(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板表面に形成された薄膜に特定波長の光を照射することにより記録再生を行わせる光機能素子において、前記薄膜が、ジアリールエテン化合物が溶解した溶液を前記基板の表面に塗布し、加熱処理して形成された、アモルファスのジアリールエテン化合物からなるフォトクロミック薄膜であることを特徴とする光機能素子。
【請求項２】
所定の基板表面に導波路が形成され、前記導波路の一部若しくは全体が、フォトクロミック材料を用いて照射光により光応答する導波路で形成されている光機能素子において、前記導波路が、ジアリールエテン化合物が溶解した溶液を前記基板の表面に塗布し、加熱処理して形成された、アモルファスのジアリールエテン化合物からなるフォトクロミック薄膜であることを特徴とする光機能素子。
【請求項３】
前記フォトクロミック薄膜は、開環したジアリールエテン化合物からなるフォトクロミック化合物に光照射することによって閉環したジアリールエテン化合物を生成した後、この閉環したジアリールエテン化合物が溶解した溶液を前記基板の表面に塗布し、加熱処理して形成され、前記開環したジアリールエテン化合物が化１の化学式で表される化合物Ａｏ、前記閉環したジアリールエテン化合物が化２の化学式で表される化合物Ａｃからなることを特徴とする請求項１または２記載の光機能素子。
【化１】
0004570219.tif 000011
【化２】
0004570219.tif 000012
（化１、化２中、Ｒ１〜４は、フェニル基、縮合芳香環またはヘテロ環を示し、Ｒ５、Ｒ６は、水素、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘは、酸素、硫黄または窒素を示し、環Ａは、脂肪族環、酸無水物またはマレイミド基を示し、ｎは１〜３の整数を示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録等の光情報処理分野に好適に用いられるフォトクロミック薄膜を用いた光機能素子に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
フォトクロミック材料は、所定波長の光を照射することにより、分子構造が変化し、この変化に応じて、吸光度、屈折率等の光学特性を可逆的に変える性質を有しているため、光メモリ素子や光スイッチング素子などのフォトニクスデバイスへの応用が期待されている。
【０００３】
フォトクロミック材料の示す可逆的な光異性化反応は、化合物Ｘに対して波長λ1の光を照射することによって化合物Ｘ’に変換され、また、化合物Ｘ’に波長λ2を照射することによって化合物Ｘに戻るという可逆反応からなるものである。化合物Ｘと化合物Ｘ’は、各々吸収スペクトルの異なる異性体で、波長λ1、λ2の光照射により異性化反応を示す。
【０００４】
このようなフォトクロミック材料を光記録媒体として用いる場合、λ1、λ2のうち一方の波長の光をフォトクロミック層に照射することによってデータを記録する。そして、他方の波長の光を照射することによってデータは消去される。通常は、上記のように異性体Ｘ、Ｘ’間の吸光度の差、つまり透過率変化によってデータの読み出しが行われる。この吸光度の差が大きいほど良好な再生信号が得られる。
【０００５】
フォトクロミック材料を用いる光記録は、記録光として用いるレーザー光をそのままの光として利用する（フォトンモード記録）ことができるため、速い応答性が期待でき、かつ最終的には分子レベルの解像度、すなわち高密度記録の可能性がある点で大いに期待されている。
【０００６】
また、フォトクロミック材料は、光を照射するだけで屈折率が変化し、屈折率が変化した後もエネルギーを消費することなく、変化した状態で屈折率を保持できるという利点を有している。さらに、着色・消色状態の屈折率変化幅も大きく、従来のフォトリフラクティブ材料と比較すると数百倍に達するという特長を有している。
【０００７】
従来、フォトリフラクティブ現象は、ストロンチウム−バリウム−ナイオベート（ＳｒxＢａ1-xＮｂ2Ｏ6）やリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3）等の無機物で主に見られた。電界を印加した場合に屈折率が大きく変化し、変化した屈折率が安定に保持され、さらに別のパターンで光照射を行うと、最初のパターンが消去されて新たなパターンが形成される、いわゆる可逆的な屈折率変化を示す。
【０００８】
近年、有機物でも同様の効果が報告されており、有機物の場合、その屈折率変化は無機物に比較して、数倍から数十倍も大きいことが特長となっている。
【０００９】
上記ような光照射のみで屈折率が可逆的に変化する性質は、光メモリ素子だけではなく、光スイッチング素子へも非常に有効な性質である。特に光スイッチング素子に用いる場合、屈折率変化が大きいため、素子の小型化が可能となり、さらに光による制御が可能なことから、光を用いた遠隔操作に関しても可能となるため、非常に有効である。
【００１０】
上記のように、フォトクロミック材料は、超高密度光記録媒体や光のみで操作可能である全光スイッチへの応用が大いに期待される。フォトクロミック化合物を光メモリ素子や光スイッチング素子等の光機能素子に応用する場合、フォトクロミック化合物を含有させた薄膜の形成が必要となる。これまで薄膜形成法としては、フォトクロミック化合物をポリメチルメタクリレートやポリスチレンなどの高分子マトリックス中に分散させる方法が一般的に用いられていた。しかしながら、フォトクロミック材料は高濃度になるほど変換率が低下し、高分子に対して３０％程度の濃度で最大値をとることが知られている。さらにフォトクロミック化合物の中には、高分子との相溶性が悪く、分散性が悪いという問題も有している。その結果、これまで十分な特性が得られていなかった。
【００１１】
このような事情に鑑み、成膜時に高分子樹脂に分散させず、単独で薄膜形成可能である結晶およびアモルファス状態でフォトクロミック特性を示すフォトクロミック材料が提案されている。（Ｍ．Ｉｒｉｅ，Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．８９９（１９９５）、特開平８−１１９９６３号、特開平９−２４１２５４号、特開平１０−２５１６３０号）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、結晶性フォトクロミック化合物は、蒸着等により薄膜形成する必要があり、量産性に劣るという欠点を有している。また、アモルファスフォトクロミック化合物は、スピンコート法などの簡便な塗布方法により単独膜を形成可能という利点を有しているが、成膜時の溶液中には反応に関与しない立体構造（パラレル構造）を有するフォトクロミック化合物が半分程度存在しており、その結果、得られたフォトクロミック薄膜は、光異性化反応における異性体への変換率が最大でも５０％しかならず、十分に材料特性を発現できていなかった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォトクロミック化合物の光異性化反応における異性体への変換率を向上させ、大きな吸光度変化および屈折率変化を示すフォトクロミック薄膜を用いた光メモリ素子および光スイッチング素子等の光機能素子を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の光機能素子は、所定の基板表面に形成された薄膜に特定波長の光を照射することにより記録再生を行わせる光機能素子において、前記薄膜が、ジアリールエテン化合物が溶解した溶液を前記基板の表面に塗布し、加熱処理して形成された、アモルファスのジアリールエテン化合物からなるフォトクロミック薄膜であることを特徴とする。また、所定の基板表面に導波路が形成され、前記導波路の一部若しくは全体が、フォトクロミック材料を用いて照射光により光応答する導波路で形成されている光機能素子において、前記導波路が、ジアリールエテン化合物が溶解した溶液を前記基板の表面に塗布し、加熱処理して形成された、アモルファスのジアリールエテン化合物からなるフォトクロミック薄膜であることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、フォトクロミック化合物が、光異性化反応によって化３の化学式で示されるＡｏ化合物から、化４の化学式で示されるＡｃ化合物へ可逆的反応し、Ａｏ化合物からＡｃ化合物への変換率が５０％以上であることを特徴とする。
【００１７】
【化３】
0004570219.tif 000002
【００１８】
【化４】
0004570219.tif 000003
【００１９】
（化３、化４中、Ｒ１〜４は、フェニル基、縮合芳香環またはヘテロ環を示し、Ｒ５、Ｒ６は、水素、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘは、酸素、硫黄または窒素を示し、環Ａは、脂肪族環、酸無水物またはマレイミド基を示し、ｎは１〜３の整数を示す。）
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の光機能素子に用いられるフォトクロミック薄膜（以下、本発明のフォトクロミック薄膜ということがある）によれば、上記フォトクロミック化合物は、ジアリールエテンのヘテロアリール部にトリアリールアミノ基を持つため、常温でアモルファス状態とすることができ、これから成るフォトクロミック薄膜は、高分子樹脂等のようなマトリックス中に分散させる必要がなく、前述した従来の結晶膜と同様に単独で均質の状態にすることができる。分散膜に比較してより大きな光学特性変化を発現できるだけでなく、結晶膜形成に必要な真空装置等の大がかりな装置を必要とせず、スピンコート法などによる簡便な塗布法によって薄膜の形成が可能となる。
【００２２】
また、前記化３および化４のジアリールエテン系化合物Ａｏ、Ａｃは、下記化５で示されるような光照射により化合物Ａｏから化合物Ａｃへの可逆的な光異性化反応を示す。
【００２３】
【化５】
0004570219.tif 000004
【００２４】
化３〜５において、Ｒ1〜4を構成するフェニル基、縮合芳香環またはヘテロ環、および環Ｂ、環Ｃは、結合している水素原子の一部がアルキル基、アリール基、ニトロ基、アミノ基、アルコキシ基、シアノ基またはハロゲン基によって置換されていても良い。
【００２５】
さらに、Ｘとしては、特に硫黄原子であることが熱安定性が増し最も好ましい。また、環Ａとしては、特にシクロペンテン環でしかも置換基がハロゲン原子、特にフッ素原子であると、化合物Ａｏのフォトクロミック化合物の合成反応における反応性が増し、収量が増加するので好適である。
【００２６】
化５の光異性化反応における化合物Ａｏのモル吸光係数が５００００以上、化合物Ａｃのモル吸光係数が２００００以上と非常に大きな値を示す。これらの結果、本発明のフォトクロミック薄膜は大きな吸光度変化が発現させることができる。
【００２７】
しかしながら、通常、ジアリールエテン系のフォトクロミック化合物は、溶液中、光反応に関与する立体構造（アンチパラレルコンフォメーション）と光反応に関与しない立体構造（パラレル構造）が約半分存在する。その結果、開環したジアリールエテンを含む溶液を塗布して得られた薄膜の場合、光異性化率は最大でも５０％程度であって、フォトクロミック化合物の持つ特性を十分に発揮できないという問題がある。
【００２８】
これに対して、アモルファスのフォトクロミック化合物Ａｏは、化５に示す光異性化反応における化合物Ａｏ（開環体）から化合物Ａｃ（閉環体）への反応量子収率が０．５と非常に大きいのに対して、化合物Ａｃ（閉環体）からＣｏ化合物Ａｏ（開環体）への反応量子収率は、０．００５以下と、Ａｏ→Ａｃに比較して非常に小さいため、化５に示す反応式の光定常状態における光異性化率は、ほぼ１００％に達する。
【００２９】
したがって、本発明によれば、光異性化反応により化合物Ａｏ（開環体）をすべて化合物Ａｃ（閉環体）に変換した後、塗布法により薄膜形成することにより、すべての分子が光異性化反応に関与するフォトクロミック薄膜が得られる。この結果、従来法で得られたフォトクロミック薄膜に対して、２倍の吸光度変化および屈折率変化を示すフォトクロミック薄膜を形成することが可能となる。
【００３０】
本発明のフォトクロミック薄膜は、真空蒸着等の大がかりな装置を用いることなく、有機薄膜形成で一般的に用いられる塗布法（スピンコート法、バーコート法、浸積法、溶融押し出し法、スプレー法など）により形成可能である。
【００３１】
具体的には、前記化３の化学式で表される化合物Ａｏ（開環体）を粘性の高い有機溶媒に溶解させ、これに４５０ｎｍ以下の光を照射し光異性化させ、前記化４の化学式で表される化合物Ａｃ（閉環体）の異性体に１００％変換させる。その後、この化合物Ａｃ（閉環体）を含む溶液を所定の基体表面に塗布、さらに８０〜１５０℃程度で加熱処理することにより、フォトクロミック薄膜を形成することができる。
【００３２】
そして、得られた化合物Ａｃを含む薄膜に５００ｎｍ以上の光を照射することにより、化合物Ａｏ（開環体）のフォトクロミック化合物に変換されるが、そのすべての分子が光異性化反応に関与する立体構造のみから成るフォトクロミック薄膜が得られる。
【００３３】
なお、フォトクロミック薄膜が形成される基板としては、特に限定するものではなく、その用途に応じて種々選択される。基板材料としては、有機樹脂基板や、ガラス、セラミックス、金属の群から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。また、フォトクロミック薄膜の厚みも適宜、用途に応じて設定されるが、光異性化反応性の点では、１００Å〜５μｍが適当である。
【００３４】
前記化３で表されるアモルファスフォトクロミック化合物Ａｏ（開環体）は、例えば化６の（ａ）〜（ｄ）の順序で製造することができる。但し、製造方法は、この方法に限定されるものではなく、公知の方法から適宜選択して製造することができる。
【００３５】
【化６】
0004570219.tif 000005
【００３６】
すなわち、化６（ａ）の左に示されているヘテロ環化合物と臭素を酢酸溶液中反応させることにより、右に示された臭素原子が２位および４位に導入されたヘテロ環化合物が合成される。
【００３７】
つぎに化６（ｂ）に示すように、ジブロモ置換ヘテロ環化合物に−７０℃程度の極低温下、ノルマルリチウムヘキサン溶液を滴下して反応させる。これにホウ素化合物Ｂ（ＯＢｕ）3を加えることにより、化６（ｂ）の右に示されたヒドロキシルホウ素置換基が置換されたヘテロ環化合物が合成される。
【００３８】
化６（ｂ）で得られたホウ素置換ヘテロ環化合物にトリアリールアミンのヨウ素置換体を加え、パラジウム触媒を用いて反応を行うと、化６（ｃ）の右に示されたヘテロ環２位にトリアリールアミノ基が置換された化合物が合成される。
【００３９】
図６（ｃ）で得られた化合物とブチルリチウムを反応させ、リチウム−ハロゲン交換によりアニオン種を発生させる。このアニオン種に環Ａ化合物（ハロゲン原子置換）を反応させることにより、目的とするジアリールエテン（図６（ｄ）右）、つまり前記化３の化合物Ａｏ（開環体）のジアリールエテンを合成することができる
本発明で用いられるフォトクロミック化合物は、分子内にトリアリール基が置換されているため、低分子でありながら安定なガラス状態を示す。そのため、該フォトクロミック化合物は、単独でアモルファス薄膜を形成することが可能であり、さらに溶液系と同様に可逆的なフォトクロミック反応を示す。
【００４０】
上記フォトクロミック化合物Ａｏ（開環体）に光照射させ、一旦すべて化合物Ａｃ（閉環体）に変換させた後、これを基板表面に塗布形成した本発明のフォトクロミック薄膜は、高分子樹脂分散膜とは異なり、フォトクロミック化合物単一のアモルファス薄膜であるため、光吸収係数、屈折率、旋光性あるいは誘電率を等の光学特性も、透明媒体に分散した分散膜と比較して大きな値を示す。
【００４１】
また、このフォトクロミック薄膜に紫外光を照射すると、膜中でフォトクロミック反応が進行し着色する。光照射前後フォトクロミック薄膜の光学特性が、分散膜と比較して大きく変化する。特に屈折率変化は著しく、従来の分散膜では１０-3オーダーであったのに対して、フォトクロミック分子を配向させたフォトクロミック薄膜の場合、１０-2オーダーの屈折率変化を示す。さらにそのスイッチングは、数ナノ秒内に完了するため、高速応答が可能となる。
【００４２】
本発明のフォトクロミック薄膜は、光機能素子として種々応用することができるが、その１つとしては、フォトクロミック薄膜に光照射することにより情報の記録再生を行わせる光記録媒体として用いることができる。この光記録素子によれば、アモルファスフォトクロミック化合物単独からなる光異性化率がほぼ１００％に達するフォトクロミック薄膜を記録層とするため、高いＣ／Ｎ比が得られる。
【００４３】
本発明のフォトクロミック薄膜を光記録媒体に適用する場合、真空蒸着等の大がかりな装置を用いることなく、有機薄膜形成で一般的に用いられる塗布法（スピンコート法、バーコート法、浸積法、溶融押し出し法、スプレー法など）により所定の記録媒体基板表面に形成可能である。具体的には、粘性の高い有機溶媒に前記フォトクロミック化合物を溶解させ、その溶液を塗布、さらに８０〜１５０℃程度で加熱処理することにより、薄膜形成することができる。
【００４４】
本発明の光機能素子である光記録媒体Ｐ１は、図５（ａ）の断面図にて示すように、例えば透光性を有するポリカーボネート等の樹脂材料やガラス等から成るディスク状の基板１上に、上記した方法により作製したフォトクロミック体からなる薄膜を記録層２として設け、さらにこの反射層３を設けたものである。
【００４５】
上記光記録媒体Ｐ１を構成する基板１は、、透光性を有するプラスティック（例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂）やガラス、セラミック、金属等を用いることができる。また記録層は厚み１００Å〜５μｍ（好ましくは１０００Å〜１μｍ）程度に積層し、さらにこの上に蒸着法等により高反射で腐食され難い金属（Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ等）や半金属（Ｓｉ等）等から成る反射層３を含み５０Å〜３０００Å（より好ましくは１００Å〜３０００Å）程度に積層する。
【００４６】
記録層２の厚みは上記範囲より薄すぎると光感度が得られないし、厚すぎると厚み方向に光反応速度が遅くなるので好ましくない。また、反射層３の場合、その厚みが上記範囲より薄すぎると反射率が得られない。
【００４７】
上記のように構成した光記録媒体Ｐ１によれば、基板１より入射した光Ｌ１で情報の記録ができ、反射光Ｌ２を検出することにより、情報の読み出しを行うことができる。
【００４８】
また、図５（ｂ）に示す光記録媒体Ｐ２のように、基板１に不透明なものを使用する場合には、反射層３を基板１上に設け、次いで記録層２をその上に設けるようにし、記録層２側から光を照射するようにしても良い。また、これら層構成は最小限度必要な構成であって、例えば反射層や記録層を保護層で覆って多数の層構成としても良い。かくして、反射率変化が大きく、さらに着色・消色の繰り返し耐久性が良好な光記録媒体Ｐ２とすることができる。
【００４９】
また、上記のように基板上に記録層と反射層とから成る積層体を配設する以外に、図５（ｃ）に示すように、透光性の基板１上に記録層２を設け、入射光Ｌ１により情報を記録し、入射光Ｌ１と出射光Ｌ２の検出により光透過率の差によって情報の再生を行うようにした光記録媒体Ｐ３とするようにしても良い。この場合においても、記録層２を透光性の保護層等で覆って多数の層構成としても良い。
【００５０】
さらに本発明のフォトクロミック薄膜は、吸光度だけではなく大きな屈折率変化を示すため、図６に示すような光導波路として用いる光スイッチング素子は、素子の小型化が可能となり、さらに光による制御が可能なことから、光を用いた遠隔操作に関しても可能となる。
【００５１】
従来のフォトリフラクティブ材料を用いた光スイッチングの場合、電界印加しなければならないという問題を有していたが、本発明のフォトクロミック薄膜を用いると、電界を印加しなくても光だけで制御可能であるため、エネルギーを消費することなく動作せることが可能となる。
【００５２】
なお、上記では本発明のフォトクロミック薄膜を光記録媒体や光スイッチ素子に適用した場合について示したが、本発明のフォトクロミック薄膜の用途は、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば調光材料や光センサ等にも適用が可能である。またこのフォトクロミック薄膜を形成する基板も上記材料に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更実施が可能である。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の要旨を逸脱しない限り以下の実施例に限定されるのもではない。
【００５４】
実施例１
下記化７および化８で示される可逆的な光異性化反応を有する化合物を用い、これらのフォトクロミック特性を表１、表２に示した。
【００５５】
【化７】
0004570219.tif 000006
【００５６】
【化８】
0004570219.tif 000007
【００５７】
【表１】
0004570219.tif 000008
【００５８】
【表２】
0004570219.tif 000009
【００５９】
化７、化８のフォトクロミック化合物は、表１、表２に示すように、いずれも紫外光および可視光照射により化合物Ｂｏから化合物Ｂｃに、および化合物Ｃｏから化合物Ｃｃに可逆的に進行した。また、いずれの化合物も閉環反応（左→右）の量子収率の方が、開環反応（右→左）の量子収率より２桁大きく、光定常状態における光異性化率は、ほぼ１００％であることが分った。
【００６０】
示唆走査熱量分析（ＤＳＣ）測定の結果、ガラス転移温度は、化合物Ｂｏは１０３℃、化合物Ｂｃは１２４℃、化合物Ｃｏは１１０℃、化合物Ｃｃは１３６℃であることを確認し、光による可逆的なフォトクロミズムを示す材料としては、最高の値を示した。
【００６１】
化７の化合物Ｂで示されるフォトクロミック化合物をトルエンに溶解させた後、３４２ｎｍの紫外光を照射し、すべて閉環体である化合物Ｂｃに変換した。この溶液を石英基板上にスピンコート法に塗布し、９０℃でベーキングすることによって膜厚１μｍのフォトクロミック薄膜１を作製した。
【００６２】
また、上記と全く同様にして、化８の化合物Ｃｏを用いて、閉環体である化合物Ｃｃに変換し、これを塗布、ベーキング処理して膜厚１μｍのフォトクロミック薄膜２を作製した。
【００６３】
一般に有機薄膜は、結晶化する傾向が強く、長時間放置すると結晶化してしまい、その結晶化部分が欠陥となり特性低下を引起こす。しかしながら、上記のようにして作製した薄膜１および薄膜２は、いずれも半年以上放置しても結晶化による欠陥発生はなく、さらに特性低下も見られないことを確認した。
【００６４】
得られた薄膜１、薄膜２をＸ線回折測定（ＸＲＤ）測定、偏光顕微鏡観察を行ったところ、ＸＲＤ測定では、ブロードなハローが観測されるだけであり、偏光顕微鏡観察ではクロスニコル状態では光が透過せず黒色であることが観測され、均一なアモルファス薄膜であることが確認できた。
【００６５】
以上のようにして作製した薄膜１、薄膜２に紫外光３１３ｎｍの光を照射すると膜が緑色に着色された。さらにこの光照射による吸収波長の変化は、可逆的に起こることを確認した。薄膜状態においても可逆的なフォトクロミック反応が進行することが分かった。また、薄膜状態における可逆的な光異性化率は、ほぼ１００％程度を示した。
【００６６】
また得られた薄膜１および薄膜２は、１万回以上の繰返しフォトクロミック反応を行っても、暗所８０℃条件下１０００時間以上放置しても、化合物劣化による特性低下は見られなかった。
（比較例１）
比較として、開環体である化合物Ｂｏおよび化合物Ｃｏのフォトクロミック化合物をトルエンに溶解させた後、閉環体に変換することなく、石英基板上にスピンコート法に塗布し、９０℃でベーキングし、膜厚１μｍのフォトクロミック薄膜３、４を作製した。
【００６７】
このように開環体である化合物Ｂｏ，Ｃｏを塗布して得られた薄膜３，４は、反応に関しないパラレル構造の分子が半分程度存在するため、薄膜中における光異性化率が４０％程度（薄膜３：３８％、薄膜２：４２％）と、本発明品である薄膜１、薄膜２に比較して半分以下であることが分かった。
【００６８】
図１〜図４は、薄膜１〜４の光照射前後における吸光度変化を示すグラフである。
（実施例２）
実施例１および比較例１により作製した薄膜１、薄膜２および薄膜３、薄膜４に８１７ｎｍ、１３０ｎｍ、１５５０ｎｍのレーザー光を用いて、紫外光照射前後の屈折率変化を調べ、その結果を表３に示した。
【００６９】
【表３】
0004570219.tif 000010
【００７０】
表３から明らかなように、いずれの薄膜も、紫外光照射によるフォトクロミック反応の進展に伴い、屈折率が大きくなることが確認できた。しかしながら、閉環体から作成したフォトクロミック薄膜（薄膜１、２）と開環体から作成した薄膜（薄膜３、４）では、可逆的屈折率変化の割合に大きな差があり、閉環体から作成したフォトクロミック薄膜（薄膜１、２）の方が２倍程度大きな屈折率変化を示すことが分かった。
（実施例３）
実施例１で得られたフォトクロミック薄膜を用いて図５（ａ）に示す光記録媒体Ｐ１を作製した。透光性を有するポリカーボネート基板１上に実施例１で得られたフォトクロミック薄膜１から成る記録層２を積層し、さらにこの上にＡｌ層から成る反射層３を積層した。さらにこの上にアクリル樹脂から成る保護層（図示せず）を形成し、光記録媒体を作製した。
【００７１】
この光記録媒体Ｐ１全面に紫外光を照射して、記録層２のフォトクロミック化合物を着色状態にした後、４００ｎｍおよび６８０ｎｍの半導体レーザーをピックアップに搭載した装置を用いて記録再生の評価を行った。４００ｎｍレーザー１０ｍＷのパワーで記録を行い、６８０ｎｍレーザー０．２ｍＷのパワーで再生を行ったところ、５０ｄＢ以上の高いＣ／Ｎ比の再生信号が得られた。さらに再生回数は１万回以上であった。
（実施例４）
実施例１で得られたフォトクロミック薄膜１を用いて図６に示すような光導波路Ｈを作製し、スイッチング現象を確認した。なお、この光導波路Ｈにおいて、１１は基板、１２、１３はコア部、１６は本発明によるフォトクロミック薄膜からなるフォトクロミッククラッド、１４，１５はフォトクロミック薄膜と同程度の屈折率を持つ高分子クラッドである。なお、Ｂ１、Ｂ２はカプラ部分を示す。作製した導波路に１．５５ｎｍの光を通しておき、紫外光を照射したところ、屈折率が変化し、１．５５ｎｍの光をスイッチングできることが分かった。またスイッチング速度は、従来法により得られた薄膜３により作製された導波路よりも大きいことが分かった。
【００７２】
【発朋の効果】
本発明によれば、トリアリールアミノ基を有するジアリールエテンから成るアモルファスフォトクロミック化合物を光照射により閉環体へすべて変換させた後、薄膜形成することにより、高分子樹脂媒体中に分散せず、フォトクロミック化合物単独でアモルファス薄膜を形成させることが可能であるだけでなく、薄膜中の５０％以上を光異性化反応に関与させることができるため、分散膜や開環体から得られたアモルファス膜に比較して、より大きな光学特性、特に大きな吸光度変化および屈折率変化を示す。したがって、これを用いた光機能素子は、優れたデバイス特性を有し、高速応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例におけるフォトクロミック薄膜１の光照射前後における吸光度変化を示すグラフである。
【図２】実施例におけるフォトクロミック薄膜２の光照射前後における吸光度変化を示すグラフである。
【図３】実施例におけるフォトクロミック薄膜３の光照射前後における吸光度変化を示すグラフである。
【図４】実施例におけるフォトクロミック薄膜４の光照射前後における吸光度変化を示すグラフである。
【図５】本発明による光記録媒体Ｐ１を説明する概略断面図である。
【図６】本発明による光導波路を模式的に説明する斜視図である。
【符号の説明】
１  ：基板
２  ：記録層
３  ：反射層
Ｐ１：光記録媒体
Ｌ１  ：入射光
Ｌ２  ：出射光
Ｈ  ：光導波路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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