was applied on the upper surface by spin coating to produce a two-photon optical recording medium having a recording layer (thickness: about 20 μm).
<Information recording by two-photon absorption>
When recording information by using a Ti: sapphirere laser with a wavelength of 780 nm (pulse width 100 fs, repetition rate 80 MHz, average output 1 W) to induce a color reaction by two-photon absorption to develop a blue dye, along the guide groove Information recording can be performed. Further, when the written information is read out by irradiating with 660 nm laser light, the information can be read out well along the guide groove.
Claims (21)
一般式(1)
一般式(2)
General formula (1)
General formula (2)
Ma1〜Ma14はそれぞれ独立にメチン基を表わし、置換基を有していても良く、他のメチン基と環を形成しても良い。na1、na2及びna3はそれぞれ0または1であり、ka1、及びka3はそれぞれ0〜3の整数を表わす。ka1が2以上の時、複数のMa3、Ma4は同じでも異なってもよく、ka3が2以上の時、複数のMa12、Ma13は同じでも異なってもよい。ka2は0〜8の整数を表わし、ka2が2以上の時、複数のMa10、Ma11は同じでも異なってもよい。
CIは電荷を中和するイオンを表わし、yは電荷の中和に必要な数を表わす。 The cyanine dye according to claim 16, wherein the cyanine dye is represented by the following general formula (3), the merocyanine dye is represented by the following general formula (4), and the oxonol dye is represented by the general formula (5). Three-dimensional optical recording medium.
Ma 1 to Ma 14 each independently represent a methine group, may have a substituent, and may form a ring with another methine group. na 1 , na 2 and na 3 are each 0 or 1, and ka 1 and ka 3 each represents an integer of 0 to 3. When ka 1 is 2 or more, the plurality of Ma 3 and Ma 4 may be the same or different. When ka 3 is 2 or more, the plurality of Ma 12 and Ma 13 may be the same or different. ka 2 represents an integer of 0 to 8, and when ka 2 is 2 or more, a plurality of Ma 10 and Ma 11 may be the same or different.
CI represents an ion that neutralizes the electric charge, and y represents a number necessary for neutralizing the electric charge.
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