JP2006267596A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、多重記録性能に優れた光情報記録媒体を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の光情報記録媒体は、第一および第二の層と、第一および第二の層の間に配置されるスペーサと、第一および第二の層ならびにスペーサに囲まれ、ラジカル重合性化合物および光ラジカル重合開始剤を有する記録層と、を備える光情報記録媒体において、第一および第二の層ならびにスペーサのいずれかは、酸素透過係数が50 cm³(STP)・cm/cm²・sec・cmHg×10^-11以上の材料を含む酸素透過層であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光を用いて記録再生を行う体積ホログラム記録媒体に係わる。

光を用いて記録再生を行うホログラム記録媒体は、光磁気記録媒体や相変化光記録媒体などに比べ、大容量・高速転送を実現する光記録技術の一つであり、盛んに研究開発が進められている。特に、体積ホログラム記録媒体は、高い回折効率を実現できるため、高記録密度を実現する媒体として有望視されている。

記録時において、記録光および参照光が照射されると、体積ホログラム記録媒体の記録層には明部と暗部とからなる干渉縞が形成される。このとき、明部では、光ラジカル重合開始剤により活性となったラジカル重合性化合物の光重合反応（ラジカル重合反応）が進行し、暗部では、明部に向かってラジカル重合性化合物が拡散する。すると、干渉縞の強弱に応じラジカル重合性化合物の濃度差が生じる。体積ホログラム記録媒体は、このラジカル重合性化合物の濃度差に伴う屈折率差を記録情報として保持する。

ここで、酸素はラジカル重合反応の停止剤であり、記録層内に酸素が充満すると、ラジカルが不活性化し、記録できなくなってしまう。このため、一般に、記録層は、記録層を挟む第一および第二の層と記録層を囲うスペーサとにより封止され、酸素の進入を遮断し、シェルフライフ（光情報記録媒体作製時から起算する、媒体に記録可能な期間）を維持している（例えば、特許文献１参照。）。体積ホログラム記録媒体の第一および第二の層としては、記録光に対する透過性、機械的強度、平滑性等の要請から、ポリカーボネート等を用いることが一般的である。
特開２００４−１９２６９９公報

発明者らは鋭意研究した結果、以下の課題を発見した。

ラジカル重合反応の停止を制御することは困難であり、一端、記録光が照射し、ラジカル重合反応が開始すると、停止するまでに数日かかる。このため、干渉縞の明部に対応する、ラジカル重合性化合物が高分子化して高密度になり、屈折率が変調した領域が広がる。その結果、回折効率の低下や再生画像のＳＮ比の低下をもたらして、多重記録性能が低下してしまう。これは、記録層が第一および第二の層ならびにスペーサにより挟まれているため、記録層内にラジカル重合反応の停止剤である酸素が浸透することがほとんどないことが原因であると考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みて、多重記録性能に優れた光情報記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の光情報記録媒体は、第一および第二の層と、第一および第二の層の間に配置されるスペーサと、第一および第二の層ならびにスペーサに囲まれ、ラジカル重合性化合物および光ラジカル重合開始剤を有する記録層と、を備える光情報記録媒体において、第一および第二の層ならびにスペーサのいずれかは、酸素透過係数が50 cm³(STP)・cm/cm²・sec・cmHg×10^-11以上の材料を含む酸素透過層であることを特徴とする。

また、本発明の光情報記録媒体は、第一および第二の層と、第一および第二の層の間に配置されるスペーサと、第一および第二の層ならびにスペーサに囲まれ、ラジカル重合性化合物および光ラジカル重合開始剤を有する記録層と、を備える光情報記録媒体において、第一および第二の層ならびにスペーサのいずれかは、酢酸酪酸セルロース、エチルセルロース、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、ポリビニルブチラール、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体およびシロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体のいずれかを含む酸素透過層であることを特徴とする。

本発明は、多重記録性能に優れた光情報記録媒体を提供できる。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。

（第一の実施の形態）
第一の実施の形態に係る反射型光情報記録媒体について、図１を参照して説明する。

図１は、第一の実施の形態に係る反射型光情報記録媒体（光ディスク１）の断面模式図である。

光ディスク１の形状は円盤状であり、図１に示すように、その中心部に光情報記録再生装置のスピンドルに対応する中心穴１１が形成されている。光ディスク１は、保護層２、記録層３、酸素透過層４、記録光反射層５、ギャップ層６およびサーボ光反射層７が、基板８上に、上から順に積層された構造を有する。基板８の表面にはピット９が形成されており、サーボ光反射層７はこのピット９に沿って形成されている。記録層３の内縁部および外縁部は一対のリング状のスペーサ１０で囲まれ、封止されている。光ディスク１は、パッケージ１２によって密封されている。

なお、第一の実施の形態に係る反射型光情報記録媒体は、平板状の記録層を有していればよく、円盤状の他、三角形、四角形や六角形等の多角形でもかまわない。

以下、保護層２、記録層３、酸素透過層４、記録光反射層５、ギャップ層６、サーボ光反射層７、基板８、スペーサ１０、パッケージ１２について、さらに詳細に説明する。

１）酸素透過層４
酸素透過層４は、記録層３に接しており、酸素透過係数が、50 cm³(STP)・cm/cm²・sec・cmHg×10-11以上の材料を含むことを特徴とする。

ここで、酸素透過係数とは、次式で定義される。

（酸素透過流速）＝（酸素透過係数）×（酸素透過推進力）÷（膜厚） ・・・式（１）
式（１）中、酸素透過推進力とは圧力差のことを指す。また、酸素透過係数の単位は様々なものが用いられているが、慣用的に[cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg]を使用したものが最も多い。ここで[cm3(STP)]は一気圧、0℃での気体の体積を示す。

光ディスクをパッケージ１２から開封した後、酸素は、酸素透過層４を通じて記録層３に徐々に浸透する。記録層３に到達した酸素はラジカル重合反応を停止することができる。このため、開封直後の記録時においては、酸素は到達しておらず、ラジカル重合反応を停止させることはほとんどなく、記録時の感度への影響は少ない。記録後においては、ラジカル重合反応を速やかに停止することができる。このため、ラジカル重合性化合物の濃度差はぼけることなく記録され、多重記録性能を向上できる。

なお、上述したように、光ディスクは、記録直前にパッケージ１２から開封することを想定としているが、光ディスクの作製直後に記録する場合は、パッケージ１２により密封しなくともよい。

一般に、反射型光ディスクに対しては、記録光を集光して入射させる。このため、反射層側に位置する記録層３の部分領域においては記録光のエネルギー密度が高く、描かれる干渉縞の格子間隔は狭くなる。このため、図１に示すように、酸素透過層４が記録層３と反射層との間に配置されていると、密度高く記録された干渉縞に影響を及ぼすラジカル重合反応を速やかに停止することができ、より効率的に多重記録性能を向上させることができる。

記録層３と反射層とに挟まれる酸素透過層４の層厚には、ある程度の薄膜性が求められる。通常、記録層３と反射層とに挟まれる層は、過大なエネルギー密度の記録光が記録層３に入射するのを避けるために設けられる。しかしながら、これを達成するための層厚は、例えば、２０μｍ以上１００μｍ以下の薄さで足りる。これ以上の層厚は、記録層３に照射される記録光を低減するため、不適である。

本実施の形態では、さらに、材料の酸素透過係数、記録層３の材料、膜厚、感度、透過率、記録に要する時間等を鑑みて、酸素透過層４の層厚が設計される。

酸素透過層４の材料としては、酢酸酪酸セルロース（酸素透過係数：56 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、エチルセルロース（酸素透過係数：80〜265cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、クロロスルホン化ポリエチレン（酸素透過係数：33 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、シリコーンゴム（酸素透過係数：1000〜6000 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、ポリビニルブチラール（酸素透過係数：240〜465 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体（酸素透過係数：50〜2000 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体（酸素透過係数：50〜2000 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）、シロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体（酸素透過係数：50〜2000 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11）のいずれかが挙げられる。これらの材料は、可視光に対して概ね透明であるので、記録光、参照光に対する透過性は高い。

なお、これまで一般的に用いられてきたポリカーボネートの酸素透過係数は20〜26 cm3(STP)・cm/cm2・sec・cmHg×10-11である。

特に、ポリビニルブチラールは、容易に平滑な薄膜を形成することが可能であるため好ましい。これは、上述したように、図１に示すような記録層３と反射層とに挟まれる酸素透過層４の層厚には、薄膜性が求められるからである。

また、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体およびシロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体は、キャスティングを用いて容易に薄膜を形成することが可能であり、かつ機械的強度にも優れるため、さらに好ましい。

２）保護層２
保護層２の厚みは、例えば５μｍ以上１２００μｍ以下である。保護層２の材料には、記録光の波長における透明性、機械的強度、平滑性等が求められる。具体的には、ポリカーボネート等のプラスチックを用いる。

酸素透過層４の材料を、保護層２に用いてもよい。この場合、記録層３の上面からも酸素を透過でき、より迅速にラジカル重合反応を停止することができる。このときの材料としては、機械的強度に優れることから、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体およびシロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体が特に好ましい。

３）スペーサ１０
スペーサ１０の材料は、例えば、ステンレスやセラミックスのような酸素バリア性の材料の他、上述した酸素透過層４の材料を用いてもよい。

後者の場合、記録層３の側面からも酸素を透過でき、より迅速にラジカル重合反応を停止することができ、多重記録性能にさらに優れる。このときの材料としては、機械的強度に優れることから、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体およびシロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体が特に好ましい。

なお、スペーサと保護層とは一体成形されていてもよい。

４）記録光反射層５
記録光反射層５は記録光の反射率が高く、サーボ光の透過率が高い性質を有する。例えば、記録光として407 nmの波長、サーボ光として650 nmの波長を用いた場合、Al合金、Ag合金、SiH等の材料を用いることができる。

５）記録層３
記録層３の厚みは、例えば４μｍ以上１０００μｍ以下である。

記録層３の材料は、フォトポリマーと呼ばれるラジカル重合型のホログラム記録材料である。フォトポリマーは、ラジカル重合性化合物、光ラジカル重合開始剤およびマトリックス材料を含むのが一般的であり、その他、酸発生剤、ラジカル発生剤、色素、オリゴマー等を含んでもよい。

ラジカル重合性化合物としては、アクリレート基を有する化合物が好ましく、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ジエチルグリコールモノエチルエーテルアクリレート、エチルアクリレート、ビニルベンゾエート、ビニルナフトエートなどの水素を一部塩素化した化合物や、屈折率差を高めるためにこれらの化合物にＳｉを含有す置換基を付与させた化合物が挙げられる。具体的には、（トリメチルシリルオキシ）ジメチルシリルプロピルアクリレートや（ペルフルオクロケキシル）メチルアクリレートなどである。また、Ｎ−ビニルカルバゾールを含有させることがある。

ラジカル重合性化合物は、単独でも２種以上を混合して用いてもよい。ラジカル重合性化合物の含有量は、記録層３に対して5ｗｔ％以上50ｗｔ％以下程度が好ましい。

光ラジカル重合開始剤は、光を吸収して重合反応を開始させる化合物であり、代表的なものとしては、ビス（２，６−ジフルオロ−３−ピロルフェニル）チタノセンが挙げられる。

なお、本実施の形態では、記録開始直前までパッケージ１２により密閉されているので、酸素で失括しやすい開始剤を用いることができる。そのような開始剤には例えば、bis(η5-cyclopentadienyl)bis(pentafluorophenyl)titanium(IV)などがある。

光開始剤の含有量は、記録光波長、記録層３膜厚、光開始剤の光吸収量等に応じて適宜選択することができ、0.1ｗｔ％以上5.0ｗｔ％以下程度が好ましい。

マトリックス材料としては、例えばエステル基を有するポロビニルアセテートのような各種ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレート、ノルボルネン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートブチレート、ポリスチレンメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、等を用いることができる。マトリックス材料の含有量は、記録層３に対して20ｗｔ％以上80ｗｔ％以下程度が好ましい。

以下、記録層３の任意成分について説明する。これらは、記録層３全体に対して0.1ｗｔ％程度含有されていれば効果を得ることができる。ただし、過剰に含有されると感度が低下するおそれがあるので、その含有量は0.001wt%以上0.1ｗｔ％以下程度にすることが望まれる。

酸発生剤としては、例えば アリールジゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、シアルキル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステル、鉄アレーン化合物、等を用いることができる。

ラジカル発生剤としては、例えば芳香族カルボニル化合物、とくにα, α-ジメトキシ- α-フェニルアセトフェノン 等が挙げられる。

色素としては、例えばアジド系化合物、５−ニトロアセナフテン、1,2−ベンズアンスラキノン、1-ニトロ-4-アセチルアミノナフタレン、メチレンブルー、サブラニンO、マラカイトグリーン、シアニン染料、ローダミン染料などが挙げられる。

オリゴマーとしては、例えば、重合後のラジカル重合性化合物の主鎖の両端に反応基がついた多官能のアクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。

記録層３の膜厚は、基板８の厚み、レンズの開口数、記録層３の感度、記録層３の回折効率、記録層３の光学濃度、記録の多重方法、検出器の感度等に応じて適宜選択することができる。例えば、レンズの開口数0.6、基板８の厚み0.6mmの場合には、100μｍ以上500μｍ以下程度である。

６）ギャップ層６
ギャップ層６は、記録光のビームウェストが記録光反射層５上に形成された折に、サーボ光のビームウェストがサーボ光反射層７上に形成されるよう調節するために設けられる。その層厚は、サーボ光と記録光との焦点距離および記録光反射層５の膜厚等に従い設計される。

７）サーボ光反射層７
サーボ光反射層７は、サーボ光の波長を反射する性質を有する。サーボ光反射層７の材料は、例えば、アルミニウム、銀、金、シリコンなどである。サーボ光反射層７の厚みは、例えば３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
８）基板８
基板８の厚みは、例えば５μｍ以上2mm以下である。なお、図１では、基板８は厚さ方向に対し圧縮して描かれている。

基板８の材料は、例えば、ポリカーボネート等のプラスチックである。

基板８の表面には、ピットが形成されている。光ディスクは、ピットにより物理的なプリフォーマットが施されたプリフォーマット領域や、プリフォーマットが施されていない記録領域を有する。

これらの領域について説明する。光ディスクは、その内周から外周にかけて連続する螺旋状もしくは同心円状のトラックが形成されている。トラックは、プリフォーマット領域と記録領域とが交互に並んで構成されている。プリフォーマット領域には、サーボ情報やアドレス情報などが、ピットを用いて光ディスク１の製造時に予め記録されている。記録領域には情報がホログラムとして記録される。

なお、基板８上にピットを直接形成するのではなく、ピットを有するプリフォーマット層を樹脂などにより基板８上に配置してもよい。

９）パッケージ１２
パッケージ１２は、酸素バリア性および遮光性を有することを特徴とする。

パッケージ１２の材料としては、例えば、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）やこれをコートしたフィルム、エチレン−酢酸ビニルけん化物、ポリビニルアルコール、さらには金属を蒸着したフィルム等が上げられる。その他、ダイヤモンド膜、透明な金属酸化物｛酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）｝、酸化シリコン（ＳｉＯ２）でもよい。さらに、これらとエチレンビニルアルコール共重合体とを組み合わせた材料、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体とダイヤモンド膜とを積層した材料でもよい。

以下、光ディスク１の製造方法の一例について図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）は、光ディスク１の製造方法の各工程を示しており、図１と対応する断面模式図である。

まず、ポリカーボネートなどの樹脂を射出成形し、光ディスク１の中心穴１１に相当する穴およびピット９が形成された基板８を作製する。次に、基板８のピット９が形成された面に、蒸着法やスパッタリング法を用いてアルミニウムからなる参照光反射層７を形成する。そして、フィルムの貼付により、サーボ光反射層７上に、記録光反射層５を有するギャップ層６を形成する。記録光反射層５上に酸素透過層４を形成する。その後、接着剤を用いて、酸素透過層４上の内縁部および外縁部に、リング状のスペーサ１０を固定し、図２（ａ）の構造を得る。

次に、光ディスク１の中心穴１１に相当する穴を有する保護層２と、記録層３材料を用意する。次に、図２（ｂ）に示すように、酸素透過層４上における光ディスク１の半径方向の中央位置に、記録層３材料をリング状に塗布する。

次に、図２（ｃ）に示すように、保護層２を上方から押し付けて、保護層２と酸素透過層４との間の隙間に、記録層３材料を薄く伸ばして充填する。そして、光もしくは熱を用いて、記録層３材料をゲル状に硬化させ、記録層３を形成する。

その後、パッケージ１２で密封することにより、図１の構造を得る。

（第二の実施の形態）
第二の実施の形態に係る透過型光情報記録媒体について、図３を参照して説明する。なお、第一の実施の形態と異なる箇所についてのみ説明する。

図３は、第二の実施の形態に係る透過型光情報記録媒体（光ディスク１）の断面模式図である。

図３に示すように、光ディスク１の形状は円盤状であり、その中心部に光ディスク１を記録再生する装置のスピンドルが固定される中心穴１１が形成されている。光ディスク１は、保護層２、記録層３、酸素透過層４、が順に積層された構造を有する。記録層３の内縁部および外縁部はリング状のスペーサ１０で囲まれ、封止されている。光ディスク１は、パッケージ１２によって密封されている。

（光情報記録再生装置と記録再生方法）
第一の実施の形態の光情報記録媒体が搭載された光情報記録再生装置とその記録再生方法について図４〜６を参照して説明する。

図４は、光情報記録再生装置のピックアップを説明するための概略図である。

図４に示すように、記録ＬＤ（記録用レーザ）からの出射光をLC SLM（液晶型の空間光変調器）を用いて記録光に変調する。LC SLMでは、光の中央部に画像データとしての情報を載せ情報光領域を形成し、周辺部に参照パターンを載せ参照光領域を形成する。記録光は、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）で直角に曲がった後、λ/4板（四分の１波長板）を通過する。その後、記録光は、ダイクロイックプリズム、レンズを通過して、光情報記録媒体に入射する。

記録光は、保護層２、記録層３、酸素透過層４を透過して、記録光反射層５により反射される。このとき記録光のビームウエストが記録光反射層５上に来るようにレンズの位置を調節する。情報光領域と参照光領域との干渉縞が記録層３に記録され、情報を記録することができる。

再生時には、参照光領域のみを記録層３に照射する。すると、記録層３に記録された干渉縞によって情報光が再生される。この情報光は、λ/4板（四分の１波長板）を通過し、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）を直進して通過してCMOSイメージセンサ（光検出器）で検出される。

一方、サーボＬＤ（サーボ用レーザ）から出射したサーボ光は、偏光ビームスプリッタを直進した後、λ/4板（四分の１波長板）を通過する。その後、サーボ光は、ダイクロイックプリズムによって反射し、レンズを通過して、光情報記録媒体に入射する。

サーボ光は、保護層２、記録層３、酸素透過層４、記録光反射層５、ギャップ層６を透過し、サーボ光反射層７により反射される。その後、ダイクロイックプリズムによって反射し、λ/4板を通過し、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）によって反射し、分割PD（分割フォトディテクタ）で検出される。サーボ光反射層７は基板８に形成されたピット９上にて形状に沿うように形成されているため、サーボ光を用いてピット９の情報を得ることができる。

次に、このピックアップを搭載した光情報記録再生装置について説明する。

図５は、光情報記録再生装置の上面模式図であり、図６は、光情報記録再生装置の側面模式図である。

図５に示すように、記録用レーザ１００の出射方向には、偏光ビームスプリッタ１０１と、空間光変調器１０２とが配置される。偏光ビームスプリッタ１０１に対し、空間光変調器１０２が備わる方向の直角方向に光検出器１０４が配置される。偏光ビームスプリッタに対して光検出部１０４が対向する方向にレンズ、ミラー１０３が配置される。ミラー１０３の近傍には光ディスクが載置されるスピンドル１０５が配置している。アクチュエータ１０６は媒体に入射する光を集光するレンズ等を駆動できる。記録用レーザ１００に隣接してサーボ用レーザ１０７が配置されている。サーボ用レーザ１０７の出射方向には、偏光ビームスプリッタ１０８が備わる。偏光ビームスプリッタ１０８に対し、サーボ用レーザ１０７が備わる方向の直角方向にサーボ用光検出器１０９が配置される。記録用レーザ１００、空間光変調器１０２、光検出部１０４、スピンドル１０５、アクチュエータ１０６、サーボ用レーザ１０７およびサーボ用光検出器１０９は、夫々、制御部を有し、その制御部を介して信号処理回路１１０に接続される。信号処理回路１１０は、データ入力部１１１およびデータ出力部１１２を有する。

図６に示すように、空間光変調器１０２、信号処理回路１１等の下方に、スピンドル１０５が位置し、スピンドル１０５はスピンドルモータ１１４により駆動する。スピンドル１０５の横方向には光ディスクを挿入するためのディスク搬送部１１３が備わる。

ここで説明した光情報記録再生装置とその記録再生方法とは、コリニア方式と呼ばれるものである。第一乃至第二の実施の形態の光情報記録媒体は、これ以外の方式、例えば２光束干渉法にも適用できる。

以下に実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。

実施例および比較例の光情報記録媒体を作製し、透過型２光束方式の光情報記録装置を用いて多重記録性能試験を行った。

まず、多重記録性能試験に用いた透過型２光束方式の光情報記録再生装置について説明する。

図７紙面左に示すように、外部共振器付青紫色レーザ（LD）から出射された光は、光学系（Conditioning Optics）を経て、拡大整形される。次に、光は、波長板（HWP）、偏光ビームスプリッタ（PBS）を経て、空間光変調器へ入射する。その後、偏光ビームスプリッタ（PBS）により、光は２光束に分割され、光情報記録媒体（Sample）に入射する。その後の光は光検出器（PB）によって検出される。ここで、光情報記録媒体（Sample）は、回転板（rotation stage）に載置される。回転板（rotation stage）は任意の角度で駆動できるため、光情報記録媒体（Sample）記録層の同一の箇所に対して角度多重記録を行うことができる。

多重記録性能の評価方法としては、平面波テスターと呼ばれる方法を用いた。この方法では、２次元データを入力した情報光の代わりに、参照光と同様の情報を持たない情報光を入射する。参照光と情報光とは、記録層にて干渉縞を形成し、記録層では、光重合性化合物が干渉縞に対応した濃度分布を形成する。

その後、参照光のみを記録層に入射させ、再生光を検出する。このとき、光情報記録媒体を回転させて再生光から回折効率を測定すると、図７の右上に示したように、記録を行った所定の角度においてピークが観測される。

図７の右下に、図７の右上に示されたピークの拡大図、すなわち、ある角度において観測された回折効率の角度依存性を示す。Coupled wave theory（H. Kogelinik:Coupled-wave theory for thick hologram grating, Bell Sys. Tech. J. 48, 2909-2947 (1969).参照。）で計算される理論値と、試験結果と、を比較して、角度多重特性を評価する。このとき、記録間の角度を小さく取れるほど、情報量が増大する。このため、理論値に近いシャープなピークが得られる光情報記録媒体ほど、多重記録性能が高いといえる。

なお、一般に、角度多重記録性能の優れた光情報記録媒体は、シフト多重など他の多重方法での特性も優れている。

実施例および比較例の作製方法を説明する。

実施例は、酸素透過層としてポリビニルブチラール基板を用いた。酸素透過層は２層とし、記録層を挟んで光情報記録媒体を作製した。

比較例は、ポリビニルブチラール基板に代えて、ポリカーボネート基板を用いて記録層を挟んだ光情報記録媒体を作製した。

記録層材料であるフォトポリマーは、ジブロックコポリマーであるPoly(styrene-b-acrylic acid)85wt%に、光重合性化合物としてBromostyreneを14wt%、光ラジカル重合開始剤として、
bis(η5-cyclopentadienyl)bis(pentafluorophenyl)titanium(IV)を１ｗｔ％混ぜたものを用いた。

記録層の膜厚は、基板としてポリカーボネートを用いた媒体で300μm、基板として酸素透過層であるポリビニルブチラールを用いたときが450μｍであった。

（すみません。手持ちにあったデータで適当なのがこれしかなかったので。ただより厚くて酸素の影響が出にくいはずのポリビニルブチラールのほうが結果がいいので問題はないと思います。影響が無い旨は後述する）＜なぜ、記録層膜厚が異なるのでしょうか。記録層膜厚の違いによる多重記録性能への影響はないのかとの疑問が生じます。膜厚を片方の値にそろえるか。影響がない旨を記載するか。どちらかをお願いいたします。

情報光と参照光との入射角度が等しくなる位置に光情報記録媒体を固定し記録を行った。記録後、暗所で静置した。記録時から５時間後、記録媒体を回転させることで、参照光の入射角度を記録角度に対し−１°から１°までの範囲で、回折効率を測定した。その後、記録時から一週間後に、同様の測定を行った。

多重記録性能試験の結果を図８および図９示す。

図８は、実施例の多重記録性能試験の結果であり、図９は、比較例の多重記録性能試験の結果である。図８および図９に、記録時から５時間後の回折効率（白抜き四角）、記録時から一週間後の回折光（黒丸）、Coupled wave theoryから計算された理論値（実線）を示した。

図８および図９から、ピークの半値幅を測定した。実施例の場合、5時間後、一週間後、理論値のいずれの場合も0.26°であった。これに対し、比較例の場合、5時間後が1.0°、一週間後が1.47°、理論値が0.32°であった。 したがって、酸素透過性の高いポリビニルブチラ−ル基板を用いて記録層を挟むと、干渉縞の明部に対応する光ラジカル重合性化合物の高濃度の部位が拡大しないことが解った。一方、ポリカーボネート基板を用いて記録層を挟むと、干渉縞の明部に対応する光ラジカル重合性化合物の高濃度の部位が一週間で約4.6倍程度に拡大することが解った。

また、実施例は比較例に比して基板の厚みが大であり、式（１）から酸素が透過しにくいと考えられる。しかしながら、今回の実施例は、この影響を超えた効果を有することが解った。

次に角度多重をしたときのダイナミックレンジ（M/#：角度多重記録時の回折効率の平方根の和）を測定して、感度を算出した。このときの感度とはM/#の照射エネルギーに対するプロットにおいて、飽和値の８０％の値になるときの照射エネルギーである。

この結果、実施例でも比較例でも、500mJ/cm2の値であった。したがって、酸素透過性の高いポリビニルブチラ−ル基板を用いても、感度は低下しないことが解った。

この結果から、本実施の形態の光情報記録媒体は、多重記録性能に優れることが解った。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限られず、特許請求の範囲に記載の発明の要旨の範疇において様々に変更可能である。また、本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

第一の実施の形態に係る反射型光情報記録媒体の断面模式図。 （ａ）〜（ｃ） 第一の実施の形態に係る反射型光情報記録媒体の製造方法を説明するための断面模式図。 第二の実施の形態に係る透過型光情報記録媒体（光ディスク１）の断面模式図。 光情報記録再生装置のピックアップを説明するための概略図。 光情報記録再生装置の上面模式図。 光情報記録再生装置の側面模式図。 多重記録性能試験を説明するための図。 実施例の多重記録性能試験の結果を示す図。 比較例の多重記録性能試験の結果を示す図。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 保護層
３ 記録層
４ 酸素透過層
５ 記録光反射層
６ ギャップ層
７ サーボ光反射層
８ 基板
９ ピット
１０ スペーサ
１１ 光ディスクの中心穴
１２ パッケージ
１００ 記録用レーザ
１０１ 偏光ビームスプリッタ
１０２ 空間光変調器
１０３ ミラー
１０４ 光検出部
１０５ スピンドル
１０６ アクチュエータ
１０７ サーボ用レーザ
１０８ 偏光ビームスプリッタ
１０９ サーボ用光検出器
１１０ 信号処理回路
１１１ データ入力部
１１２ データ出力部
１１３ ディスク搬送部
１１４ スピンドルモータ

Claims (5)

1. 第一および第二の層と、
   前記第一および第二の層の間に配置されるスペーサと、
   前記第一および第二の層ならびに前記スペーサに囲まれ、ラジカル重合性化合物および光ラジカル重合開始剤を有する記録層と、を備える光情報記録媒体において、
   前記第一および第二の層ならびに前記スペーサのいずれかは、酸素透過係数が50 cm³(STP)・cm/cm²・sec・cmHg×10^-11以上の材料を含む酸素透過層であることを特徴とする光情報記録媒体。
2. 第一および第二の層と、
   前記第一および第二の層の間に配置されるスペーサと、
   前記第一および第二の層ならびに前記スペーサに囲まれ、ラジカル重合性化合物および光ラジカル重合開始剤を有する記録層と、を備える光情報記録媒体において、
   前記第一および第二の層ならびに前記スペーサのいずれかは、酢酸酪酸セルロース、エチルセルロース、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、ポリビニルブチラール、メチルメタアクリレート−シロキサニルメタクリレート共重合体、メチルメタアクリレート−フルオロアルキルメタアクリレート共重合体およびシロキサニルメタクリレート−フルオロメタクリレート−メチルメタアクリレート共重合体のいずれかを含む酸素透過層であることを特徴とする光情報記録媒体。
3. 前記第一もしくは第二の層が前記酸素透過層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録媒体。
4. 前記第二の層が前記酸素透過層であり、
   前記第二の層の前記記録層と反対の面に反射層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録媒体。
5. 酸素バリア性および遮光性を有するパッケージにより密封されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
   
   

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