(57)【要約】  本発明は、ホログラフィックデータ記憶方法であって、光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板を用意する段階（Ａ）と、基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ｂ）と、光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階（Ｃ）とを含んでなる方法を提供する。【選択図】    図１
2009518690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィックデータ記憶方法であって、
光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板を用意する段階（Ａ）と、
基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ｂ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階（Ｃ）と
を含んでなる方法。
【請求項２】
光学的透明基板がポリカーボネートである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
光化学的活性染料が下記の構造式（Ｉ）を有する光化学的活性ニトロンである、請求項１記載の方法。
【化１】
2009518690.tif 000028
（式中、Ｒ1はニトロン基と共役し得る脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ2は水素或いはニトロン基と共役し得る脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。）
【請求項４】
Ｒ2及びＲ3が一緒になって環構造の一部をなす、請求項３記載の方法。
【請求項５】
Ｒ1が下記の構造式（II）を有する、請求項３記載の方法。
【化２】
2009518690.tif 000029
（式中、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、「ｎ」は１〜４の値を有する整数である。）
【請求項６】
光化学的活性ニトロンが下記の構造式（III）を有するニトロンである、請求項５記載の方法。
【化３】
2009518690.tif 000030
（式中、Ａｒ1は芳香族基であり、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、「ｐ」は０〜４の値を有する整数である。）
【請求項７】
光化学的活性ニトロンが、α−スチレニルイソプロピルニトロン（ＳＩＰＮ）、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−カルベトキシフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−アセチルフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン、α−スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１，１−ジフェニルエテニル）］−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１−フェニルプロペニル）］−Ｎ−フェニルニトロン及びこれらの組合せからなる群から選択される芳香族ニトロンである、請求項３記載の方法。
【請求項８】
光生成物がオキサジリジンである、請求項１記載の方法。
【請求項９】
光生成物が芳香族オキサジリジンである、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
芳香族オキサジリジンが下記の構造式（Ｖ）を有する、請求項９記載の方法。
【化４】
2009518690.tif 000031
（式中、Ａｒ1は芳香族基であり、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、芳香族基又は脂環式基であり、「ｐ」は０〜４の値を有する整数である。）
【請求項１１】
光酸発生剤を活性化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階が光安定なプロトン付加ニトロンを与える、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
光酸発生剤を活性化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階が光安定なアミドを与える、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
光安定なアミドが、下記の構造式（VII）及び（VIII）を有する芳香族アミド並びにこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１２記載の方法。
【化５】
2009518690.tif 000032
（式中、Ａｒ1は芳香族基であり、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、芳香族基又は脂環式基であり、「ｐ」は０〜４の値を有する整数である。）
【請求項１４】
光安定なアミドが下記の構造式（IX）を有するホルムアミドである、請求項１３記載の方法。
【化６】
2009518690.tif 000033
（式中、Ａｒ1は芳香族基であり、Ｒ5及びＲ6は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、芳香族基又は脂環式基であり、「ｐ」は０〜４の値を有する整数である。）
【請求項１５】
光酸発生剤がオニウム塩からなる、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
オニウム塩が、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、ホスホニウム塩、Ｎ−アルコキシピリジニウム塩及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
光酸発生剤が、ジアリールヨードニウムテトラフルオロボレート、ジアリールヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジアリールヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアリールトリフルオロメタンスルホネート及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
光学的透明基板がさらに１種以上の光増感剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
光増感剤が、重合フェノチアジン、Ｎ−ビニルカルバゾールのホモポリマー、Ｎ−ビニルカルバゾールのコポリマー、フェノチアジン化合物、アントラセン化合物、ナフタセン化合物、ポルフィリン化合物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、カルコゲナピリリウムニトロン化合物、メロシアニンニトロン化合物、準芳香族複素環式化合物、ナイルブルーニトロン化合物、金属−ビピリジン錯体及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の波長が約３７５〜約４５０ｎｍである、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の波長が約４５０〜約５５０ｎｍである、請求項１記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の波長が第１の波長より長く、第２の波長が約４５０〜約１５００ｎｍである、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の波長が第１の波長より長く、第２の波長が約５５０〜約１５００ｎｍである、請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
ホログラフィックデータ記憶方法であって、
光化学的活性ニトロン、光酸発生剤及び光増感剤を含む光学的透明基板を用意する段階（Ａ）と、
基板の体積素子内で光化学的活性ニトロンの少なくとも一部を光化学的活性ニトロンの光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した第１の光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ｂ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で改質された光学的透明基板を照射する段階（Ｃ）と
を含んでなる方法。
【請求項２５】
光学的書込み／読取り方法であって、
光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板を、基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した第１の光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ａ）であって、ホログラフィック干渉パターンはデータに対応した信号ビーム及びデータに対応しない参照ビームで光学的透明基板を同時に照射することで生み出される段階（Ａ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階（Ｂ）と、
光学的透明基板を読取りビームで照射し、回折光を検出することで光学的に読取り可能なデータを読み取る段階（Ｃ）と
を含んでなる方法。
【請求項２６】
読取りビームが信号ビームの波長から１〜約４００ｎｍだけシフトした波長を有する、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
第１の波長、第２の波長及び読取りビームのすべてが相異なる波長を有する、請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
光学的透明基板がさらに１種以上の光増感剤を含む、請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
ホログラフィックデータ記憶媒体の形成方法であって、光学的透明プラスチック材料、１種以上の光化学的活性染料及び１種以上の光酸発生剤を含む光学的透明基板のフィルムを形成する段階を含んでなる方法。
【請求項３０】
光学的透明基板のフィルムが成形技法で形成される、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
光学的透明基板のフィルムが溶液キャスティング技法で形成される、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
光学的透明プラスチック材料、光化学的活性染料、光酸発生剤及び任意には１種以上の光増感剤を含んでなるホログラフィックデータ記憶媒体。
【請求項３３】
１以上の光学的に読取り可能なデータをその中に記憶したデータ記憶媒体であって、
当該データ記憶媒体は、光学的透明プラスチック材料、光化学的活性染料、光酸、光化学的活性染料から導かれる光生成物、光化学的活性染料又は光生成物或いはこれらの組合せから導かれる光安定な生成物、及び任意には１種以上の光増感剤を含み、
光学的に読取り可能なデータは、光学的透明基板の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとして記憶される、データ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラフィックデータ記憶方法に関する。さらに本発明は、ホログラフィックデータ記憶媒体、及びこれらの方法から導かれるデータ記憶寿命の向上した物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック記憶は、２つの光ビームの交わりによって感光性媒体中に生み出される三次元干渉パターンの画像であるホログラムの形態でデータを記憶することである。ディジタルエンコードされたデータを含む信号ビームと参照ビームとの重ね合わせは媒体の体積中に干渉パターンを形成し、それによって引き起こされる化学反応が媒体の屈折率を変化又は変調する。このような変調は、信号からの強度及び位相情報の両方をホログラムとして記録するために役立つ。ホログラムは後に、記憶媒体を参照ビームのみに暴露することで再生できる。かかる参照ビームは記憶されたホログラフィックデータと相互作用することで、ホログラフィック画像を記憶するために使用した初期信号ビームに比例した再構成信号ビームを生成する。かくして、ホログラフィックデータ記憶では、三次元干渉パターンにより媒体の体積全体にわたってデータが記憶される。
【０００３】
各ホログラムは、１ないし１×１０6ビット以上のデータを含むことができる。ＣＤ又はＤＶＤをはじめとする表面準拠記憶フォーマットに比べてホログラフィック記憶が有する１つの明確な利点は、信号及び／又は参照ビーム角、波長或いは媒体位置を変化させることなどによる多重化技法を用いて、感光性媒体の同一体積中に多数のホログラムをオーバーラップ方式で記憶できることである。しかし、実行可能な技法としてのホログラフィック記憶の実現に対する主な障害は、信頼性が高くかつ経済的に実行可能な記憶媒体の開発であった。
【０００４】
初期のホログラフィック記憶媒体では、入射光が屈折率変化を生み出す無機光屈折性結晶（例えば、ドープト又は非ドープトニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3））が使用された。これらの屈折率変化は、電子の光誘起生成及びそれに続くトラッピングが誘導内部電界を引き起こし、それが最終的に線形電気光学効果を通じて屈折率を変化させることに由来する。しかし、ＬｉＮｂＯ3は高価であり、比較的劣った効率を示し、経時的に退色し、顕著な屈折率変化を観測するためには厚い結晶を必要とする。
【０００５】
したがって、向上したホログラフィックデータ記憶容量を達成できる改良ホログラフィックデータ記憶方法及び材料に対するニーズが存在している。さらに、例えば、熱的に、又はデータ記憶媒体への周囲光の入射時に、又は読出し中にデータが消去されないように、記憶されたホログラフィックデータの寿命を向上させる方法に対するニーズも存在している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１３６３３３号公報
【非特許文献１】Ｋｅｎｔａ  Ｔａｎａｋａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｈｏｔｏｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）  Ｗｉｔｈ  ａ  Ｎｉｔｒｏｎｅ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ  ９３，ｐｐ．２５１７−２５２０，２００４．
【非特許文献２】Ｊａｍｅｓ  Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ，“Ｔｈｅ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｏｎｉｕｍ  Ｓａｌｔ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｐａｒｔ  Ａ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３７，ｐｐ．４２４１−４２５４，１９９９．
【非特許文献３】Ｊａｎｅｔ  Ｓ．Ｓｐｌｉｔｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｏｘａｚｉｒｉｄｉｎｅｓ．Ｉ．Ｔｈｅ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  Ｓｅｖｅｒａｌ  Ｎｉｔｒｏｎｅｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３０，ｐｐ．３４２７−３４３６，１９６５．
【非特許文献４】Ｍａｓａｍｉｔｓｕ  Ｓｈｉｒａｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｈｏｔｏａｃｉｄ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｂａｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌｕｍｅ  ２１，ｐｐ．１−４５，１９９６．
【非特許文献５】Ｊ．Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ，“Ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏａｃｉｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ”，Ａ．Ｃ．Ｓ．Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，Ｖｏｌｕｍｅ  ６１，ｐｐ．６２−６６，１９８９．
【非特許文献６】Ｙａｓｕｆ  Ｙａｇｃｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌｕｍｅ  ２３，ｐｐ．１４８５−１５３８，１９９８．
【非特許文献７】Ｙａｓｕｍａｓａ  Ｔｏｂａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｐｏｘｉｄｅｓ  ｂｙ  Ｄｉｒｅｃｔ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ  Ｐｈｏｔｏｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｏｎｉｕｍ  Ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）ｂｏｒａｔｅ  Ｉｎｉｔｉａｔｏｒｓ”，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３２，ｐｐｇ．３２０９−３２１５，１９９９．
【非特許文献８】Ｚａｚａ  Ｇｏｍｕｒａｓｈｖｉｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ  Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３５，ｐｐ．２９６２−２９６９，２００２．
【非特許文献９】Ｙｕｊｉｎｇ  Ｈｕａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３４，ｐｐ．２４８８−２４９４，２００１．
【非特許文献１０】Ｈａｓｒａｔ  Ａｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ  ａｓ  Ｐｈｏｔｏ−  ａｎｄ  Ｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ”，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，Ｖｏｌｕｍｅ  ９９，ｐｐ．２３７９−２４５０，１９９９．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書中には、データ記憶寿命の向上した記憶媒体中にホログラフィックデータを記憶する方法及びこれらの方法を用いて製造される物品が開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、本発明は、ホログラフィックデータ記憶方法であって、
光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板を用意する段階（Ａ）と、
基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ｂ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階（Ｃ）と
を含んでなる方法を提供する。
【０００８】
別の態様では、本発明は、ホログラフィックデータ記憶方法であって、
光化学的活性ニトロン、光酸発生剤及び光増感剤を含む光学的透明基板を用意する段階（Ａ）と、
基板の体積素子内で光化学的活性ニトロンの少なくとも一部を光化学的活性ニトロンの光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した第１の光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ｂ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で改質された光学的透明基板を照射する段階（Ｃ）と
を含んでなる方法を提供する。
【０００９】
さらに別の態様では、本発明は、光学的書込み／読取り方法であって、
光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板を、基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した第１の光学的に読取り可能なデータを生成させる段階（Ａ）であって、ホログラフィック干渉パターンはデータに対応した信号ビーム及びデータに対応しない参照ビームで光学的透明基板を同時に照射することで生み出される段階（Ａ）と、
光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射する段階（Ｂ）と、
光学的透明基板を読取りビームで照射し、回折光を検出することで光学的に読取り可能なデータを読み取る段階（Ｃ）と
を含んでなる方法を提供する。
【００１０】
本発明の別の態様では、ホログラフィックデータ記憶物品の形成方法であって、光学的透明プラスチック材料、１種以上の光化学的活性染料及び１種以上の光酸発生剤を含む光学的透明基板のフィルムを形成する段階を含んでなる方法が提供される。
【００１１】
さらに別の態様では、本発明はホログラムの形態でデータを記憶するために使用できるホログラフィックデータ記憶媒体を提供する。かかるホログラフィックデータ記憶媒体は、１種以上の光学的透明プラスチック材料、１種以上の光化学的活性染料、１種以上の光酸発生剤及び任意には１種以上の光増感剤を含んでいる。
【００１２】
別の実施形態では、本発明は、１以上の光学的に読取り可能なデータをその中に記憶したデータ記憶媒体を提供する。かかるデータ記憶媒体は、１種以上の光学的透明プラスチック材料、１種以上の光化学的活性染料、１種以上の光酸、光化学的活性染料から導かれる１種以上の光生成物、１種以上の光化学的活性染料又は１種以上の光生成物或いはこれらの組合せから導かれる１種以上の光安定な生成物、及び任意には１種以上の光増感剤を含み、１以上の光学的に読取り可能なデータはデータ記憶媒体に含まれる光学的透明基板の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとして記憶される。
【００１３】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、以下の詳しい説明を参照することで一層容易に理解できよう。
【００１４】
図面の簡単な説明
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳しい説明を読んだ場合に一層よく理解されよう。添付の図面中では、図面全体を通じて類似の部品は同一の符号で表されている。
【００１５】
図１は、４０５ｎｍの波長を有する光で約５分間照射する前後における、α−スチレニル−Ｎ−イソプロピルニトロン（ＳＩＰＮ）染料を含むＰＭＭＡフィルムについてのＵＶ−可視吸収スペクトル、及び３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号を示している。
【００１６】
図２は、３９０ｎｍの波長を有する光で約９分間照射する前後における、図１の染料及び塩酸を含むアセトニトリル溶液についての１組のＵＶ−可視吸収スペクトル、並びに３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号を示している。
【００１７】
図３は、４０５ｎｍの波長を有する光を用いて、ＳＩＰＮ、ジフェニルヨードニウムトリフレート光酸発生剤及び５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン増感剤を含むＰＭＭＡフィルム中に書き込んだ平面波ホログラムからの回折信号であって、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームで読み出しつつある回折信号を示している。
【００１８】
図４は、４０５ｎｍの波長を有する光を用いて、ＳＩＰＮ、ジフェニルヨードニウムトリフレート光酸発生剤及び５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン増感剤を含むＰＭＭＡフィルム中に書き込み、さらに５３２ｎｍの波長を有する光に約２分間暴露した後の平面波ホログラムからの回折信号であって、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームで読み出しつつある回折信号を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の若干の態様及び本発明で使用する一般的科学原理は、２００５年６月２３日に公開された米国特許出願公開第２００５／０１３６３３３号（米国特許出願第１０／７４２，４６１号）及び２００４年９月３０日に提出された同時係属米国特許出願第１０／９５４，７７９号（これらの開示内容は共に援用によって本明細書の内容の一部をなす）を参照することで一層明確に理解できる。本明細書中における用語の解釈及び意味に関しては、本明細書と援用によって本明細書中に編入された文書との間に矛盾が存在する場合、かかる矛盾は本明細書によって提供される定義又は解釈に準拠して解消すべきであることに注意されたい。
【００２０】
本明細書中で使用する「脂肪族基」という用語は、環状でない線状又は枝分れ原子配列からなる原子価１以上の有機基をいう。脂肪族基は１以上の炭素原子を含むものと定義される。脂肪族基をなす原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素、セレン及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂肪族基」という用語は、「環状でない線状又は枝分れ原子配列」の一部として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルペント−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂肪族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂肪族基であり、ニトロ基が官能基である。脂肪族基は、同一のもの又は相異なるものであってよい１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であり得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基には、ハロゲン化アルキルであるトリフルオロメチル、ブロモジフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、ヘキサフルオロイソプロピリデン、クロロメチル、ジフルオロビニリデン、トリクロロメチル、ブロモジクロロメチル、ブロモエチル、２−ブロモトリメチレン（例えば、−ＣＨ2ＣＨＢｒＣＨ2−）などがある。脂肪族基のさらに他の例には、アリル、アミノカルボニル（即ち、−ＣＯＮＨ2）、カルボニル、２，２−ジシアノイソプロピリデン（即ち、−ＣＨ2Ｃ(ＣＮ)2ＣＨ2−）、メチル（即ち、−ＣＨ3）、メチレン（即ち、−ＣＨ2−）、エチル、エチレン、ホルミル（即ち、−ＣＨＯ）、ヘキシル、ヘキサメチレン、ヒドロキシメチル（即ち、−ＣＨ2ＯＨ）、メルカプトメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＨ）、メチルチオ（即ち、−ＳＣＨ3）、メチルチオメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＣＨ3）、メトキシ、メトキシカルボニル（即ち、ＣＨ3ＯＣＯ−）、ニトロメチル（即ち、−ＣＨ2ＮＯ2）、チオカルボニル、トリメチルシリル（即ち、(ＣＨ3)3Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、３−トリメトキシシリルプロピル（即ち、(ＣＨ3Ｏ)3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）、ビニル、ビニリデンなどがある。さらに他の例としては、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基は１以上で１０以下の炭素原子を含む。メチル基（即ち、ＣＨ3−）はＣ1脂肪族基の例である。デシル基（即ち、ＣＨ3(ＣＨ2)9−）はＣ10脂肪族基の例である。
【００２１】
本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列をいう。１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、特に限定されないが、フェニル基、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、ナフチル基、フェニレン基及びビフェニル基を包含する。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族原子団を含む。芳香族原子団は常に４ｎ＋２（式中、「ｎ」は１以上の整数である。）の「非局在化」電子を有する環状構造であり、フェニル基（ｎ＝１）、チエニル基（ｎ＝１）、フラニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アズレニル基（ｎ＝２）、アントラセニル基（ｎ＝３）などで例示される。芳香族基はまた、非芳香族成分も含み得る。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族原子団）及びメチレン基（非芳香族成分）からなる芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は芳香族原子団（Ｃ6Ｈ3）が非芳香族成分−(ＣＨ2)4−に縮合してなる芳香族基である。便宜上、本明細書中での「芳香族基」という用語は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、ハロ芳香族基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルフェニル基はメチル基を含むＣ7芳香族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロフェニル基はニトロ基を含むＣ6芳香族基であり、ニトロ基が官能基である。芳香族基は、４−トリフルオロメチルフェニル、ヘキサフルオロイソプロピリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＦ3)2ＰｈＯ−）、４−クロロメチルフェン−１−イル、３−トリフルオロビニル−２−チエニル、３−トリクロロメチルフェン−１−イル（即ち、３−ＣＣｌ3Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロプ−１−イル）フェン−１−イル（即ち、４−ＢｒＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基を包含する。芳香族基のさらに他の例には、４−アリルオキシフェン−１−オキシ、４−アミノフェン−１−イル（即ち、４−Ｈ2ＮＰｈ−）、３−アミノカルボニルフェン−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＰｈ−）、４−ベンゾイルフェン−１−イル、ジシアノメチリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＮ)2ＰｈＯ−）、３−メチルフェン−１−イル、メチレンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣＨ2ＰｈＯ−）、２−エチルフェン−１−イル、フェニルエテニル、３−ホルミル−２−チエニル、２−ヘキシル−５−フラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈ(ＣＨ2)6ＰｈＯ−）、４−ヒドロキシメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｐｈ−）、４−メルカプトメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｐｈ−）、４−メチルチオフェン−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＰｈ−）、３−メトキシフェン−１−���ル、２−メトキシカルボニルフェン−１−イルオキシ（例えば、メチルサリチル）、２−ニトロメチルフェン−１−イル（即ち、２−ＮＯ2ＣＨ2Ｐｈ）、３−トリメチルシリルフェン−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェン−１−イル、４−ビニルフェン−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10芳香族基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む芳香族基を包含する。芳香族基１−イミダゾリル（Ｃ3Ｈ2Ｎ2−）はＣ3芳香族基を代表する。ベンジル基（Ｃ7Ｈ7−）はＣ7芳香族基を代表する。
【００２２】
本明細書中で使用する「脂環式基」という用語は、環状であるが芳香族でない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書中で定義される「脂環式基」は、芳香族原子団を含まない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含み得る。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）は、シクロヘキシル環（環状であるが芳香族でない原子配列）及びメチレン基（非環式成分）からなる脂環式基である。脂環式基は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂環式基」という用語は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルシクロペント−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂環式基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロシクロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂環式基であり、ニトロ基が官能基である。脂環式基は、同一のもの又は相異なるものであってよい１以上のハロゲン原子を含み得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基には、２−トリフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクト−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキス−４−イル）（即ち、−Ｃ6Ｈ10Ｃ(ＣＦ3)2Ｃ6Ｈ10−）、２−クロロメチルシクロヘキス−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキス−１−イル、４−トリクロロメチルシクロヘキス−１−イルオキシ、４−ブロモジクロロメチルシクロヘキス−１−イルチオ、２−ブロモエチルシクロペント−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキス−１−イルオキシ（例えば、ＣＨ3ＣＨＢｒＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）などがある。脂環式基のさらに他の例には、４−アリルオキシシクロヘキス−１−イル、４−アミノシクロヘキス−１−イル（即ち、Ｈ2ＮＣ6Ｈ10−）、４−アミノカルボニルシクロペント−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＣ5Ｈ8−）、４−アセチルオキシシクロヘキス−１−イル、２，２−ジシアノイソプロピリデンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10Ｃ(ＣＮ)2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、３−メチルシクロヘキス−１−イル、メチレンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10ＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、１−エチルシクロブト−１−イル、シクロプロピルエテニル、３−ホルミル−２−テトラヒドロフラニル、２−ヘキシル−５−テトラヒドロフラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10(ＣＨ2)6Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、４−ヒドロキシメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メルカプトメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メチルチオシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＣ6Ｈ10−）、４−メトキシシクロヘキス−１−イル、２−メトキシカルボニルシクロヘキス−１−イルオキシ（２−ＣＨ3ＯＣＯＣ6Ｈ10Ｏ−）、４−ニトロメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、ＮＯ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、３−トリメチルシリルシクロヘキス−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペント−１−イル、４−トリメトキシシリルエチルシクロヘキス−１−イル（例えば、(ＣＨ3Ｏ)3ＳｉＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−ビニルシクロヘキセン−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10脂環式基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む脂環式基を包含する。脂環式基２−テトラヒドロフラニル（Ｃ4Ｈ7Ｏ−）はＣ4脂環式基を代表する。シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）はＣ7脂環式基を代表する。
【００２３】
本明細書中で定義される「ＰＡＧ」という略語は「光酸発生剤」を表し、「ＳＩＰＮ」という略語は「α−スチレニルイソプロピルニトロン」を表し、「ｎｍ」という略語は「ナノメートル」を表す。ポリ（メチルメタクリレート）は、本明細書中では「ＰＭＭＡ」と略示される。
【００２４】
本明細書中で使用する「光化学的反応性」及び「光化学的活性」は同一の意味を有しており、互換性の用語である。
【００２５】
本明細書中で定義される「光安定な生成物」という用語は、それを導く原料としての対応する光化学的活性化学種より高い光安定性を示す反応生成物をいう。例えば、光化学的活性ニトロン染料のプロトン付加は反応生成物として対応するプロトン付加ニトロンを与える。プロトン付加ニトロンは、それを導く原料としての非プロトン付加光化学的活性ニトロン染料より平均して高い光安定性を示すので「光安定な生成物」である。同様に、光化学的活性ニトロンからオキサジリジンへの光誘起環化及びそれに続くオキサジリジンからアミドへの酸触媒転位によって生成されるアミドは、それを導く原料としての光化学的活性ニトロン染料より平均して高い光安定性を示すので光安定な生成物と定義される。
【００２６】
本明細書中で定義される「光学的透明」という用語は、光学的透明基板又は光学的透明プラスチック材料に適用される場合、基板又はプラスチック材料が１未満の吸光度を有することを意味する。即ち、約３００〜約８００ｎｍの範囲内の１以上の波長で入射光の１０％以上が材料を透過する。
【００２７】
本明細書中で定義される「体積素子」という用語は、全体積の三次元的な部分を意味する。
【００２８】
本明細書中で定義される「光学的に読取り可能なデータ」という用語は、光学的透明基板の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとして記憶されるデータとして理解できる。
【００２９】
上述の通り、本発明はホログラフィックデータ記憶方法を提供する。本方法は、光化学的活性染料及び光酸発生剤を含む光学的透明基板をホログラフィック干渉パターンで照射する段階を含んでいる。ホログラフィック干渉パターンは、照射すべき基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに十分な第１の波長及び強度を有し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出する。それにより、体積素子に対応した光学的に読取り可能なデータが生成される。光学的に読取り可能なデータを光学的透明基板中に書き込んだ後、光学的透明基板は、光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で照射される。
【００３０】
電磁放射に暴露されていない体積素子の場合、或いは光化学的活性染料が体積素子全体にわたって同じ程度に反応した体積素子の場合のように、個々の体積素子内の屈折率は体積素子全体にわたって一定であることもある。ホログラフィックデータ書込みプロセス中に電磁放射に暴露された体積素子の大部分は複雑なホログラフィックパターンを含み、したがって体積素子内の屈折率は体積素子を横切って変化すると考えられる。体積素子内の屈折率が体積素子を横切って変化する場合、体積素子は、照射前の対応する体積素子の屈折率と比較できる「平均屈折率」を有すると見なすのが好都合である。かくして、一実施形態では、光学的に読取り可能なデータは、照射前の光学的透明基板の対応する体積素子の屈折率と異なる屈折率を有する１以上の体積素子からなっている。データ記憶は、離散した段階的な変化ではなくなだらかな変化（連続した正弦的変化）をなすようにデータ記憶媒体の屈折率を局部的に変化させ、次いで誘起された変化を回折光学要素として使用することで達成される。
【００３１】
図１〜４に示す各種のスペクトルを以下に一層詳しく説明するが、これらは本発明の様々な態様を例示している。ここで簡単に述べれば、図１中では、１０及び２０はそれぞれ４０５ｎｍの波長を有する光で約５分間照射する前後におけるＳＩＰＮ（α−スチレニル−Ｎ−イソプロピルニトロン）を含むＰＭＭＡフィルムについてのＵＶ−可視吸収スペクトルであり、３０は３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号１である。図２中では、４０及び５０はそれぞれ３９０ｎｍの波長を有する光で約９分間照射する前後におけるＳＩＰＮ及び塩酸を含むアセトニトリル溶液についてのＵＶ−可視吸収スペクトルであり、６０は３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号２である。
【００３２】
本明細書中で定義されるＭ／＃という用語はデータ記憶媒体の容量を表し、所定の回折効率でデータ記憶媒体の体積素子に記録できる多重化ホログラムの総数の関数として測定できる。Ｍ／＃は、屈折率変化（Δｎ）、媒体の厚さ、及び染料濃度のような様々なパラメーターに依存する。本明細書中では、これらの用語をさらに詳しく説明する。Ｍ／＃は、下記の式（１）に示すように定義される。
【００３３】
【数１】
2009518690.tif 000003
式中、ηiはｉ番目のホログラムの回折効率であり、Ｎは記録されたホログラムの数である。選択された波長（例えば、５３２ｎｍ又は４０５ｎｍ）で試験試料に関するＭ／＃を測定するための実験装置では、コンピューターによって制御される回転ステージ上に試験試料が配置される。回転ステージは、高い角解像度（例えば、約０．０００１度）を有している。Ｍ／＃測定は２つの段階、即ち記録及び読出しを含んでいる。記録時には、同一試料上の同一位置に複数の平面波ホログラムが記録される。平面波ホログラムは、信号ビーム及び参照ビームによって生み出される記録干渉パターンである。信号ビーム及び参照ビームは互いにコヒーレントである。これらは共に、同一の電力及びビームサイズを有し、試料上の同一位置に入射し、同一方向に偏光された平面波である。試料を回転させることで複数の平面波ホログラムが記録される。２つの隣接したホログラム間の角間隔は約０．２度である。この間隔は、追加のホログラムを多重化した場合に以前に記録したホログラムへの影響が最小になると同時に、媒体の全容量の使用が効率的になるように選択される。Ｍ／＃測定では、各ホログラムに関する記録時間は一般に同一である。読出し時には、信号ビームは遮断される。参照ビーム及び増幅光検出器を用いて回折信号が測定される。約０．００４度のステップサイズで記録角度範囲にわたって試料を回転させることで回折出力が測定される。読出しのために使用される参照ビームの電力は、通例、記録時に使用されるものより約２〜３桁小さい。これは、測定可能な回折信号を維持しながら読出しに際してのホログラム消去を最小限に抑えるためである。回折信号からは、ホログラム記録角における回折ピークに基づいて多重化ホログラムを識別できる。次いで、下記の式（２）を用いてｉ番目のホログラム（ηi）の回折効率が計算される。
【００３４】
【数２】
2009518690.tif 000004
式中、ηi,diffractedはｉ番目のホログラムの回折出力である。次に、ホログラムの回折効率及び式（１）を用いてＭ／＃が計算される。このように、ホログラフィック平面波特性決定システムを用いてデータ記憶材料（特に多重化ホログラム）の特性を試験できる。さらに、回折効率を測定することによってもデータ記憶材料の特性を決定できる。
【００３５】
データをホログラムとして記憶する容量（Ｍ／＃）はまた、データを読み取るために使用する波長での単位染料密度当たりの屈折率変化（Δｎ／Ｎ0）とデータをホログラムとして書き込むために使用する所定波長での吸収断面積（σ）との比にも正比例する。単位染料密度当たりの屈折率変化は、照射前の体積素子の屈折率から照射後の同じ体積素子の屈折率を引いた差と染料分子の密度との比で与えられる。単位染料密度当たりの屈折率変化は（センチメートル）3の単位を有している。かくして、一実施形態では、光学的に読取り可能なデータは、１以上の体積素子の単位染料密度当たりの屈折率変化と１種以上の光化学的活性染料の吸収断面積との比がセンチメートル単位で表して約１０-5以上である１以上の体積素子からなっている。
【００３６】
感度（Ｓ）は、一定量の光フルエンス（Ｆ）を用いて記録されるホログラムの回折効率の尺度である。光フルエンス（Ｆ）は、光強度（Ｉ）と記録時間（ｔ）との積で与えられる。数学的には、感度は下記の式（３）で与えられる。
【００３７】
【数３】
2009518690.tif 000005
式中、Ｉは記録ビームの強度であり、「ｔ」は記録時間であり、Ｌは記録（又はデータ記憶）媒体（例えば、ディスク）の厚さであり、ηは回折効率である。回折効率は下記の式（４）で与えられる。
【００３８】
【数４】
2009518690.tif 000006
式中、λは記録媒体中における光の波長であり、θは媒体中における記録角であり、Δｎは染料分子が光化学的転化を受ける記録プロセスによって生み出される回折格子の屈折率コントラストである。
【００３９】
吸収断面積は、原子又は分子が規定波長の光を吸収する能力の測定値であり、平方センチメートル／分子の単位で測定される。それは一般にσ(λ)で表され、光学的に薄い試料に関しては下記の式（５）で示されるようにベール−ランベルトの法則で支配される。
【００４０】
【数５】
2009518690.tif 000007
式中、Ｎ0は立方センチメートル当たりの分子数単位の濃度であり、Ｌはセンチメートル単位の試料厚さである。
【００４１】
量子効率（ＱＥ）は、所定波長の各吸収光子に関する光化学的転移の確率の尺度である。即ち、それは所定の光化学的転化（漂白過程ともいう）を達成するために入射光が使用される効率の尺度を与える。ＱＥは下記の式（６）で与えられる。
【００４２】
【数６】
2009518690.tif 000008
式中、「ｈ」はプランク定数であり、「ｃ」は光速であり、σ(λ)は波長λでの吸収断面積であり、Ｆ0は漂白フルエンスである。パラメーターＦ0は、光の強度（Ｉ）と漂白過程を特徴づける時定数（τ）との積で与えられる。
【００４３】
光化学的活性染料は、第１の波長で光学的透明基板中にホログラムを「書き込む」ことを可能にするものである。さらに、光化学的活性染料は、第１の波長で光学的透明基板中に書き込まれたホログラムがそれを「読み取る」際に消去されないようにすべきである。約３００〜約１５００ｎｍの範囲内の波長でホログラフィック干渉パターンを光学的透明基板中に「書き込む」ことを可能にする染料を使用するのが望ましい。
【００４４】
一実施形態では、光化学的活性染料は、最大吸収に関連する中心波長及び５００ｎｍ未満のスペクトル幅（最大値の半値における全幅）によって特徴づけられる光学吸収共鳴を有する。通例、光化学的活性染料は、吸収範囲内の波長を有する光に暴露された場合に光誘起化学反応を受けて１種以上の光生成物を生じる。この反応は、酸化、還元又は結合切断による小さい成分の生成のような光分解反応、或いはシグマトロピー転位のような分子転位、或いはペリ環状付加環化をはじめとする付加反応であり得る。かくして、一実施形態では、改質光学的透明基板中で光生成物が（例えば、なだらかな変化をなしながら）パターン化されて１以上の光学的に読取り可能なデータを生じるホログラムの形態でのデータ記憶が達成される。
【００４５】
一実施形態では、光化学的活性染料はビシナルジアリールエテンである。別の実施形態では、光化学的活性染料は、光化学的活性染料から生じる光生成物（例えば、環化の可能なジアリールエテンの光化学的環化から生じる生成物、又は開環の可能なビシナルジアリールエテンの開環から生じる生成物）である。さらに別の実施形態では、光化学的活性染料はニトロンである。一実施形態では、ビシナルジアリールエテン、ニトロン、ビシナルジアリールエテンから導かれる光生成物、及びニトロスチルベンからなる群から選択される２種以上の光化学的活性染料を含む組合せが使用される。
【００４６】
光化学的活性ニトロンは、ホログラフィックデータ記憶物品を製造するため特に有用な化合物である。一実施形態では、光化学的活性ニトロンは、光誘起反応に関して比較的大きい屈折率変化及び／又は比較的高い量子効率を有しながら、比較的小さい吸収断面積のような望ましい光学的性質を有する。高い量子効率はまた高い感度をもたらす。これは、感度が量子効率と（Δｎとして定義される）屈折率変化との積に正比例するからである。光化学的活性染料を含む光学的透明基板中にホログラムとしてデータを書き込むことは、染料が書込み波長で部分的光化学転化を受け、それによって１以上の光学的に読取り可能なデータを含む改質光学的透明基板を生成することに由来する。「書込み波長」は、光学的透明基板を照射するために使用されるホログラフィック干渉パターンの波長に対応する。染料ドープトデータ記憶材料（ここでは、光化学的活性染料を含む光学的透明基板）の感度は、染料の濃度（Ｎ0）、記録波長での染料の吸収断面積、光化学的遷移の量子効率（ＱＥ）、及び単位染料密度についての染料分子の屈折率変化（Δｎ0／Ｎ0）に依存する。しかし、染料濃度と吸収断面積との積が増大するのに伴い、染料ドープト記憶材料は不透明化する傾向があり、これは記録及び読出しを共に妨げる。したがって、一実施形態では、高いＭ／＃を達成するために有利な光化学的活性ニトロンは、データを書き込むために使用される波長（染料の主なＵＶ−可視吸収ピークから除去されるもの）で大きい屈折率変化及び高い量子効率を伴いながら効率的な光化学的転位を受ける物質である。好適な光化学的活性ニトロン染料のかかる一例はＳＩＰＮ（α−スチレニルイソプロピルニトロン）であり、これは４０５ｎｍの波長を有する光で照射されると高い量子効率（ＱＥ＞０．１）でオキサジリジンに転位する。
【００４７】
一実施形態では、本発明に従って使用するのに適した光化学的活性ニトロンは、下記の構造式（Ｉ）を有するニトロンによって例示される。
【００４８】
【化１】
2009518690.tif 000009
式中、Ｒ1はニトロン基と共役し得る脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ2は水素或いはニトロン基と共役し得る脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。「ニトロン基と共役し得る」という表現は、「Ｒ基」（ここではＲ1又はＲ2）がニトロン部分の二重結合と共役した１以上の二重結合を含むことを意味する。
【００４９】
別の実施形態では、Ｒ1は下記の構造式（II）を有する。
【００５０】
【化２】
2009518690.tif 000010
式中、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、「ｎ」は１〜４の値を有する整数である。
【００５１】
別の実施形態では、有用な光化学的活性ニトロンは、下記の構造式（III）で表される芳香族ニトロンである。
【００５２】
【化３】
2009518690.tif 000011
式中、Ａｒ1（Ａｒ1は構造式II中のＲ4に対応する）は芳香族基であり、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立に水素原子、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Ｒ3は脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、「ｐ」は０〜４の値を有する整数である。一実施形態では、Ｒ3は次式の基からなる群から選択される１以上の電子吸引性置換基を含む芳香族基である。
【００５３】
【化４】
2009518690.tif 000012
式中、Ｒ8〜Ｒ10は独立に脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。
【００５４】
一実施形態では、光化学的活性ニトロンは、ニトロン部分が複素環の一部をなす（例えば、構造式（Ｉ）中のＲ2及びＲ3が互いに結合して環の一部をなす）環状ニトロンである。かかる化合物の例を下記の構造式（IV）に示す。
【００５５】
【化５】
2009518690.tif 000013
これは、原則として、２−（ヒドロキシアミノメチル）ベンズアルデヒドから生成できる。
【００５６】
一般構造式（Ｉ）を有する化合物の範囲内に含まれる光化学的活性ニトロン及びさらに構造式（II）の特徴を有する化合物の若干の一層具体的な例を下記表１に示すが、これはα−スチレニルアルキルニトロン及びα−スチレニルアリールニトロンを含んでいる。一実施形態では、光化学的活性染料は、Ｒ4が芳香族基でなくかつ「ｎ」が２以上である構造式（II）を組み込んだニトロンである（表１中の例II−Ｂを参照されたい）。
【００５７】
【表１】
2009518690.tif 000014
構造式（III）は、光化学的反応性染料として使用するのに適したα−芳香族−Ｎ−芳香族ニトロン、及び芳香族とα−炭素原子との間に共役結合が存在するそれの共役類似体を例示している。若干の実施形態では、α−芳香族基はアルキル基が１〜約４の炭素原子を含むジアルキルアミノ基で置換されている。ニトロンの好適で非限定的な例には、α−スチレニルイソプロピルニトロン（ＳＩＰＮ）、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−カルベトキシフェニル）ニトロン、α−（４−ジエチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−アセチルフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−（４−シアノフェニル）ニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−フェニルニトロン、α−（９−ユロリジニル）−Ｎ−（４−クロロフェニル）ニトロン、α−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン、α−スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１，１−ジフェニルエテニル）］−Ｎ−フェニルニトロン、α−［２−（１−フェニルプロペニル）］−Ｎ−フェニルニトロン、及び上述のニトロンの１種以上を含む組合せがある。
【００５８】
一実施形態では、１以上の光学的に読取り可能なデータを記録するのに十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンに暴露されると、光学的透明基板中に分散した光化学的活性ニトロンはオキサジリジンへの単分子環化を受ける。構造式（III）を有する放射性ニトロンの照射から生じるオキサジリジンを下記の構造式（Ｖ）に示す。
【００５９】
【化６】
2009518690.tif 000015
式中、Ａｒ1、Ｒ3、Ｒ5〜Ｒ7及び「ｐ」は構造式（III）に関して上述したものと同じ意味を有する。芳香族ニトロンからオキサジリジンへの光環化は高い量子効率で進行し、大抵は大きい屈折率変化を伴う。通例、光環化は所定の体積素子内に存在する光化学的活性ニトロンの全量の一部のみで誘起され、したがって未転化染料とオキサジリジン光生成物との間に屈折率コントラストをもたらすと共に、ホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化をもたらして光学的に読取り可能なデータを構成する。
【００６０】
上述の通り、光学的に読取り可能なデータは、光酸発生剤（ＰＡＧ）を活性化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射することで安定化される。好適なＰＡＧには、イオン性ＰＡＧ及び非イオン性ＰＡＧがある。さらに、ＰＡＧはポリマー化合物又は非ポリマー化合物であり得る。一実施形態では、オニウム塩をＰＡＧとして使用できる。オニウム塩の非限定的な例には、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、ホスホニウム塩、Ｎ−アルコキシピリジニウム塩及びフェロセニウム塩がある。一実施形態では、オニウム塩は、下記の式（VI）を有するオニウム塩からなる群から選択される１種以上からなる。
【００６１】
【化７】
2009518690.tif 000016
式中、「Ａ+」は独立にジアリールヨードニウム、ジアリールクロロニウム、ジアリールブロモニウム、トリアリールスルホニウム、トリアリールセレノニウム、フェロセニウム又はテトラアリールホスホニウムであり、「Ｌ-」は独立にヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルホネート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロアルセネート又はヘキサフルオロアンチモネートである。非イオン性ＰＡＧとして機能し得る好適な部類の化合物には、ニトロベンジルエステル、スルホン化合物、有機ホスフェート、ハロゲン化合物及びイミノスルホネートがある。本明細書中で「スルホン化合物」という用語は、例えば、光化学的活性スルホン、スルホニルオキシ化合物、アリールスルホネート及びＮ−ヒドロキシイミドスルホネートのような各種の光化学的活性化合物を包含するものである。本発明の様々な実施形態では、Ｓｈｉｒａｉ  ｅｔ  ａｌ．（“Ｐｈｏｔｏ−ａｃｉｄ  Ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｂａｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ：Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｔｏ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．２１，ｐｐ．１−４５）及びＹａｇｃｉ  ｅｔ  ａｌ．（“Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｆｏｒ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．２３，ｐｐ．１４８５−１５３８）によって開示されたような各種のＰＡＧを使用できる。
【００６２】
一実施形態では、光学的透明基板中に光増感剤が存在する。好適な光増感剤には、ポリマー光増感剤、非ポリマー光増感剤及びこれらの混合物がある。好適なポリマー光増感剤には、Ｚａｚａ  Ｇｏｍｕｒａｓｈｖｉｌｉ  ａｎｄ  Ｊａｍｅｓ  Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ（“Ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ  Ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ  Ｐｈｏｔｏ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ  Ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．２９６２−２９６９）によって開示されたもののような重合フェノチアジンがある。ポリマー光増感剤の他の例には、Ｙｕｊｉｎｇ  Ｈｕａ  ａｎｄ  Ｊａｍｅｓ  Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ（“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｐｈｏｔｏ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ  Ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２００１，３４，２４８８−２４９４）によって開示されたようなＮ−ビニルカルバゾールのホモポリマー及びコポリマーがある。非ポリマー光増感剤の例には、フェノチアジン化合物、アントラセン化合物、ナフタセン化合物、ポルフィリン化合物及び関連化合物（クロリン、ベンゾクロリン、ポルフィセン、拡張ポルフィリンなどを含む）、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、カルコゲナピリリウムニトロン化合物、メロシアニンニトロン化合物、準芳香族複素環式化合物、ナイルブルーニトロン化合物並びに金属−ビピリジン錯体がある。非重合フェノチアジン化合物の若干の具体例には、フェノチアジン、１０−（２，３−エポキシプロピル）フェノチアジン、１０−アリルフェノチアジン、１０−（１−プロペニル）フェノチアジン、１０−（２−ビニルオキシエチル）フェノチアジン、１０−（２−ビニルオキシエチル）フェノチアジン、−５，５−ジオキシド、１０−フェノチアジン−５−オキシド及び１０Ｈ−フェノチアジン−５，５−ジオキシドがある。非ポリマー光増感剤のさらに他の例には、Ｚａｚａ  Ｇｏｍｕｒａｓｈｖｉｌｉ  ａｎｄ  Ｊａｍｅｓ  Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ（“Ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ  Ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ  Ｐｈｏｔｏ−ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ  Ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．２９６２−２９６９）によって開示されたもの、及びトリス（２，２′−ビピリジル）ルテニウム(II)クロリドのようなビピリジンを含むルテニウム錯体がある。１，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセンが典型的な光増感剤である。
【００６３】
一実施形態では、上述の通り、ホログラフィックデータ記憶方法の段階（Ｂ）は、基板の体積素子内で光化学的活性染料の少なくとも一部を光生成物に転化させるのに共に十分な第１の波長及び強度を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射し、照射された体積素子内にホログラフィック干渉パターンに対応した光生成物の濃度変化を生み出し、それによって体積素子に対応した光学的に読取り可能なデータを生成させることからなる。光学的に読取り可能なデータは、光学的透明基板の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとして光学的透明基板中に記憶される。一実施形態では、ニトロン染料から光生成物への光化学的転化は、酸化、還元又は結合切断による小さい成分の生成のような光分解反応、或いは光環化やシグマトロピー転位のような分子転位、或いはペリ環状付加環化をはじめとする付加反応の形態で起こり得る。一実施形態では、光生成物は芳香族ニトロンの転位（この場合には光環化）から導かれる芳香族オキサジリジンである。一般に、段階（Ｂ）を実施する際、ＰＡＧは第１の波長を有する放射（ホログラフィック干渉パターン）による影響を受けない。段階（Ｃ）では、光学的透明基板を第２の波長で照射して光安定な生成物を生み出し、それによって段階（Ｂ）で生成された１以上の光学的に読取り可能なデータを安定化する。第２の波長は、ＰＡＧからの光酸の放出を容易にするように選択される。光増感剤を使用する場合、ＰＡＧから光酸を放出させるために必要なエネルギーを低下させることができる（即ち、一層長い波長で光酸放出が起こり得る）。場合によっては、比較的高いエネルギーを有する放射（例えば、紫外域又は近紫外域の放射）を使用することで、光増感剤の支援なしにＰＡＧから光酸を放出させることも可能である。
【００６４】
光酸は２以上の有用な機能を有している。第一に、若干の実施形態では、光酸は比較的不安定なオキサジリジン光生成物の転位を促進して、ホログラフィックデータを読み取るために使用される条件下で光安定である１種以上の光安定なアミド生成物を生じる。例えば、式（Ｖ）を有する芳香族オキサジリジンは光酸の作用下で転位して異性体アミド（VII）及び（VIII）の一方又は両方を生じ得る。
【００６５】
【化８】
2009518690.tif 000017
式中、Ａｒ1、Ｒ3、Ｒ5〜Ｒ7及び「ｐ」は構造式（III）に関して前述した通りである。一実施形態では、Ｒ7が水素原子である場合、下記の一般構造式（IX）を有するホルムアミドが生成できる。
【００６６】
【化９】
2009518690.tif 000018
式中、Ａｒ1、Ｒ3、Ｒ5、Ｒ6及び「ｐ」は構造式（III）に関して前述した通りである。アミド形の生成は、オキサジリジンが外部刺激（例えば、周囲の熱又は光）の作用下で出発ニトロンに戻るのを防止するので有利である。場合によっては、光酸の不存在下でオキサジリジンがニトロン形に戻る傾向を示すことがあり、このような状況は記憶されたデータの一部又は全部の消去を引き起こすことがある。
【００６７】
光酸の第２の有用な機能は、（オキサジリジンの初期生成後に残留する）未転化ニトロンにプロトン付加するように働き、それによって外部刺激（例えば、周囲光又は読取りビーム）の作用下でニトロンがオキサジリジンに光環化するのを阻止することである。当業者には理解される通り、未転化の光化学的反応性染料を安定化するための手段を講じなければ、未転化の光化学的反応性染料の長引く感光性が記憶データの保全性に悪影響を及ぼすことがある。未転化の光化学的反応性染料がニトロンである場合、ホログラフィックデータの記録後に残留するニトロンのプロトン付加は、例えば読取りビーム又は周囲光の作用下でニトロンから光生成物へのさらなる転化を防止するための有効な手段を提供する。プロトン供給源に対する式（III）のニトロンの暴露は、下記の理想化式（Ｘ）を有するプロトン付加ニトロンの生成をもたらすと考えられる。
【００６８】
【化１０】
2009518690.tif 000019
式中、「Ｚ-」は式Ｈ−Ｚを有する光酸によるニトロンのプロトン付加から生じる陰イオンであり、Ａｒ1、Ｒ3、Ｒ5〜Ｒ7及び「ｐ」は構造式（III）に関して定義した通りである。当業者には理解される通り、一般にプロトンの移動度は非常に高く、かつプロトンは水素結合を介して２つの結合を形成できるので、化学量論量未満の光酸がニトロンを安定化するのに有効であり得る。
【００６９】
本発明の一態様では、理想化式（Ｘ）を有するプロトン付加ニトロンは、光酸発生剤を活性化して光学的に読取り可能なデータを安定化するのに十分な第２の波長及び強度で光学的透明基板を照射した場合に生成される光安定な生成物の例である。プロトン付加から生じるプロトン付加ニトロンのＵＶ−可視吸収スペクトルは、ニトロンのものに類似している。したがって、プロトン付加ニトロンと対応するオキサジリジンとの間における屈折率の差によって生み出される屈折率コントラストを用いて、光学的透明基板の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとしてデータを記憶することもできる。光化学的反応性ニトロンを光安定な生成物であるプロトン付加ニトロンに転化させ、それによって１以上の光学的に読取り可能なデータを安定化するためには、ほとんど任意の酸が使用できると考えられる。かかる酸は、例えば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロリン酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロアンチモン酸などの無機酸、或いは例えばトリフルオロメタンスルホン酸、ペルフルオロブタンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機酸であり得る。有機酸と無機酸の組合せも使用できる。
【００７０】
ＳＩＰＮ（α−スチレニル−Ｎ−イソプロピルニトロン）を光化学的反応性染料の例として、これらの着想を一層明確に例示しよう。図１について述べれば、ＳＩＰＮを含むＰＭＭＡのスピンキャストフィルムについてのＵＶ−可視吸収スペクトル１０は約３４０ｎｍに吸収極大を示している。次に、４０５ｎｍの波長を有する光で試料を約５分間照射し、スペクトルを測定する。ＵＶ−可視吸収スペクトル２０では、ＳＩＰＮに関する約３４０ｎｍの吸収が大幅に低下し、約２５４ｎｍに新しい吸収極大が示されるが、これはオキサジリジン（XI）の部分生成を表している。
【００７１】
【化１１】
2009518690.tif 000020
３０は３３９ｎｍの吸収に関するモニター信号である。オキサジリジン（XI）への部分光化学的転化後に残留するＳＩＰＮは、ＳＩＰＮをプロトン付加形に転化させることで安定化できることを示すために対照実験を行った。図２は、塩酸を含むＳＩＰＮのアセトニトリル溶液についてのＵＶ−可視吸収スペクトル４０を示している。スペクトル４０を図１のスペクトル１０と比較すれば、非プロトン付加ＳＩＰＮ及びプロトン付加ＳＩＰＮに関する吸収スペクトルは本質的に同じであることがわかる。次に、３９０ｎｍの波長を有する光でアセトニトリル溶液を約９分間照射した。吸収スペクトル５０は、オキサジリジンの生成を表す新しいピークを示さず、したがってプロトン付加ＳＩＰＮは転位しないことを表している。これらのデータによれば、ＳＩＰＮからオキサジリジン（XI）への部分光化学的転化後、ＰＭＭＡフィルム中の未転化ＳＩＰＮをプロトン付加形として安定化（又は「固定」）できることがわかる。即ち、外部刺激（例えば、周囲光）の作用下でＳＩＰＮがオキサジリジン（XI）に転化することが防止され、それによってホログラフィックデータ記憶媒体中の記憶データの保全性が維持される。さらに、前述の通り、比較的不安定なオキサジリジン（XI）は酸の存在下で光安定なアミド生成物に転位し得る。
【００７２】
上記に概述した着想を図３及び４に例示する。図３は、ＳＩＰＮ、ＰＡＧとしてのジフェニルヨードニウムトリフレート及び光増感剤としての５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセンを含むＰＭＭＡフィルム中に、４０５ｎｍの波長を有するホログラフィック干渉パターンを用いて書き込んだ平面波ホログラムからの回折信号を、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームで読み取ったところを示している。４０５ｎｍの波長を有するホログラフィック干渉パターン（「書込みビーム」ともいう）での照射は、ＳＩＰＮからオキサジリジン（XI）への部分転化を引き起こし、ＰＭＭＡフィルムの体積素子内にホログラムとしてのデータの記録をもたらす。しかし、図４に見られるように、読取りビームを用いて読み取られる回折信号は経時的に強度が低下し、したがって記憶されたデータは限られた寿命しか有しないことを示している。しかし、ジフェニルヨードニウムトリフレートを光化学的に活性化してトリフルオロメタンスルホン酸（光酸）を放出させた場合、ＰＭＭＡフィルム中に書き込まれたデータは、書込みビームを用いて回折信号を測定するために使用する時間にわたって本質的に安定に保たれる。このことは、図３に関して記載したようにして書き込んだ後、さらに５３２ｎｍの波長を有する光に約２分間暴露した平面波ホログラムからの回折信号を示す図４から明らかである。図４は、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームを用いて読み出される回折信号が試験期間全体にわたって本質的に無変化のままに保たれることを示している。５３２ｎｍでの照射は、ジフェニルヨードニウムトリフレートからトリフルオロメタンスルホン酸を放出させる。これは未転化ＳＩＰＮを（恐らくはプロトン付加ニトロンとして）安定化するが、転位によって生成することがある下記の二次アミド生成物（XII）及び（XIII）には影響を与えない。
【００７３】
【化１２】
2009518690.tif 000021
これらの実験は、情報を記憶した後にニトロンをプロトン付加すれば、残留するニトロン染料の感光性が低下し、それによって記憶された情報の寿命が向上することを示している。プロトン付加ニトロンは読取り／書込み波長に対して初期ニトロンよりはるかに低い感受性を有し、その結果として記憶された情報の寿命が向上することが証明される。したがって、これらの観察結果及び着想は、偶発的なデータ消去及び／又はデータ保全性の低下を最小限に抑えながら高い信頼度でホログラフィックデータを記憶するために利用できる。
【００７４】
一実施形態では、第１の波長を有するホログラフィック干渉パターンで光学的透明基板を照射することでデータを記録する。次に、第２の波長を有する放射で光学的透明基板を照射することで書込みデータを安定化し、次いで第３の波長を有する放射（例えば、「読取りビーム」）を用いて安定化されたデータを読み取ることができる。この場合、各段階における放射は独立に約３００〜約１５００ｎｍの波長を有し得る。一実施形態では、第１、第２及び第３の波長は独立に約３００〜約８００ｎｍの範囲内にあり得る。一実施形態では、ホログラフィックデータ記憶媒体上にデータを書き込んで記録するための第１の波長（又は書込み波長）は約３７５〜約４５０ｎｍである。別の実施形態では、第１の波長は約３５５〜約５５０ｎｍであり得る。一実施形態では、第１の波長は約３７５〜約４５０ｎｍの範囲内にあり、第２の波長は約４５０〜約１５００ｎｍの範囲内にある。別の実施形態では、第１の波長は約４５０〜約５５０ｎｍの範囲内にあり、第２の波長は約５５０〜約１５００ｎｍの範囲内にある。さらに別の実施形態では、書込み波長は、ＰＡＧ又はＰＡＧ／増感剤の組合せに対する第２の波長の光の作用によって記録されたデータを安定化するための波長から０〜約４００ｎｍだけシフトしたようなものである。書込み及びデータ安定化を行うための典型的な波長は、約４０５ｎｍ（書込み）及び薬物５３２ｎｍ（安定化）である。
【００７５】
光化学的活性染料は、一実施形態では光学的透明基板の総重量を基準にして約０．１〜約１０重量％、別の実施形態では約１〜約４重量％、さらに実施形態では約４〜約７重量％の量で使用される。
【００７６】
光学的透明基板の製造に当たっては、光学的に透明なプラスチック材料が有利に使用できる。（光学的透明基板のような）ホログラフィックデータ記憶媒体の製造で使用する光学的に透明なプラスチック材料は、ホログラフィック記憶媒体中のデータを読取り可能にするのに十分な光学的品質（例えば、低い散乱、低い複屈折、及び対象波長での無視できる損失）を有する任意の材料からなり得る。例えば、オリゴマー、ポリマー、デンドリマー、イオノマー、コポリマー（例えば、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、グラフトコポリマー、スターブロックコポリマーなど）或いは上述のポリマーの１種以上を含む組合せのような有機ポリマー材料が使用できる。熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーが使用できる。好適な熱可塑性ポリマーの例には、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリアロマチケート（ｐｏｌｙａｒｏｍａｔｉｃａｔｅ）、ポリアロマチックスルホン（ｐｏｌｙａｒｏｍａｔｉｃｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリアロマチセンエーテル（ｐｏｌｙａｒｏｍａｔｉｃｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ）、ポリエーテル、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルなど、或いは上述の熱可塑性ポリマーの１種以上を含む組合せがある。好適な熱可塑性ポリマーのさらに若干の使用可能な例には、特に限定されないが、非晶質及び半結晶質熱可塑性ポリマー並びにポリマーブレンド、例えば、ポリ塩化ビニル、線状及び環状ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレンなど、水素化ポリスルホン、ＡＢＳ樹脂、水素化ポリスチレン、シンジオタクチック及びアタクチックポリスチレン、ポリシクロヘキシルエチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマーなど、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレート−ポリイミドコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル（特に限定されないが、２，６−ジメチルフェノールから導かれるもの、２，３，６−トリメチルフェノールとのコポリマーなどを含む）、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリ酢酸ビニル、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、芳香族ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン及びポリ塩化ビニリデンがある。
【００７７】
若干の実施形態では、本明細書中に開示される方法で基板として使用する熱可塑性ポリマーはポリカーボネートからなる。ポリカーボネートは、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、又は芳香族構造単位及び脂肪族構造単位の両方を含むポリカーボネートであり得る。
【００７８】
本明細書中で使用する「ポリカーボネート」という用語は、下記構造式（XIV）の構造単位を有する組成物を包含する。
【００７９】
【化１３】
2009518690.tif 000022
式中、Ｒ11は脂肪族、芳香族又は脂環式基である。一実施形態では、ポリカーボネートは下記構造式（XV）の構造単位を含む。
【００８０】
【化１４】
2009518690.tif 000023
式中、Ａ1及びＡ2の各々は単環式二価芳香族基であり、Ｙ1はＡ1とＡ2とを隔てる０、１つ又は２つの原子を有する橋かけ基である。例示的な実施形態では、１つの原子がＡ1とＡ2とを隔てている。この種の基の非限定的な実例は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ(Ｏ)−、−Ｓ(Ｏ)2−、−Ｃ(Ｏ)−、メチレン、シクロヘキシル−メチレン、２−エチリデン、イソプロピリデン、ネオペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン、アダマンチリデンなどである。かかるビスフェノール化合物の若干の例は、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルフェニルエーテルなどのビス（ヒドロキシ芳香族）エーテル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルフィドなどのビス（ヒドロキシ芳香族）スルフィド、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドなどのビス（ヒドロキシ芳香族）スルホキシド、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンなどのビス（ヒドロキシ芳香族）スルホン、及び上述のビスフェノール化合物の１種以上を含む組合せがある。別の実施形態では、Ａ1とＡ2とを隔てる原子が存在せず、その実例はビフェノールである。橋かけ基Ｙ1は、例えばメチレン、シクロヘキシリデン又はイソプロピリデンのような炭化水素基或いは芳香族橋かけ基であり得る。
【００８１】
ポリカーボネートを製造するためには、当技術分野で知られているジヒドロキシ芳香族化合物のいずれかが使用できる。ジヒドロキシ芳香族化合物の例には、例えば、下記一般式（XVI）を有する化合物がある。
【００８２】
【化１５】
2009518690.tif 000024
式中、Ｒ12及びＲ13は各々独立にハロゲン原子或いは脂肪族基、芳香族基又は脂環式基を表し、ａ及びｂは各々独立に０〜４の整数であり、Ｘ1は芳香族基、脂環式基、脂肪族基、或いは下記構造式（XVII）又は（XVIII）を有する基の１つを表す。
【００８３】
【化１６】
2009518690.tif 000025
式中、Ｒ14及びＲ15は各々独立に水素原子或いは脂肪族基、芳香族基又は脂環式基を表し、Ｒ16は二価芳香族基、二価脂環式基又は二価脂肪族基である。一実施形態では、Ｒ16は二価脂肪族基ＣＣｌ2である。別の実施形態では、Ｒ16は炭化水素基である二価基である。好適なジヒドロキシ芳香族化合物の若干の非限定的な実例には、二価フェノール、及び米国特許第４，２１７，４３８号に名称又は構造式（一般式若しくは特定式）で開示されているもののようなジヒドロキシ置換芳香族炭化水素がある。比較的安価でありかつ商業的に容易に入手できるという理由により、ビスフェノールＡから導かれる構造単位を含むポリカーボネートが好ましい。構造式（XVI）で表すことができる種類のビスフェノール化合物の具体例の非排他的リストには、下記のものが包含される。即ち、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以後は「ビスフェノールＡ」又は「ＢＰＡ」）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ｎ−ブタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン（以後は「ＤＭＢＰＡ」）、１，１−ビス（４−ヒドロキシーｔ−ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、９，９’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９’−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、４，４’−ビフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（以後は「ＤＭＢＰＣ」）など、並びに上述のビスフェノール化合物の１種以上を含む組合せである。
【００８４】
ポリカーボネートは、当技術分野で公知の方法のいずれかで製造できる。枝分れポリカーボネート並びに線状ポリカーボネートと枝分れポリカーボネートのブレンドも有用である。好ましいポリカーボネートはビスフェノールＡを基剤とするものである。好ましくは、ポリカーボネートの重量平均分子量は約５０００〜約１０００００原子質量単位、さらに好ましくは約１００００〜約６５０００原子質量単位、最も好ましくは約１５０００〜約３５０００原子質量単位である。ホログラフィックデータ記憶媒体を形成するために適した熱可塑性ポリマーの他の具体例には、ポリカーボネートであるＬｅｘａｎ（登録商標）及び非晶質ポリエーテルイミドであるＵｌｔｅｍ（登録商標）があり、これらはいずれもＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから商業的に入手できる。
【００８５】
有用な熱硬化性ポリマーの例には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及び上述の熱硬化性ポリマーの１種以上を含む組合せからなる群から選択されるものがある。
【００８６】
光化学的活性染料は、他の添加剤と混合して光活性材料を形成できる。かかる添加剤の例には、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、帯電防止剤、離型剤、追加の樹脂、結合剤、発泡剤など、並びに上述の添加剤の組合せがある。光活性材料はホログラフィック情報記憶媒体を製造するために使用される。
【００８７】
光活性材料を形成するための結合剤としては、脂環式ポリエステル及び芳香族ポリエステルが使用できる。これらは、ポリカーボネートのような熱可塑性ポリマーと共に使用して光学的透明基板を形成するために適している。これらのポリエステルは光学的に透明であり、改善された耐候性、低い吸水性、及びポリカーボネートマトリックスとの良好な溶融相溶性を有している。脂環式ポリエステルは、一般に、大抵は適当な触媒の存在下でジオールと二塩基酸又は酸誘導体とを反応させることで製造される。
【００８８】
一般に、光学的透明基板を形成するために使用する光化学的活性染料及びポリマー並びにホログラフィックデータ記憶媒体は、例えば、光化学的活性ニトロン、ＰＡＧ、及び存在することがある任意の追加添加剤をポリマー粉末と配合し、次いでデータ記憶ディスクに成形する段階中において、ホログラフィックデータ記憶媒体を製造するために使用される加工条件に耐え得るべきである。
【００８９】
一実施形態では、光化学的活性染料は光学的透明基板の総重量を基準にして約０．１〜約１０重量％の量で存在し、光学的透明基板は約３００〜約８００ｎｍの範囲内の波長で約０．１〜約１の範囲内のＵＶ−可視吸光度を有する。かかる染料は、他の物質（例えば、ホログラフィックデータ記憶媒体を製造するために使用される光活性材料を形成するための結合剤）と組み合わせて使用される。一実施形態では、光学的透明プラスチック材料及び１種以上の光化学的活性染料を含む光学的透明基板のフィルムが形成される。一般に、かかるフィルムは、染料、ＰＡＧ及び任意には光増感剤を光学的透明プラスチック材料と混合することで得られる成形組成物を用いて成形技法で形成される。混合は、一軸又は多軸押出機、バス（Ｂｕｓｓ）ニーダー、ヘンシェル（Ｈｅｎｓｃｈｅｌ）、ヘリコーン、エイリッヒ（Ｅｉｒｉｃｈ）ミキサー、ロス（Ｒｏｓｓ）ミキサー、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）、ロールミル、成形機（例えば、射出成形機、真空成形機、吹込成形機）などの機械、又は上述の機械の１以上を含む組合せで実施できる。別法として、染料、ＰＡＧ、光増感剤及び光学的透明プラスチック材料を溶解して溶液とし、かかる溶液から光学的透明基板のフィルムを形成することもできる。
【００９０】
一実施形態では、光化学的活性ニトロン、ＰＡＧ、任意の光増感剤及び熱可塑性ポリマーを含むデータ記憶組成物を射出成形することで、ホログラフィックデータ記憶媒体を製造するために使用できる物品が形成される。射出成形物品は任意の幾何学的形状を有し得る。好適な幾何学的形状の例には、円形ディスク、正方形の板、多角形などがある。物品の厚さは様々に変化し得るが、一実施形態では１００マイクロメートル以上であり、別の実施形態では２５０マイクロメートル以上である。さらに別の実施形態では、物品の厚さは１０００マイクロメートル以上である。
【００９１】
こうして得られた成形データ記憶媒体は、ホログラムの形態でデータを記憶するために使用できるデータ記憶物品を製造するために使用できる。データ記憶物品中のデータ記憶媒体を、第１の波長を有するホログラフィック干渉パターンで照射することで、１以上の光学的に読取り可能なデータが記録されると共に、光化学的活性染料の１種以上の光生成物が生成される。光学的に読取り可能なデータは、データ記憶媒体の１以上の体積素子内にパターン化されたホログラムとして記憶される。一実施形態では、光生成物は芳香族オキサジリジンである。次に、光学的に読取り可能なデータは、データ記憶媒体を第２の波長で照射することで安定化される。安定化は、ＰＡＧ又はＰＡＧ／増感剤の組合せによる光酸の放出によって化学的に達成される。一実施形態では、こうして得られた安定化ホログラフィックデータは、第３の波長を有する放射を用いて読み取ることができる。一実施形態では、読取り波長は３５０〜１１００ｎｍであり得る。
【００９２】
本明細書中に開示された方法は、一実施形態ではビットワイズ型データ記憶のため、別の実施形態ではページワイズ型データ記憶のために使用できるホログラフィックデータ記憶媒体を製造するために使用できる。さらに別の実施形態では、本方法はデータ記憶媒体の複数の層中にデータを記憶するために使用できる。本明細書中に開示されるデータ記録プロセス中にニトロンに関して起こる様々な光化学的変換を考慮すれば、ホログラフィックデータ記憶媒体又はかかるデータ記憶媒体を含むホログラフィックデータ記憶物品を、データ記憶プロセスの前後に存在する化学的実在物の点から識別することが可能となる。即ち、一実施形態では、本発明はホログラムの形態でデータを記憶するために使用できるホログラフィックデータ記憶媒体を提供する。かかるデータ記憶媒体は、（ｉ）１種以上の光学的透明プラスチック材料、（ii）１種以上の光化学的活性染料、（iii）１種以上の光酸発生剤及び（iv）任意には１種以上の光増感剤を含んでいる。
【００９３】
別の実施形態では、本発明は１以上の光学的に読取り可能なデータをその中に記憶したデータ記憶媒体を提供する。かかるデータ記憶媒体は、（ｉ）１種以上の光学的透明プラスチック材料、（ii）１種以上の光化学的活性染料、（iii）１種以上の光酸、（iv）光化学的活性染料から導かれる１種以上の光生成物、（ｖ）１種以上の光化学的活性染料又は１種以上の光生成物或いはこれらの組合せから導かれる１種以上の光安定な生成物、及び（vi）任意には１種以上の光増感剤を含み、１以上の光学的に読取り可能なデータは前述のようにデータ記憶媒体中にホログラムとして記憶される。
【実施例】
【００９４】
実施例１
α−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン（XIX）の製造。機械撹拌機及び窒素入口を備えた１リットルの三つ口丸底フラスコに、フェニルヒドロキシアミン（２７．３ｇ、０．２５モル）、（４−ジメチルアミノ）シンナムアルデヒド（４３．８１ｇ、０．２５モル）及びエタノール（２５０ミリリットル）を加えた。得られた鮮やかなオレンジ色のスラリーに注射器でメタンスルホン酸（２５０マイクロリットル）を添加した。鮮やかなオレンジ色のスラリーは濃い赤色に変わり、すべての固形分は溶解した。５分以内に、オレンジ色の固体が生じた。反応混合物の撹拌を容易にするため、ペンタン（約３００ミリリットル）を添加した。固体を濾別し、真空炉内において８０℃で数時間乾燥することで、５５．９グラム（理論量の８４％）の所望生成物を鮮やかなオレンジ色の固体として得た。生成物のニトロン染料は下記の構造式（XIX）を有している。
【００９５】
【化１７】
2009518690.tif 000026
実施例２
α−スチレニル−Ｎ−イソプロピルニトロン（化合物XX）の製造。Ｎ−イソプロピルヒドロキノンアミン塩酸塩（５．０４グラム、４５．２ミリモル、１モル当量、Ａｃｒｏｓ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ社から入手可能）を、１６ミリリットルの水中でｔｒａｎｓ−シンナムアルデヒド（５．６６グラム、４２．９ミリモル、０．９５モル当量、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）と合わせた。最初、混合物はｔｒａｎｓ−シンナムアルデヒドの低い溶解度のために乳濁液であった。約１時間にわたって急速に撹拌した後、乳濁液は消失し、均質な淡黄色の溶液が生じた。４時間撹拌した後、反応混合物を塩化メチレン中に注ぎ込み、ｐＨが約１０．５になるまで２６ミリリットルの飽和炭酸ナトリウム水溶液で処理した。相を分離し、水性相を追加の塩化メチレンで抽出した。合わせた有機相を分離し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥し、真空中で濃縮し、残留物を真空下で１晩乾燥することで、７．４グラム（理論量の９１％）の所望ニトロン生成物を得た。これは、液体クロマトグラフィーによって純粋であることが確認され、さらにＮＭＲ分光法によって特性決定された。無水エタノール中での生成物のＵＶ−可視スペクトルは、３３０ｎｍに吸収極大（λmax）を示した。この希釈溶液を３９０ｎｍ光源に暴露したところ、ニトロンは対応するオキサジリジンに転化し、吸収極大は２５６ｎｍにシフトした。ニトロン生成物の安定性を保証するため、すべての試料操作は赤色光のみを含む暗室内で行った。
【００９６】
実施例３
この実施例では、α−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロン−ポリスチレンブレンド及び約１．２ミリメートルの厚さを有する成形ディスクの製造手順が記載される。１０キログラムの結晶質ポリスチレン１３０１ペレット（Ｎｏｖａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手）をＲｅｔｓｃｈミル内で粉砕して粗大粉末にし、８０℃に維持した空気循環炉内で数時間乾燥した。１０リットルのヘンシェルミキサー内で、６．５キログラムの乾燥ポリスチレン粉末及び１９５グラムのα−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロンをブレンドして均質なオレンジ色の粉末を形成した。次に、粉末ブレンドを１８５℃でＷＰ２８ミリメートル二軸押出機に供給することで、約３重量％の公称ニトロン染料含有量を有する濃いオレンジ色のペレット６．２キログラムを得た。次に、この材料を追加の結晶ポリスチレン１３０１ペレットでさらに希釈することで、０．６０重量％、０．７５重量％、１重量％及び１．２４重量％のα−（４−ジメチルアミノ）スチレニル−Ｎ−フェニルニトロンを有する追加のブレンドを調製した。次に、これら４種のブレンド組成物の各々をＷＰ２８ミリメートル二軸押出機で再加工して均等に着色したペレットを形成した。
【００９７】
ＥＬＥＣＴＲＡ  ＤＩＳＣＯ（商標）５０トン全電動式商用ＣＤ／ＤＶＤ（コンパクトディスク／ディジタルビデオディスク）成形機（Ｍｉｌａｃｒｏｎ  Ｉｎｃ．から入手可能）を用いて（上述のようにして調製した）４種のブレンドを射出成形することで光学品質ディスクを作製した。両面に関してミラードスタンパーを使用した。サイクル時間は一般に約１０秒の設定した。成形条件は、使用するポリマーのガラス転移温度及び溶融粘度並びに光化学的活性染料の熱安定性に応じて変化した。かくして、最高バレル温度は約２００℃から約３７５℃まで変化した。
【００９８】
実施例４
Ｍｉｎｉ−ｊｅｃｔｏｒ（登録商標）装置を用いる成形ディスクの作製手順。成形条件は、使用するポリマーマトリックスの性質に応じて変化した。ＯＱ（光学グレード）ポリカーボネート及び光化学的ニトロンを含むポリスチレン系ブレンドを成形するために使用した典型的な条件を表２に示す。
【００９９】
【表２】
2009518690.tif 000027
適当な溶媒（例えば、アセトニトリル）中におけるニトロンの溶液又はポリマーフィルム中に含まれるニトロンを用いて、Ｃａｒｙ／Ｖａｒｉａｎ３００ＵＶ−可視分光光度計上で光化学的活性ニトロンのＵＶ−可視スペクトルを記録した。
【０１００】
実施例５
この実施例は、ホログラフィックデータ記憶媒体として使用できるポリマーフィルムの製造方法を記載する。本実施例は、ＰＡＧ、光増感剤及び光化学的活性染料を含むポリマーフィルム中にホログラムを書き込んだが、ホログラムの書込みは光酸の生成を引き起こさない第１の波長で行った対照実験として役立つ。
【０１０１】
記載する化合物の取扱いはすべて、遮光下又は赤色光条件下で行った。２グラムの光学品質ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を１０ミリリットルのジクロロメタンに溶解した溶液を調製した。この溶液２ミリリットルをこはく色のバイアルに入れ、１５ミリリットルのジフェニルヨードニウムトリフレート（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社、ＣＡＳ番号：６６００３−７６−７）をＰＡＧとして添加した。３ミリグラムの光増感剤５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社、ＣＡＳ番号：１８８２６−２９−４）を添加して溶解した。最後に、２ミリグラムのα−スチレニルイソプロピルニトロン（ＣＡＳ番号：１１７４５８−０５−６）を添加した。次に、得られた溶液をスライドガラス上に溶液流延して厚さ約１００ミクロンのフィルムを形成し、フィルムをわずかな減圧下で２４時間乾燥した。約３％の回折効率を有する４０５ｎｍ装置を用いて、乾燥フィルム中に平面波ホログラムを書き込んだ。図３に示すように、４０５ｎｍの読取りレーザービームを用いてホログラムからの回折信号の減衰を約１００秒の時間枠にわたりモニターした。
【０１０２】
実施例６
この実施例は、ＰＡＧ及び光増感剤を含むフィルムを第２の波長で照射することでＰＡＧ及び光増感剤を光化学的に活性化した場合、実施例５に記載したようにして作製したホログラフィック記憶媒体中に記憶されるデータの寿命が向上した様子を例示する。
【０１０３】
実施例５に記載したようにして新しいフィルム試料を作製し、４０５ｎｍの波長を有する放射を用いて前述と同じやり方でホログラムを書き込んだ。書き込んだデータを、５３２ｎｍの波長を有する非集束レーザービームに短時間暴露した（５平方ミリメートルの面積内で１００ミリワット）。次に、図４に示すように、４０５ｎｍの読取りレーザービームを用いてホログラムからの回折信号の減衰をモニターした。図４は、回折ビームからの信号が実施例５で使用した観測時間枠内で減衰しないことを示している。
【０１０４】
以上、典型的な実施形態で本発明を例示し説明してきたが、本発明の技術思想から決して逸脱せずに様々な修正及び置換を行うことができるので、本発明は示された細部に限定されることはない。したがって、単に日常的な実験を用いるだけで、当業者には本明細書中に開示された発明のさらなる修正例及び同等例を想起することができよう。かかる修正例及び同等例のすべてが、特許請求の範囲で定義される本発明の技術思想及び技術的範囲内に含まれると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】４０５ｎｍの波長を有する光で約５分間照射する前後における、α−スチレニル−Ｎ−イソプロピルニトロン（ＳＩＰＮ）染料を含むＰＭＭＡフィルムについてのＵＶ−可視吸収スペクトル、及び３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号を示している。
【図２】３９０ｎｍの波長を有する光で約９分間照射する前後における、図１の染料及び塩酸を含むアセトニトリル溶液についての１組のＵＶ−可視吸収スペクトル、並びに３３９ｎｍでの吸収極大に関するモニター信号を示している。
【図３】４０５ｎｍの波長を有する光を用いて、ＳＩＰＮ、ジフェニルヨードニウムトリフレート光酸発生剤及び５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン増感剤を含むＰＭＭＡフィルム中に書き込んだ平面波ホログラムからの回折信号であって、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームで読み出しつつある回折信号を示している。
【図４】４０５ｎｍの波長を有する光を用いて、ＳＩＰＮ、ジフェニルヨードニウムトリフレート光酸発生剤及び５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン増感剤を含むＰＭＭＡフィルム中に書き込み、さらに５３２ｎｍの波長を有する光に約２分間暴露した後の平面波ホログラムからの回折信号であって、４０５ｎｍの波長を有する読取りビームで読み出しつつある回折信号を示している。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  ＵＶ−可視吸収スペクトル１
２０  ＵＶ−可視吸収スペクトル２
３０  モニター信号１
【図１】
2009518690.tif 000034
【図２】
2009518690.tif 000035
【図３】
2009518690.tif 000036
【図４】
2009518690.tif 000037
【国際調査報告】
2009518690.tif 000038
2009518690.tif 000039
2009518690.tif 000040