(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された誘電体ブロックと、
この誘電体ブロックの前記一面上に形成された金属膜と、
空間変調された信号光の照射を受けるように前記金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する光機能性膜と、
前記一面で反射した駆動光を前記光機能性膜に入射させる光学系とからなる光メモリ装置。
【請求項２】
誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段を有することを特徴とする請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項３】
一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第１の誘電体ブロックと、
この第１の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第１の金属膜と、
空間変調された信号光の照射を受けるように前記第１の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第１の光機能性膜と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第２の誘電体ブロックと、
この第２の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第２の金属膜と、
光照射を受けるように前記第２の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第２の光機能性膜と、
第２の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光を第１の光機能性膜に入射させる光学系とからなる光メモリ装置。
【請求項４】
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段を有することを特徴とする請求項３記載の光メモリ装置。
【請求項５】
前記空間変調された信号光が、画像情報を担うものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の光メモリ装置。
【請求項６】
前記光機能性膜が、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的または連続的に異なる複数部分の集合からなる微小範囲が多数、２次元的に並べられてなることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の光メモリ装置。
【請求項７】
前記光機能性膜が下記の一般式（Ｉ）で示される化合物からなることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光メモリ装置。
【化１】
0004087545.tif 000117
式中、ＤＹＥ＋  は、一価のシアニン色素陽イオンを表し、ｎは１以上の整数を表し、Ｒ５ 及びＲ６ は、各々独立に置換基を表し、Ｒ７ 及びＲ８ は、各々独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基または複素環基を表し、Ｒ５  とＲ６  、Ｒ５  とＲ７ 、Ｒ６  とＲ８ 又はＲ７  とＲ８ は各々互いに連結して環を形成してもよく、ｒ及びｓは、各々独立に０〜４の整数を表し、そしてｒとｓが２以上の場合には、複数のｒ及びｓは各々互いに同じであっても異なっていてもよい。
【請求項８】
前記光機能性膜が下記の一般式（II−１）で示される色素化合物、一般式（II−２）で示される色素化合物をそれぞれ単独で、あるいは組み合わせて形成されたものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光メモリ装置。
【化２】
0004087545.tif 000118
式中、Ａ１，Ａ２，Ｂ１及びＢ２は置換基を表し、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及びＬ５はメチン基を表し、Ｘ１は＝Ｏ，＝ＮＲ，＝Ｃ（ＣＮ）２を表し（ここでＲは置換基を表す）、Ｘ２は−Ｏ，−ＮＲ，−Ｃ（ＣＮ）２を表し（ここでＲは置換基を表す）、ｍ，ｎは０〜２の整数を表す。Ｙ１とＥは炭素環または複素環を形成するのに必要な原子または原子群を表し、Ｚ１とＧは炭素環または複素環を形成するのに必要な原子または原子群を表す。ｘ及びｙはそれぞれ独立に０または１を表す。Ｍｋ＋はオニウムイオンを表す。ｋは電荷数を表す。
【請求項９】
前記光機能性膜が下記の一般式（III）で示される有機色素からなることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光メモリ装置。
【化３】
0004087545.tif 000119
式中、Ｚ１およびＺ２は５員または６員の含窒素複素環を形成するに必要な原子群を表し、Ｒ３０，Ｒ３１は各々独立にアルキル基を表し、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６およびＬ７はメチン基を表し、ｎ１，ｎ２は各々０〜２の整数を表し、ｐ，ｑは各々独立に０〜２の整数を表し、Ｍは電荷均衡対イオンを表す。
【請求項１０】
前記光機能性膜が前記一般式（III）で示される有機色素と、下記の一般式（IV）で示される有機酸化剤との組み合わせからなることを特徴とする請求項９記載の光メモリ装置。
【化４】
0004087545.tif 000120
式中、ｍ，ｎは各々独立に０〜２の整数を表し、Ｘ１，Ｘ２は＝ＮＲ１または＝ＣＲ２Ｒ３を表し（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は置換基を表す）、Ｌ１およびＬ２は各々独立に２価の連結基を表す。
【請求項１１】
前記光機能性膜が下記の一般式（V）で示される有機色素からなることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光メモリ装置。
【化５】
0004087545.tif 000121
式中、Ｍは金属原子を表し、Ｘは酸素原子、硫黄原子、または＝ＮＲ２１を表し、Ｒ２１は、水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表し、Ｚ１１は５員または６員の含窒素複素環を完成するために必要な原子団を表し、Ｚ１２は、芳香環または複素芳香環を完成するために必要な原子団を表す。
【請求項１２】
前記光機能性膜が下記の一般式（VI）で示される有機色素からなることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の光メモリ装置。
【化６】
0004087545.tif 000122
式中、ｋ、Ｍは前記一般式（II−１）もしくは一般式（II−２）におけるｋ、Ｍとそれぞれ同義であり、Ｘ、Ｚ１１，Ｚ１２は前記一般式（V）におけるＸ、Ｚ１１，Ｚ１２とそれぞれ同義である。
【請求項１３】
一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第１の誘電体ブロックと、
この第１の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第１の金属膜と、
空間変調された第１の信号光の照射を受けるように前記第１の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第１の光機能性膜と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第２の誘電体ブロックと、
この第２の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第２の金属膜と、
空間変調された第２の信号光の照射を受けるように前記第２の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第２の光機能性膜と、
第２の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光を前記第１の光機能性膜に入射させる光学系と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段とからなる光演算装置。
【請求項１４】
前記光分岐手段によって取り出された前記駆動光の空間変調状態を示す表示手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の光演算装置。
【請求項１５】
前記空間変調された第１および第２の信号光が、画像情報を担うものであることを特徴とする請求項１３または１４記載の光演算装置。
【請求項１６】
前記光機能性膜が、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的または連続的に異なる複数部分の集合からなる微小範囲が多数、２次元的に並べられてなることを特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項１７】
前記第１の信号光と第２の信号光とを互いに入れ替えて前記第１の光機能性膜と第２の光機能性膜に入射させる手段を有することを特徴とする請求項１３から１６いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項１８】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（Ｉ）で示される化合物からなることを特徴とする請求項１３から１７いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項１９】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（II−１）で示される色素化合物、一般式（II−２）で示される色素化合物をそれぞれ単独で、あるいは組み合わせて形成されたものであることを特徴とする請求項１３から１７いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項２０】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（III）で示される有機色素からなることを特徴とする請求項１３から１７いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項２１】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（III）で示される有機色素と、前記一般式（IV）で示される有機酸化剤との組み合わせからなることを特徴とする請求項２０記載の光演算装置。
【請求項２２】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（V）で示される化合物からなることを特徴とする請求項１３から１７いずれか１項記載の光演算装置。
【請求項２３】
前記第１および／または２の光機能性膜が前記一般式（VI）で示される化合物からなることを特徴とする請求項１３から１７いずれか１項記載の光演算装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間変調された信号光の変調状態を、表面プラズモン共鳴の発生を利用して記憶する光メモリ装置に関するものである。
【０００２】
また本発明は、２通りの信号光の空間変調状態の差異を、表面プラズモン共鳴の発生を利用して判別する光演算装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
金属中においては、自由電子が集団的に振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そして、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、表面プラズモンと呼ばれている。
【０００４】
従来より、この表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、光を変調する光変調素子が考えられている。図１１は、この光変調素子の基本構成を示すものである。この光変調素子は、基本的に、被変調光５がその内部を経て一面１ａに全反射角で入射するように配された誘電体ブロック１と、この誘電体ブロック１の一面１ａ上に形成された金属膜２と、この金属膜２の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する光機能性膜３と、この光機能性膜３に変調駆動光６を照射する駆動光源７とから構成されている。
【０００５】
上記の構成において、誘電体ブロック１の一面１ａに対する被変調光５の入射角θは、例えば、光機能性膜３に変調駆動光６が照射されたとき金属膜２に表面プラズモン共鳴が励起され、照射されないとき表面プラズモン共鳴が励起されない角度に設定される。
【０００６】
そのようにしておけば、光機能性膜３に変調駆動光６を照射しない状態では、被変調光５が誘電体ブロック１と金属膜２との界面で全反射してＡ方向に進行する。一方、光機能性膜３に変調駆動光６を照射すると、金属膜２に表面プラズモン共鳴が励起されて全反射が解消され、被変調光５の反射光量が著しく低下し、あるいは全くゼロとなる。このようにして、変調駆動光６の照射を制御することにより、Ａ方向に進行する被変調光５を変調することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような誘電体ブロックと金属膜と光機能性膜とから構成されて表面プラズモン共鳴を励起させる素子を用いて、新しいタイプの光メモリ装置および光演算装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の光メモリ装置は、一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された誘電体ブロックと、
この誘電体ブロックの前記一面上に形成された金属膜と、
空間変調された信号光の照射を受けるように前記金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する光機能性膜と、
前記一面で反射した前記駆動光を前記光機能性膜に入射させる光学系とからなることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、上述のように「誘電体ブロックの一面上に形成された金属膜」とは、この一面上に直接形成されたものだけではなく、何か別の薄膜を介して形成された金属膜も含むものとする。「金属膜の上に形成された光機能性膜」についても同様とする。
【００１０】
また、誘電体ブロックに対する入射の仕方から考えれば、上記駆動光、信号光はそれぞれ、図１１に示した光変調素子における被変調光、変調駆動光に相当する。そして本発明では、後述するようにして、上記信号光の空間変調状態が記憶される。
【００１１】
上記構成の光メモリ装置においては、誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段が設けられるのが望ましい。
【００１２】
本発明による第２の光メモリ装置は、上記誘電体ブロック、金属膜および光機能性膜からなる素子を２つ用いたものであり、具体的には、
一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第１の誘電体ブロックと、
この第１の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第１の金属膜と、
空間変調された信号光の照射を受けるように前記第１の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第１の光機能性膜と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第２の誘電体ブロックと、
この第２の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第２の金属膜と、
光照射を受けるように前記第２の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第２の光機能性膜と、
第２の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光を第１の光機能性膜に入射させる光学系とからなることを特徴とするものである。
【００１３】
この第２の光メモリ装置においては、第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段が設けられるのが望ましい。
【００１４】
また、本発明による第１および第２の光メモリ装置において、好ましくは、空間変調された信号光として、画像情報を担う信号光が適用される。その場合は、信号光が担う画像情報が記憶されるようになる。
【００１５】
また本発明の光メモリ装置において、好ましくは、前記光機能性膜として、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的または連続的に異なる複数部分の集合からなる微小範囲が多数、２次元的に並べられてなるものが用いられる。このような光機能性膜を用いれば、後述のようにして、階調画像情報も記憶可能となる。
【００１６】
一方、本発明による光演算装置は、上記誘電体ブロック、金属膜および光機能性膜からなる素子を２つ用いて、各素子の光機能性膜に入射した信号光の空間変調状態の差異を判別できるようにしたものであり、具体的には、
一様強度を有する駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第１の誘電体ブロックと、
この第１の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第１の金属膜と、
空間変調された第１の信号光の照射を受けるように前記第１の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第１の光機能性膜と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光がその内部を経て一面に全反射角で入射するように配された第２の誘電体ブロックと、
この第２の誘電体ブロックの前記一面上に形成された第２の金属膜と、
空間変調された第２の信号光の照射を受けるように前記第２の金属膜の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する第２の光機能性膜と、
第２の誘電体ブロックの前記一面で反射した前記駆動光を前記第１の光機能性膜に入射させる光学系と、
第１の誘電体ブロックの前記一面で反射した駆動光を一部分岐して取り出す光分岐手段とからなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によるこの光演算装置において、好ましくは、上記光分岐手段によって取り出された駆動光の空間変調状態を示す表示手段が設けられる。またこの光演算装置において、空間変調された第１および第２の信号光として、画像情報を担う信号光が適用されてもよく、その場合は両画像間の差異が判別され得る。
【００１８】
また本発明による光演算装置において、好ましくは、前記光機能性膜として、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的または連続的に異なる複数部分の集合からなる微小範囲が多数、２次元的に並べられてなるものが用いられる。このような光機能性膜を用いれば、後述のようにして、２つの階調画像間の差異も判別可能となる。
【００１９】
さらに、本発明による光演算装置において、好ましくは、、第１の信号光と第２の信号光とを互いに入れ替えて第１の光機能性膜と第２の光機能性膜に入射させる手段が設けられる。
【００２０】
本発明において誘電体ブロックは、被変調光の波長に対して透明である誘電体で形成される。特に被変調光の波長に対する屈折率が１．２〜３の範囲にある材質からなるものが好ましい。具体的にはＢＫ７、高屈折率ガラス、ポリカーボネート等が挙げられる。
【００２１】
また、本発明で用いる金属膜の厚みは、３５０ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲のいずれかの波長の光で表面プラズモン共鳴が生じる膜厚であるが、通常１０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲が好適である。また、誘電体ブロックと金属膜の間には両者の良好な密着性を得るためにＣｒ、Ｇｅ等からなるアンカー材料の薄層（好ましくは５ｎｍ以下）を設けることもできる。
【００２２】
一方光機能性膜としては、下記の一般式（Ｉ）で示される化合物からなるものを好適に用いることができる。
【００２３】
【化７】
0004087545.tif 000002
〔式中、ＤＹＥ＋  は、一価のシアニン色素陽イオンを表し、ｎは１以上の整数を表し、Ｒ５ 及びＲ６ は、各々独立に置換基を表し、Ｒ７ 及びＲ８ は、各々独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基または複素環基を表し、Ｒ５  とＲ６  、Ｒ５  とＲ７ 、Ｒ６  とＲ８ 又はＲ７  とＲ８ は各々互いに連結して環を形成してもよく、ｒ及びｓは、各々独立に０〜４の整数を表し、そしてｒとｓが２以上の場合には、複数のｒ及びｓは各々互いに同じであっても異なっていてもよい。〕
本発明においては、一般式（Ｉ）のシアニン色素陽イオンが、下記の一般式（I−１）で表される陽イオンであることが好ましい。
【００２４】
【化８】
0004087545.tif 000003
〔式中、Ｚａ及びＺｂは各々独立に５員もしくは６員の含窒素複素環を形成するために必要な原子群を表し、Ｒ１  およびＲ２ は各々独立に、アルキル基またはアリール基を表し、Ｌ１ 、Ｌ２ 、Ｌ３ 、Ｌ４ 及びＬ５ は各々独立に、置換又は無置換のメチン基を表し（但し、Ｌ１ 〜Ｌ５ 上に置換基がある場合には互いに連結して環を形成しても良い）、ｊは０、１又は２を表し、ｋは０又は１を表す。〕
Ｚａ及びＺｂで表される５員もしくは６員の含窒素複素環（核）としては、例えば、チアゾール核、ベンゾチアゾール核、ナフトチアゾール核、チアゾリン核、オキサゾール核、ベンゾオキサゾール核、ナフトオキサゾール核、オキサゾリン核、セレナゾール核、ベンゾセレナゾール核、ナフトセレナゾール核、セレナゾリン核、テルラゾール核、ベンゾテルラゾール核、ナフトテルラゾール核、テルラゾリン核、イミダゾール核、ベンゾイミダゾール核、ナフトイミダゾール核、ピリジン核、キノリン核、イソキノリン核、イミダゾ〔４，５−ｂ〕キノキサリン核、オキサジアゾール核、チアジアゾール核、テトラゾール核、及びピリミジン核などを挙げることができる。
【００２５】
これらの中では、ベンゾチアゾール核、イミダゾール核、ナフトイミダゾール核、キノリン核、イソキノリン核、イミダゾ〔４，５−ｂ〕キノキサリン核、チアジアゾール核、テトラゾール核、及びピリミジン核が好ましい。
【００２６】
これらの環には、更にベンゼン環、ナフトキノン環が縮合していても良い。
【００２７】
上記の５員又は６員の含窒素複素環は置換基を有していても良い。好ましい置換基（原子）の例としては、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、アリール基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。アルキル基は、炭素原子数１〜６の直鎖状のアルキル基が好ましい。またアルキル基の置換基の例としては、アルコキシ基（例、メトキシ）、アルキルチオ基（例、メチルチオ）を挙げることができる。アリール基としては、フェニルが好ましい。
【００２８】
上記Ｒ１ およびＲ２  で表されるアルキル基は置換基を有していてもよく、好ましくは炭素原子数１〜１８（更に好ましくは１〜８、特に１〜６）の直鎖状、環状、もしくは分岐状のアルキル基である。
【００２９】
Ｒ１ およびＲ２   で表されるアリール基は置換基を有していても良く、好ましくは炭素原子数６〜１８の置換基を有していても良いアリール基である。
【００３０】
Ｒ１ およびＲ２   で表されるアルキル基またはアリール基の有する好ましい置換基の例としては、以下のものを挙げることができる。
【００３１】
炭素原子数６〜１８の置換又は無置換のアリール基（例えば、フェニル、クロロフェニル、アニシル、トルイル、２，４−ジ−ｔ−アミル、１−ナフチル）、アルケニル基（例えば、ビニル、２−メチルビニル）、アルキニル基（例えば、エチニル、２−メチルエチニル、２−フェニルエチニル）、ハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アシル基（例えば、アセチル、ベンゾイル、サリチロイル、ピバロイル）、アルコキシ基（例えば、メトキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ、１−ナフトキシ）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ、ブチルチオ、ベンジルチオ、３−メトキシプロピルチオ）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ、４−クロロフェニルチオ）、アルキルスルホニル基（例えば、メタンスルホニル、ブタンスルホニル）、アリールスルホニル基（例えば、ベンゼンスルホニル、パラトルエンスルホニル）、炭素原子数１〜１０のカルバモイル基、炭素原子数１〜１０のアミド基、炭素原子数２〜１０のアシルオキシ基、炭素原子数２〜１０のアルコキシカルボニル基、ヘテロ環基（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、ピラゾリルなどの複素芳香族環、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピラン環、チオピラン環、ジオキサン環、ジチオラン環などの脂肪族ヘテロ環）。
【００３２】
本発明において、上記Ｒ１ およびＲ２ は、それぞれ無置換の炭素原子数１〜８（好ましくは、炭素原子数１〜６、特に炭素原子数１〜４）の直鎖状のアルキル基、あるいはアルコキシ基（特に、メトキシ）又はアルキルチオ基（特に、メチルチオ）で置換された炭素原子数１〜８（好ましくは、炭素原子数１〜６、特に炭素原子数１〜４）の直鎖状のアルキル基であることが好ましい。
【００３３】
Ｌ１ 〜Ｌ５ で表されるメチン基は、置換基を有していても良い。好ましい置換基の例としては、炭素原子数１〜１８のアルキル基、アラルキル基、および前記Ｒ１ およびＲ２ で表されるアルキル基またはアリール基の有する好ましい置換基の例として挙げたものを挙げることができる。これらの中では、アルキル基（例、メチル）、アリール基（例、フェニル）、ハロゲン原子（例、Ｃｌ、Ｂｒ）、アラルキル基（例、ベンジル）が好ましい。
【００３４】
本発明においては、ｊ、ｋは各々独立に０又は１であることが好ましい。
【００３５】
上記Ｌ１ 〜Ｌ５ 上の置換基は互いに連結して環を形成しても良い。好ましい環員数は５員環または６員環であり、これらの環が２個以上縮合していても良い。連結位置は、形成されるメチン鎖の数によって異なる。例えば、Ｌ１ 〜Ｌ５で形成されるメチン鎖がペンタメチン鎖の場合には、その好ましい連結位置は、Ｌ１  とＬ３ 、Ｌ２ とＬ４ 、及びＬ３ とＬ５  である。また二重縮合環を形成する場合の連結位置は、Ｌ１ とＬ３ とＬ５ である。またこの場合、Ｌ１ とＲ１ 、Ｌ５ とＲ２ 、更にＬ３  とＲ２ は互いに連結して環を形成していても良く、その環員数は好ましくは５員環または６員環である。
【００３６】
本発明においては、Ｌ１ 〜Ｌ５  上の置換基で形成される環は、シクロヘキセン環であることが好ましい。
【００３７】
一般式（I−１）で表わされるシアニン色素陽イオンの中でも、下記の一般式（I−２）で表わされる陽イオンが更に好ましい。
【００３８】
【化９】
0004087545.tif 000004
〔式中、Ｚ１及びＺ２ は各々独立に、インドレニン核もしくはベンゾインドレニン核を形成するために必要な原子群を表し、Ｒ１およびＲ２ は各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３ 、Ｒ４  、Ｒ５ 及びＲ６ は各々独立に、アルキル基を表し、Ｌ１、Ｌ２ 、Ｌ３ 、Ｌ４ 及びＬ５ は各々独立に、置換又は無置換のメチン基を表し（但し、Ｌ１ 〜Ｌ５ 上に置換基がある場合には互いに連結して環を形成しても良い）、ｊは０、１又は２を表し、ｋは０又は１を表す。〕
上記Ｚ１ 及びＺ２ で表されるインドレニン核もしくはベンゾインドレニン核は、置換基を有していても良い。置換基（原子）としては、ハロゲン原子、又はアリール基を挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。またアリール基としては、フェニルが好ましい。
【００３９】
上記Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ５ およびＲ６ で表されるアルキル基は、好ましくは炭素原子数１〜１８の直鎖状、分岐状、あるいは環状のアルキル基である。またＲ３ とＲ４ 、及びＲ５ とＲ６ はそれぞれ連結して環を形成しても良い。
【００４０】
Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ５ およびＲ６ で表されるアルキル基は、置換基を有していても良い。置換基として好ましいものは、前記Ｒ１ およびＲ２ で表されるアルキル基またはアリール基の有する好ましい置換基の例として挙げたものを挙げることができる。
【００４１】
本発明においては、Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ５ 及びＲ６ で表されるアルキル基は、それぞれ炭素原子数１〜６の直鎖状の無置換のアルキル基（特に、メチル、エチル）であることが好ましい。
【００４２】
一般式（I−２）において、Ｒ１  及びＲ２ 、Ｌ１ 、Ｌ２ 、Ｌ３ 、Ｌ４ 及びＬ５ 、ｊ及びｋ、そしてＸｎ−及びｎは、それぞれ一般式（I−１）において説明したそれらと同じ意味を表す。またそれらの好ましい例示も前記一般式（I−１）において説明したものと同じである。
【００４３】
〔ＤＹＥ＋ 〕-(ＳＯ３ − ）ｎ＋１ の（ＳＯ３ − ) 基は、一般式（I−１）および一般式（I−２）のＲ１ 、Ｒ２ の末端に結合することが好ましい。
【００４４】
以下に本発明の一般式（Ｉ）における〔ＤＹＥ＋ 〕-(ＳＯ３ − ）ｎ＋１ 部分の具体例を列記する。
【００４５】
【化１０】
0004087545.tif 000005
【化１１】
0004087545.tif 000006
【化１２】
0004087545.tif 000007
【化１３】
0004087545.tif 000008
【化１４】
0004087545.tif 000009
【化１５】
0004087545.tif 000010
【化１６】
0004087545.tif 000011
【化１７】
0004087545.tif 000012
一般式（I）における下記の部分構造（一般式（I−３）という）について詳述する。
【００４６】
【化１８】
0004087545.tif 000013
式中、Ｒ５  及びＲ６ は、各々独立に置換基を表し、Ｒ７ 及びＲ８ は、各々独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基または複素環基を表し、Ｒ５ とＲ６ 、Ｒ５ とＲ７ 、Ｒ６ と Ｒ８又はＲ７ とＲ８ は各々互いに連結して環を形成してもよく、ｒ及びｓは、各々独立に０〜４の整数を表し、そしてｒとｓが２以上の場合には、複数のｒ及びｓは各々互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００４７】
上記Ｒ７ およびＲ８ で表されるアルキル基は、炭素数１〜１８の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数１〜８の置換もしくは無置換のアルキル基である。これらは、直鎖状、分岐鎖状、あるいは環状であってもよい。これらの例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ヘキシル、ネオペンチル、シクロヘキシル、アダマンチル及びシクロプロピル等が挙げられる。
【００４８】
アルキル基の置換基の例としては、以下のものを挙げることができる。
【００４９】
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルケニル基（例、ビニル）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルキニル基（例、エチニル）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリール基（例、フェニル、ナフチル）；
ハロゲン原子（例、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−メトキシフェノキシ）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリールチオ基（例、フェニルチオ）；  炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシル基（例、アセチル、プロピオニル）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基（例、メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシルオキシ基（例、アセトキシ、プロピオニルオキシ）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）；
炭素数７〜１１の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基（例、ナフトキシカルボニル）；
無置換のアミノ基、もしくは炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換アミノ基（例、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、アニリノ、メトキシフェニルアミノ、クロロフェニルアミノ、ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、ｎ−ブトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、メチルカルバモイルアミノ、エチルチオカルバモイルアミノ、フェニルカルバモイルアミノ、アセチルアミノ、エチルカルボニルアミノ、エチルチオカルバモイルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、ベンゾイルアミノ、クロロアセチルアミノ、メチルスルホニルアミノ）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のカルバモイル基（例、無置換のカルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ｎ−ブチルカルバモイル、ｔ−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、モルホリノカルバモイル、ピロリジノカルバモイル）；
無置換のスルファモイル基、もしくは炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換スルファモイル基（例、メチルスルファモイル、フェニルスルファモイル）；
シアノ基；ニトロ基；カルボキシ基；水酸基；
ヘテロ環基（例、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、インドレニン環、ピリジン環、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環、スルホラン環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、ピロール環、クロマン環、クマリン環）。上記Ｒ７ およびＲ８ で表されるアルケニル基は、炭素数２〜１８の置換もしくは無置換のアルケニル基が好ましく、より好ましくは炭素数２〜８の置換もしくは無置換のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、１−プロペニル、１，３−ブタジエニル等が挙げられる。
【００５０】
アルケニル基の置換基としては、前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。
【００５１】
上記Ｒ７ およびＲ８ で表されるアルキニル基は、炭素数２〜１８の置換もしくは無置換のアルキニル基が好ましく、より好ましくは炭素数２〜８の置換もしくは無置換のアルキニル基であり、例えば、エチニル、２−プロピニル等が挙げられる。
【００５２】
アルキニル基の置換基は、前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。
【００５３】
上記Ｒ７及びＲ８ で表されるアラルキル基は、炭素数７〜１８の置換もしくは無置換のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル、メチルベンジル等が好ましい。
【００５４】
上記Ｒ７ 及びＲ８ で表されるアリール基は、炭素数６〜１８の置換もしくは無置換のアリール基が好ましく、例えば、フェニル、ナフチル等が挙げられる。
【００５５】
アリール基の置換基は前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。またこれらの他に、アルキル基（例えば、メチル、エチル等）も好ましい。
【００５６】
上記Ｒ７ 及びＲ８ で表される複素環基は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、あるいは硫黄原子から構成される５〜６員環の飽和又は不飽和の複素環であり、これらの例としては、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、インドレニン環、ピリジン環、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環、スルホラン環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、ピロール環、クロマン環、及びクマリン環が挙げられる。複素環基は置換されていてもよく、その場合の置換基としては、前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。
【００５７】
Ｒ５ 及びＲ６ で表される置換基は、前記アルキル基の置換基として挙げたものと同義である。またこれらの他に、アルキル基（例えばメチル、エチル等）も挙げることができる。
【００５８】
本発明においては、Ｒ５ 及びＲ６ で表される置換基は、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。特に好ましくは、水素原子である。
【００５９】
一般式（Ｉ−３）で表される部分構造は、下記一般式（Ｉ−４）又は（Ｉ−５）で表されることが特に好ましい。
【００６０】
【化１９】
0004087545.tif 000014
式中、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ前述したＲ５ 及びＲ６ で表される置換基と同義であり、またそれぞれについて、その好ましい範囲も同一である。Ｒ１９及びＲ２０は、それぞれ前述したＲ７ 及びＲ８  で表される置換基と同義であり、またそれぞれについて、その好ましい範囲も同一である。ｒ及びｓは、各々独立に０〜４の整数を表し、そしてｒとｓが２以上の場合には、複数のｒ及びｓは各々互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００６１】
【化２０】
0004087545.tif 000015
式中、Ｒ２１及びＲ２２は、それぞれ前述したＲ５ 及びＲ６ で表される置換基と同義であり、またそれぞれについて、その好ましい範囲も同一である。Ｒ２１とＲ２２は、それぞれ互いに連結して炭素環または複素環を形成している場合も好ましく、特に好ましくは、Ｒ２１とＲ２２がそれぞれ結合しているピリジン環との縮合芳香環である。ｒ及びｓは、各々独立に０〜４の整数を表し、そしてｒとｓが２以上の場合には、複数のｒ及びｓは各々互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００６２】
本発明で用いられる一般式（Ｉ）で表される色素化合物中の一般式（Ｉ−３）で表される部分（「Ｂ−」で表示）の例を以下に具体的に記載する。
【００６３】
【化２１】
0004087545.tif 000016
【化２２】
0004087545.tif 000017
【化２３】
0004087545.tif 000018
【化２４】
0004087545.tif 000019
【化２５】
0004087545.tif 000020
【化２６】
0004087545.tif 000021
【化２７】
0004087545.tif 000022
【化２８】
0004087545.tif 000023
【化２９】
0004087545.tif 000024
【化３０】
0004087545.tif 000025
本発明で用いられる好ましい具体的な化合物例を下記の表１および２に示す。表１および２において、化合物例は、〔ＤＹＥ＋ 〕-(ＳＯ３ − ) ｎ＋１ で表されるアニオン部と一般式（Ｉ−３）で表されるカチオン部との組み合わせてなるものである。例えば、以下に、化合物No.1の例を挙げて説明する。化合物No.1〔アニオン部（Ａ−１）／カチオン部（Ｂ−５）〕で示される化合物例は、それぞれ下記の式で示される。
【００６４】
【化３１】
0004087545.tif 000026
なお、化合物No. ２以降の化合物についても同様な意味である。
【００６５】
【表１】
0004087545.tif 000027
【表２】
0004087545.tif 000028
本発明で用いる上記一般式（Ｉ）で表される化合物は、単独で用いても良いし、あるいはまた二種以上を併用しても良い。
【００６６】
なお、本発明で用いる一般式（Ｉ）で表される化合物は、既に公知の下記の文献の記載を参考にして容易に合成することができる。
【００６７】
これらの文献としては、たとえば、エフ・エム・ハーマー著「ザ・シアニン・ダイズ・アンド・リレイテッド・コンパウンズ５（インターサイエンス・パブリシャーズ、Ｎ．Ｙ．１９６４年）５５頁以降；ニコライ・チュチュルコフ、ユルゲン・ファビアン、アキム・メールホルン、フィリッツ・ディエツ・アリア・タジエール（Nikolai Tyutyulkov, Jurgen Fabian, Achim Ulehlhorn, Fritz Dietz, Alia Tadjer) 共著「ポリメチン・ダイズ」、セントクリメント・オーリズキ・ユニバシティ・プレス、ソフィア（St. Kliment Ohridski University Press, Sophia)、２３頁ないし３８頁；デー・エム・スターマー（D.M.Sturmer)著、「ヘテロサイクリック、コンパウンズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー（Heterocyclic Compounds-Special topics in heterocyclic chemistry)」、第１８章、第１４節、第４８２〜５１５頁、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons)社、ニューヨーク、ロンドン、（１９７７年刊）；「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ（Rodd's Chemistry of Carbon Compounds) 」、(2nd. Ed. vol.IV, part B, １９７７年刊）、第１５章、第３６９〜４２２頁、(2nd. Ed. vol.IV, part B, １９８５年刊）、第１５章、第２６７〜２９６頁、エルスバイヤー・サイエンス・パブリック・カンパニー・インク（Elsvier Science Public Company Inc.)、ニューヨークなどが挙げられる。
【００６８】
更に具体的には、〔ＤＹＥ＋ 〕-(ＳＯ３ − ）ｎ＋１  （Ｍ＋ ) ｎ 、（ただし、Ｍはナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、Ｎ−エチルピリジニウムイオンなどの陽イオンを表わす）で表される塩と、一般式（Ｉ−３）で表される陽イオンがＣｌ− 、Ｂｒ− 、Ｉ− 、パラトルエンスルホネートなどの陰イオンと組合されて形成される塩とを、適当な溶媒中、例えばメタノール、水、もしくはこれらの混合物などの中で混合した後、結晶として析出させることにより得ることができる。
【００６９】
その一例として、化合物４１は、Ａ−２８のＮ−エチルピリジニウム塩のメタノール溶液とＢ−５４の臭化物のメタノール溶液とを混合することにより析出する結晶を濾取し、メタノールで洗い、乾燥することによって、融点２１３−２１７度の褪色粉末として得られる。
【００７０】
また本発明においては、下記の一般式（II−１）、（II−２）で示される色素化合物をそれぞれ単独で、あるいは組み合わせて形成された光機能性膜も好適に用いることができる。
【００７１】
【化３２】
0004087545.tif 000029
式中、Ａ１，Ａ２，Ｂ１及びＢ２は置換基を表し、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及びＬ５はメチン基を表し、Ｘ１は＝Ｏ，＝ＮＲ，＝Ｃ（ＣＮ）２を表し（ここでＲは置換基を表す）、Ｘ２は−Ｏ，−ＮＲ，−Ｃ（ＣＮ）２を表し（ここでＲは置換基を表す）、ｍ，ｎは０〜２の整数を表す。Ｙ１とＥは炭素環または複素環を形成するのに必要な原子または原子群を表し、Ｚ１とＧは炭素環または複素環を形成するのに必要な原子または原子群を表す。ｘ及びｙはそれぞれ独立に０または１を表す。Ｍｋ＋はオニウムイオンを表す。ｋは電荷数を表す。
【００７２】
以下に、本発明に用いられる上記色素化合物について説明する。
【００７３】
本発明に用いられる色素化合物は、アニオン部（色素成分）とカチオン部（オニウム成分）からなる。
【００７４】
まず、アニオン部について詳述する。
【００７５】
上記式において、Ａ１ 、Ａ２ 、Ｂ１ 及びＢ２ で表される置換基としては、例えば以下のものを挙げることができる。
【００７６】
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基（例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、メトキシエチル、エトキシカルボニルエチル、シアノエチル、ジエチルアミノエチル、ヒドロキシエチル、クロロエチル、アセトキシエチル、トリフルオロメチル等）；
炭素数７〜１８（好ましくは炭素数７〜１２）の置換もしくは無置換のアラルキル基（例、ベンジル、カルボキシベンジル等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）のアルケニル基（例、ビニル等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）のアルキニル基（例、エチニル等）；
炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）の置換もしくは無置換のアリール基（例、フェニル、４−メチルフェニル、４−メトキシフェニル、４−カルボキシフェニル、３、５−ジカルボキシフェニル等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシル基（例、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、クロロアセチル等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルキルまたはアリールスルホニル基（例、メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルスルフィニル基（例、メタンスルフィニル、エタンスルフィニル、オクタンスルフィニル等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）のアルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等）；
炭素数７〜１８（好ましくは炭素数７〜１２）のアリールオキシカルボニル基（例、フェノキシカルボニル、４−メチルフェノキシカルボニル、４−メトキシフェニルカルボニル等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、ｎ−ブトキシ、メトキシエトキシ等）；
炭素数６〜１８（好ましくは炭素数６〜１０）の置換もしくは無置換のアリールオキシ基（例、フェノキシ、４−メトキシフェノキシ等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ等）；
炭素数６〜１０のアリールチオ（例、フェニルチオ等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシルオキシ基（例、アセトキシ、エチルカルボニルオキシ、シクロヘキシルカルボニルキシ、ベンゾイルオキシ、クロロアセチルオキシ等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のスルホニルオキシ基（例、メタンスルホニルオキシ等）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基（例、メチルカルバモイルオキシ、ジエチルカルバモイルオキシ等）；
炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換もしくは無置換のアミノ基（例、無置換のアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、アニリノ、メトキシフェニルアミノ、クロロフェニルアミノ、モルホリノ、ピペリジノ、ピロリジノ、ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、ｎ−ブトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、メチルカルバモイルアミノ、フェニルカルバモイルアミノ、エチルチオカルバモイルアミノ、メチルスルファモイルアミノ、フェニルスルファモイルアミノ、アセチルアミノ、エチルカルボニルアミノ、エチルチオカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、ベンゾイルアミノ、クロロアセチルアミノ、メタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノ等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のカルバモイル基（例、無置換のカルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ｎ−ブチルカルバモイル、ｔ−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、モルホリノカルバモイル、ピロリジノカルバモイル等）；
炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換もしくは無置換のスルファモイル基（例、無置換のスルファモイル、メチルスルファモイル、フェニルスルファモイル等）；
ハロゲン原子（例、フッ素、塩素、臭素等）；水酸基；ニトロ基；シアノ基；カルボキシル基；
ヘテロ環基（例、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、インドレニン、ピリジン、スルホラン、フラン、チオフェン、ピラゾール、ピロール、クロマン、クマリンなど）。
【００７７】
Ａ１ 及びＡ２ で表される置換基は、ハメットの置換基定数（σp ）値が０．２以上のものであることが好ましい。ハメットの置換基定数は例えば、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９１，１６５（１９９１）に記載されている。特に好ましい置換基は、シアノ基、ニトロ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、アルキルスルホニル基及びアリールスルホニル基である。
【００７８】
Ｂ１ 及びＢ２  で表される置換基は、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、又はアミノ基であることが好ましい。
【００７９】
Ｙ１ に結合する〔−Ｃ（＝Ｌ１ ）−（Ｅ）x −Ｃ（＝Ｘ１ ）−〕（以下、便宜的に、Ｗ１と称する。）と、Ｚ１ に結合する〔−Ｃ（−Ｌ５ ）＝（Ｇ）y ＝Ｃ（−Ｘ２ − ) −〕（以下、便宜的に、Ｗ２と称する）とはそれぞれ共役状態にあるため、Ｙ１ とＷ１とで形成される炭素環もしくは複素環、及びＺ１ とＷ２とで形成される炭素環もしくは複素環はそれぞれ共鳴構造の１つとして考えられる。
【００８０】
上記Ｙ１  とＷ１、及びＺ１ とＷ２とで形成される炭素環もしくは複素環は、４〜７員環が好ましく、特に好ましくは、５員環または６員環である。これらの環は更に他の４〜７員環と縮合環を形成していても良い。またこれらは置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、Ａ１、Ａ２ 、Ｂ１ 及びＢ２ で表される置換基として示したものが挙げられる。複素環を形成するヘテロ原子として好ましいものは、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、及びＴｅである。特に好ましくは、Ｎ、Ｏ及びＳである。
【００８１】
ｘ及びｙは、それぞれ独立に０または１であり、好ましくは共に０である。
【００８２】
Ｘ１ は、＝Ｏ、＝ＮＲ又は＝Ｃ（ＣＮ）２  を表す。またＸ２ は、−Ｏ、−ＮＲ又は−Ｃ（ＣＮ）２ を表す。Ｒは置換基を表す。Ｒで表される置換基は、前述したＡ１ 、Ａ２ 、Ｂ１ 及びＢ２ で表される置換基として示したものが挙げられる。Ｒは、アリール基であることが好ましい。特に好ましくはフェニルである。
【００８３】
本発明においては、Ｘ１ は、＝Ｏであり、またＸ２ は、−Ｏである場合が好ましい。
【００８４】
Ｙ１ とＷ１、およびＺ１とＷ２で形成される炭素環としては例えば、以下のものが挙げられる。なお、例示中、Ｒa 及びＲb は各々独立に、水素原子または置換基を表す。
【００８５】
【化３３】
0004087545.tif 000030
好ましい炭素環は、Ａ−１、及びＡ−４で示される炭素環である。
【００８６】
Ｙ１ とＷ１、およびＺ１ とＷ２で形成される複素環としては例えば、以下のものが挙げられる。なお、例示中、Ｒa 、Ｒb 及びＲc は各々独立に、水素原子または置換基を表す。
【００８７】
【化３４】
0004087545.tif 000031
【化３５】
0004087545.tif 000032
【化３６】
0004087545.tif 000033
【化３７】
0004087545.tif 000034
【化３８】
0004087545.tif 000035
好ましい複素環は、Ａ−５、Ａ−６、及びＡ−７で示される複素環である。
【００８８】
Ｒa 、Ｒb 及びＲc で表される置換基は、前記Ａ１ 、Ａ２ 、Ｂ１及びＢ２ で表される置換基として挙げたものと同義である。
【００８９】
またＲa 、Ｒb 及びＲc はそれぞれ互いに連結して炭素環又は複素環を形成してもよい。
【００９０】
Ｌ１ 、Ｌ２ 、Ｌ３ 、Ｌ４ 及びＬ５ で表されるメチン基は各々独立に、置換基を有していてもよいメチン基である。その置換基としては、例えば、前述したＡ１ 、Ａ２ 、Ｂ１及びＢ２ で表される置換基とした挙げたものが挙げられる。好ましい置換基は、アルキル基、アラルキル基、アリール基、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、ハロゲン原子、アミノ基、カルバモイル基及びヘテロ環基である。又置換基同志が連結して５〜７員環（例、シクロペンテン環、１−ジメチルアミノシクロペンテン環、１−ジフェニルアミノシクロペンテン環、シクロヘキセン環、１−クロロシクロヘキセン環、イソホロン環、１−モルホリノシクロペンテン環、シクロヘプテン環）を形成してもよい。
【００９１】
本発明においては、ｍ及びｎが共に１であるか、あるいはｍが０でｎが２、又はｍが２でｎが０である場合が好ましい。
【００９２】
次に、カチオン部について詳述する。
【００９３】
Ｍｋ＋で表されるオニウムイオンは、下記一般式（II−３）または一般式(II−４）で示されるものが最も好ましい。
【００９４】
【化３９】
0004087545.tif 000036
【化４０】
0004087545.tif 000037
式中、Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ５  及びＲ６  は各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基またはアリール基を表す。Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ７ 及びＲ８ は、各々独立に置換基（置換原子を含む）を表す。Ｒ１ とＲ２ 、Ｒ３ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ６ 、そしてＲ７ とＲ８ は、それぞれが互いに連結して環を形成してもよく、あるいはまたＲ１  とＲ３ 、Ｒ２ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ７  、そしてＲ６  とＲ８  は、それぞれが互いに連結して環を形成してもよい。ｑ１及びｑ２、そしてｒ１及びｒ２はそれぞれ０から４の整数を表し、ｑ１、ｑ２、ｒ１及びｒ２が各々２以上の場合には、それらの複数のＲ３ 、Ｒ４ 、Ｒ７  及びＲ８ はそれぞれ互いに同じであっても異なってもよい。
【００９５】
Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ５ およびＲ６  で表されるアルキル基は、炭素数１〜１８の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数１〜８の置換もしくは無置換のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ヘキシル等が挙げられる。
【００９６】
アルキル基の置換基の例としては、以下のものを挙げることができる。
【００９７】
ハロゲン原子（例、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ等）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリールオキシ（例、フェノキシ、ｐ−メトキシフェノキシ）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリールチオ（例、フェニルチオ）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシル基（例、アセチル、プロピオニル）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基（例、メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアシルオキシ基（例、アセトキシ、プロピオニルオキシ）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルケニル基（例、ビニル）；
炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の置換もしくは無置換のアルキニル基（例、エチニル）；
炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリール基（例、フェニル、ナフチル）；
炭素数７〜１１の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基（例、ナフトキシカルボニル）；
炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換もしくは無置換のアミノ基（例、無置換のアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、アニリノ、メトキシフェニルアミノ、クロロフェニルアミノ、モリホリノ、ピペリジノ、ピロリジノ、ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、ｎ−ブトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、メチルカルバモイルアミノ、エチルチオカルバモイルアミノ、フェニルカルバモイルアミノ、アセチルアミノ、エチルカルボニルアミノ、エチルチオカルバモイルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、ベンゾイルアミノ、クロロアセチルアミノ、メチルスルホニルアミノ）；
炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換もしくは無置換のカルバモイル基（例、無置換のカルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ｎ−ブチルカルバモイル、ｔ−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、モルホリノカルバモイル、ピロリジノカルバモイル）；
炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換もしくは無置換のスルファモイル基（例、無置換のスルファモイル、メチルスルファモイル、フェニルスルファモイル）；
シアノ基；ニトロ基；カルボキシ基；水酸基；
ヘテロ環基（例、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、インドレニン、ピリジン、スルホラン、フラン、チオフェン、ピラゾール、ピロール、クロマン、クマリン）。
【００９８】
Ｒ１  、Ｒ２ 、Ｒ５ およびＲ６ で表されるアルケニル基は、炭素数２〜１８の置換もしくは無置換のアルケニル基が好ましく、より好ましくは炭素数２〜８の置換もしくは無置換のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、１−プロペニル、１，３−ブタジエニル等が挙げられる。
【００９９】
アルケニル基の置換基としては、前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。
【０１００】
Ｒ１  、Ｒ２ 、Ｒ５ およびＲ６で表されるアルキニル基は、炭素数２〜１８の置換もしくは無置換のアルケニル基が好ましく、より好ましくは炭素数２〜８の置換もしくは無置換のアルケニル基であり、例えば、エチニル、２−プロピニル等が挙げられる。
【０１０１】
アルキニル基の置換基は、前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。
【０１０２】
Ｒ１  、Ｒ２ 、Ｒ５ およびＲ６ で表されるアリール基は、炭素数６〜１８の置換もしくは無置換のアリール基が好ましく、例えば、フェニル、ナフチル等が挙げられる。
【０１０３】
アリール基の置換基は前記アルキル基の置換基として挙げたものが好ましい。またこれらの他に、アルキル基（例えば、メチル、エチル等）も好ましい。
【０１０４】
Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ７ 及びＲ８  で表される置換基は、前記Ａ１ 、Ａ２  、Ｂ１ 及びＢ２ で表される置換基として挙げたものと同義である。
【０１０５】
本発明においては、Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ７ 及びＲ８で表される置換基は、水素原子またはアルキル基であることが好ましい。特に好ましくは、水素原子である。
【０１０６】
本発明においては、Ｒ５ とＲ６ が互いに連結して環を形成している場合が好ましい。形成される環は５〜７員環が好ましく、より好ましくは６員環である。
【０１０７】
またＲ３ とＲ４ 、及びＲ７ とＲ８ はそれぞれ互いに連結して炭素環または複素環を形成している場合も好ましい。更に好ましくは炭素環であり、特に好ましくは、Ｒ３ 、Ｒ４ 、Ｒ７ 及びＲ８がそれぞれ結合しているピリジン環との縮合芳香環である。
【０１０８】
本発明で用いられる一般式（II−１）又は（II−２）で表される色素化合物のアニオン部とカチオン部について以下に具体的に記載する。
【０１０９】
【化４１】
0004087545.tif 000038
【化４２】
0004087545.tif 000039
【化４３】
0004087545.tif 000040
【化４４】
0004087545.tif 000041
【化４５】
0004087545.tif 000042
【化４６】
0004087545.tif 000043
【化４７】
0004087545.tif 000044
【化４８】
0004087545.tif 000045
【化４９】
0004087545.tif 000046
【化５０】
0004087545.tif 000047
【化５１】
0004087545.tif 000048
【化５２】
0004087545.tif 000049
【化５３】
0004087545.tif 000050
【化５４】
0004087545.tif 000051
【化５５】
0004087545.tif 000052
【化５６】
0004087545.tif 000053
【化５７】
0004087545.tif 000054
【化５８】
0004087545.tif 000055
【化５９】
0004087545.tif 000056
【化６０】
0004087545.tif 000057
【化６１】
0004087545.tif 000058
【化６２】
0004087545.tif 000059
【化６３】
0004087545.tif 000060
【化６４】
0004087545.tif 000061
本発明で用いられる好ましい具体的な化合物例を下記の表３に示す。
【０１１０】
表３において、化合物例は、アニオン部とカチオン部とを組み合わせてなるものである。例えば、以下に、Ｎｏ．３の例を挙げて説明する。化合物Ｎｏ．３〔アニオン部（Ｂ−３）／カチオン部（Ｃ−２０）〕で示される化合物例は、下記の式で示される。
【０１１１】
【化６５】
0004087545.tif 000062
なお、化合物Ｎｏ．４以降の化合物例についても同様な意味である。
【０１１２】
【表３】
0004087545.tif 000063
【化６６】
0004087545.tif 000064
上記一般式（II−１）および一般式（II−２）で表される化合物は、下記の一般式(II−９）および一般式(II−10）で表される色素化合物のアルカリ金属塩（例、Ｌｉ塩、Ｎａ塩、Ｋ塩など）、アンモニウム塩（ＮＨ４＋塩）、あるいはトリエチルアンモニウム塩（Ｅｔ３ ＮＨ＋ 塩）などの塩化合物と、下記一般式（II−11）で表されるオニウム塩との水または有機溶媒中（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジメチルホルムアミドなど）における塩交換反応によって容易に合成できる。
【０１１３】
【化６７】
0004087545.tif 000065
式中、Ａ５ 及びＡ６ 、Ｂ５ 及びＢ６ 、Ｙ３ 及びＺ３  、並びにＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４およびＬ１５、Ｘ３ 及びＸ４ 、Ｅ１及びＧ１、ｍ３及びｎ３、並びにｘ１及びｙ１は、それぞれ前述した一般式（II−１）または一般式（II−２）におけるＡ１ 、Ａ２  、Ｂ１ 及びＢ２ 、Ｙ１ およびＺ１ 、Ｌ１ 、Ｌ２  、Ｌ３ 、Ｌ４ 及びＬ５ 、Ｘ１ 及びＸ２ 、Ｅ及びＧ、ｍ及びｎ、並びにｘ及びｙとそれぞれ同義である。
【０１１４】
【化６８】
0004087545.tif 000066
式中、Ｘｒ−は陰イオンを表し、ｒは整数（好ましくは１〜４、更に好ましくは１〜２の整数）を表す。
【０１１５】
陰イオンとしては、例えば、ハライドイオン（Ｃｌ− 、Ｂｒ− 、Ｉ− ）、スルホナートイオン（ＣＨ３ ＳＯ３ −、ｐ−トルエンスルホナートイオン、ナフタレン−１，５−ジスルホナートイオン）、ＣｌＯ４−、ＢＦ４− 、及びＰＦ６− を挙げることができる。
【０１１６】
なお、一般式(II−9）および一般式(II−10）で表される色素化合物は、一般に該当する活性メチレン化合物（例、ピラゾロン、チオバルビツール酸、バルビツール酸、インダンジオン、ヒドロキシフェナレンオン等）とメチン染料にメチン基またはポリメチン基を導入するためのメチン源との縮合反応によって合成することができる。この種の化合物についての詳細は、特公昭３９−２２０６９号、同４３−３５０４号、同５２−３８０５６号、同５４−３８１２９号、同５５−１００５９号、同５８−３５５４４号、特開昭４９−９９６２０号、同５２−９２７１６号、同５９−１６８３４号、同６３−３１６８５３号、及び同６４−４０８２７号各公報、並びに英国特許第１１３３９８６号、米国特許第３２４７１２７号、同４０４２３９７号、同４１８１２２５号、同５２１３９５６号、及び同５２６０１７９号各明細書を参照することができる。
【０１１７】
具体的には、モノメチン基の導入には、オルトギ酸エチル、オルト酢酸エチルなどのオルトエステル類またはＮ，Ｎ−ジフェニルホルムアミジン塩酸塩等が、トリメチン鎖の導入には、トリメトキシプロペン、１，１，３，３−テトラメトキシプロパンまたはマロンアルデヒドジアニル塩酸塩（あるいはこれらの誘導体）等が、またペンタメチン鎖の導入には、グルタコンアルデヒドジアニル塩酸塩または１−（２，４−ジニトロフェニル）−ピリジニウムクロリド（あるいはこれらの誘導体）等がそれぞれ使用される。
【０１１８】
以下に、一般式（II−１）又は一般式（II−２）で表される色素化合物の合成例を記載する。
【０１１９】
（合成例１）化合物Ｎｏ．５の合成
０．１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２０ｍＬの中に下記の化合物ａ１ｇを室温にて添加し撹拌した。この溶液に下記の化合物ｂ０．５ｇを水５ｍＬに溶解した水溶液を添加した。同温度で３０分撹拌後、析出した結晶を濾過し、水及びエタノールで洗浄後乾燥して、目的物０．２３ｇを得た。λmax ＝６５４ｎｍ（メタノール中）。
【０１２０】
【化６９】
0004087545.tif 000067
上記一般式（II−１）で示される化合物並びに一般式（II−２）で示される化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、あるいは二種以上を併用してもよい。また、一般式（II−１）で示される化合物並びに一般式（II−２）で示される化合物を組み合わせて用いてもよい。
【０１２１】
さらに本発明においては、光機能性膜として、下記の一般式（III）で示される有機色素からなるものも好適に用いることができる。
【０１２２】
【化７０】
0004087545.tif 000068
式中、Ｚ１およびＺ２は５員または６員の含窒素複素環を形成するに必要な原子群を表し、Ｒ３０，Ｒ３１は各々独立にアルキル基を表し、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６およびＬ７はメチン基を表し、ｎ１，ｎ２は各々０〜２の整数を表し、ｐ，ｑは各々独立に０〜２の整数を表し、Ｍ１は電荷均衡対イオンを表す。
【０１２３】
また本発明において、上記一般式（III）で示される有機色素と下記の一般式（IV）で示される有機酸化剤との組み合わせからなる光機能性膜は、さらに好適なものとなる。
【０１２４】
【化７１】
0004087545.tif 000069
式中、ｍ，ｎは各々独立に０〜２の整数を表し、Ｘ１，Ｘ２は＝ＮＲ１または＝ＣＲ２Ｒ３を表し（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は置換基を表す）、Ｌ１およびＬ２は各々独立に２価の連結基を表す。
【０１２５】
以下に、本発明で使用される有機酸化剤及び有機色素について説明する。
【０１２６】
まず、有機酸化剤について説明する。一般式（IV）において、ｍ、ｎは共に１である場合が好ましい。
【０１２７】
Ｘ１ 、Ｘ２ は＝ＮＲ１ または＝ＣＲ２Ｒ３  を表す。上記Ｒ１ 、Ｒ２ 及びＲ３ で表される置換基は、ハロゲン原子、または炭素原子、酸素原子、窒素原子又は硫黄原子が組み合わされてなる置換基であり、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メルカプト基、ヒドロキシ基、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、アシルオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アミド基、スルホンアミド基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシスルホニルアミノ基、ウレイド基、チオウレイド基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基、スルファモイル基、カルボキシル基（塩を含む）、スルホ基（塩を含む）を挙げることができる。これらは、更に、これらの置換基で置換されていてもよい。
【０１２８】
上記Ｒ１ 、Ｒ２ 及びＲ３ で表される置換基の例について更に詳しく説明する。
【０１２９】
アルキル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）の直鎖、分岐鎖または環状の置換基を有していてもよいアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、２−ヒドロキシエチル、３−ヒドロキシプロピル、４−ヒドロキシブチル、３−メトキシプロピル、２−アミノエチル、アセトアミドメチル、２−アセトアミドエチル、カルボキシメチル、２−カルボキシエチル、２−スルホエチル、ウレイドメチル、２−ウレイドエチル、カルバモイルメチル、２−カルバモイルエチル、３−カルバモイルプロピル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシルを挙げることができる。
【０１３０】
アルケニル基は、炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜６）の直鎖、分岐鎖または環状のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、１−プロペニル、２−ペンテニル、１，３−ブタジエニル、２−オクテニル、３−ドデセニルを挙げることができる。
【０１３１】
アラルキル基は、炭素数７〜１０のアラルキル基であり、例えば、ベンジルを挙げることができる。
【０１３２】
アリール基は、置換基を有していてもよい炭素数６〜１０のアリール基であり、例えば、フェニル、ナフチル、ｐ−ジブチルアミノフェニル、ｐ−メトキシフェニルを挙げることができる。
【０１３３】
ヘテロ環基は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、あるいは硫黄原子から構成される５〜６員環の飽和または不飽和のヘテロ環基であり、環を構成するヘテロ原子の数及び元素の種類は１つでも複数であってもよく、例えば、フリル、ベンゾフリル、ピラニル、ピロリル、イミダゾリル、イソオキサゾリル、ピラゾリル、ベンゾトリアゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジニル、チエニル、インドリル、キノリル、フタラジニル、キノキサリニル、ピロリジニル、ピロリニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、ピペリジル、ピペラジニル、インドリニル、モルホリニルを挙げることができる。
【０１３４】
ハロゲン原子としては例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子を挙げることができる。
【０１３５】
アルコキシ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）の置換基を有していてもよいアルコキシ基であり、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、２−メトキシエトキシ、２−メタンスルホニルエトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシを挙げることができる。
【０１３６】
アリールオキシ基は、炭素数６〜１０の置換基を有していてもよいアリールオキシ基であり、例えば、フェノキシ、ｐーメトキシフェノキシを挙げることができる。
【０１３７】
アルキルチオ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ、エチルチオ、オクチルチオ、ウンデシルチオ、ドデシルチオ、ヘキサデシルチオ、オクタデシルチオを挙げることができる。
【０１３８】
アリールチオ基は、炭素数６〜１０の置換基を有していてもよいアリールチオ基で例えば、フェニルチオ、４−メトキシフェニルチオを挙げることができる。アシルオキシ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアシルオキシ基で例えば、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、オクタノイルオキシ、ドデカノイルオキシ、オクタデカノイルオキシを挙げることができる。
【０１３９】
アルキルアミノ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルアミノ基であり、例えば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ、オクチルアミノ、ジオクチルアミノ、ウンデシルアミノを挙げることができる。
【０１４０】
アミド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアミド基であり、例えば、アセトアミド、アセチルメチルアミノ、アセチルオクチルアミノ、アセチルデシルアミノ、アセチルウンデシルアミノ、アセチルオクタデシルアミノ、プロパノイルアミノ、ペンタノイルアミノ、オクタノイルアミノ、オクタノイルメチルアミノ、ドデカノイルアミノ、ドデカノイルメチルアミノ、オクタデカノイルアミノを挙げることができる。
【０１４１】
スルホンアミド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）の置換基を有していてもよいスルホンアミド基であり、例えば、メタンスルホンアミド、エタンスルホンアミド、プロピルスルホンアミド、２−メトキシエチルスルホンアミド、３−アミノプロピルスルホンアミド、２−アセトアミドエチルスルホンアミド、オクチルスルホンアミド、ウンデシルスルホンアミドを挙げることができる。
【０１４２】
アルコキシカルボニルアミノ基は、炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜６）のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、オクチルオキシカルボニルアミノ、ウンデシルオキシカルボニルアミノを挙げることができる。
【０１４３】
アルコキシスルホニルアミノ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアルコキシスルホニルアミノ基であり、例えば、メトキシスルホニルアミノ、エトキシスルホニルアミノ、オクチルオキシスルホニルアミノ、ウンデシルオキシスルホニルアミノを挙げることができる。
【０１４４】
スルファモイルアミノ基は、炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜６）のスルファモイルアミノ基であり、例えば、メチルスルファモイルアミノ、ジメチルスルファモイルアミノ、エチルスルファモイルアミノ、プロピルスルファモイルアミノ、オクチルスルファモイルアミノ、ウンデシルスルファモイルアミノを挙げることができる。
【０１４５】
ウレイド基は、炭素数１〜１８（好ましくは、炭素数１〜６）の置換基を有していてもよいウレイド基であり、例えば、ウレイド、メチルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルウレイド、オクチルウレイド、ウンデシルウレイドを挙げることができる。
【０１４６】
チオウレイド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）の置換基を有していてもよいチオウレイド基であり、例えば、チオウレイド、メチルチオウレイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルチオウレイド、オクチルチオウレイド、ウンデシルチオウレイドを挙げることができる。
【０１４７】
アシル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアシル基であり、例えばアセチル、ベンゾイル、オクタノイル、デカノイル、ウンデカノイル、オクタデカノイルを挙げることができる。
【０１４８】
アルコキシカルボニル基は、炭素数２〜１８（好ましくは、炭素数２〜６）のアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル、ウンデシルオキシカルボニルを挙げることができる。
【０１４９】
カルバモイル基は、炭素数１〜１８（好ましくは、炭素数１〜６）の置換基を有していてもよいカルバモイル基であり、例えば、カルバモイル、Ｎ, Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ−エチルカルバモイル、Ｎ−オクチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジオクチルカルバモイル、Ｎ−ウンデシルカルバモイルを挙げることができる。
【０１５０】
アルキルスルホニル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）の置換基を有していても良いアルキルスルホニル基であり、例えば、メタンスルホニル、エタンスルホニル、２ークロロエタンスルホニル、オクタンスルホニル、ウンデカンスルホニルを挙げることができる。
【０１５１】
アルキルスルフィニル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル、エタンスルフィニル、オクタンスルフィニルを挙げることができる。
【０１５２】
スルファモイル基は、炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜６）の置換基を有していてもよいスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル、ジメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、オクチルスルファモイル、ジオクチルスルファモイル、ウンデシルスルファモイルを挙げることができる。
【０１５３】
Ｌ１ 及びＬ２ は、各々独立に２価の連結基を表す。ここで、２価の連結基とは、炭素原子、窒素原子、酸素原子あるいは硫黄原子から構成され、Ｘ１ 、Ｘ２が結合している炭素原子と共同で４〜８員環を構成する。
【０１５４】
Ｌ１ 、及びＬ２ の具体例としては、−Ｃ（Ｒ４)（Ｒ５)−、−Ｃ（Ｒ６)＝、−Ｎ（Ｒ７)−、−Ｎ＝、−Ｏ−、及び−Ｓ−を組み合わせて構成される２価の連結基を挙げることができる。ここで、Ｒ４ 、Ｒ５ 、Ｒ６ 及びＲ７ は各々独立に、水素原子または置換基を表し、その詳細は、前記Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ にて説明したものに同義である。また、この４〜８員環には飽和あるいは不飽和の縮合環を形成してもよく、その縮合環の例としては、シクロアルキル環、アリール環またはヘテロ環を挙げることができ、その詳細は、前記Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ にて説明したものに同義である。
【０１５５】
上記４〜８員環について更に詳細に説明する。
【０１５６】
４員環の例としては、シクロブタンジオン、シクロブテンジオン、ベンゾシクロブテンキノンを挙げることができる。
【０１５７】
５員環の例としては、シクロペンタンジオン、シクロペンテンジオン、シクロペンタントリオン、シクロペンテントリオン、インダンジオン、インダントリオン、テトラヒドロフランジオン、テトラヒドロフラントリオン、テトラヒドロピロールジオン、テトラヒドロピロールトリオン、テトラヒドロチオフェンジオン、テトラヒドロチオフェントリオンを挙げることができる。
【０１５８】
６員環の例としては、ベンゾキノン、キノメタン、キノジメタン、キノンイミン、キノンジイミン、チオベンゾキノン、ジチオベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、ジヒドロクロメントリオン、ジヒドロピリジンジオン、ジヒドロピラジンジオン、ジヒドロピリミジンジオン、ジヒドロピリダジンジオン、ジヒドロフタラジンジオン、ジヒドロイソキノリンジオン、テトラヒドロキノリントリオンを挙げることができる。
【０１５９】
７員環の例としては、シクロヘプタンジオン、シクロヘプタントリオン、アザシクロヘプタントリオン、ジアザシクロヘプタントリオン、オキソシクロヘプタントリオン、ジオキソシクロヘプタントリオン、オキソアザシクロヘプタントリオンを挙げることができる。
【０１６０】
８員環の例としては、シクロオクタンジオン、シクロオクタントリオン、アザシクロオクタントリオン、ジアザシクロオクタントリオン、オキソシクロオクタントリオン、ジオキソシクロオクタントリオン、オキソアザシクロオクタントリオン、シクロオクテンジオン、シクロオクタジエンジオン、ジベンゾシクロオクテンジオンを挙げることができる。
【０１６１】
Ｌ１ 、Ｌ２  が、Ｘ１ 、Ｘ２ が結合している炭素原子と共同で構成する環としては、好ましくは６員環である。
【０１６２】
有機酸化剤は、下記の一般式（IV−１）で表される化合物であることが更に好ましい。
【０１６３】
【化７２】
0004087545.tif 000070
式中  Ｘ１１、Ｘ２２で表される＝ＮＲ８ 、及び＝ＣＲ９ Ｒ１０は、それぞれ前記一般式（IV）におけるＸ１ 、Ｘ２ で表される＝ＮＲ１ 、及び＝ＣＲ２ Ｒ３ と同義であり、その好ましい範囲も同一である。またＲ８ 、Ｒ９  及びＲ１０で表される置換基は、前記一般式（IV）におけるＲ１ 、Ｒ２ 及びＲ３  で表される置換基と同義であり、またその好ましい範囲も同一である。
【０１６４】
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ１１、Ｒ１２あるいはＲ１３、Ｒ１４が同時に置換基となる場合、これらは、各々連結して不飽和縮合環を形成してもよい。この不飽和縮合環は置換基を有していてもよく、その置換基としては、前記Ｒ１ 〜Ｒ３ にて説明したものと同じものが挙げられる。
【０１６５】
上記Ｘ１１、Ｘ２２は、各々独立に、酸素原子あるいは＝ＣＲ９ Ｒ１０基であることが好ましく、同時に酸素原子あるいは同時に＝ＣＲ９ Ｒ１０基となることがより好ましい。ここで、Ｒ９ 、Ｒ１０は各々独立にハロゲン原子、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基又はアルキルスルホニル基であることが好ましい。
【０１６６】
Ｘ１１、Ｘ２２が同時に酸素原子となる場合について説明する。
【０１６７】
Ｘ１１、Ｘ２２が同時に酸素原子となる場合、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４の少なくとも２つが電子吸引性基であることが更に好ましい。ここで電子吸引性基とは、ハメットのσｐ値がプラスの置換基を意味し、具体的には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、及びアルキルスルフィニル基を挙げることができる。
【０１６８】
Ｘ１１、Ｘ２２が同時に酸素原子となる場合の特に好ましい組み合わせとしては、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、各々独立に水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アミド基、スルホンアミド基、スルファモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルコキシスルホニルアミノ基、ウレイド基、チオウレイド基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基、及びスルファモイル基であって、このうち少なくとも２つが電子吸引性基である場合である。
【０１６９】
最も好ましい組み合わせとしては、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は各々独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、炭素数１〜６のアミド基、炭素数１〜６のスルホンアミド基、炭素数１〜６のウレイド基、炭素数１〜６のアシル基、炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜６のカルバモイル基、炭素数１〜６のアルキルスルホニル基、炭素数１〜６のアルキルスルフィニル基であって、このうち少なくとも２つがハロゲン原子、シアノ基、アルキルスルホニル基またはアルキルスルフィニル基である。
【０１７０】
Ｘ１１、Ｘ２２が同時に＝ＣＲ９ Ｒ１０基となる場合、有機酸化剤は、下記の一般式（IV−２）で表される化合物であることが特に好ましい。
【０１７１】
【化７３】
0004087545.tif 000071
式中、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８は、各々独立に、前記Ｒ１１〜Ｒ１４について説明したものに同義である。
【０１７２】
有機酸化剤は、下記の一般式（IV−３）または一般式（IV−４）で表される化合物であることが最も好ましい。
【０１７３】
【化７４】
0004087545.tif 000072
【化７５】
0004087545.tif 000073
一般式（IV−３）中、Ｒ１９はハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミド基、スルホンアミド基、ウレイド基、アシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す。Ｒ２０は、前記Ｒ１ 〜Ｒ３ にて説明したものと同じものを意味する。ｍ４は、１〜４の整数を表し、ｍ４または４−ｍ４が２以上の整数を表すとき、複数のＲ３１と複数のＲ３２はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【０１７４】
一般式（IV−４）中、Ｒ２１は水素原子または置換基を表す。ここで、置換基とは、前記Ｒ１ 〜Ｒ３ にて説明したものと同じものを意味する。ｍ５は０〜６の整数を表し、ｍ５が２以上の整数を表すとき、複数のＲ２１はぞれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【０１７５】
一般式（IV−３）において、Ｒ１９とＲ２０の好ましい組み合わせについて述べる。
【０１７６】
Ｒ１９はハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜８のアシル基、炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基であり、Ｒ２０は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基である組み合わせが好ましく、最も好ましい組み合わせは、Ｒ１９が炭素数１〜６のアルコキシ基で、かつＲ２０が水素原子である。
【０１７７】
一般式（IV−３）で表される有機酸化剤は、下記式で示される化合物であることが特に好ましい。
【０１７８】
【化７６】
0004087545.tif 000074
一般式（IV−４）において、Ｒ２１は好ましくは、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミド基、スルホンアミド基、ウレイド基、又はアシル基であり、更に好ましくは、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、炭素数１〜６のアミド基、炭素数１〜６のスルホンアミド基、炭素数１〜６のウレイド基、炭素数１〜６のアシル基であり、特に好ましくは、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、炭素数１〜６のアルコキシ基であり、最も好ましくは、水素原子である。
【０１７９】
本発明に用いる有機酸化剤の具体的な化合物例を以下に記載する。
【０１８０】
【化７７】
0004087545.tif 000075
【化７８】
0004087545.tif 000076
【化７９】
0004087545.tif 000077
【化８０】
0004087545.tif 000078
【化８１】
0004087545.tif 000079
【化８２】
0004087545.tif 000080
【化８３】
0004087545.tif 000081
【化８４】
0004087545.tif 000082
【化８５】
0004087545.tif 000083
【化８６】
0004087545.tif 000084
【化８７】
0004087545.tif 000085
【化８８】
0004087545.tif 000086
【化８９】
0004087545.tif 000087
【化９０】
0004087545.tif 000088
【化９１】
0004087545.tif 000089
【化９２】
0004087545.tif 000090
【化９３】
0004087545.tif 000091
一般式（IV）で表される化合物は、例えば、J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 611(1992)、Synthesis, 546(1971)などの一般的合成法に準じて容易に合成可能である。また、下記合成例やそれに準じた方法を採ることもできる。
【０１８１】
合成例
下記式に従い、本発明に係る例示化合物（Ａ−２２) を合成した。
【０１８２】
【化９４】
0004087545.tif 000092
（Ａ−２２ａ）の合成
１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン２．７２ｇ、沃化カリウム２４．９ｇ、沃化銅９．５３ｇ、及びＨＭＰＡ（ヘキサメチルホスホリックトリアミド）３０ｍｌを混合し、窒素下、１５０〜１６０℃に加熱した。反応終了後、反応液に希塩酸水、エーテルを注入し、銅塩を濾過した後、有機層を抽出した。有機層を亜硫酸水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過し、濾液を減圧濃縮することにより（Ａ−２２ａ）の黄色結晶２．９３ｇを得た。
【０１８３】
（Ａ−２２ｂ）の合成
（Ａ−２２ａ）３．６６ｇ、マロノニトリル２．６４ｇ、水素化ナトリウム１．４４ｇ、及びビストリフェニルホスフィンパラジウムクロライド０．２１ｇにＴＨＦ（テトラヒドロフラン）６０ｍｌを加え、１２時間加熱環流した。反応終了後、反応液を１Ｎ塩酸に注ぎ、白色沈殿を濾別し、乾燥することにより（Ａ−２２ｂ）の白色固体２．６８ｇを得た。
【０１８４】
（Ａ−２２）の合成
（Ａ−２２ｂ）３．３６ｇに水１００ｍｌを加え、この懸濁液に過剰量の臭素水をゆっくり滴下した。一夜放置後、得られた赤色沈殿を濾別し、冷水で洗浄後、塩化メチレン６０ｍｌに溶解した。この溶液を硫酸ナトリウムで乾燥後、活性炭処理し、溶媒を留去することにより目的物とする例示化合物（Ａ−２２）の黄色結晶３．１１ｇを得た。
【０１８５】
下記式に従い、本発明に係る例示化合物（Ａ−５８）を合成した。
【０１８６】
【化９５】
0004087545.tif 000093
（Ａ−５８ａ）の合成
クロラニル２５．０ｇをアセトニトリル６０ｍｌに溶かし、この懸濁液にアンモニアガスを連続導入した。得られた茶固体を濾取し、水、次いでアセトニトリル１００ｍｌで洗浄し、減圧下乾燥して（Ａ−５８ａ）１９．６ｇを得た。
【０１８７】
（Ａ−５８）の合成
（Ａ−５８ａ）２．１ｇ、ラウリル酸クロライド４．４ｇ、およびトリエチルアミン２．８ｍｌにＤＭＦ１００ｍｌを加え、７０℃で加熱した。７時間加熱した後、冷水３００ｍｌに注ぎ、酢酸エチルで抽出した。硫酸ナトリウムで乾燥後濃縮し、アセトニトリルで再結晶することによって目的物とする例示化合物（Ａ−５８）の黄色結晶１．７ｇを得た。
【０１８８】
一般式（IV）で表される有機酸化剤は、単独で使用しても良いし、あるいはまたは他の公知のクエンチャーと併用することもできる。
【０１８９】
組み合わせるクエンチャーの代表例としては、特開平３−２２４７９３号公報に記載の一般式(III）、（IV）、もしくは（Ｖ）で表される金属錯体、ジインモニウム塩、アミニウム塩、特開平２−３００２８７号公報及び特開平２−３００２８８号公報に記載されているニトロソ化合物などを挙げることができる。組み合わせるクエンチャーとして特に好ましいものは、金属錯体（例えば、ＰＡ−１００６（三井東圧ファイン（株))）あるいはジインモニウム塩（例えば、ＩＲＧ−０２３、ＩＲＧ−０２２（以上日本化薬（株))）であり、最も好ましいものは、ジインモニウム塩である。これらのクエンチャーは目的に応じて２種以上併用することもできる。
【０１９０】
一般式（IV）で表される有機酸化剤の添加量は、有機色素１００重量部に対して１〜１００重量部の範囲であることが好ましく、１〜５０重量部の範囲であることが更に好ましく、特に好ましくは１〜２５重量部の範囲であり、最も好ましくは１〜１０重量部の範囲である。
【０１９１】
上記クエンチャーの添加量は、有機色素１００重量部に対して１〜１００重量部の範囲であることが好ましく、更に好ましくは１〜５０重量部の範囲であり、特に好ましくは１〜２５重量部の範囲であり、最も好ましくは１〜１０重量部の範囲である。
【０１９２】
次に、本発明で用いられる有機色素について説明する。
【０１９３】
使用可能な有機色素としては、例えば、シアニン系色素、メロシアニン系色素、フタロシアニン系色素、オキソノール系色素、ピリリウム系色素、チオピリリウム系色素、トリアリールメタン系色素、ポリメチン系色素、スクアリウム系色素、アズレニウム系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、インドフェノール系色素、インドアニリン系色素、アミニウム系・ジインモニウム系色素、及びピラン系色素を挙げることができる。
【０１９４】
次に、前記一般式（III）で表される対称型あるいは非対称型シアニン色素について説明する。一般式（III）中、Ｚ１ 、Ｚ２ によって形成される核としては、３，３−ジアルキルインドレニン核、３，３−ジアルキルベンゾインドレニン核、チアゾール核、ベンゾチアゾール核、ナフトチアゾール核、チアゾリン核、オキサゾール核、ベンゾオキサゾール核、ナフトオキサゾール核、オキサゾリン核、セレナゾール核、ベンゾセレナゾール核、ナフトセレナゾール核、セレナゾリン核、テルラゾール核、ベンゾテルラゾール核、ナフトテルラゾール核、テルラゾリン核、イミダゾール核、ベンゾイミダゾール核、ナフトイミダゾール核、ピリジン核、キノリン核、イソキノリン核、イミダゾ〔４，５−ｂ〕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、ピリミジン核などを挙げることができる。  ここで挙げられた５員または６員の含窒素複素環は、可能な場合は、置換基を有していてもよく、ここで置換基としては、前述の一般式（IV）において説明したＲ１ 、Ｒ２ 及びＲ３ と同じものを挙げることができる。
【０１９５】
上記置換基の例を更に詳しく説明する。
【０１９６】
アルキル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の直鎖、分岐鎖または環状の置換基を有していてもよいアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、２−ヒドロキシエチル、４−カルボキシブチル、ヘキシル、オクチル、ベンジル及びフェネチルを挙げることができる。
【０１９７】
アルケニル基は、炭素数２〜１８（好ましくは炭素数２〜８）の直鎖、分岐鎖または環状のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、１−プロペニル、２−ペンテニル、１，３−ブタジエニル、及び２−オクテニルを挙げることができる。
【０１９８】
アラルキル基は、炭素数７〜１０のアラルキル基であり、例えば、ベンジルを挙げることができる。
【０１９９】
アリール基は、炭素数６〜１０の置換基を有していてもよいアリール基であり、例えば、フェニル、ナフチル、４−カルボキシフェニル、３−カルボキシフェニル、３，５−ジカルボキシフェニル、４−メタンスルホンアミドフェニル、及び４−ブタンスルホンアミドフェニルを挙げることができる。
【０２００】
ヘテロ環基は、炭素原子、窒素原子、酸素原子、あるいは硫黄原子から構成される５〜６員環の飽和または不飽和のヘテロ環基であり、環を構成するヘテロ原子の数及び元素の種類は１つでも複数であってもよく、例えば、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、５−カルボキシベンゾオキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、スルホラン環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、ピロール環、クロマン環及びクマリン環を挙げることができる。
【０２０１】
ハロゲン原子としては例えば、フッ素原子、塩素原子、及び臭素原子を挙げることができる。
【０２０２】
アルコキシ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、及びブトキシを挙げることができる。
【０２０３】
アリールオキシ基は、炭素数６〜１０の置換基を有していてもよいアリールオキシ基であり、例えば、フェノキシ、及びｐ−メトキシフェノキシを挙げることができる。
【０２０４】
アルキルチオ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ及びエチルチオを挙げることができる。
【０２０５】
アリールチオ基は、炭素数６〜１０のアリールチオ基であり、例えば、フェニルチオを挙げることができる。
【０２０６】
アシルオキシ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ペンタノイルオキシ、オクタノイルオキシを挙げることができる。
【０２０７】
アルキルアミノ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルアミノ基であり、例えば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ及びオクチルアミノを挙げることができる。
【０２０８】
アミド基は、炭素数１〜１８（好ましくは、炭素数１〜８）のアミド基であり、例えば、アセトアミド、プロパノイルアミノ、ペンタノイルアミノ、オクタノイルアミノ、オクタノイルメチルアミノ、及びベンズアミドを挙げることができる。
【０２０９】
スルホンアミド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のスルホンアミド基であり、例えば、メタンスルホンアミド、エタンスルホンアミド、プロピルスルホンアミド、ブタンスルホンアミド、およびベンゼンスルホンアミドを挙げることができる。
【０２１０】
アルコキシカルボニルアミノ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ、及びエトキシカルボニルアミノを挙げることができる。
【０２１１】
アルコキシスルホニルアミノ基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルコキシスルホニルアミノ基であり、例えば、メトキシスルホニルアミノ、及びエトキシスルホニルアミノを挙げることができる。
【０２１２】
スルファモイルアミノ基は、炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換基を有していてもよいスルファモイルアミノ基で例えば、メチルスルファモイルアミノ、ジメチルスルファモイルアミノ、エチルスルファモイルアミノ、プロピルスルファモイルアミノ、オクチルスルファモイルアミノを挙げることができる。
【０２１３】
ウレイド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換基を有していてもよいウレイド基であり、例えば、ウレイド、メチルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルウレイド、オクチルウレイドを挙げることができる。
【０２１４】
チオウレイド基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換基を有していてもよいチオウレイド基であり、例えば、チオウレイド、メチルチオウレイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルチオウレイド、オクチルチオウレイドを挙げることができる。
【０２１５】
アシル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアシル基であり、例えばアセチル、ベンゾイル、及びプロパノイルを挙げることができる。
【０２１６】
アルコキシカルボニル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、及びオクチルオキシカルボニルを挙げることができる。
【０２１７】
カルバモイル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換基を有していてもよいカルバモイル基であり、例えば、カルバモイル、Ｎ, Ｎ−ジメチルカルバモイル、及びＮ−エチルカルバモイルを挙げることができる。
【０２１８】
アルキル又はアリールスルホニル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキル又はアリールスルホニル基で例えば、メタンスルホニル、エタンスルホニル、及びベンゼンスルホニルを挙げることができる。
【０２１９】
アルキルスルフィニル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）のアルキルスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル、エタンスルフィニル、及びオクタンスルフィニルを挙げることができる。
【０２２０】
スルファモイル基は、炭素数０〜１８（好ましくは炭素数０〜８）の置換基を有していていも良いスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル、ジメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ブチルスルファモイル、オクチルスルファモイル、及びフェニルスルファモイルを挙げることができる。
【０２２１】
Ｚ１ およびＺ２ は、置換または無置換の３，３−ジアルキルインドレニン核、３，３−ジアルキルベンゾインドレニン核であることが好ましい。
【０２２２】
Ｒ３０、Ｒ３１は各々独立にアルキル基を表す。
【０２２３】
Ｒ３０、Ｒ３１で表されるアルキル基は、炭素数１〜１８（好ましくは炭素数１〜８）の置換または無置換の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基であり、その置換基としては、含窒素複素環の置換基として挙げたものに同義であり、またその好ましい範囲も同一である。好ましくは、無置換のアルキル基、あるいはアリール基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基又はスルホ基で置換されたアルキル基である。これらの例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、２−エチルヘキシル、オクチル、ベンジル、２−フェニルエチル、２−ヒドロキシエチル、３−ヒドロキシプロピル、２−カルボキシエチル、３−カルボキシプロピル、４−カルボキシブチル、カルボキシメチル、２−メトキシエチル、２−（２−メトキシエトキシ）エチル、２−スルホエチル、３−スルホプロピル、３−スルホブチル、４−スルホブチル、２−（３−スルホプロポキシ）エチル、２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル、３−スルホプロポキシエトキシエチル、２−アセトキシエチル、カルボメトキシメチル、及び２−メタンスルホニルアミノエチルを挙げることができる。
【０２２４】
Ｌ３ 、Ｌ４ 、Ｌ５ 、Ｌ６ 及びＬ７  で表されるメチン基は、各々独立に無置換または置換メチン基であり、その置換基の詳細としては、含窒素複素環の置換基としてに説明したものに同義であり、その好ましい範囲も同一である。また、置換基を有する場合には、置換基同士が連結して５〜７員環を形成してもよく、あるいは助色団と環を形成することもできる。ここで５〜７員環としては、例えばシクロペンテン環、１−ジメチルアミノシクロペンテン環、１−ジフェニルアミノシクロペンテン環、シクロヘキセン環、１−クロロシクロヘキセン環、イソホロン環、１−モルホリノシクロペンテン環、及びシクロヘプテン環を挙げることができる。
【０２２５】
ｎ１及びｎ２は、ｎ１が０でｎ２が１であるか、あるいはｎ１が２でｎ２が０であるかのいずれかであることが好ましい。
【０２２６】
Ｍ１は電荷均衡対イオンを表す。Ｍ１は陽イオンでも陰イオンでも良い。
【０２２７】
陽イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオンなどの有機イオンが挙げられる。
【０２２８】
陰イオンは無機陰イオンあるいは有機陰イオンのいずれであってもよく、ハロゲン陰イオン（例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなど）、スルホネートイオン（例えば、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、メチル硫酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ｐ−クロロベンゼンスルホン酸イオン、１，３−ベンゼンジスルホン酸イオン、１，５−ナフタレンジスルホン酸イオン、２，６−ナフタレンジスルホン酸イオンなど）、硫酸イオン、チオシアン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロほう酸イオン、ピクリン酸イオン、酢酸イオン、下記式で示される金属錯体イオン：
【化９６】
0004087545.tif 000094
および、リン酸イオン（例えば、ヘキサフルオロリン酸イオン、下記式で示されるリン酸イオン：
【化９７】
0004087545.tif 000095
を挙げることができる。
【０２２９】
ｍ１は電荷を均衡させるのに必要な数（０以上、好ましくは０〜４の数）を表し、分子内で塩を形成する場合には０である。ｐおよびｑはそれぞれ独立に０または１を表す。ｐおよびｑは、好ましくは共に０である。
【０２３０】
一般式（III）で表される化合物は、任意の炭素原子上で２種が結合して、ビス型構造を形成してもよい。
【０２３１】
有機色素は、下記の一般式（III−１）で表されるシアニン色素であることが好ましい。
【０２３２】
【化９８】
0004087545.tif 000096
一般式（III−１）で表されるシアニン色素化合物は、以下の組み合わせからなる化合物であることが更に好ましい。
【０２３３】
Ｘ３ 及びＸ４ は各々独立に、酸素原子、−Ｃ（Ｒ３４）（Ｒ３５）−、または−Ｎ（Ｒ３６）−であり、Ｒ３２及びＲ３３は各々独立に、無置換またはアルコキシ基もしくはアルキルチオ基で置換された炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６は各々独立に炭素数１〜６の無置換のアルキル基であり、Ｒ３７は水素原子または置換基を有してもよい、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基、ピリジル基、ピリミジル基、スクシンイミド基、ベンソオキサゾール基又はハロゲン原子であり、Ｚ１１及びＺ２２は各々独立に無置換のベンゼン環、ナフタレン環あるいはキノキサリン環を形成するために必要な原子団、またはメチル基、塩素原子、フッ素原子、メトキシ基又はエトキシ基から選ばれる１または２個の基で置換されたベンゼン環を形成するために必要な原子団であり、Ｍ２は過塩素酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、下記式で示される金属錯体イオン：
【化９９】
0004087545.tif 000097
又は下記式で示されるスルホネートイオン：
【化１００】
0004087545.tif 000098
である組み合わせが好ましい。ｍ２はＭ２の価数を表す。
【０２３４】
一般式（III−１）において、その最も好ましい組み合わせは、Ｘ３ およびＸ４は同時に−Ｃ（Ｒ３４）（Ｒ３５）−、又は同時に−Ｎ（Ｒ３６）−であり、Ｒ３２およびＲ３３は各々独立に、無置換のアルキル基（好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基）であり、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６は各々独立に、メチル基、エチル基であり、Ｒ３７は水素原子、メチル基、エチル基、塩素原子又は臭素原子であり、Ｚ１１及びＺ２２は同時に無置換のベンゼン環、ナフタレン環あるいはキノキサリン環を形成するために必要な原子団である。
【０２３５】
本発明で用いられる一般式（III）で表される有機色素の具体的な化合物例を以下に記載する。
【０２３６】
【化１０１】
0004087545.tif 000099
【化１０２】
0004087545.tif 000100
【化１０３】
0004087545.tif 000101
【化１０４】
0004087545.tif 000102
【化１０５】
0004087545.tif 000103
【化１０６】
0004087545.tif 000104
【化１０７】
0004087545.tif 000105
【化１０８】
0004087545.tif 000106
【化１０９】
0004087545.tif 000107
【化１１０】
0004087545.tif 000108
【化１１１】
0004087545.tif 000109
一般式（III）で表される化合物は、エフ・エム・ハーマー（Ｆ．Ｍ．Ｈａｍｅｒ）著「ヘテロサイクリック・コンパウンズーシアニン・ダイズ・アンド・リレイテッド・コンパウンズ（Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds)」, ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、１９６４年刊；デー・エム・スターマー（Ｄ．Ｍ．Ｓｔｕｒｍｅｒ）著「ヘテロサイクリック・コンパウンズースペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー(Heterocyclic Compounds-Special topics in heterocyclic chemistry) 」、第１８章、第１４節、第４８２から５１５頁、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons)社−ニューヨーク、ロンドン、１９７７年刊；「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ(Rodd's Chemistry of Carbon Compounds)」 2nd.Ed.vol.IV,partB, １９７７刊、第１５章、第３６９から４２２頁、エルセビア・サイエンス・パブリック・カンパニー・インク(Elsevir Science Publishing Company Inc.) 社刊、ニューヨーク、などに記載の方法に基づいて合成することができる。
【０２３７】
本発明の光機能性膜としては下記の一般式（V）で表されるアゾ色素の金属錯体からなるものを好適に用いることができる。
【０２３８】
【化１１２】
0004087545.tif 000110
式中、Ｍは金属原子を表し、Ｘは酸素原子、硫黄原子、または＝ＮＲ２１を表し、Ｒ２１は、水素原子、アルキル基、アリール基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表し、Ｚ１１は５員または６員の含窒素複素環を完成するために必要な原子団を表し、Ｚ１２は、芳香環または複素芳香環を完成するために必要な原子団を表す。
【０２３９】
一般式（V）の化合物の中でも下記一般式（V−１）で表される化合物が好ましい。
【０２４０】
【化１１３】
0004087545.tif 000111
式中、Ｍは、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、パラジウム、白金、または金を表し、Ｒ２１は、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、炭素原子数１〜１２の置換基を有しても良いアルキル基もしくは炭素原子数６〜１６の置換基を有しても良いフェニル基またはナフチル基を表し、Ｙは、酸素原子、硫黄原子、または＝ＮＲ２２を表し、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４は、各々独立に、炭素原子数１〜１２の置換基を有しても良いアルキル基を表し、Ｒ２３とＲ２４は互いに連結して環を形成していても良く、Ｒ２５とＲ２６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シアノ基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表し、Ｒ２７，Ｒ２８およびＲ２９は各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、シアノ基、ハロゲン原子、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表す。
【０２４１】
一般式（V−１）の中でも、下記一般式（V−２）で表される化合物が好ましい。
【０２４２】
【化１１４】
0004087545.tif 000112
式中、式中、Ｍは、鉄、コバルトまたはニッケルであることが好ましく、特にニッケルが好ましい。Ｒ２１は、置換基を有しても良い炭素原子数１〜４のアルキルスルホニル基、または置換基を有しても良い炭素原子数６〜１０のアリールスルホニル基であることが好ましく、特に無置換またはフッ素原子で置換された炭素原子数１〜４のアルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基）、または無置換の炭素原子数６〜１０のアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基）であることが好ましい。Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４は、各々独立に、置換基を有しても良い炭素原子数１〜４のアルキル基であることが好ましい。この置換基の好ましい例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルキルスルホニル基およびアリールスルホニル基を挙げることができる。更に好ましくは、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ２４は、各々独立に、炭素原子数１〜４の無置換のアルキル基である。またＲ２３とＲ２４は互いに連結して環（例えば、ピロリジン環、モルホリン環）を形成する場合も好ましい。Ｒ２５とＲ２６は各々独立に、シアノ基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基であることが好ましく、特に好ましくは共にシアノ基である。Ｒ２７，Ｒ２８およびＲ２９は各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、カルボンアミド基、スルホンアミド基であることが好ましく、更に好ましくは水素原子である。
【０２４３】
本発明で用いられるアゾ色素の金属錯体の具体例を以下に述べる。
【０２４４】
【化１１５】
0004087545.tif 000113
一般式（V）で表されるアゾ色素の金属錯体の合成方法は特開平９−２７７７０３号、特にその実施例１ないし３に記載されている。
【０２４５】
また、本発明において、下記一般式（VI）で表されるアゾ色素からなる光機能性膜も好適に用いられる。
【０２４６】
【化１１６】
0004087545.tif 000114
式中、ｋ、Ｍは前記一般式（II−１）もしくは一般式（II−２）におけるｋ、Ｍとそれぞれ同義であり、Ｘ、Ｚ１１，Ｚ１２は一般式（V）におけるＸ、Ｚ１１，Ｚ１２とそれぞれ同義である。
【０２４７】
一般式（VI）で表されるアゾ色素の具体例を以下に示す。
【０２４８】
【化１１７】
0004087545.tif 000115
一般式（VI)で表わされるアゾ化合物は、定法にしたがい芳香族ジアゾニウムのアゾカップリング反応により合成できる。
【０２４９】
本発明においては、有機色素などが結晶化せずに非晶質状態を保ち易くするために高分子化合物を併用してもよい。このような高分子化合物の例としては、ゼラチン、デキストラン、ロジン、ゴムなどの天然高分子物質、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロース誘導体、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンなどの炭化水素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体などのビニル系樹脂、ポリエーテル、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、塩素化ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期重合物などの合成高分子物質を挙げることができる。
【０２５０】
本発明の光機能性膜は、上記一般式（I）〜（VI）で表される化合物のいずれかをスピンコート、蒸着、スパッタリング等の公知の方法により金属膜上に付与することにより得られる。その膜厚は、３５０ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲のいずれかの波長の光に対して表面プラズモン共鳴が生じる条件を含むように制御されるが、通常１０ｎｍから１０００ｎｍの範囲が好ましい。
【０２５１】
以上挙げた光機能性膜の材料は全て、本発明による第１および第２の光メモリ装置、並びに光演算装置において好ましく適用され得るものである。
【０２５２】
【発明の効果】
まず図１を参照して、本発明による第１の光メモリ装置の作用、効果を説明する。なおこの図１において、先に図１１を参照して説明したものと同等の要素には図１１中と同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。
【０２５３】
表面プラズモン素子10は、前述したものと同様の誘電体ブロック１と金属膜２と光機能性膜３とからなる。この表面プラズモン素子10には、一様強度を有するビーム幅Ｄの駆動光15が、誘電体ブロック１の内部を経てその一面１ａに全反射角で入射するように導かれる。誘電体ブロック１の一面１ａに対する駆動光15の入射角θは、例えば、光機能性膜３に後述の信号光Ｈが照射されないとき金属膜２に表面プラズモン共鳴が励起され、照射されたとき表面プラズモン共鳴が励起されない角度に設定される。
【０２５４】
そのようにしておくと、同図（１）に示すように光機能性膜３に信号光Ｈを照射しない状態では、表面プラズモン共鳴が励起されて駆動光15の全反射が解消され、その反射光量はほぼゼロとなる。
【０２５５】
この状態から、同図（２）に示すように光機能性膜３に信号光Ｈを照射すると、その照射部分に対応する金属膜２の領域では表面プラズモン共鳴が励起されなくなり、その金属膜２の領域と誘電体ブロック１の界面で駆動光15が全反射する。一方、光機能性膜３の信号光非照射部分に対応する金属膜２の領域では表面プラズモン共鳴が励起され続け、駆動光15の全反射は解消されたままとなっている。
【０２５６】
なお同図の矢印Ｌは、信号光の変調状態によってはその位置に駆動光15が入射し得ることを示している。つまり、分かりやすいように、信号光Ｌが例えば各種プロジェクタから射出される等して２値画像情報を担うものであると仮定すると、矢印Ｈの位置はある１つの画素に対応してその画素は高輝度（低濃度）になっており、矢印Ｌの位置は別の画素に対応してその画素は低輝度（高濃度）になっている、ということである。また、全反射した駆動光15と平行に引いて示す破線は、上記矢印Ｌの位置に信号光Ｌが入射した際には、そのように進行する駆動光15が発生するということを示している。
【０２５７】
そこで、同図（３）に示すように、例えばミラー30、31、33およびハーフミラー32からなる光学系（同図（１）および（２）では省略）により、全反射した駆動光15を光機能性膜３に入射させると、同図（２）の信号光Ｈが入射した状態と同じ状態を、駆動光15を用いて再現できることになる。
【０２５８】
つまり、信号光Ｈが果たした駆動光15を全反射させる作用を、今度は全反射した駆動光15自身が果たすようになる。したがって、ここで信号光Ｈをカットしても、信号光変調状態は駆動光15を利用して記憶され続ける。以上のようにして、本装置によれば、信号光変調状態を記憶可能となっている。
【０２５９】
本例の場合、ハーフミラー32からは、誘電体ブロック１の一面１ａで反射した駆動光15が一部分岐して取り出されるから、これを観察することにより、記憶されている信号光変調状態を確認することができる。なお、この記憶状態から初期状態にリセットするには、駆動光15の照射を一瞬でも停止させればよい。
【０２６０】
本発明者等は、光機能性膜として下記に示す化合物をスピンコートにより１６０ｎｍ厚に設けた図１の構成の光メモリ装置を作成し、信号光により空間変調状態が記憶されることを確認した。
【０２６１】
【表４】
0004087545.tif 000116
次に図２を参照して、本発明による第２の光メモリ装置の作用、効果を説明する。この第２の光メモリ装置では、図１の表面プラズモン素子10とそれぞれ同様の構成を有する第１の表面プラズモン素子51および第２の表面プラズモン素子52が用いられている。第１の表面プラズモン素子51は図１の表面プラズモン素子10と全く同様の作用を果たすものである。つまり、その誘電体ブロック11の一面11ａに駆動光15が入射角θ1 で入射する場合、光機能性膜13に信号光Ｈが照射されなければ金属膜12に表面プラズモン共鳴が励起され、同図の（１）に示すように駆動光15の全反射が解消される。
【０２６２】
そして、同図（２）に示すように光機能性膜13に信号光Ｈが照射されると表面プラズモン共鳴が励起されなくなり、駆動光15が全反射する。全反射した駆動光15はミラー40で反射して、第２の表面プラズモン素子52の誘電体ブロック21の一面21ａに入射角θ2 で入射する。
【０２６３】
第１の表面プラズモン素子51は第２の表面プラズモン素子52とは対照的に、駆動光15が上記のように入射する際、光機能性膜23に後述のリセット光16が照射されなければ金属膜22に表面プラズモン共鳴が励起されないように構成されている。したがって、リセット光16が照射されないとき、駆動光15は誘電体ブロック21と金属膜22との界面で全反射する。
【０２６４】
この全反射した駆動光15は、例えばミラー41、42、43および44からなる光学系により導かれて、第１の表面プラズモン素子51の光機能性膜13に入射する。つまり、第１の表面プラズモン素子51においては、図１の（３）の表面プラズモン素子10と同様の状態が得られるので、ここで信号光Ｈをカットしても、信号光変調状態は駆動光15を利用して記憶され続ける。以上のようにして、本装置においても信号光変調状態を記憶可能となっている。
【０２６５】
なお、ミラー40と第２の表面プラズモン素子52との間には、ハーフミラー45が配されている。このハーフミラー45からは、駆動光15が一部分岐して取り出されるから、これを観察することにより、記憶されている信号光変調状態を確認することができる。
【０２６６】
この状態から、次に図２（３）に示すように、第２の表面プラズモン素子52の光機能性膜23にリセット光16が照射されると、金属膜22に表面プラズモン共鳴が励起され、駆動光15の全反射が解消される。そこでこれ以後は、駆動光15が第１の表面プラズモン素子51の光機能性膜13に入射することがなくなり、この第１の表面プラズモン素子51における駆動光15の全反射も解消されるようになる。つまり、同図（１）の状態に戻ることになる。
【０２６７】
以上説明の通りこの第２の光メモリ装置では、第２の表面プラズモン素子52に対してリセット光16を照射することにより、初期状態にリセットすることが可能となっている。
【０２６８】
次に図３を参照して、本発明による光演算装置の作用、効果を説明する。この光演算装置においては、上記リセット光16の代わりに、空間変調された第２の信号光Ｈ2 が光機能性膜23に照射される。なおこの場合、第１の表面プラズモン素子51に照射される信号光は第１の信号光Ｈ1 と称する。
【０２６９】
図３の（１）および（２）は、それぞれ図２の（１）および（２）と同じ状態を示している。この図３の（２）の状態、つまり第１の信号光Ｈ1 による空間変調状態が記憶された状態から、第２の表面プラズモン素子52の光機能性膜23に空間変調された第２の信号光Ｈ2 が照射される。すると、その照射部分に対応する金属膜22の領域では表面プラズモン共鳴が励起され、その金属膜22の領域と誘電体ブロック21の界面では駆動光15の全反射が解消される。一方、光機能性膜23の信号光非照射部分に対応する金属膜22の領域では表面プラズモン共鳴が励起されず、駆動光15の全反射は解消されない。
【０２７０】
以上の説明から明らかなように、一旦記憶された第１の信号光Ｈ1 側の空間変調状態と、第２の信号光Ｈ2 側の空間変調状態とが完全に一致していると、第２の表面プラズモン素子52において駆動光15が全反射することは皆無となる。したがって、駆動光15が第１の表面プラズモン素子51の光機能性膜13に入射することも全くなくなり、この第１の表面プラズモン素子51における駆動光15の全反射も全て解消される。
【０２７１】
そこで、上記ハーフミラー45から一部分岐して取り出される駆動光15をモニターし、駆動光15が全く観察されない場合は、第１の信号光Ｈ1 側の空間変調状態と、第２の信号光Ｈ2 側の空間変調状態との間に差異が無い、つまり両者が一致していると判別できることになる。
【０２７２】
第１の信号光Ｈ1 および第２の信号光Ｈ2 が例えば各種プロジェクタから射出される等して各々画像情報を担うものである場合は、それら両画像が同一のものであるか否かを判別可能となる。
【０２７３】
なお、上記のようにハーフミラー45から一部分岐して取り出された駆動光15をモニターするには、該駆動光15を受光するようにＣＣＤ等からなる撮像素子80を配設し、この撮像素子の出力に基づいてＣＲＴ等の画像表示手段81で画像表示するのが望ましい。
【０２７４】
ここで、図３（２）の状態から、同図（３）に矢印Ｌで示した位置に信号光が入射した場合について考える。この状態を図４（１）および（２）に示す。このとき、第２の信号光Ｈ2 側の空間変調状態は、第１の信号光Ｈ1 側の空間変調状態と同一ではない。このような差異、つまり、第１の信号光Ｈ1 側では入射していない位置において、第２の信号光Ｈ2 側では信号光が入射しているような差異が有る場合は、ハーフミラー45を介して駆動光15が全く観察されない状態となり、上記２つの空間変調状態間に差異が無いと誤判別されるおそれがある。
【０２７５】
本発明による光演算装置において、第１の信号光と第２の信号光とを互いに入れ替えて第１の光機能性膜と第２の光機能性膜に入射させる手段が設けられていれば、上述のような誤判別を防止できる。すなわち、そのような入れ替えを行なってからハーフミラー45を介して駆動光15を観察すると、図５（１）、（２）および（３）に示すように、変調状態に差異が有る部分に対応して駆動光15が観察されるようになる。
【０２７６】
他方、本発明による光演算装置において、前述したように光機能性膜として、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的または連続的に異なる複数部分の集合からなる微小範囲が多数、２次元的に並べられてなるものが用いられていると、２つの階調画像間の差異も判別可能となる。以下この点について詳しく説明する。
【０２７７】
図６は、そのように形成された光機能性膜63を示すものである。この光機能性膜63は、階調表現できる最小単位（１画素）となる微小範囲63Ａが多数、２次元的に並べられてなる。各微小範囲63Ａは拡大して通り、４×４＝１６個の部分63ｐから構成されている。そしてこれら１６個の部分63ｐは、屈折率変化を起こすための最低照射光強度が互いに段階的に異なるように形成されている。
【０２７８】
このような光機能性膜63が例えば図３の光機能性膜13に代えて用いられていると、微小範囲63Ａに照射された信号光Ｈ1 が比較的高強度であると、この微小範囲63Ａのより多くの部分63ｐにおいて屈折率が変化する。すると、上記微小範囲63Ａに対応する金属膜12の範囲中、より広い部分で駆動光15が反射するようになる。その一方、微小範囲63Ａに照射された信号光Ｈ1 が比較的低強度であると、この微小範囲63Ａのより少ない部分63ｐでしか屈折率変化が生じない。そうであれば、上記微小範囲63Ａに対応する金属膜12の範囲中、より狭い部分でしか駆動光15が反射しない。
【０２７９】
このようにして、１つの微小範囲63Ａ単位で駆動光15の反射光量を制御することにより、この微小範囲63Ａ単位で階調表現できるから、階調画像を記憶したり、また２つの階調画像間の差異を判別することが可能となる。
【０２８０】
階調表現のためには、図７に概略側面形状を示す光機能性膜73も有効である。この光機能性膜73も、階調表現できる最小単位（１画素）となる微小範囲73Ａが多数、２次元的に並べられてなる。そして各微小範囲73Ａは、例えば高さがより高いほど屈折率変化を起こすための最低照射光強度が大である材料を用いて、膜面内の１次元あるいは２次元方向において高さを連続的に変化させて形成されている。
【０２８１】
このような光機能性膜73を適用しても、上記光機能性膜63を用いる場合と同様に、１つの微小範囲73Ａ単位で反射光量を制御することにより、この微小範囲73Ａ単位で階調表現できるから、階調画像を記憶したり、また２つの階調画像の差異を判別することが可能となる。しかもこの場合は、反射光量を連続的に制御することができる。
【０２８２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である光メモリ装置の側面形状を示すものである。この光メモリ装置は、１つの表面プラズモン素子10と、ミラー30、31、33およびハーフミラー32からなる光学系（同図（１）、（２）では省略）とから構成されている。
【０２８３】
表面プラズモン素子10は、駆動光15がその内部を経て一面１ａに全反射角で入射するように配されたプリズム状の誘電体ブロック１と、この誘電体ブロック１の一面１ａ上に形成された金属膜２と、この金属膜２の上に形成された、光照射によって屈折率が変化する光機能性膜３とから構成されている。
【０２８４】
本例において、駆動光15は波長が680 ｎｍの直線偏光であり、誘電体ブロック１はその一面１ａにこの駆動光15がＰ偏光として入射するように配設されている。また誘電体ブロック１は高屈折率ガラスからなり、その波長680 ｎｍに対する屈折率は２．０５である。一方金属膜２は一例としてＡｕからなるもので、膜厚は１５ｎｍとされている。
【０２８５】
光機能性膜３は、例えば、先に詳しく説明した材料のいずれかを好適に用いて形成することができる。本実施形態では、波長680 ｎｍに対する屈折率ｎが、後述する波長532 ｎｍの信号光Ｈが照射されない状態では１．６０で、信号光Ｈが照射されると１．６１となる色素を用いて形成されている。
【０２８６】
以下、この光メモリ装置の作用について説明する。上述した通り光機能性膜３の波長680 ｎｍに対する屈折率ｎは、信号光Ｈが照射されないとき、照射されたときにそれぞれ１．６０、１．６１となる。誘電体ブロック１と金属膜２との界面に対する駆動光15の入射角θと、そこでの反射率との関係は、光機能性膜３の屈折率ｎが１．６０、１．６１の場合に、それぞれ図１０に破線、実線で示す特性となる。
【０２８７】
そこで、上記入射角θを例えば５１．８°に設定しておくと、光機能性膜３に信号光Ｈを照射しない状態（屈折率ｎが１．６０のとき）では上記反射率がほぼ０％となり、光機能性膜３に信号光Ｈを照射した状態（屈折率ｎが１．６１のとき）では上記反射率がほぼ１００％となるので、信号光Ｈの照射、非照射に応じて駆動光15が反射、無反射することになる。
【０２８８】
図１の（１）は光機能性膜３に信号光Ｈが全く照射されない状態を示し、同図（２）は光機能性膜３に信号光Ｈが照射された状態を示し、同図（３）はこの照射後に信号光Ｈをカットした状態を示している。このような各状態が得られることにより、本光メモリ装置によれば、信号光Ｈをカットした後も、該信号光Ｈによる空間変調状態を記憶することができる。その仕組みは、先に詳しく説明した通りである。
【０２８９】
次に図２を参照して、本発明の第２実施形態による光メモリ装置について説明する。この光メモリ装置は、第１の表面プラズモン素子51と、第２の表面プラズモン素子52と、ミラー40、41、42、43、44およびハーフミラー45からなる光学系とから構成されている。
【０２９０】
第１の表面プラズモン素子51と第２の表面プラズモン素子52はそれぞれ、図１の表面プラズモン素子10と同様に形成されている。すなわち、第１の表面プラズモン素子51を構成している第１の誘電体ブロック11、第１の金属膜12、第１の光機能性膜13並びに第１の誘電体ブロック11の一面11ａはそれぞれ、表面プラズモン素子10の誘電体ブロック１、金属膜２、光機能性膜３並びに誘電体ブロック１の一面１ａに相当する。また第２の表面プラズモン素子52を構成している第２の誘電体ブロック21、第２の金属膜22、第２の光機能性膜23並びに第２の誘電体ブロック21の一面21ａはそれぞれ、表面プラズモン素子10の誘電体ブロック１、金属膜２、光機能性膜３並びに誘電体ブロック１の一面１ａに相当する。
【０２９１】
そして、第１の誘電体ブロック11と第１の金属膜12との界面に対する駆動光15の入射角θは前述の５１．８°に設定される。そこで、表面プラズモン素子10の場合と同様に、第１の光機能性膜13に対する信号光Ｈ1 の照射、非照射に応じて、駆動光15が上記界面で反射、無反射することになる。
【０２９２】
一方第２の誘電体ブロック21と第２の金属膜22との界面に対する駆動光15の入射角θは前述の５２．２°（図１０参照）に設定される。そこで、表面プラズモン素子10の場合とは対照的に、第２の光機能性膜23に対する光の照射、非照射に応じて、駆動光15が上記界面で無反射、反射することになる。
【０２９３】
図２（１）は第１の光機能性膜13に信号光Ｈが全く照射されず、また第２の光機能性膜23にもリセット光16が照射されない状態を示し、同図（２）はこの状態から第１の光機能性膜13に信号光Ｈが照射された状態を示し、同図（３）はこの信号光Ｈ1 の照射後に第２の光機能性膜23にリセット光16が照射された状態を示している。このような各状態が得られることにより、本光メモリ装置によれば、信号光Ｈをカットした後も該信号光Ｈによる変調状態を記憶することができ、そしてリセット光16の照射によりこの記憶状態を解除できる。その仕組みは、先に詳しく説明した通りである。
【０２９４】
次に図３を参照して、本発明の第３実施形態による光演算装置について説明する。この光演算装置は図２の光メモリ装置におけるものと同様の第１の表面プラズモン素子51と、第２の表面プラズモン素子52と、ミラー40、41、42、43、44およびハーフミラー45からなる光学系とから構成されている。
【０２９５】
この光演算装置においては、空間変調された第２の信号光Ｈ2 が第２の表面プラズモン素子52の光機能性膜23に照射される。なおこの場合、第１の表面プラズモン素子51に照射される信号光は第１の信号光Ｈ1 と称する。
【０２９６】
この光演算装置によれば、第１の信号光Ｈ1 による空間変調状態と、第２の信号光Ｈ2 による空間変調状態との差異を判別することができる。また、第１の表面プラズモン素子51および第２の表面プラズモン素子52において、特に図６に示した光機能性膜63や図７に示した光機能性膜73を適用すれば、２つの階調画像間の差異を判別することができる。その仕組みは、先に詳しく説明した通りである。
【０２９７】
ここで、第１の信号光Ｈ1 および第２の信号光Ｈ2 がそれぞれ画像情報を担う場合に関して、図８および９を参照してさらに詳しく説明する。これらの図では第１の信号光Ｈ1 および第２の信号光Ｈ2 による画像をそれぞれ第１画像、第２画像として示し、ハーフミラー45を介して観察される画像をモニター画像として示してある。なおこのようなモニター画像を観察するためには、図３（３）に示すように、ハーフミラー45で一部分岐された駆動光15をＣＣＤ等の撮影素子80に導き、そこで撮像された画像をＣＲＴ等の画像表示手段81において表示させればよい。
【０２９８】
まず図８（１）に示すように、第２の表面プラズモン素子52に第２画像が入力されていないとき、第１の表面プラズモン素子51に第１画像を入力させると、前述した通りの記憶作用により、同図（２）に示すように第１画像の入力を停止させても、それと同じ画像がモニター画像として表示される。なおここでは、説明を容易にするために、画像は２値画像とし、画像中の人物を示している線は図示のように高濃度ではなくて実際は低濃度（つまり信号光が照射されて高輝度となっている部分）であるとする。
【０２９９】
この状態から次に同図（３）に示すように第２画像を第２の表面プラズモン素子52に入力させると、その結果、同図（４）に示すように、第１画像にはあって第２画像には存在しない高輝度部分がモニター画像として示される。このように、モニター画像が表示されることにより、第１画像と第２画像は互いに同一ではないと判別することができる。
【０３００】
上記の図８（１）〜（４）は、画像演算の手順を時間を追って示したものであるが、図９には、以上の手順に従って画像演算処理がなされたとき、演算結果としてどのような画像がモニター画像として表示されるかを示すものである。
【０３０１】
この図９（１）は、第１画像および第２画像が図８に示したものである場合の演算結果を示している。次に同図（２）は、第１画像にない高輝度部分が第２画像に示されている場合の演算結果を示している。この場合は、前述した通り、モニター画像は何も示さないものとなり、両画像は同一であると誤判別されるおそれがある。
【０３０２】
そこで、同図（３）に示すように第１画像と第２画像とを入れ替えると、両画像において一方にしか無い高輝度部分がモニター画像に表示されるようになり、両画間に差異が存在することが判る。
【０３０３】
また上記の誤判別を防止するためには、第１画像と第２画像の入れ替えを行なう代わりに、同図（４）に示すように両画像のネガ画像をそれぞれ第１の表面プラズモン素子51、第２の表面プラズモン素子52に入力させても、両画像において一方にしか存在しない高輝度部分がモニター画像に表示されるようになり、両画間に差異が存在することが容易に判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である光メモリ装置の概略図
【図２】本発明の第２の実施形態である光メモリ装置の概略図
【図３】本発明の第３の実施形態である光演算装置の概略図
【図４】図３の光演算装置の別の状態を示す概略図
【図５】図３の光演算装置のさらに別の状態を示す概略図
【図６】本発明に用いられる光機能性膜の例を示す概略平面図
【図７】本発明に用いられる光機能性膜の別の例を示す概略側面図
【図８】図３の光演算装置における演算処理過程を説明する説明図
【図９】図３の光演算装置における演算処理結果を説明する説明図
【図１０】図１の光メモリ装置における、誘電体ブロックの一面に対する駆動光の入射角と反射率との関係を示すグラフ
【図１１】従来の表面プラズモン光変調素子を示す概略図
【符号の説明】
１    誘電体ブロック
１ａ  誘電体ブロックの一面
２    金属膜
３    光機能性膜
10    表面プラズモン素子
11    第１の誘電体ブロック
11ａ  第１の誘電体ブロックの一面
12    第１の金属膜
13    第１の光機能性膜
15    駆動光
16    リセット光
21    第２の誘電体ブロック
21ａ  第２の誘電体ブロックの一面
22    第２の金属膜
23    第２の光機能性膜
30、31、33    ミラー
32    ハーフミラー
40、41、42、43、44    ミラー
45    ハーフミラー
51    第１の表面プラズモン素子
52    第２の表面プラズモン素子
63    光機能性膜
63Ａ  光機能性膜の微小範囲
63ｐ  光機能性膜の微小範囲中の部分
73    光機能性膜
73Ａ  光機能性膜の微小範囲
80    撮像素子
81    画像表示手段
Ｈ    信号光
Ｈ1   第１の信号光
Ｈ2   第２の信号光
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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