JP2002334480A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐光性を著しく向上させた光情報記録媒体を提
供する。 【解決手段】 支持体上に少なくとも光情報記録層を設
けた光情報記録媒体において、前記光情報記録層が非共
鳴２光子吸収または非共鳴多光子吸収を示し、かつ、該
光情報記録層の線形吸収を防止する層を設けたことを特
徴とする光情報記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザー光による情
報書き込みが可能な光情報記録媒体およびそれを用いた
記録方法に関するものである。特に本発明は非共鳴な２
光子以上の非共鳴多光子吸収を用いて情報を記録するの
に適した光情報記録媒体およびそれを用いた記録方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からレーザー光を用いて情報を記録
する記録媒体としてＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷのような光デ
ィスクが知られている。これらの光ディスクでは約７８
０ｎｍの波長のレーザーが用いられている。近年、情報
技術の急速な発展にともない、記録媒体の高容量化、高
密度化がますます強く求められている。高容量化、記録
密度を実現するには、情報記録のためのレーザー光の半
径をできるだけ小さく絞ることが有効であるが、回折限
界を超えて絞り込むことはできない。回折限界はレーザ
ー光の波長に依存しており、短波長であるほど小さいこ
とが理論的に知られている。このため、従来から用いら
れている７８０ｎｍより短波長のレーザーを用いて記録
再生が可能な光ディスクの開発が進められており、例え
ばＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷと称される光ディスクが提
案されている。ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷでは６００ｎ
ｍ〜７００ｎｍの波長のレーザーが用いられており、Ｃ
Ｄ−ＲやＣＤ−ＲＷよりも高容量かつ高密度の記録が可
能となっている。しかしながらレーザーの短波長化はよ
うやく６００ｎｍ台まで実現されたレベルであり、更な
る短波化は非常に困難である。

【０００３】そこで、短波長のレーザーを用いること無
く高容量かつ高密度な情報記録媒体を得るための手段と
して、非線形光学効果の一つである非共鳴２光子吸収過
程を利用することが提案されている。

【０００４】非共鳴２光子吸収とは、分子が２つの光子
を同時に吸収して励起される非線形現象であり、照射し
たレーザー光波長に対応する光子の２倍のエネルギーを
分子が吸収するため、線形吸収の存在しないより長波な
波長領域の光を用いても分子を励起することが可能であ
る。さらに、非共鳴２光子吸収の起こる確率は照射する
光強度の２乗に比例するため、非共鳴２光子吸収を誘起
するレーザー光の強度分布が半値幅の狭まったより鋭い
形状になる。これはレーザー光の半径をより絞り込むこ
とに相当し、したがって照射光の半径よりも小さい半径
領域での情報記録が可能となる。また、同様の理由から
焦点位置の極近傍でしか非共鳴２光子吸収が起こらない
ため、３次元的な情報記録も可能である。これらの性質
により、非共鳴２光子吸収を用いれば、原理的には短波
長のレーザーを用いなくともより高密度な情報記録が可
能となる。

【０００５】非共鳴２光子吸収を示す有機化合物を用い
た光情報記録媒体に関しては、例えばＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｒｅｖｉｅｗｓ，１００，１７７７（２０００）に紹
介されており、実際に近赤外レーザーを用いても高密度
な記録が可能であることが示されている。

【０００６】非共鳴２光子吸収化合物として用いる化合
物は、用いる近赤外レーザーの波長領域には線形吸収帯
を有さないが、通常は可視光領域に線形吸収帯が存在す
るため、その線形吸収が起こると記録情報の光劣化が起
こってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、情報記録媒
体は初期において記録−再生特性が良好であるのは勿論
であるが、長期間にわたっても安定に記録−再生が行え
なければならない。このためには、記録媒体は湿度や熱
および光に対して十分に安定である必要がある。ところ
が光情報記録媒体は、光を吸収することにより生成する
光励起状態を経由して何らかの化学的または物理的変化
を誘起することで情報の記録を行うため、原理的に光に
対する安定性が低いという問題点を有する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、非共鳴２光子
または非共鳴多光子吸収を利用して情報を記録する光記
録媒体において、２光子または多光子吸収化合物の線形
吸収を防止することで、該光記録媒体の耐光性を著しく
向上させることが可能となった。本発明の目的は、下記
の手段により達成された。

【０００９】（１） 支持体上に少なくとも光情報記録
層を設けた光情報記録媒体において、前記光情報記録層
が非共鳴２光子吸収または非共鳴多光子吸収を示し、か
つ、該光情報記録層の線形吸収を防止する層を設けたこ
とを特徴とする光情報記録媒体。 （２） 該線形吸収を防止する層を該光情報記録層の両
側に設けたことを特徴とする上記（１）記載の光情報記
録媒体。 （３） 該線形吸収を防止する層が光学フィルターであ
ることを特徴とする上記（１）または（２）記載の光情
報記録媒体。 （４） 該光学フィルターの透過させない光の波長が、
記録層に含まれる化合物に由来する吸収帯の吸収端波長
と同じかそれよりも長波長で、かつ記録光に用いる光の
波長よりも短波な波長範囲であることを特徴とする上記
（２）または（３）に記載の光情報記録媒体。ここで吸
収端波長とは、透過スペクトルにおいて、記録層に由来
する吸収帯の長波長側の裾で透過率が直線状となる部分
を基準に引いた直線に対して、透過率が低くなる最も長
波長側の点の波長とする。 （５） 非共鳴２光子吸収または非共鳴多光子吸収を起
こす化合物が有機化合物であることを特徴とする上記
（１）〜（４）のいずれかに記載の光情報記録媒体。 （６） 上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光情報
記録媒体に、該記録媒体の記録層に含まれる化合物が有
する線形吸収帯より長波長でかつ線形吸収の存在しない
波長のレーザー光を照射して誘起された非共鳴２光子以
上の非共鳴多光子吸収を利用する情報の記録方法。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光情報記録媒体
について詳しく説明する。本発明は、非共鳴２光子また
は多光子吸収を利用した光情報記録媒体であって、記録
媒体に入射してくる光の波長のなかで、ある特定波長よ
りも長い波長の光のみを透過させることのできる機構を
具備することを特徴とするものである。

【００１１】有機化合物の光劣化（光退色）は、化合物
の線形吸収によって生成する光励起状態を経由して進行
する場合が多い。したがって、線形吸収を防ぐことがで
きれば、光劣化を減少させることができる。本発明の光
情報記録媒体は、特に保存時における光劣化を防止する
ために、記録媒体の線形吸収を防止する層として、ある
特定波長よりも長い波長の光のみを透過させるフィルタ
ーを設けたものである。

【００１２】ところが、これまでに知られている光情報
記録媒体では、情報の書き込みや読み込みの際に、必ず
化合物の線形吸収を利用するため、フィルター等を用い
て線形吸収を防ぐことは原理的に不可能であった。一
方、非共鳴２光子または多光子吸収を用いると、線形吸
収の全く存在しない長波長の光を用いて化合物の電子励
起を誘起することが可能となる。例えば、４００ｎｍに
線形吸収を有し、またそれよりも長波長側には全く吸収
の存在しない化合物を８００ｎｍ付近の光で電子励起す
ることが可能である。したがって、記録媒体が有する線
形吸収の波長領域をフィルターにより覆い、その波長領
域の光が全く透過しなくても、書き込みも読み出しも可
能である。

【００１３】本発明の光情報記録媒体に用いられるフィ
ルターは、分光測定や写真撮影の際に光学フィルターと
して用いられるシャープカットフィルターのように、あ
る特定波長よりも短波長の光を吸収することによって、
フィルター自体に吸収されない長波長の光のみを透過さ
せるものである。

【００１４】本発明の光情報記録媒体に設けられる該フ
ィルターは、所望の波長より短波長の光は吸収し、長波
長の光は透過させる性質を有するものであれば、如何な
るものであっても構わないが、ＪＩＳ Ｂ−７１１３に
定める波長傾斜幅が５〜２００ｎｍの範囲のものが望ま
しく、５〜１００ｎｍの範囲のものがさらに望ましく、
５〜５０ｎｍの範囲のものが最も望ましい。

【００１５】本発明の光情報記録媒体に設けられる該フ
ィルターは、所望のシャープカットフィルターを記録媒
体の表面を覆うように部分的または全面的に接着した
り、適当な色素または色素混合物をフィルター層として
記録媒体の表面または記録媒体を構成するいくつかの層
の中間に中間層として成形することにより実現する。

【００１６】ところで本発明の光情報記録媒体は、２光
子または多光子吸収に由来する何らかの化学的もしくは
物理的変化を誘起することで情報を記録する。また、２
光子または多光子吸収により何らかの変化が誘起されて
情報が記録される部分を記録層と呼ぶ。本発明の記録層
は、２光子または多光子吸収を行うことでそれ自身が何
らかの化学的、物理的変化を起こす化合物のみから成る
か、２光子または多光子吸収化合物と、その２光子また
は多光子吸収により何らかの化学的、物理的変化が誘起
される第二の化合物とから成るか、２光子または多光子
吸収化合物と、該化合物の２光子または多光子吸収に誘
起されて化学的、物理的変化を起こす第二の化合物の他
に、さらにこれらの記録の仕組みを調整する役割の、第
三の化合物が含まれてもよい。本発明ではこれらの化合
物をまとめて記録化合物と呼ぶ。係る記録化合物は米国
特許５７７０７３２号、同５８５９２５１号、特願２０
００−２９７２１９、特願２００１−１１０１１９等に
記載されている。

【００１７】本発明における記録層は、ＣＤ−ＲやＤＶ
Ｄ−Ｒのように、記録化合物が薄膜状に形成されたもの
でも、該化合物がマトリックス中に分散されたブロック
状のものでもよい。ここで言うマトリックスとは、記録
化合物を分散させるホスト材料のことである。

【００１８】マトリックスを構成する材料は光に対して
一定の透過性を有することが好ましく、有機高分子材料
であっても、ガラス等の無機材料であってもよいが、有
機高分子化合物がより好ましい。

【００１９】本発明の光情報記録媒体が、記録化合物を
ポリマーマトリックス中に分散させたブロック状の場
合、分散させるポリマーマトリックスとしては特に制限
はなく、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等
のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスポリオレフ
ィン、ポリエステル、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート等を用いることができる。

【００２０】ポリマーマトリックス中に含まれる記録化
合物は、1〜90質量%の割合で含まれる必要があり、5〜80
質量%の割合で含まれることが好ましい。また、プロック
の形状は縦、横、高さがそれぞれ独立に1〜100mmの立方体
または直方体であることが好ましい。

【００２１】記録化合物をポリマーマトリックス中に分
散させる方法には特に制限はなく、種々の方法を用いる
ことができる。例えぱ、ポリマー化合物を溶解し、これに
記録化合物を添加し、均一に混合した後、放冷するか、ポ
リマー化合物と記録化合物を適当な溶媒に溶解させて、
加熱しながら溶媒を蒸発させる方法、もしくは記録化合
物を相当するモノマーに溶解させて重合反応によりポリ
マー化させる方法等が挙げられる。

【００２２】記録層が薄膜状の場合には、該フィルター
層は記録層の上面および／または下面に配置されるが、
両面を覆うことが好ましい。ただし、該フィルター層は
記録層と密着していても、間に別の層が存在しても構わ
ない。一方、記録層がブロック状の場合には、記録層の
どれか１つの面のみに該フィルター層が配置されるのみ
でも構わないが、すべての面を覆うように配置すること
が好ましい。また、記録層と該フィルター層は密着して
いても、その他の層が存在しても構わない。

【００２３】該フィルター層は、記録層の線形吸収帯が
存在する波長範囲の光を透過させず、それよりも長波の
光のみを透過させることが好ましい。さらに該フィルタ
ー層の透過させない光の波長範囲が、記録層に含まれる
化合物の線形吸収帯の吸収端波長と同じか、それよりも
長波長で、記録光に用いる光の波長よりも短波な波長範
囲であることが好ましい。

【００２４】ここで吸収端波長について説明する。図１
には、例として仮想的な記録層の透過スペクトルを示し
た。この透過スペクトルには、吸収帯の長波長側には吸
収が無く透過率の高い直線状の部分が存在する。この部
分を元に直線を延長した時（図中の点線の部分）、この
直線よりも透過率が低くなる最も長波長側の点を吸収端
と定義し、この吸収端の波長を吸収端波長とする。

【００２５】該フィルター層としては、ガラス製シャー
プカットフィルタや高分子製シャープカットフィルタを
用いることができるが、これらに限定されるものではな
い。また、光に対して堅牢な色素や顔料を高分子マトリ
クスに分散させて所望のフィルター性能を有するフィル
ター層を形成してもよく、さらには、そのような色素や
顔料をスピンコート法や真空蒸着法などの方法により直
接記録媒体上に形成しても良い。

【００２６】

【実施例】（実施例１） 耐光性評価用サンプルの作製 耐光性評価用の記録媒体サンプルは以下のように作製し
た。特願２０００−２９７２１９記載の下記構造を有す
る化合物（１）１ｇをアセトン１００ｍｌに溶解し、色
素層形成用塗布液を得た。

【００２７】

【化１】

【００２８】この塗布液をＨＯＹＡ社製シャープカット
フィルタＯ−５６上にスピンコート法により塗布し、該
ガラスフィルター上に色素膜を形成した。なお、化合物
（１）を同様の方法により無色透明ガラス基板上に製膜
した場合の吸収端波長は５４０ｎｍであるため、Ｏ−５
６フィルターを用いると、記録層の線形吸収帯が存在す
る波長範囲の光で、かつ、フィルター側から入射する光
は全てカットできることになる。 （実施例２）実施例１記載の記録媒体サンプルの色素膜
面側にもう一枚のＯ−５６フィルターを重ねて、２枚の
シャープカットフィルタの間に色素膜が挟まれた構造の
記録媒体サンプルを作製した。 （実施例３）実施例１において用いたシャープカットフ
ィルターＯ−５６の代わりに、フィルターの透過させる
光の波長がより短波なＬ−３７フィルターを用いた以外
は実施例１と同様にして、Ｌ−３７フィルター上に色素
膜が形成されたサンプルを作製した。Ｌ−３７を用いる
と、化合物１の線形吸収帯の一部は、Ｌ−３７が透過さ
せる光の波長領域に存在することになる。さらにこの記
録媒体サンプルの色素面側にシャープカットフィルタＬ
−３７を重ねて、2枚のシャープカットフィルタの間に
色素膜が挟まれた構造の記録媒体サンプルを作製した。

【００２９】（比較例１）実施例１において、シャープ
カットフィルタＯ−５６の代わりに、無色透明なガラス
基板を用いた以外は実施例１と同様の方法により、無色
透明ガラス基板上に色素膜が形成されたサンプルを作製
した。さらに、このようにして作製したサンプルの色素
面上にもう一枚の無色透明ガラス基板を重ねて、２枚の
ガラス基板の間に色素膜が挟まれた構造の記録媒体サン
プルを作製した。 （情報の記録および読み出し）実施例１，２，３および
比較例１で作製した記録媒体サンプルの色素膜部分に、
７８０ｎｍのレーザー光をフォーカスして照射すること
で、色素膜への情報の記録を行った。書き込まれた情報
の読み出しにはＡＦＭを使用し、色素膜に形成された記
録マークの凹凸を観測した。情報の読み出しの際に、実
施例２，３および比較例１のサンプルにおいては、重ね
たガラスフィルターまたはガラス基板を取り除いて、色
素膜に形成された記録マークをＡＦＭにより観測した。
実施例１，２，３および比較例１のいずれの記録媒体サ
ンプルにおいても、情報の記録後には、おおよそ０．７
５μｍ程度の明瞭な記録マークが形成されていた。 （耐光性の評価）上記のように情報を記録した記録媒体
サンプルに、Ｘｅランプ（２０万ルックス）を１２時間
照射し、光照射前と光照射後で観測したＡＦＭ像のコン
トラストの差を比較した。なお、実施例２，３および比
較例１の記録媒体サンプルでは、再びガラスフィルター
またはガラス基板を重ねたものを用いた。Ｘｅ光の照射
前後でのＡＦＭ像の変化の大きさを観察し、下記の各水
準にランク付けした。 Ａ：ほとんど変化していない Ｂ：僅かに変化している Ｃ：大きく変化している 得られた評価結果を表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】実施例１の記録媒体サンプルにフィルター
面よりＸｅ光を照射したところ、光照射後の記録マーク
の輪郭は照射前に比べ僅かに不鮮明になっていた。実施
例２の記録媒体サンプルでは、Ｘｅ光照射の前後で記録
マークのＡＦＭ像にほとんど変化が見られなかった。実
施例３の記録媒体サンプルでは、Ｘｅ光の照射後の記録
マークの輪郭は僅かに不鮮明に変化した。比較例１の記
録媒体サンプルでは、Ｘｅ光照射後の記録マークはほぼ
消失し、Ｘｅ光照射前後での変化が非常に大きかった。
これらの結果から明らかなように、実施例３および実施
例１の場合には、色素層は僅かな光劣化にとどまった
が、比較例１の場合には、ほとんどの色素が光褪色して
いる。また、用いたフィルターのカットする波長が、色
素層の吸収帯全てを覆わない場合には、かなりの光褪色
が観測された。このように、記録層の線形吸収をフィル
ターによりカットすることで、記録層の光劣化を防止す
ることが可能である。

【００３２】

【発明の効果】２光子および多光子吸収を利用した光情
報記録媒体に、フィルターを設けることによって、高い
耐光性を有する光情報記録媒体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】仮想的な記録層の透過スペクトル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に少なくとも光情報記録層を設
   けた光情報記録媒体において、前記光情報記録層が非共
   鳴２光子吸収または非共鳴多光子吸収を示し、かつ、該
   光情報記録層の線形吸収を防止する層を設けたことを特
   徴とする光情報記録媒体。