JP2007012114A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、保存安定性に優れた光記録媒体を提供する。
【解決手段】 本発明の３次元光記録媒体ＯＭは、重合性樹脂組成物からなる光情報記録層１２と、この光情報記録層１２の少なくとも片側に配置された光透過性の水分透過抑制層１１とを備えている。この３次元光記録媒体ＯＭは、水分透過抑制層１１が光情報記録層１２への大気中の水分の移行を抑制する。その結果、光情報記録層１２に対して情報の記録を行う際に、光情報記録層１２の重合性樹脂組成物の重合反応が水分によって阻害されることがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光記録媒体に関し、特に光情報記録層が重合性樹脂組成物で形成されている光記録媒体に関する。

近年、記録される情報の高容量化が図られた３次元光記録媒体が注目されている。この３次元光記録媒体は、例えばＣＤやＤＶＤのように媒体の面方向にのみ情報が記録される２次元光記録媒体と異なって媒体の厚み方向にも情報が記録される。

この３次元光記録媒体の記録方式としては、光情報記録層にホログラフィ（干渉）を用いて情報を記録する方式や、光情報記録層に２光子吸収材料を用いる方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。光情報記録層は、重合性樹脂組成物が一対の光透過性基板で挟持されることによって形成されており、この光情報記録層には、光透過性基板を介して光が照射されるようになっている。そして、光が照射された光情報記録層においては、重合物が生成した部分と、光が照射されずに重合物が生成しなかった部分との光屈折率や光透過率の違いに基づいて情報が記録されることとなる。
特開２００１−００５３６８号公報（段落００１３から段落００２３）

ところが、このような光記録媒体では、保存中に大気中の水分（水蒸気）が光透過性基板を透過して光情報記録層に移行する場合がある。そして、光情報記録層に移行した水分は、情報を光情報記録層に記録する際に重合性樹脂組成物の重合反応に影響するため、記録感度に変動が生じる。また、ホログラフィックメモリのように光の干渉を体積方向に多重記録する光記録媒体では、光情報記録層が吸湿して体積変化が生じると、干渉縞が変化するために、記録した情報を再生することができなくなる恐れがある。

そこで、本発明は、安定した記録感度を得ることができるとともに、保存安定性に優れた光記録媒体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の光記録媒体は、重合性樹脂組成物からなる光情報記録層と、前記光情報記録層の少なくとも片側に配置された光透過性の水分透過抑制層とを備えることを特徴とする。
この光記録媒体では、大気中の水分（水蒸気）の光情報記録層への移行が、水分透過抑制層によって抑制される。その結果、光情報記録層を形成する重合性樹脂組成物の重合反応が変動する恐れが低減される。また、吸湿による光情報記録層の体積変化が抑制される。
また、このような光記録媒体において、前記光情報記録層は、前記水分透過抑制層を介して配置される光透過性基板をさらに備えていてもよい。この光記録媒体は、光透過性基板側から光情報記録層への光の照射が可能であるとともに、光記録媒体自体の剛性が光透過性基板によって高められる。

また、このような光記録媒体において、前記水分透過抑制層は、光透過率が８０％以上であることが望ましい。なお、ここでの光は紫外線および赤外線を含む広義の光を意味する。また、前記水分透過抑制層は、４００〜７００ｎｍの波長の光透過率が８０％以上であることがさらに望ましい。
また、前記水分透過抑制層は、金属または金属酸化物を含むものが好ましく、中でも、酸化ニオブを含むものが水分の透過性がより低減されるのでより好ましい。
そして、このような光記録媒体は、３次元光記録媒体であってもよい。

本発明によれば、大気中の水分が光情報記録層に移行することが抑制されるので、記録感度の変動を抑制することができる。また、吸湿による光情報記録層の体積変化を抑制することができる。その結果、安定した記録感度を得ることができるとともに、保存安定性に優れた光記録媒体を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る光記録媒体の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態においては、光記録媒体の一例としてのホログラフィ（干渉）を用いて情報を記録する３次元光記録媒体について説明する。

図１（ａ）に示すように、３次元光記録媒体ＯＭ（以下、単に「光記録媒体ＯＭ」という）はディスク状であって、その中央部には図示しない記録再生装置側の駆動軸にこの光記録媒体ＯＭを嵌め入れるためのセンタ孔Ｈが形成されている。光記録媒体ＯＭは、図１（ｂ）に示すように、光透過性基板１０と、水分透過抑制層１１と、光情報記録層１２とを備えている。

光透過性基板１０は、図１（ｂ）に示すように、センタ孔Ｈに対応する孔部を中央に有するディスク状の部材であって、光情報記録層１２を挟持するように一対配置されている。この光透過性基板１０の厚みは０．１〜０．６ｍｍに設定されている。光透過性基板１０の材料としては、例えば、ガラス等の無機物や、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アモルファスポリオレフィン等の樹脂が挙げられる。中でも、ガラス、ポリカーボネート、およびトリアセチルセルロースは、複屈折量が小さいので好ましい。なお、一対の光透過性基板１０のそれぞれは、同一の材料で形成されていても、あるいは異なる材料で形成されていてもよい。また、光透過性基板１０の表面には、反射防止コーティングや、酸素透過防止コーティング、ＵＶカットコーティング等が必要に応じて施されていてもよい。

水分透過抑制層１１は、図１（ｂ）に示すように、光透過性基板１０の内側（光情報記録層１２側）の面に形成されている。この水分透過抑制層１１は、水分の透過率が低減された層であって光透過性を有しており、４００〜７００ｎｍの波長の光透過率が８０％以上であるものが好ましい。水分透過抑制層１１の厚みは、５〜５０ｎｍ程度に設定することができる。
このような水分透過抑制層１１は、例えば、金属または金属酸化物の薄膜で形成することができ、中でも、Ａｇ−Ｎｂ−Ｃｕ合金からなる金属層、ＮｂＯ、Ｎｂ₂Ｏ₃、ＮｂＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅等の酸化ニオブやＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層が好ましく、酸化二オブは、薄膜で水分透過抑制効果が大きいので最も好ましい。

光情報記録層１２は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の光透過性基板１０の間でその外周縁に沿うように配置されたリング状の外側スペーサ１３ａと、センタ孔Ｈに対応する孔部の周囲に沿うように配置されたリング状の内側スペーサ１３ｂとで区画された部分に重合性樹脂組成物が充填されることによって形成されたものである。この光情報記録層１２は、光が照射されることによって情報が記録される層であって、厚みが０．５〜２．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍに設定された光重合性樹脂組成物（フォトポリマ形成材料）で形成されている。

光重合性樹脂組成物は、重合性モノマと、増感色素と、重合開始剤と、バインダとを含有している。

重合性モノマとしては、重合性基があれば特に限定はなく、例えば、ラジカル重合性モノマ、カチオン重合性モノマ、これらのモノマを併用したものが挙げられ、具体的には、エポキシ基、エチレン性不飽和基等の重合性基を含む化合物が挙げられる。重合性モノマは、これらの重合性基を分子内に１つ以上含んでいればよく、分子内に２つ以上の重合性基を含む重合性モノマは、それらの重合性基が異なるものでもよいし、同じものでもよい。

増感色素としては、後記する記録光（参照光）の波長に吸収ピークを有するものであれば特に制限はないが、記録光（参照光）の波長における色素自体の光吸収係数εが低いものが好ましい。増感色素の具体例としては、シアン系、メロシアン系、フタロシアン系、アゾ系、アゾメチン系、インドアニリン系、キサンテン系、クマリン系、ポリメチン系、ジアリルエテン系、フルギドフルオラン系、アントラキノン系、スチリル系等の公知の有機色素が挙げられる。

重合開始剤としては、ラジカル発生剤、カチオン発生剤、酸発生剤等が挙げられる。

バインダとしては、例えば、塩素化ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートと他の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合体、塩化ビニルとアクリロニトリルの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、アセチルセルロース、ポリカーボネート等が挙げられる。なお、バインダの屈折率は、重合性モノマの重合物の屈折率との差ができるだけ大きなものが好ましい。

また、光重合性樹脂組成物には、必要に応じて、増感剤、光学的増白剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、連鎖移動剤、可塑剤、着色剤等のこの種の光記録媒体の光情報記録層の形成に常用されるものを含んでいてもよい。

以上のような光記録媒体ＯＭは、例えば、光透過性基板１０上に水分透過抑制層１１を形成する工程と、前記光透過性基板１０上に光情報記録層１２を形成する工程とを備える製造方法によって得ることができる。

水分透過抑制層１１は、例えば、スパッタリング法を使用して光透過性基板１０上に形成することができる。ターゲットは、水分透過抑制層１１の材質に応じて適宜に選択すればよい。光情報記録層１２は、例えば、図１（ｂ）に示すように、得ようとする光情報記録層１２の厚みに相当する間隔で配置された一対の光透過性基板１０の間に前記した光重合性樹脂組成物が充填されることによって形成される。また、光情報記録層１２は、光透過性基板１０上に光重合性樹脂組成物を塗布することによって形成してもよい。

このような光記録媒体ＯＭへの情報の記録は、周知のとおり、記録光と参照光とが光記録媒体ＯＭに照射されることによって行われる。そして、参照光によって決定される光情報記録層１２の所定の深さに干渉縞が形成されると、干渉縞明部では、光重合性樹脂組成物中の重合性モノマが重合することによってフォトポリマが形成される。その一方で、干渉縞暗部では、光重合性樹脂組成物中の重合性モノマが干渉縞明部に移動する。そして、干渉縞明部に移動した重合性モノマはフォトポリマを形成する。つまり、干渉縞明部はポリマリッチになるとともに、干渉縞暗部はバインダリッチとなる。その結果、情報は、屈折率差や光透過率の差となって現われる干渉縞として光情報記録層１２内に記録される。なお、情報の記録に使用されなかった重合性モノマは、記録後にレーザや白色光源で露光されて定着され、あるいは熱処理で定着される。そして、光情報記録層１２に記録された情報は、参照光が照射されることによって再生される。このような光記録媒体ＯＭは、厚み方向に情報が３次元的に記録されるので、記録情報の高容量化を図ることが可能となる。

そして、光記録媒体ＯＭは、光情報記録層１２と光透過性基板１０との間に水分透過抑制層１１が配置されているので、大気中の水分（水蒸気）が光情報記録層１２に移行することが抑制される。その結果、光情報記録層１２を形成する光重合性樹脂組成物の重合反応が阻害される恐れが低減される。

また、光情報記録層１２は、光透過性基板１０側から光情報記録層１２への光の照射が可能であるとともに、光記録媒体ＯＭ自体の剛性が光透過性基板１０によって向上する。

このような光記録媒体ＯＭによれば次のような効果を奏する。
光記録媒体ＯＭは、保存中に大気中の水分が光情報記録層１２に移行することが抑制されるので、記録感度の低下を抑制することができる。その結果、光記録媒体ＯＭは、保存安定性に優れる。
また、光記録媒体ＯＭは、保存中に大気中の水分が光情報記録層１２に移行することが防止されるので、水分透過性を有する光透過性基板１０であっても使用することができるので、光透過性基板１０の材料の選択範囲を広げることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。例えば、実施形態に係る光記録媒体ＯＭは、光情報記録層１２が一対の光透過性基板１０で挟み込まれているが、光情報記録層１２の一方の面に光透過性基板１０が配置されたものであってもよい。さらに詳しくは、図２に示すように、この３次元光記録媒体ＯＭ´（以下、単に「光記録媒体ＯＭ´」という）は、光透過性基板１０上に、反射層１４、光透過層１５、光情報記録層１２、水分透過抑制層１１、および光透過性基板１０がこの順番に積層されて構成されている。そして、この光記録媒体ＯＭ´では、反射層１４が、水分透過抑制機能をも有している。なお、反射層１４には、サーボ信号読取り用に、全面に亘ってサーボピット（図示せず）が形成されていてもよい。この光記録媒体ＯＭ´では、緑色光（または青色光）である記録光（参照光）が図２の紙面上方の光透過性基板１０側から入射することによって光情報記録層１２に情報が記録される。また、光情報記録層１２に記録された情報は、図２の紙面上方の光透過性基板１０側から入射した参照光が反射層１４で反射する際に、その反射した光で再生することができる。そして、光記録媒体ＯＭ´では、図２の紙面上方の光透過性基板１０と光情報記録層１２との間に水分透過抑制層１１が形成されており、図２の紙面下方の光透過性基板１０と光透過層１５との間に水分透過抑制機能を有する反射層１４が形成されているので、大気中の水分（水蒸気）が両光透過性基板１０，１０を介して光情報記録層１２に移行することが抑制される。したがって、この光記録媒体ＯＭ´は、安定した記録感度を得ることができるとともに、保存安定性に優れる。また、反射層１４には、光情報記録層１２のアドレスを識別する情報などを示す凸凹プリフォーマットパターンが形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、水分透過抑制層１１が光透過性基板１０と光情報記録層１２との間に形成されているが、本発明は水分透過抑制層１１がさらに光透過性基板１０の外面に形成されていてもよいし、光透過性基板１０の外面にのみ水分透過抑制層１１が形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、ホログラフィ（干渉）を用いて情報を記録する３次元光記録媒体について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光情報記録層に２光子吸収材料を用いたものであってもよい。この２光子吸収材料としては、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、第三の化合物を含むものを用いることができる。この２光子吸収材料としては、例えば、特開２００２−１７２８６４号公報等に記載されているものが挙げられる。

また、前記実施形態では、ディスク状の光記録媒体ＯＭについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カード状のものであってもよい。

また、前記実施形態では、３次元光記録媒体に適応した例を示したが、本発明は２次元光記録媒体に適応してもよい。

次に、本発明の実施例および比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜光記録媒体の製造＞
まず、厚みが０．６ｍｍのポリカーボネート製シート（光透過率９０％）の片面にＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層（厚み：１０ｎｍ）がスパッタリング法によって形成された。このポリカーボネート製シートは光透過性基板に相当し、金属酸化物層は水分透過抑制層に相当する。次に、ポリカーボネート製シートに金属酸化物層側から所定の光重合性樹脂組成物を塗り重ねることによって、乾燥厚みで１．０ｍｍの光情報記録層を形成した。
次に、前記と同様にしてＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層を形成したポリカーボネート製シートを、金属酸化物層側から光情報記録層に貼付することによって光記録媒体を製造した。

＜光記録媒体の水蒸気透過度等の測定＞
ＪＩＳ Ｋ ７１２９に準拠して光記録媒体の水蒸気透過度を測定した。その結果を表１に示す。

次に、光記録媒体について、感度安定性の評価を行った。この評価では、まず湿度４５（２５℃）の環境下における光記録媒体の感度を測定するとともに、この環境から湿度９０％（２５℃）の環境下に光記録媒体を移し変えて２４時間放置後の光記録媒体の感度を測定した。なお、光記録媒体の感度（Ｓ：ｃｍ²／ｍＪ）は、次式（１）によって求めた。
感度（Ｓ）＝Δｎ／Ｅ・・・・（１）
前記式（１）中、Δｎは、光記録媒体の屈折率の変化量を表わし、Ｅは、光記録媒体に対する露光量（ｍＪ／ｃｍ²）を表わす。そして、Ｅ（露光量）は、Δｎ（屈折率の変化量）が０．０００５となるまでの値である。
次いで、求めた湿度４５（２５℃）の感度（以下、「Ｓ４５」と記す）と、湿度９０％（２５℃）の感度（以下、「Ｓ９０」と記す）とが、次式（２）で示される関係を満足する場合に、光記録媒体の感度安定性が「良好」であると評価した。
（Ｓ９０−Ｓ４５）／Ｓ４５≦０．１・・・・（２）
感度安定性の評価結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１において、ＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層に代えて、Ａｇ−Ｎｂ−Ｃｕ合金からなる金属層（水分透過抑制層に相当する）をスパッタリング法によって形成した以外は実施例１と同様にして光記録媒体を製造した。そして、得られた光記録媒体の水蒸気透過度と感度安定性とについて評価を行った。これらの評価結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１において、ＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層に代えて、Ｎｂ₂Ｏ_Xからなる金属酸化物層（水分透過抑制層に相当する）をスパッタリング法によって形成した以外は実施例１と同様にして光記録媒体を製造した。ここでのＮｂ₂Ｏ_Xは、ＮｂＯ、Ｎｂ₂Ｏ₃、ＮｂＯ₂、およびＮｂ₂Ｏ₅を含むものを表わしている。そして、そして、得られた光記録媒体の水蒸気透過度と感度安定性とについて評価を行った。これらの評価結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、ＺｎＯ−Ｇａ₂Ｏ₃からなる金属酸化物層を形成しないポリカーボネート製シートを使用した以外は、実施例１と同様に光記録媒体を製造した。そして、そして、得られた光記録媒体の水蒸気透過度と感度安定性とについて評価を行った。これらの評価結果を表１に示す。

（水蒸気透過度等の評価結果）
表１に示すように、比較例１の光記録媒体では、水蒸気透過度が１１ｇ／（ｍ²・日）であったのに対して、実施例１および実施例２の光記録媒体では、比較例１の約１／１０程度である１．２ｇ／（ｍ²・日）であった。また、実施例３の光記録媒体での水蒸気透過度は、定量限界である１．０ｇ／（ｍ²・日）を下回っていた。

そして、比較例１の光記録媒体は、高湿度環境下に曝されることによって感度が低下したが、実施例１乃至実施例３での光記録媒体は、高湿度環境下に曝されても感度の低下が認められずに良好な感度安定性を有していた。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る光記録媒体の外観斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。 他の実施形態に係る光記録媒体の構成を示す模式図である。

符号の説明

１１ 水分透過抑制層
１２ 光情報記録層
ＯＭ ３次元光記録媒体（光記録媒体）
ＯＭ´ ３次元光記録媒体（光記録媒体）

Claims (4)

1. 重合性樹脂組成物からなる光情報記録層と、
   前記光情報記録層の少なくとも片側に配置された光透過性の水分透過抑制層とを備えることを特徴とする光記録媒体。
2. 前記水分透過抑制層は、光透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
3. 前記水分透過抑制層は、酸化ニオブを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体。
4. ３次元光記録媒体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光記録媒体。

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