(57)【要約】【課題】ＴＤＬＭにより蛍光強度が増加するナノ粒子の集合体を有する光メモリ素子を用い、その記録、消去及び書き換えを、高記録密度で、かつ繰り返し安定して、容易に行う。【解決手段】励起光照射により蛍光強度を増加させた光メモリ素子に、励起光よりも高い強度を有する照射光を照射して蛍光強度を減少させることにより記録の書き換えを行う。【選択図】      図３
2005078695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光の照射により、その蛍光強度が増加する機能を持つ発光性微粒子の集合体を含む光メモリ素子に、該励起光を記録情報に応じて照射し、該励起光が照射された領域の発光性微粒子の集合体の蛍光強度を選択的に増加せしめ、記録を行う工程、及び記録が行われた光メモリ素子に、該励起光の強度より高い強度を持つ照射光を、書き換え情報に応じて照射し、該励起光が照射された領域内の蛍光強度を選択的に低下せしめ、記録された情報の書き換えを行う工程を具備することを特徴とする光メモリ素子の記録及び書き換え方法。
【請求項２】
前記励起光は、その波長が、照射光の波長と等しいことを特徴とする請求項１に記載の光メモリ素子の記録及び書き換え方法。
【請求項３】
前記励起光が照射された領域内に、ミクロンオーダーの微小領域が１以上含まれ、前記記録及び書き換えは、該微小領域内で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の記録及び書き換え方法。
【請求項４】
前記励起光及び前記照射光の照射は、湿度５０％以下で行なわれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の記録及び書き換え方法。
【請求項５】
前記蛍光強度は、前記励起光及び前記照射光の光強度により制御される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の記録及び書き換え方法。
【請求項６】
前記記録を行う工程及び前記書き換えを行う工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の記録及び書き換え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体、ディスプレイ、撮像素子、画像処理素子、メモリ性複写、積分型光センサなどの素子として使用可能な光メモリ素子の記録、書き換え方法に係り、特に、その蛍光強度が励起光照射により増加する発光性微粒子の集合体を使用し、その蛍光強度を、励起光照射時間または照射量により制御して増加及び／または記憶させる機能（以下、ＴＤＬＭ（Time Dependent Luminescence and Memory）と称する）を持つ光メモリ素子の記録、書き換え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノサイズの発光性微粒子（以下、ナノ粒子と称する）の各種素子への応用においては、ナノ粒子を薄膜や層として固体基板上に堆積させ、ナノ粒子を高密度集積させている。
【０００３】
例として半導体ナノ粒子薄膜の既往の応用例を挙げると、発光素子（LED）（Alivisatos et al.）、光電変換素子（Greenham, N. C., et al., Phys. Rev. B, 54, 17628(1996)）、超高速ディテクター（Bhargava）、エレクトロルミネッセンス・ディスプレイおよびパネル（Bhargava, Alivisatos et al. ）、ナノ構造メモリ素子（Chen et al.）、ナノ粒子配列からなる多色デバイス（Dushkin et al.）などが報告されている。これらの薄膜中においては、ナノ粒子は相互に近接しており、ある条件下では粒子間相互作用による単一粒子には見られない光物性を示す。この光物性の一例を挙げると、粒子配列（ナノ粒子結晶（例えばMurray et alらによる ）またはパターニングされたナノ粒子薄膜（Dushkin らによる）の発光波長遷移（発光ピークのレッドシフト）があり、これは高密度に集積したナノ粒子間における励起状態の長距離共鳴輸送に起因している（Kaganらによる）。しかしながら、既往のナノ粒子の応用例においては、前述の粒子間相互作用による効果が機能として積極的に活用されているものは少ない。その理由としては、ナノ粒子の膜が微視的に明確な構造を持たないこと、あるいは、本来的な粒子間相互作用は電場による著しい相互作用によって打ち消されてしまうこと（Alivisatos et alらによる）等が考えられる。
【０００４】
この粒子間相互作用を活用した数少ない応用例の一つとして、高密度に集積・配列したナノ粒子薄膜から構成される光メモリ素子がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この光メモリ素子で活用された粒子間相互作用は、前述のＴＤＬＭであり、これによりナノ粒子薄膜上に照射領域と非照射領域の蛍光強度に差異を設けることでナノ粒子薄膜を光メモリ素子として機能させることができる。高密度に集積・配列したナノ粒子薄膜の光物性は、原子・分子の物性ともバルクの物性とも単一ナノ粒子の物性とも異なり、蛍光強度の時間変化は数オーダー大きい。この非常に長い時間スケールの遷移過程の明確な物理的根拠は明らかにされていないが、この現象に基づいた光メモリ素子は、少なくとも情報記録媒体、撮像素子、画像処理素子など応用可能である。
【０００６】
この光メモリ素子においては、ＴＤＬＭにより増加させた蛍光強度を減少させる方法すなわち記録消去方法の開発がその応用展開上、重要な課題となっている。
【０００７】
これに対し、光メモリ素子の蛍光強度の増加部分の熱処理を行うことで記録を消去する方法が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、熱処理を行うと、消去の対象となる領域以外にも熱伝導により熱処理効果が及んでしまうため、微小領域に対応することが本質的に困難であった。
【０００９】
さらに、光メモリに用いるナノ粒子は、ナノ粒子の分散のために必然的に混在する分散安定剤が熱に弱い場合が多く、記録消去と記録消去部分の蛍光強度の再増加すなわち再記録を安定に繰り返すことが望めなかった。
【特許文献１】特開２０００−８１６８２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、励起光の照射により蛍光強度が増加するナノ粒子の集合体を有する光メモリ素子を用い、その記録、消去及び書き換えを、高記録密度で、かつ繰り返し安定して、容易に行う方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光メモリ素子の記録及び書き換え方法は、励起光の照射により、その蛍光強度が増加する機能を持つ発光性微粒子の集合体を含む光メモリ素子に、該励起光を記録情報に応じて照射し、該励起光が照射された領域の発光性微粒子の集合体の蛍光強度を選択的に増加せしめ、記録を行う工程、及び記録が行われた光メモリ素子に、該励起光の強度より高い強度を持つ照射光を、書き換え情報に応じて照射し、該励起光が照射された領域内の蛍光強度を選択的に低下せしめ、記録された情報の書き換えを行う工程を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法によれば、励起光の照射により蛍光強度が増加するナノ粒子の集合体を有する光メモリ素子を用い、その記録、消去及び書き換えを、高記録密度で、かつ繰り返し安定して、容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、励起光の照射により、その蛍光強度が増加する機能を持つナノ粒子の集合体において、蛍光強度を増加させた領域に特定の処理を施すことにより増加された蛍光強度を容易に減少できること、及び特定の処理で減少させた蛍光強度を、励起光の照射により再び増加させることが可能であることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１４】
本発明の光メモリ素子の記録及び書き換え方法は、励起光の照射により、励起光の照射により、その蛍光強度が増加する機能をもつ発光性微粒子の集合体を含む光メモリ素子を用意し、この光メモリ素子に、励起光を記録情報に応じて照射して、励起光が照射された領域の発光性微粒子の集合体の蛍光強度を選択的に増加せしめ、記録を行う工程と、記録が行われた光メモリ素子に、特定の処理として、励起光の強度より高い強度を持つ照射光を、書き換え情報に応じて照射し、励起光が照射された領域内の蛍光強度を選択的に低下せしめ、記録された情報の書き換えを行う工程とを具備する。
【００１５】
本発明に好ましく使用される光メモリ素子は、励起光照射によりＴＤＬＭを有するナノ粒子の集合体を有するものである。ＴＤＬＭは、例えば、ナノ粒子の集合体を含有する薄膜（以下「ナノ粒子薄膜」と称する）を用いた場合、ナノ粒子薄膜上の励起光が照射された領域における蛍光強度が、励起光照射に伴い連続的増加し、励起光照射を止めても増加した状態が保持されるという特性を有し、この特性を利用することにより記憶が可能となるという機能である。このような光メモリ効果は、ナノ粒子薄膜においてナノ粒子が高密度集積した系における本質的な物性である。
【００１６】
本発明に使用される励起光は、本発明に用いられる発光性微粒子の集合体の蛍光強度を増加せしめる強度を持つ光を有する。励起光照射により増加する蛍光強度は、励起光の照射時間及び照射量等により制御され得る。これにより、光メモリ素子上に蛍光強度の増加率の差異による蛍光強度の差異を設け、この差異を情報として記録する多値記録を行うことが可能である。
【００１７】
また、本発明に使用される照射光は、励起光の光強度よりも高い強度を持ち、かつ増加された発光性微粒子の集合体の蛍光強度を減少させるために十分な強度を持つ。
【００１８】
また、照射光の照射条件を制御することにより、蛍光強度の減少率を制御することが可能である。例えば、光照射時の光強度と蛍光強度の減少率には明確な相関が見られ、光強度が大きいほど蛍光強度の減少率が大きくなる。これにより、光メモリ素子上に蛍光強度の減少率の差異による蛍光強度の差異を設け、この差異を情報として記録する多値記録を行うことが可能である。
【００１９】
本発明の方法を用いると、励起光の強度よりも高い強度の照射光を照射するだけで、ナノ粒子薄膜をもつ光メモリ素子の書き換えを容易に行うことができる。また、励起光及び照射光の最小の照射領域は、ナノ粒子の集合体に収束される光の光スポットの大きさにより決定され、加熱による消去のように、熱伝導による消去領域の広がりが生じないため、より細かい微小領域における記録、書き換えが可能となり、その記録密度を高く保持することができる。さらに、本発明の方法によれば、照射光の強度により、ナノ粒子薄膜をもつ光メモリ素子における、励起光または照射光が照射された領域内の蛍光強度の増加または減少の度合いを制御することができるため、記録または書き換え時に、種々の強度の光を照射することにより、多値記録を容易に行うことができる。この多値記録はまた、微小領域内でも容易に行える。
【００２０】
本発明において、「書き換え」とは、増加された蛍光強度を初期状態まで戻すことにより、記録された情報を消去すること、及び初期状態よりも高い蛍光強度を現象または増加させることにより、記録された情報を再記録することを含むものとする。
【００２１】
記録情報は、必要に応じて、例えば励起光の光強度、励起光の照射パターン、励起光の照射時間及び励起光の照射方式例えば連続的及び断続的照射等を制御し得る情報をいう。
【００２２】
書き換え情報は、必要に応じて、例えば照射光の光強度、照射光の照射パターン、照射光の照射時間、及び照射光の照射方式例えば連続的及び断続的照射等を制御し得る情報をいう。
【００２３】
本発明におけるナノ粒子の大きさは、通常、粒径が０．５〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍである。粒径が１００ｎｍより大きいと、バルクの性質となってしまい、０．５ｎｍ未満であると、原子または分子そのものの性質となってしまう。
【００２４】
本発明に使用されるナノ粒子としては、特に限定されるものではないが、例えばＣｕＣｌ等のＩ−VII 族、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等のII−VI族またはＩｎＡｓ等のIII−V族化合物半導体、IV族半導体等の半導体結晶、ＴｉＯ2 、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 等の金属酸化物、蛍光体、フラーレン等の無機化合物、デンドリマー、フタロシアニン、アゾ化合物等の有機化合物からなるもの、またはそれらの複合材料があげられる。好ましくは、上記半導体結晶を用いることができる。
【００２５】
ナノ粒子の表面は必要に応じて化学的あるいは物理的に修飾することができる。これらのナノ粒子は、コロイド化学的な手法、例えば逆ミセル法（Lianos, P.et al., Chem. Phys. Lett., 125, 299 (1986)）やホットソープ法（Peng, X. et al., J. Am. Chem. Soc., 119, 7019 (1997)）等の公知の手法により合成することが可能である。
【００２６】
本発明における光メモリ素子の一様態としては、ナノ粒子薄膜が固体基板状に形成された形態があげられる。
【００２７】
図１に本発明に使用される光メモリ素子の一例を表す断面図を示す。
【００２８】
図示するように、この光メモリ素子１０は、基板２と、基板２上に設けられた例えばＣｄＳｅ等のナノ粒子薄膜１を有する。
【００２９】
ナノ粒子薄膜の厚さは、特に限定されるものではないが、通常０．５ｎｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．５ｎｍ〜１００ｎｍである。また、ナノ粒子はある程度以上の数密度で存在するのが好ましく、ナノ粒子薄膜中での平均粒子間距離は、通常粒子直径の１０倍以内の範囲であるが、粒子直径の２倍以内の範囲であることが好ましい。平均粒子間距離が大き過ぎるとナノ粒子は粒子間相互作用を示さなくなる。
【００３０】
本発明に使用される光メモリ素子の基板は、特に限定されるものではなく、ポリマー、紙などの有機物質、またはガラス、金属、金属酸化物、化合物半導体などの無機物質を用いることが可能であるが、ナノ粒子の蛍光波長帯域またはその付近に顕著な蛍光を示さない物質であることが好ましい。
【００３１】
ナノ粒子薄膜の作製方法は、特に限定されるものではないが、例えばナノ粒子を分散媒に分散させたサスペンションを固体基板上に塗布・乾燥する湿式塗布法などが挙げられる。
【００３２】
分散媒はナノ粒子が安定に分散されるものであれば特に限定されず、水、メタノール、エタノール等の脂肪族アルコール、トルエン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素等及びこれらの混合物、更にピリジン、クロロホルムなどが用いられる。必要に応じ、サスペンションに界面活性剤、分散安定剤、酸化防止剤などの添加剤、ならびに各種ポリマーや重合性官能基を有するモノマー、オリゴマーからなる組成物をバインダーとして加えることができる。
【００３３】
ナノ粒子薄膜の塗布方式は特に限定されるものではなく、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、インクジェット、ラングミュア・プロジェット法などを用いることができる。
【００３４】
このように作製した光メモリ素子は著しいＴＤＬＭ効果を示し、適当な波長の励起光を照射することにより蛍光強度は増加し、励起光照射量の増大とともに蛍光強度の増加量も大きくなる。励起光照射領域において増加した蛍光強度は、特別な処理を施さなくとも室温で少なくとも数時間保持される。
【００３５】
励起光の波長はナノ粒子の種類および粒子サイズに依存するが、通常は１０〜１０００ｎｍが用いられる。励起光波長が１０ｎｍ以下であるとＴＤＬＭは不十分であり、１０００ｎｍ以上であるとＴＤＬＭは全く生じない。例として粒子径が４ｎｍ程度のＣｄＳｅ粒子を用いた場合、励起光波長は１００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
蛍光強度を増加させる時間は、励起光の照射強度に依存するが、通常３時間以下であり、好ましくは１時間以内である。
【００３７】
照射光の波長は１０〜１０００ｎｍであれば特に限定されず、励起光の波長と同一としてもよい。この場合、光記録および消去は特に工夫をすることなく同一の光源で行えるため、光メモリ素子を含むデバイスの簡素化が可能となる。照射光の光強度は、励起光よりも強いことが必要であり、好ましくは励起光の１０倍以上さらに好ましくは１００倍以上である。
【００３８】
励起光及び照射光の光源は、所望の波長と強度の条件を満足するものであれば限定されず、例えば、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ＨｅＣｄレーザー、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー等の各種レーザーおよび各種ＬＥＤを用いることができる。また、これらの光源は、読み取り光の光源としても使用できる。
【００３９】
励起光及び照射光照射時の雰囲気は、特に限定されるものではないが、湿度は好ましくは５０％以下、より好ましくは約１０％以下である。湿度の変化に関して、蛍光強度の増加と、記録及び書き換えの繰り返しにおける再現性との間には相反する関係があり、湿度が高いほど蛍光強度の増加が大きくなる傾向があり、また、湿度が低いほど記録及び書き換えを繰り返し行った場合の蛍光強度の（減少／増加）の再現性に優れる傾向がある。例えば湿度が１０％程度であると、再現性はやや劣るけれども蛍光強度が高く、５％程度であると、再現性には優れるけれども、蛍光強度がやや低下する。このため、湿度は、所望の蛍光強度及びその再現性とのバランスを考慮して、適宜決定することができる。
【００４０】
励起光照射により増加された蛍光強度は、通常、室温下で長時間保存される。照射光照射によりこの蛍光強度を５％以上好ましくは１０％以上減少させると、実用上、読み取りが容易になり得る。
【００４１】
本発明の方法によれば、光メモリ素子の記録可能な領域内に、ミクロンオーダーの微小領域を１またはそれ以上設けることができる。本発明に用いられる光メモリ素子のナノ粒子薄膜は、実質的に均一であり得る。微小領域の設定は、この均一なナノ粒子薄膜に励起光を照射する際に、その照射パターンを制御することにより行うことができる。例えばミクロンオーダーのドット状の微小領域を所望のパターンで配列することができる。
【００４２】
図２は、本発明の方法によりドットパターン状に記録及び書き換えされた光メモリ素子の発光の様子の一例を表すモデル図を示す。
【００４３】
本発明の光メモリ素子には、励起光の照射により、例えば７μｍ径の複数のドットが配列されたパターンで、選択的に励起光を照射し、記録することができる。また、励起光を照射した後、照射光の強度を例えばドット１１，ドット１２，ドット１３の順に高く設定して選択的に照射することにより、照射されたドット１１，ドット１２，ドット１３の位置のナノ粒子薄膜の蛍光強度が順に低くなるように減少させて書き換えを行い、多値記録を行うことが可能となる。このように記録、書き換えされた光メモリ素子に読み取り光を照射すると、図示するように、異なる蛍光強度で発光する。
【００４４】
微小領域の大きさは、好ましくは０．１ないし１００μｍ、さらに好ましくは０．１ないし１０μｍにすることができる。
【００４５】
本発明によれば、１つの微小領域内で、蛍光強度を多値変化させて多値記録を行うか、複数の微小領域のパターンにより記録を行うか、複数の微小領域のパターンにおいて、さらにその微小領域ごとに蛍光強度を変化させて記録を行うか、あるいは多値記録された微小領域と複数の微小領域のパターンの組合せにより記録を行うことが可能である。
【００４６】
このように、本発明の方法は、微小領域における記録に対応可能であり、かつ複数回の記録および記録消去が可能であるので、情報記録媒体、ディスプレイ、撮像素子、画像処理素子、積分型センサなどの素子を含む各種デバイスへ幅広く応用することができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００４８】
実施例１
光メモリ素子の作製
光メモリ素子はナノ粒子薄膜を湿式塗布により固体基板上に形成することで作製した。３．５ｎｍの平均粒径を有するＣｄＳｅナノ粒子を、粒子濃度が１．０重量％となるようトルエンに分散させ、塗布液を調製した。
【００４９】
辺長２２ｍｍの正方形のガラス基板を用意し、得られた塗布液を基板上に３０００ｒｐｍで、１５０秒間スピンコートした。続いて、室温遮光条件下で真空乾燥を２時間行い、３．５ｎｍ厚のＣｄＳｅ粒子薄膜が形成された光メモリ素子を得た。
【００５０】
得られた光メモリ素子は、図１と同様の構成を有する。
【００５１】
このようにして得られた光メモリ素子は面内全域で実質的に均一であり、従って各種物性も面内全域で実質的に均一である。得られた光メモリ素子は遮光乾燥雰囲気で保管した。
【００５２】
この光メモリ素子を用い、まず、湿度５０％の雰囲気において、励起光の照射による記録操作、照射光の照射による書き換えの一例として消去操作、及び励起光の照射による記録操作を行い、かつ各操作の後に読み取り光の照射による読み取り操作を行い、照射された各領域における平均蛍光強度を測定及び観察した。
【００５３】
光メモリ素子への光照射方法
光メモリ素子への励起光、照射光及び読み取り光照射は、共焦点レーザースキャン顕微鏡（ライカマイクロシステムズ社製、ＴＣＳ ＳＰ-２）を用いて行った。
【００５４】
図３に、光メモリ素子への光照射方法を説明するための図を示す。
【００５５】
図示するように、基板１、及び基板１上に設けられたＣｄＳｅナノ粒子薄膜２を有する光メモリ素子３と、容器４とを、共焦点レーザースキャン顕微鏡の試料台５上に設置した。容器４は、記録および消去操作時に、ＣｄＳｅナノ粒子薄膜２の雰囲気を制御するために設けるものであり、光メモリ素子３は、ＣｄＳｅナノ粒子薄膜２の形成部分が容器４により覆われるように設置され、ＣｄＳｅナノ粒子薄膜２を所定の湿度に維持する。共焦点レーザースキャン顕微鏡の光源（Ａｒレーザー、波長４８８ｎｍ）からの光は、油浸６４倍対物レンズ６及びレンズ用オイル７及びガラス基板１を通してＣｄＳｅナノ粒子薄膜２に照射され、ＣｄＳｅナノ粒子薄膜２からの蛍光像は、図示しない分光器を通して図示しない検出器で測定される。ＣｄＳｅナノ粒子薄膜２は、発光波長ピーク５５０ｎｍ、発光ピークの半値幅は４０ｎｍであるので、分光器は５００ｎｍ〜６００ｎｍの蛍光を検出するよう調整した。なお、外光を遮蔽するため、装置全体をアルミ箔で覆った。
【００５６】
光メモリ素子３を共焦点レーザースキャン顕微鏡に設置した後、容器４内を湿度５０％の雰囲気に保った。
【００５７】
以下に、記録、消去、及び読み取りにおけるそれぞれの光照射方法について説明する。なお、記録、消去における光照射の領域については、その大きさおよび形状はいかなるものであっても良い。
【００５８】
記録操作
記録操作では、光メモリ素子３のＣｄＳｅナノ粒子薄膜２の任意に選択した位置に、辺長７μｍの正方形の領域に、照射強度１１ｎＷで６７０ｎＪのエネルギーを励起光として照射した。
【００５９】
消去操作
消去操作では、記録操作を行った辺長７μｍの正方形の領域にのみ、照射強度１３７０ｎＷで６７０ｎＪのエネルギーを照射光として照射した。
【００６０】
読み取り操作
読み取り操作では、記録操作及び消去操作を行う領域を含む辺長６０μｍの正方形の領域に、照射強度０．６ｎＷで読み取り光の照射を行い、蛍光像すなわち蛍光強度の面内分布を測定した。
【００６１】
測定に際しては、ノイズを減少させるため同一領域を６回連続して測定し、その平均値を記録した。なお、読み取り操作を複数回行う場合は、それらは同一の領域で行うのものとする。読み取り操作により照射される読み取り光の光エネルギーは０．４ｎＪであり、記録操作および消去操作と比較し１０００分の１以下であるため、読み取り操作に伴う光照射が記録および消去に与える影響はほぼ無視できる。
【００６２】
図４に、記録を行う前の光メモリ素子に読み取り操作を行った結果得られた蛍光像の写真を示す。
【００６３】
次に、記録操作後に読み取り操作を行った結果得られた蛍光像の写真を図５に示す。図５に示すように、記録操作を行った辺長７μｍの正方形の領域のみ蛍光強度が上昇していることが確認された。
【００６４】
続いて、この領域に消去操作を行った後、読み取り操作で得られた蛍光像の写真を図６に示す。記録操作で増加した蛍光強度が、消去操作により減少していることが確認され、一度記録した蛍光強度の消去が可能であることが示された。
【００６５】
蛍光強度の変化量を定量するために、記録操作を行った領域あるいは消去操作を行った領域の平均蛍光強度を、記録操作あるいは消去操作において光が照射されていない周辺部の領域の平均蛍光強度で割った値を「蛍光強度コントラスト比」として評価した。得られた蛍光強度コントラスト比を表１に示す。
【００６６】
さらに、容器４内の湿度を１０％に変更し、励起光の照射による記録操作、照射光の照射による消去操作、及び励起光の照射による記録操作を行い、かつ各操作の後に読み取り光の照射による読み取り操作を行い、照射された各領域における平均蛍光強度を測定及び観察した。さらに、同様にして蛍光強度コントラスト比を得た。得られた蛍光強度コントラスト比を同様に下記表１に示す。
【表１】
2005078695.tif 000003
【００６７】
実施例２
実施例１と同様の光メモリ素子を、共焦点レーザースキャン顕微鏡に設置した後、容器内を湿度２％の雰囲気に保ったこと以外は、実施例１と同様にして、励起光の照射による記録操作、照射光の照射による消去操作、及び励起光の照射による記録操作を５サイクル繰り返して行い、かつ各操作の後に読み取り光の照射による読み取り操作を行い、照射された各領域における平均蛍光強度を測定及び観察した。さらに、同様にして蛍光強度コントラスト比を得た。得られた蛍光強度コントラスト比を同様に下記表２に示す。
【００６８】
実施例３
照射光強度を２２０ｎＷとしたこと以外は、実施例２と同様にして照射された各領域における平均蛍光強度を測定及び観察した。さらに、同様にして蛍光強度コントラスト比を得た。得られた蛍光強度コントラスト比を同様に下記表２に示す。
【表２】
2005078695.tif 000004
【００６９】
実施例１に示すように、湿度５０％雰囲気下で記録及び消去操作を行った場合に比べ、湿度１０％雰囲気下で記録及び消去操作を行った場合は、蛍光強度コントラスト比が低いことから、蛍光強度が低下することがわかった。これに対し、記録及び消去の繰り返しにおける蛍光強度コントラスト比のばらつきが明らかに小さく、記録の再現性に優れることがわかった。
【００７０】
さらに、実施例２に示すように、湿度２％雰囲気下で記録及び消去操作を繰り返し行った場合、このばらつきがさらに小さく、記録の再現性により優れることがわかった。しかしながら、湿度５０％及び１０％の場合の蛍光強度コントラスト比と比較すると、湿度２％の場合の蛍光強度コントラスト比が低下していることから、蛍光強度が減少することがわかった。
【００７１】
また、実施例３に示すように、照射光強度を低くすると、増加された蛍光強度の減少が緩和され、蛍光強度コントラスト比があまり低下しなかった。しかしながら、記録の再現性は良好であった。
【００７２】
このように、実施例１ないし４より、記録、消去操作の繰り返しによる蛍光強度の再現性は、低湿度環境で行った方が良好となるけれども、蛍光強度は低下する傾向があり、この再現性と蛍光強度とは相反する関係にあることがわかった。さらに、実施例３より、照射光の強度が高いほど、蛍光強度の減少が大きくなる傾向があり、光強度を制御することで減少率が制御可能であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の光メモリ素子の記録及び書き換え方法を用いることにより、ＴＤＬＭを持つ光メモリ素子を、情報記録媒体、ディスプレイ、撮像素子、画像処理素子、メモリ性複写、積分型光センサなどの素子として幅広く利用可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に使用される光メモリ素子の一例を表す断面図
【図２】本発明の方法によりドットパターン状に記録及び書き換えされた光メモリ素子の発光の様子の一例を表すモデル図
【図３】光メモリ素子への光照射方法を説明するための図
【図４】読み取り操作による記録前の光メモリ素子の発光の様子を表す写真
【図５】読み取り操作による記録後の光メモリ素子の発光の様子を表す写真
【図６】読み取り操作による消去後の光メモリ素子の発光の様子を表す写真
【符号の説明】
【００７５】
１…ナノ粒子薄膜、２…基板、３，１０…光メモリ素子、４…容器、５…試料台、６…対物レンズ、７…レンズ用オイル、１１，１２，１３…記録及び書き換えされた領域のドット
【図１】
2005078695.tif 000005
【図２】
2005078695.tif 000006
【図３】
2005078695.tif 000007
【図４】
2005078695.tif 000008
【図５】
2005078695.tif 000009
【図６】
2005078695.tif 000010