JP2008195616A - 重合性化合物、光記録用組成物、ホログラフィック記録媒体および情報記録方法 - Google Patents

重合性化合物、光記録用組成物、ホログラフィック記録媒体および情報記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高い記録再生精度を有するホログラフィック記録媒体の作製に好適な重合性化合物を提供すること。
【解決手段】下記一般式(1)で表される重合性化合物。一般式(1)において、Aは酸素原子、Xは水素原子、重合性基等を表し、YおよびZは、各々独立にハロゲン、重合性基等を表し、BおよびCは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、重合性基等を表す。ただし、BおよびCのうち少なくとも一方は水素原子を表し、X、YおよびZのうち少なくとも1つは重合性基を有する。mは、0〜5の範囲の整数、nは、0〜2の範囲の整数を表。

【選択図】なし

Description

本発明は、ホログラフィック記録媒体、特にボリュームホログラフィック記録媒体の作製に好適な重合性化合物に関するものである。更に、本発明は、前記重合性化合物を含む光記録用組成物、前記光記録用組成物を用いて形成されたホログラフィック記録媒体、および前記媒体への情報記録方法に関する。
従来より、ホログラフの原理を用いたホログラフィック光記録媒体の開発が進められてきた。ホログラフィック光記録媒体への情報の記録は、イメージ情報を含んだ情報光と参照光とを感光性組成物からなる記録層中で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録層に書き込むことによって行われる。一方、情報の再生時には、情報が記録された記録層に所定の角度で参照光を入射させることにより、形成された干渉縞による参照光の光回折が起こり、情報光が再生される。
近年、超高密度光記録のため、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され、注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、光記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、三次元的に干渉縞を書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特長がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は2値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えば、アナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、二次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時にS/N比(信号対雑音比)が多少悪くても、微分検出を行ったり、2値化データをコード化してエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる(特許文献1参照)。
例えば特許文献2には、フォトポリマー方式のホログラフィック光記録媒体においてウレタンマトリックスとフェニルアクリレート誘導体を用いることが開示されている。しかし、通常のフォトポリマー方式では、モノマーの重合時に体積収縮を伴うため、その記録干渉縞の歪みが発生し、データの入出力時にエラーを引き起こし記録再生精度が低下するという重大な問題がある(非特許文献1参照)。
一方、特許文献3には、記録素材として体積収縮が小さいカチオン重合性モノマーを用いることが開示されている、しかし特許文献3に記載技術をもってしてもなお、体積収縮の改善は十分ではない。
また、特許文献4には、体積膨張剤の添加による体積収縮の改善方法が開示されている。しかし、特許文献4に記載の方法では、記録光と体積膨張剤の反応に使われる光の波長が同じであるために、原理的に記録感度が低下するという問題がある。よって体積収縮を補償することができ、かつ記録再生精度が高いホログラフィック記録媒体の開発が望まれていた。
特開平11−311936号公報 特表2005−502918号公報 特表2004−507513号公報 特許第3504884号公報 日本印刷学会誌、2004年、41巻、25ページ
そこで本発明の目的は、高い記録再生精度を有するホログラフィック記録媒体、特にボリュームホログラフィック記録媒体の作製に好適な重合性化合物を提供することにある。
上記目的は、下記の手段により達成された。
[1]下記一般式(1)で表される重合性化合物。
[一般式(1)において、Aは、酸素原子、硫黄原子、またはNRを表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表し、Xは、水素原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、もしくはヘテロ環基を表し、YおよびZは、各々独立に、ハロゲン原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表し、BおよびCは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表す。ただし、BおよびCのうち少なくとも一方は水素原子を表し、X、YおよびZのうち少なくとも1つは重合性基を有する。mは、0〜5の範囲の整数を表すが、mが2以上の整数であるとき、複数存在するYは同じでも異なっていてもよい。nは、0〜2の範囲の整数を表すが、nが2であるとき、複数存在するZは同じでも異なっていてもよい。Qは脱離基を表す。]
[2]一般式(1)中、Xが下記一般式(2)で表される基である[1]に記載の重合性化合物。
[一般式(2)において、Lはアルキレン基またはアリーレン基と、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NR1−、アルキレン基およびアリーレン基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基との組み合わせからなる二価の連結基を表し、R1は水素または置換基を表し、Gは重合性基を表す。]
[3]一般式(1)中、Aが酸素原子である[1]または[2]に記載の重合性化合物。
[4]一般式(1)中、Qが下記一般式(3)で表される脱離基である[1]〜[3]のいずれかに記載の重合性化合物。
[一般式(3)において、Wはアルキル基、アリール基またはヘテロ環基を表す。]
[5][1]〜[4]のいずれかに記載の重合性化合物を含有する光記録用組成物。
[6]光ラジカル重合開始剤を更に含有する[5]に記載の光記録用組成物。
[7]ラジカル重合可能なモノマーおよび/またはマトリックスを更に含有する[5]または[6]に記載の光記録用組成物。
[8]ホログラフィック記録用組成物である[5]〜[7]のいずれかに記載の光記録用組成物。
[9][8]に記載の光記録用組成物から形成された記録層を有するホログラフィック記録媒体。
[10]ボリュームホログラフィック記録媒体である[9]に記載のホログラフィック記録媒体。
[11][9]または[10]に記載のホログラフィック記録媒体への情報記録方法であって、
前記記録層に対して情報光および参照光を照射することにより該記録層に干渉像を形成すること、ならびに、
干渉像が形成された記録層に対して定着光を照射することにより干渉像を定着させることを含む、前記情報記録方法。
[12]情報光の波長は400nm以上であり、かつ定着光の波長は400nm未満である[11]に記載の情報記録方法。
本発明の重合性化合物によれば、重合反応後に記録媒体の屈折率を変調することができ、これにより重合反応によって生じる媒体の体積収縮を補償することができる。本発明の重合性化合物によって形成された記録層を有するホログラフィック記録媒体によれば、記録再生精度の改善が可能である。
[重合性化合物]
本発明の重合性化合物は、下記一般式(1)で表される。
以下に、本発明の重合性化合物について詳細に説明する。
一般式(1)において、Aは、酸素原子、硫黄原子またはNRを表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、もしくはヘテロ環基を表す。
Rが表すアルキル基は、直鎖、分岐または環状の置換または無置換のアルキル基であることができる。前記アルキル基は、好ましくは炭素数1〜30の置換または無置換の直鎖または分岐のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、2−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、t−オクチル基、2−エチルヘキシル基、1,5ジメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、ソディウムスルホエチル基、ジエチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、ブトキシプロピル基、エトキシエトキシエチル基、n−ヘキシルオキシプロピル基等)、炭素数3〜18の置換または無置換の環状アルキル基(例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、シクロドデシル基等)である。なお、本発明におけるアルキル基には、ビシクロアルキル基、好ましくは炭素数5〜30の置換または無置換のビシクロアルキル基(つまり炭素数5〜30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基であり、例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル)、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含される。
アリール基は、好ましくは炭素数6〜30の置換または無置換のアリール基、例えばフェニル基、p−トリル基、ナフチル基、m−クロロフェニル基、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル基である。
ヘテロ環基とは、例えば、窒素原子、酸素原子、および硫黄原子のうち少なくとも一つを含む5〜7員環の、置換もしくまたは無置換の、飽和もしくまたは不飽和のヘテロ環である。これらは単環であってもよいし、更に他のアリール環もしくまたはヘテロ環と共に縮合環を形成してもよい。ヘテロ環基として好ましくは5〜6員のものであり、例えばピロリル基、ピロリジニル基、ピリジル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、インドリル基、インダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、フリル基、ピラニル基、クロメニル基、チエニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、モルホリノ基、モルホリニル基などが挙げられる。
上記基が置換基を有する場合、置換基の例としては例えばハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、N−ヒドロキシカルバモイル基、N−アシルカルバモイル基、N−スルホニルカルバモイル基、N−カルバモイルカルバモイル基、チオカルバモイル基、N−スルファモイルカルバモイル基、カルバゾイル基、カルボキシ基(およびその塩を含む)、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、ホルミル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、シリルオキシ基、ニトロ基、アミノ基、(アルキル、アリール、またはヘテロ環)アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、N−ヒドロキシウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、N−(アルキルまたはアリール)スルホニルウレイド基、N−アシルウレイド基、N−アシルスルファモイルアミノ基、ヒドロキシアミノ基、4級化された窒素原子を含むヘテロ環基(例えばピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基)、イソシアノ基、イミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、(アルキル、アリール、またはヘテロ環)ジチオ基、(アルキルまたはアリール)スルホニル基、(アルキルまたはアリール)スルフィニル基、スルホ基(およびその塩を含む)、スルファモイル基、N−アシルスルファモイル基、N−スルホニルスルファモイル基(およびその塩を含む)、シリル基などが挙げられる。なおここで塩とはアルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属などの陽イオンやアンモニウムイオン、ホスホニウムイオンなどの有機の陽イオンとの塩を意味する。これら置換基は更にこれら置換基で置換されていてもよい。
一般式(1)において、Aは酸素原子またはNRであることが好ましく、酸素原子であることがより好ましい。
一般式(1)において、Xは水素原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、もしくはヘテロ環基を表す。Xが表すアルキル基、アリール基、およびヘテロ環基の詳細は、先にRの説明で述べた通りである。一般式(1)中、Xはアルキル基であることが好ましく、重合性基によって置換されたアルキル基であることが更に好ましい。
YおよびZは、各々独立に、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表す。YおよびZが表すアルキル基、アリール基、およびヘテロ環基の詳細は、先にRの説明で述べた通りである。
アミノ基は、好ましくは、無置換アミノ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアニリノ基(例えばメチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N-メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基など)を表す。
アシル基は、好ましくは、炭素数2〜30の置換または無置換のアシル基(例えばアセチル基、ピバロイル基、2−クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル基など)を表す。
アルコキシ基は、好ましくは、炭素数1〜30の置換または無置換のアルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基など)を表す。
アリールオキシ基とは、好ましくは、炭素数6から〜30の置換もしくまたは無置換のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−t−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基など)を表す。
アシルオキシ基は、好ましくは、ホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換または無置換のアリールカルボニルオキシ基(例えばアセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基など)を表す。
アシルアミノ基は、好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換または無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換または無置換のアリールカルボニルアミノ基(例えばアセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ基など)を表す。
アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基は、好ましくは、炭素数1〜30の置換または無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換または無置換のアリールスルホニルアミノ基(例えばメチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基など)を表す。
アルコキシカルボニル基は、好ましくは、炭素数2〜30の置換または無置換アルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基など)を表す。
アリールオキシカルボニル基は、好ましくは、炭素数7〜30の置換または無置換のアリールオキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル基、o−クロロフェノキシカルボニル基、m−ニトロフェノキシカルボニル基、p−t−ブチルフェノキシカルボニル基など)を表す。
カルバモイル基は、好ましくは、炭素数1〜30の置換または無置換のカルバモイル基(例えばカルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基など)を表す。
スルファモイル基は、好ましくは、炭素数0〜30の置換または無置換のスルファモイル基(例えばN−エチルスルファモイル基、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−アセチルスルファモイル基、N−ベンゾイルスルファモイル基、N−(N’−フェニルカルバモイル)スルファモイル基など)を表す。
一般式(1)中、YおよびZは、ハロゲン原子、重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基またはカルバモイル基であることが好ましく、重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基またはカルバモイル基であることがより好ましい。
一般式(1)において、mは0〜5の範囲の整数を表す。mは0〜2の範囲の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。mが2以上の整数であるとき、複数存在するYは同じでも異なっていてもよい。
一般式(1)において、nは0〜2の範囲の整数を表す。nが2であるとき、複数存在するZは同じでも異なっていてもよい。nは、好ましくは0または1である。
一般式(1)において、X、Y、Zのうち少なくとも1つは重合性基を有する。本発明における重合性基とは、光照射、放射線照射、加熱、ラジカル開始剤の使用等により重合性成分を重合させ得る置換基であり、暗反応が進行しないという点で、ラジカル重合性基であることが好ましく、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが更に好ましい。以下に、重合性基の具体例を示す。
前記重合性基は、付加重合反応が可能な官能基であることがより好ましい。そのような重合性基としては、重合性エチレン性不飽和基または開環重合性基が好ましく、ラジカル重合性基である重合性エチレン性不飽和基が更に好ましい。ラジカル重合性基の例としては下記式(M−1)〜(M−6)で表される基が挙げられる。
式(M−3)、(M−4)中、R’は、水素原子またはアルキル基を表し、水素原子またはメチル基であることが好ましい。重合性基は、式(M−1)または(M−2)で表される基であることがより好ましく、式(M−1)で表される基であることが特に好ましい。
一般式(1)中、Xは、下記一般式(2)で表される基であることが好ましい。
以下に、一般式(2)について説明する。
一般式(2)において、Lはアルキレン基またはアリーレン基と、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NR1−、アルキレン基およびアリーレン基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基との組み合わせからなる二価の連結基を表し、R1は水素原子または置換基を表し、Gは重合性基を表す。
Lは、アルキレン基と、−O−、−C(=O)−、−NR1−およびアリーレン基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基との組み合わせからなる二価の連結基である場合が好ましく、更にはアルキレン基と、−O−、−C(=O)−および−NR1−からなる群から選ばれる少なくとも1つの基との組み合わせからなる二価の連結基である場合がより好ましい。
Gは重合性基を表し、その詳細は先にX、Y、Zが有し得る重合性基について述べた通りであり、好ましい例もまた同様である。
一般式(1)中、BおよびCは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表す。ただし、BおよびCのうち少なくとも一方は水素原子を表す。また、BまたはCとしてのハロゲン原子および置換基の詳細は、先にYおよびZについて述べた通りである。
BおよびCは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、重合性基によって置換されていていてもよいアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基またはカルバモイル基であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子、ラジカル重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、ニトロ基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基またはカルバモイル基であることがより好ましく、BおよびC共に水素原子であることが更に好ましい。
一般式(1)において、Qは脱離基を表す。本発明において、脱離基とは、Q−Hで表される化合物のpKa値が10以下になるようなQを意味する。ここでpKaとは、酸の強さを定量的に表す1つの指標であり、Q−Hから水素イオン(H+)が放出される解離反応を考えた場合、その平衡定数Kaの負の常用対数で定義される。Qで表される脱離基の具体例としては、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子、アリールオキシ基またはアリールチオ基などが挙げられるが、好ましくはアシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基またはアリールチオ基などであり、更に好ましくはアシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基などであり、最も好ましくはアシルオキシ基である。
Qは、好ましくは、下記一般式(3)で表される脱離基である。
一般式(3)において、Wはアルキル基、アリール基またはヘテロ環基を表す。Wで表されるアルキル基、アリール基またはヘテロ環基の詳細は、先にRの説明で述べた通りである。Wは、好ましくはアルキル基またはアリール基である。
一般式(1)で表される化合物の好ましい態様は、Aが酸素原子であり、かつQが一般式(3)で表される脱離基である化合物である。また、一般式(1)で表される化合物は、重合性基を一分子あたり1〜3個有することが好ましく、1個または2個有することが更に好ましい。重合性基は、X、Y、Zで表される基の少なくとも1つに含まれ、少なくともXおよび/またはZで表される基に含まれることが好ましい。
以下に一般式(1)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
一般式(1)で表される化合物は、公知の種々の方法の組み合わせにより合成することができ、個々の化合物によって適切な合成方法を選択することができる。合成方法については、例えばJournal of the American Chemical Society 1971年, 93巻, 7222ページ、Tetrahedron 2004年、60巻、3803ページの記載を参照することができる。
[光記録用組成物]
本発明の光記録用組成物は、本発明の重合性化合物を含有し、ホログラフィック記録用組成物として好ましく用いられ、特にボリュームホログラフィック記録用組成物として好適である。先に説明したように、ホログラフィック記録とは、情報を含んだ情報光と参照光とを記録層中で重ね合わせ、そのときにできる干渉像を記録層に書き込むことによって情報を記録する情報記録方法であり、ボリュームホログラフィック記録とは、ホログラフィック記録のなかでも記録層に三次元的に干渉像を書き込む情報記録方法である。
従来、ホログラフィック記録用組成物において記録用素材として用いられていたラジカル重合性モノマーは、記録時および定着時のモノマー重合反応進行に伴って記録媒体の体積収縮を引き起こすものであった。このようなラジカル重合性モノマーを含む記録媒体では、体積収縮により、参照光による読み取り条件が記録光照射時を再現しなくなることに起因してエラーが生じ、記録されたデータを正確に読み出すことが困難になるという問題があった。ここで、記録光および参照光が記録媒体中を通過する際の光路長は「媒体屈折率×幾何学的な長さ」で表される。参照光による読み取り条件が記録光照射時を再現しなくなる原因は、媒体の体積収縮によって「幾何学的な長さ」が減少することで参照光の光路長が記録光の光路長よりも短くなることにあると考えられる。
そこで、本発明者らは、上記問題を解決するために検討を重ね、体積収縮により「幾何学的な長さ」が減少した分、「媒体屈折率」を大きくすることができれば、体積収縮による読み出し精度低下の問題を解決できるとの知見を得た。本発明者らは上記知見に基づき更に検討を重ね、一般式(1)で表される化合物を記録材料として使用することにより、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下に、この点について更に詳細に説明する。
一般式(1)で表される化合物は、−A−Xで表される置換基が芳香環のメタ位に置換し、更にオルト位の少なくとも一方に水素原子を有するという構造的特徴を有し、UV光(波長<400nm)の照射によって光反応が進行し、ベンゾフラン誘導体を生成する特徴を有する。
このとき、一般式(1)で表される化合物がベンゾフラン誘導体に変換されると、化合物の吸収が長波長化し、クラマース・クローニッヒの関係より屈折率が大きくなる。即ち、一般式(1)の化合物を含有するホログラフィック記録媒体に対して記録光照射による情報記録(記録波長≧400nm)を行った後、例えば波長<400nmの定着光を照射することでベンゾフラン誘導体が生成し、その生成に伴って屈折率が上昇する。即ち、「媒体屈折率」が大きくなることで体積収縮に伴う「幾何学的な長さ」の減少分を補償することができ、結果として参照光の光路長が記録光の光路長と同じになって、記録されたデータを正確に読み出すことが可能となる。
本発明の光記録用組成物は、少なくとも一般式(1)で表される化合物を含有する。本発明の光記録用組成物における一般式(1)で表される化合物の含有量は、例えば1〜50質量%であり、1〜30質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることが更に好ましい。
本発明の光記録用組成物は、一般式(1)で表される化合物とともに、光ラジカル重合開始剤を含有することができ、必要に応じてラジカル重合可能なモノマーやマトリックス、更にその他の成分を含有することができる。
前記光ラジカル重合開始剤としては、光照射によりラジカル反応を引き起こす材料などが挙げられ、本発明の光記録用組成物を用いて形成される記録媒体に情報を記録するために使用する情報光に感度を有するものが好ましい。前記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,1’−ビイミダゾール、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニルビニル)−1,3,5−トリアジン、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4,4’−ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−ジエチルアミノフェニルベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−2−オン、ベンゾフェノン、チオキサントン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルアシルホスフィンオキシド、トリフェニルブチルボレートテトラエチルアンモニウム、ジフェニル−4−フェニルチオフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、2,2-ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニルチタニウム〕などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、照射する光の波長に合わせて後述する増感色素を併用してもよい。
前記光ラジカル重合開始剤の前記光記録用組成物における含有量は、0.01〜5質量%であることが好ましく、1〜3質量%であることがより好ましい。
ラジカル重合可能なモノマーとしては、例えば、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、ビニル基のような不飽和結合を有するラジカル重合型のモノマーなどが挙げられる。これらのモノマーは、単官能であっても多官能であってもよい。また単独で用いても良く、他のモノマーと2種以上併用して用いてもよい。前記ラジカル重合型のモノマーとしては、例えば、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、2−ナフト−1−オキシエチルアクリレート、2−カルバゾイル−9−イルエチルアクリレート、(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、ビニル−1−ナフトエート、2,4,6−トリブロムフェニルアクリレート、ペンタブロムアクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、スチレン、p−クロロスチレン、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルピロピドンなどが挙げられる。それらの中でもフェノキシエチルアクリレート、2,4,6−トリブロムフェニルアクリレート、ペンタブロムアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートが好ましく、2,4,6−トリブロムフェニルアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートがより好ましい。
前記ラジカル重合可能なモノマーの前記光記録用組成物における含有量は、1〜50質量%であることが好ましく、1〜30質量%であることがより好ましく、3〜10質量%であることが更に好ましい。前記含有量が50質量%以下であれば、安定な干渉像を得ることができ、1質量%以上であれば、回折効率の点で望ましい性能を得ることができる。但し、ラジカル重合可能なモノマーの含有量は上記範囲に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記マトリックスとは、情報の記録や保存に関わるモノマーや光重合開始剤を保持し得るポリマーを意味し、塗膜性、膜強度、およびホログラム記録特性向上の効果を高める目的で使用され得るものである。
前記マトリックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱硬化性マトリックスであることが好ましく、例えば、イソシアネート化合物とアルコール化合物から形成されるウレタン樹脂やオキシラン化合物から形成されるエポキシ化合物、メラミン化合物、フォルマリン化合物、(メタ)アクリル酸やイタコン酸等の不飽和酸のエステル化合物やアミド化合物を重合して得られる重合体などが挙げられる。それらは、熱により硬化してもよく、触媒などを使用して光硬化させてもよい。中でもイソシアネート化合物とアルコール化合物から形成されるポリウレタンマトリックスが好ましく、記録の保持性から考えて、多価イソシアネートと多価アルコールから形成される3次元ポリウレタンマトリックスが最も好ましい。
以下に、ポリウレタンマトリックスを形成することができる、多価イソシアネートおよび多価アルコールについて具体例を述べる。
前記多価イソシアネートとしては、具体的には、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレン−1,3−ジイソシアネート、フェニレン−1,4−ジイソシアネート、1−メトキシフェニレン−2,4−ジイソシアネート、1−メチルフェニレン−2,4−ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ビフェニレン−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメトキシビフェニレン−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメチルビフェニレン−4,4'−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4'−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメトキシジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、シクロブチレン−1,3−ジイソシアネート、シクロペンチレン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、1−メチルシクロヘキシレン−2,4−ジイソシアネート、1−メチルシクロヘキシレン−2,6−ジイソシアネート、1−イソシアネート−3,3,5−トリメチル−5−イソシアネートメチルシクロヘキサン、シクロヘキサン−1,3−ビス(メチルイソシアネート)、シクロヘキサン−1,4−ビス(メチルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4'−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、ドデカメチレン−1,12−ジイソシアネート、フェニル−1,3,5−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,4'−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,5,4'−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−2,4',4"−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4',4"−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,2',4'−テトライソシアネート、ジフェニルメタン−2,5,2',5'−テトライソシアネート、シクロヘキサン−1,3,5−トリイソシアネート、シクロヘキサン−1,3,5−トリス(メチルイソシアネート)、3,5−ジメチルシクロヘキサン−1,3,5−トリス(メチルイソシアネート)、1,3,5−トリメチルシクロヘキサン−1,3,5−トリス(メチルイソシアネート)、ジシクロヘキシルメタン−2,4,2'−トリイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4,4'−トリイソシアネートリジンジイソシアネートメチルエステル、またはこれらの有機イソシアネート化合物の化学量論的過剰量と多官能性活性水素含有化合物との反応により得られる両末端イソシアネートプレポリマー、などが挙げられる。これらの中でも、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートが特に好ましい。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価アルコールとは、多価アルコール単独であってもよく、他の多官能アルコールと混合状態であってもよい。多価アルコールとしては、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、テトラメチレングリコール等のジオール類;ビスフェノール類、またはこれらの多官能アルコールをポリエチレンオキシ鎖やポリプロピレンオキシ鎖で修飾した化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、ペンタントリオール、ヘキサントリオール、デカントリオール等のトリオール類などのこれらの多官能アルコールをポリエチレンオキシ鎖やポリプロピレンオキシ鎖で修飾した化合物、などが挙げられる。
前記マトリックスの前記光記録用組成物における含有量は、10〜95質量%であることが好ましく、35〜90質量%であることがより好ましい。前記含有量が10質量%以上であれば、安定な干渉像を得ることができ、95質量%以下であれば、回折効率の点で望ましい性能を得ることができる。
本発明の光記録用組成物には、光記録用組成物の貯蔵安定性を改良する目的で重合禁止剤や酸化防止剤を加えてもよい。
前記重合禁止剤および酸化防止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p−ベンゾキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジターシャリーブチル−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−ターシヤリ−ブチルフェノール)、トリフェルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト,フェノチアジン、N−イソプロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
前記重合禁止剤または酸化防止剤の添加量は、ラジカル重合可能なモノマーの全量に対して3質量%以下が好ましい。前記添加量が3質量%を超えると、重合が遅くなるか、著しい場合は重合しなくなることがある。
本発明の光記録用組成物には、必要に応じて増感色素を添加することもできる。増感色素としては、「Research Disclosure,Vol.200,1980年12月、Item 20036」や「増感剤」(p.160〜p.163、講談社;徳丸克己・大河原信/編、1987年)等に記載された公知の化合物を使用することができる。
前記増感色素としては、具体的には、特開昭58−15603号公報に記載の3−ケトクマリン化合物、特開昭58−40302号公報に記載のチオピリリウム塩、特公昭59−28328号公報、同60−53300号公報に記載のナフトチアゾールメロシアニン化合物、特公昭61−9621号公報、同62−3842号公報、特開昭59−89303号公報、同60−60104号公報に記載のメロシアニン化合物が挙げられる。
また、「機能性色素の化学」(1981年、CMC出版社、p.393〜p.416)や「色材」(60〔4〕212−224(1987))等に記載された色素も挙げることができる。具体的には、カチオン性メチン色素、カチオン性カルボニウム色素、カチオン性キノンイミン色素、カチオン性インドリン色素、カチオン性スチリル色素が挙げられる。
更に、クマリン(ケトクマリンまたはスルホノクマリンも含まれる)色素、メロスチリル色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素等のケト色素;非ケトポリメチン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、アントラセン色素、ローダミン色素、アクリジン色素、アニリン色素、アゾ色素等の非ケト色素;アゾメチン色素、シアニン色素、カルボシアニン色素、ジカルボシアニン色素、トリカルボシアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素等の非ケトポリメチン色素;アジン色素、オキサジン色素、チアジン色素、キノリン色素、チアゾール色素等のキノンイミン色素等も分光増感色素に含まれる。
前記増感色素は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ホログラム記録媒体における記録層は、記録波長光の透過率が10〜99%であることが好ましく、20〜95%であることがより好ましく、30〜90%であることが更に好ましく、40〜85%であることが、回折効率、感度、記録密度(多重度)の点で最も好ましい。従って上記透過率の記録層が得られるように、記録層の膜厚に合わせて増感色素の記録波長における添加モル濃度を調整することが好ましい。
本発明の光記録用組成物には、本発明の光記録用組成物から形成される記録層の感度を向上させる目的で光熱変換材料を含有させることもできる。
前記光熱変換材料としては、特に制限はなく、目的とする機能や性能に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(1)で表される化合物とともに記録層へ添加する際の簡便さや、入射光の散乱などを引き起こさないといった特性から、有機染料色素が好ましく、また、記録に用いる光源の光を吸収、散乱しないといった点において、赤外線吸収色素が好ましい。
前記赤外線吸収色素は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、カチオン性色素、錯塩形成色素、キノン系中性色素などが好適である。また、前記赤外線吸収色素の極大吸収波長としては、600〜1,000nmの範囲が好ましく、特に700〜900nmの範囲がより好ましい。
本発明の光記録用組成物における前記赤外線吸収色素の含有量は、本発明の光記録用組成物から形成された記録層における赤外領域での最も吸光度が高い波長の吸光度で決定することができる。該吸光度としては、0.1〜2.5の範囲が好ましく、0.2〜2.0の範囲がより好ましい。
本発明の光記録用組成物は、情報を含んだ光の照射によって該情報の記録を行うことができる各種のホログラフィック記録用組成物として利用可能であって、特に、ボリュームホログラフィック記録用組成物として好適である。なお、光記録用組成物が十分低い粘度ならばキャスティングすることによって記録層を形成することができる。一方、キャスティングできないほど高粘度である場合には、ディスペンサーを用いて下側基板に記録層を盛りつけ、この記録層上に上側基板で蓋をするように押し付けて、全面に広げて記録媒体を形成することができる。
[ホログラフィック記録媒体]
本発明のホログラフィック記録媒体は、本発明の光記録用組成物から形成された記録層を有する。例えば、前述の方法により本発明の光記録用組成物からなる記録層を形成することができる。
本発明のホログラフィック記録媒体は、前記記録層(ホログラフィック記録層)を有し、好ましくは、下側基板と、フィルタ層と、ホログラフィック記録層と、上側基板とを有し、必要に応じて、反射膜、フィルタ層、第1ギャップ層、第2ギャップ層等のその他の層を有することができる。
本発明のホログラフィック記録媒体は、ホログラムの原理を利用して情報の記録再生が可能であり、二次元などの情報を記録する比較的薄型の平面ホログラムや立体像など多量の情報を記録する体積ホログラムであってもよく、透過型および反射型のいずれであってもよい。本発明のホログラフィック記録媒体は、高容量の情報記録が可能であるため、高記録密度が求められるボリューム(体積)ホログラフィック記録媒体として好適である。
また、本発明のホログラフィック記録媒体へのホログラムの記録方式は特に限定されず、例えば、振幅ホログラム、位相ホログラム、ブレーズドホログラム、複素振幅ホログラムなどでもよい。これらの中でも、体積ホログラフィック記録領域における情報の記録が、情報光および参照光を同軸光束として体積ホログラフィック記録領域に照射し、前記情報光と前記参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録する、いわゆるコリニア方式が特に好ましい。
以下に、本発明のホログラフィック記録媒体に含まれ得る基板および各層の詳細を順次説明する。
−基板−
基板は、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その形状としては、例えば、ディスク形状、カード形状などが挙げられ、ホログラフィック記録媒体の機械的強度を確保できる材料のものを選定すべきである。また、記録および再生に用いる光が基板を通して入射する場合は、用いる光の波長領域で十分に透明であることが好ましい。
基板材料としては、通常、ガラス、セラミックス、樹脂、などが用いられるが、成形性、コストの点から、樹脂が特に好適である。前記樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が特に好ましい。基板としては、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
基板には、通常、半径方向に線状に延びる複数の位置決め領域としてのアドレス−サーボエリアが所定の角度間隔で設けられ、隣り合うアドレス−サーボエリア間の扇形の区間がデータエリアになっている。アドレス−サーボエリアには、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報とが、予めエンボスピット(サーボピット)等によって記録されている(プリフォーマット)。なお、フォーカスサーボは、反射膜の反射面を用いて行うことができる。トラッキングサーボを行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを用いることができる。なお、ホログラフィック記録媒体がカード形状の場合には、サーボピットパターンは無くても構わない。
基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1〜5mmが好ましく、0.3〜2mmがより好ましい。基板の厚みが、0.1mm以上であれば、ディスク保存時の形状の歪みを抑えることができ、5mm以下であれば、ディスク全体の質量が大きくなってドライブモーターに過剰な負荷がかかることを回避することができる。
−記録層−
記録層は、本発明の光記録用組成物から形成され、ホログラフィを利用して情報が記録され得るものである。記録層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。記録層の厚みが1〜1,000μmの範囲であれば、10〜300多重のシフト多重を行っても十分なS/N比を得ることができ、100〜700μmの範囲であればそれが顕著である点で有利である。
−反射膜−
反射膜は、基板のサーボピットパターン表面に形成することができる。
反射膜の材料としては、情報光や参照光に対して高い反射率を有する材料を用いることが好ましい。情報光および参照光として使用する光の波長が400〜780nmである場合には、例えば、Al、Al合金、Ag、Ag合金、などを使用することが好ましい。情報光および参照光として使用する光の波長が650nm以上である場合には、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Au、Cu合金、TiN、などを使用することが好ましい。
なお、反射膜として、光を反射すると共に、追記および消去のいずれかが可能な光記録媒体、例えば、DVD(ディジタル ビデオ ディスク)などを用いることにより、ホログラムをどのエリアまで記録したか、いつ書き換えたか、どの部分にエラーが存在し交替処理をどのように行ったか、などのディレクトリ情報などをホログラムに影響を与えずに追記および書き換えすることも可能となる。
反射膜の形成方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点で優れている。
反射膜の厚みは、十分な反射率を実現し得るように、50nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましい。
−フィルタ層−
フィルタ層は、基板のサーボピット上、反射層上または後述する第一ギャップ層上に設けることができる。
フィルタ層は、複数種の光線の中から特定の波長の光のみを反射する、波長選択反射機能を有し、第一の光を透過し、第二の光を反射する。特に、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光および参照光による記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止する機能もあり、記録媒体にフィルタ層を積層することにより、高解像度、回折効率の優れた光記録を行うことができる。
フィルタ層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ダイクロイックミラー層、色材含有層、誘電体蒸着層、単層または2層以上のコレステリック層および必要に応じて適宜選択したその他の層の少なくともいずれかを積層した積層体により形成することができる。その厚さは、特に限定されないが、例えば0.5〜20μm程度である。
フィルタ層は、記録層などと共に、直接基板上に塗布などにより積層してもよく、フィルム等の基材上に積層してフィルタ層を作製し、これを基板上に積層してもよい。
−第1ギャップ層−
第1ギャップ層は、必要に応じてフィルタ層と反射膜との間に設けられ、下側基板表面を平滑化する目的で形成される。また、記録層内に生成されるホログラムの大きさを調整するためにも有効である。即ち、記録層は、記録用参照光および情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成する必要があるので、記録層とサーボピットパターンとの間にギャップを設けることが有効となる。
第1ギャップ層は、例えば、サーボピットパターンの上から紫外線硬化樹脂等の材料をスピンコート等で塗布し、硬化させることにより形成することができる。また、フィルタ層として透明基材の上に塗布形成したものを使用する場合には、該透明基材が第1ギャップ層としても働くことになる。
第1ギャップ層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜200μmが好ましい。
−第2ギャップ層−
第2ギャップ層は、必要に応じて記録層とフィルタ層との間に設けられる。
第2ギャップ層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリスルホン(PSF)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリメタクリル酸メチル=ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のような透明樹脂フィルム、または、JSR社製商品名ARTONフィルムや日本ゼオン社製商品名ゼオノアのような、ノルボルネン系樹脂フィルム、などが挙げられる。これらの中でも、等方性の高いものが好ましく、TAC、PC、商品名ARTON、および商品名ゼオノアが特に好ましい。
第2ギャップ層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜200μmが好ましい。
以下に、本発明のホログラフィック記録媒体について、具体的態様に基づき更に詳しく説明する。ただし、本発明は下記具体的態様に限定されるものではない。
<第一の実施形態>
図1は、第一の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体の構成を示す概略断面図である。第一の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体21では、ポリカーボネート樹脂製基板またはガラス基板1にサーボピットパターン3が形成され、該サーボピットパターン3上にアルミニウム、金、白金等でコーティングして反射膜2が設けられている。なお、図1では下側基板1全面にサーボピットパターン3が形成されているが、サーボピットパターンは周期的に形成されていてもよい。また、このサーボピットパターン3の高さは、通常1750Å(175nm)であり、基板を始め他の層の厚みに比べて充分に小さいものである。
第1ギャップ層8は、紫外線硬化樹脂等の材料を下側基板1の反射膜2上にスピンコート等により塗布して形成される。第1ギャップ層8は、反射膜2を保護すると共に、記録層4内に生成されるホログラムの大きさを調整するためにも有効である。つまり、記録層4とサーボピットパターン3との間にギャップを設けることは、記録層4において記録用参照光と情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成するために有効である。
第1ギャップ層8上にはフィルタ層6が設けられ、該フィルタ層6と上側基板5(ポリカーボネート樹脂基板やガラス基板)によって記録層4を挟むことによってホログラフィック記録媒体21が構成される。
図1において、フィルタ層6は、赤色光のみを透過し、それ以外の色の光を通さないものである。従って、情報光、記録および再生用参照光は緑色または青色の光であるので、フィルタ層6を透過せず、反射膜2まで達することなく、戻り光となり、入出射面Aから出射することになる。
このフィルタ層6は、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層蒸着膜である。
この多層蒸着膜からなるフィルタ層6は、第1ギャップ層8上に真空蒸着により直接形成してもよいし、基材上に多層蒸着膜を形成したフィルムをホログラフィック記録媒体形状に打ち抜いて配置してもよい。
本実施形態におけるホログラフィック記録媒体21は、ディスク形状でもいいし、カード形状であってもよい。カード形状の場合にはサーボピットパターンは無くてもよい。また、このホログラフィック記録媒体21では、下側基板1は0.6mm、第1ギャップ層8は100μm、フィルタ層6は2〜3μm、記録層4は0.6mm、上側基板5は0.6mmの厚みであって、合計厚みは約1.9mmとなっている。
次に、図3を参照して、ホログラフィック記録媒体21への情報の記録および再生に使用可能な光学系について説明する。
まず、サーボ用レーザーから出射した光(赤色光)は、ダイクロイックミラー13でほぼ100%反射して、対物レンズ12を通過する。対物レンズ12によってサーボ用光は反射膜2上で焦点を結ぶようにホログラフィック記録媒体21に対して照射される。つまり、ダイクロイックミラー13は緑色や青色の波長の光を透過し、赤色の波長の光をほぼ100%反射させるようになっている。ホログラフィック記録媒体21の光の入出射面Aから入射したサーボ用光は、上側基板5、記録層4、フィルタ層6、および第1ギャップ層8を通過し、反射膜2で反射され、再度、第1ギャップ層8、フィルタ層6、記録層4、および上側基板5を透過して入出射面Aから出射する。出射した戻り光は、対物レンズ12を通過し、ダイクロイックミラー13でほぼ100%反射して、サーボ情報検出器(不図示)でサーボ情報が検出される。検出されたサーボ情報は、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スライドサーボ等に用いられる。記録層4を構成するホログラム材料(本発明の重合性化合物)が、赤色の光では感光しないものであれば、サーボ用光が記録層4を通過したり、サーボ用光が反射膜2で乱反射したとしても、記録層4には影響を与えない。また、サーボ用光の反射膜2による戻り光は、ダイクロイックミラー13によってほぼ100%反射するようになっているので、サーボ用光が再生像検出のためのCMOSセンサまたはCCD14で検出されることはなく、再生光に対してノイズとなることもない。
また、記録用/再生用レーザーから生成された情報光および記録用参照光は、偏光板16を通過して線偏光となり、ハーフミラー17を通過して1/4波長板15を通った時点で円偏光になる。ダイクロイックミラー13を透過し、対物レンズ12によって情報光と記録用参照光が記録層4内で干渉パターンを生成するようにホログラフィック記録媒体21に照射される。情報光および記録用参照光は入出射面Aから入射し、記録層4で干渉し合って干渉パターンをそこに生成する。その後、情報光および記録用参照光は、記録層4を通過し、フィルタ層6に入射するが、該フィルタ層6の底面までの間に反射されて戻り光となる。つまり、情報光と記録用参照光は反射膜2までは到達しない。フィルタ層6は高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した多層蒸着層であり、赤色光のみを透過する性質を有するからである。
<第二の実施形態>
図2は、第二の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体の構成を示す概略断面図である。この第二の実施形態に係るホログラフィック記録媒体22では、ポリカーボネート樹脂またはガラス基板1にサーボピットパターン3が形成され、該サーボピットパターン3表面にアルミニウム、金、白金等でコーティングして反射膜2が設けられている。また、このサーボピットパターン3の高さは、通常1750Å(175nm)である点については、第一の実施形態と同様である。
第二の実施形態と第一の実施形態の構造の差異は、第二の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体22では、フィルタ層6と記録層4との間に第2ギャップ層7が設けられていることである。この第2ギャップ層7には、情報光および再生光がフォーカシングするポイントが存在する。このエリアをフォトポリマーで埋めていると過剰露光によるモノマーの過剰消費が起こり多重記録能が下がってしまう。そこで、無反応で透明な第2ギャップ層を設けることが有効となる。
高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数積層した多層蒸着膜であるフィルタ層6は、第1ギャップ層8を形成した後、該第1ギャップ層8上に形成され、前記第一実施形態と同様のものを用いることができる。
また、第二実施形態のホログラフィック記録媒体22では、下側基板1は1.0mm、第1ギャップ層8は100μm、フィルタ層6は3〜5μm、第2ギャップ層7は70μm、記録層4は0.6mm、上側基板5は0.4mmの厚みであって、合計厚みは約2.2mmとなっている。
次に、情報の記録または再生を行う場合、上記のような構造を有する第二実施形態のホログラフィック記録媒体22に対して、赤色のサーボ用光および緑色の情報光並びに記録および再生用参照光が照射される。サーボ用光は、入出射面Aから入射し、記録層4、第2ギャップ層7、フィルタ層6、および第1ギャップ層8を通過して反射膜2で反射して戻り光となる。この戻り光は、再度、第1ギャップ層8、フィルタ層6、第2ギャップ層7、記録層4および上側基板5をこの順序で通過して、入出射面Aより出射する。出射した戻り光は、フォーカスサーボやトラッキングサーボ等に用いられる。記録層4を構成するホログラム材料(本発明の重合性化合物)が、赤色の光では感光しないものであれば、サーボ用光が記録層4を通過したり、サーボ用光が反射膜2で乱反射したとしても、記録層4には影響を与えない。緑色の情報光等は、入出射面Aから入射し、記録層4、第2ギャップ層7を通過して、フィルタ層6で反射して戻り光となる。この戻り光は、再度、第2ギャップ層7、記録層4および上側基板5をこの順序で通過して、入出射面Aより出射する。また、再生時についても再生用参照光はもちろん、再生用参照光を記録層4に照射することによって発生する再生光も反射膜2に到達せずに入出射面Aから出射する。なお、ホログラフィック記録媒体22周辺(図3における対物レンズ12、フィルタ層6、検出器としてのCMOSセンサまたはCCD14)での光学的動作は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
[情報記録方法]
更に、本発明は、本発明のホログラフィック記録媒体へ情報を記録する方法に関する。本発明の情報記録方法は、本発明の光記録用組成物から形成された記録層に対して情報光および参照光を照射することにより該記録層に干渉像を形成すること、および、干渉像が形成された記録層に対して定着光を照射することにより干渉像を定着させることを含む。ここで、情報光として波長400nm以上の光を使用し、かつ定着光として波長400nm未満の光を使用すれば、先に説明したように、情報光照射により生じた体積収縮を、定着光照射による屈折率変調で補償することができる。
情報光としては、可干渉性を有する光を使用することができる。情報光の光軸と参照光の光軸とが同軸となるように、記録媒体に情報光および前記参照光を照射することにより、該情報光と該参照光との干渉により生成される干渉像を記録層に記録することができる。具体的には、二次元的な強度分布が与えられた情報光と、該情報光と強度がほぼ一定な参照光とを記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせることにより、情報を記録することができる。情報光および参照光の波長は、400nm以上であることが好ましく、400〜2000nmであることが更に好ましく、400〜700nmであることが特に好ましい。
情報光および参照光照射により情報記録(干渉像形成)を行った後、干渉像を定着させるために定着光を照射する。前述のように、干渉光の波長は400nm未満であることが好ましく、100nm以上400nm未満であることが更に好ましく、200nm以上400nm未満であることが特に好ましい。
上記方法により形成された干渉像に参照光を照射することにより、情報を再生することができる。書き込んだ情報を読み出す(再生する)際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録層に照射し、記録層内部に形成された光学特性分布に対応した強度分布を有する再生光が記録層から出射される。
次に、本発明のホログラフィック記録媒体への情報の記録および再生に好適に使用される光記録再生装置について、図4を参照して説明する。
図4に示す光記録再生装置100は、ホログラフィック記録媒体20が取り付けられるスピンドル81と、このスピンドル81を回転させるスピンドルモータ82と、ホログラフィック記録媒体20の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ82を制御するスピンドルサーボ回路83とを備えている。
また、光記録再生装置100は、ホログラフィック記録媒体20に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、ホログラフィック記録媒体20に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、ホログラフィック記録媒体20に記録されている情報を再生するためのピックアップ31と、このピックアップ31をホログラフィック記録媒体20の半径方向に移動可能とする駆動装置84とを備えている。
光記録再生装置100は、ピックアップ31の出力信号よりフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TE、および再生信号RFを検出するための検出回路85と、この検出回路85によって検出されるフォーカスエラー信号FEに基づいて、ピックアップ31内のアクチュエータを駆動して対物レンズ(不図示)をホログラフィック記録媒体20の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路86と、検出回路85によって検出されるトラッキングエラー信号TEに基づいてピックアップ31内のアクチュエータを駆動して対物レンズをホログラフィック記録媒体20の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路87と、トラッキングエラー信号TEおよび後述するコントローラからの指令に基づいて駆動装置84を制御してピックアップ31をホログラフィック記録媒体20の半径方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路88とを備えている。
光記録再生装置100は、更に、ピックアップ31内のCMOSまたはCCDアレイの出力データをデコードして、ホログラフィック記録媒体20のデータエリアに記録されたデータを再生したり、検出回路85からの再生信号RFより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路89と、光記録再生装置100の全体を制御するコントローラ90と、このコントローラ90に対して種々の指示を与える操作部91とを備えている。コントローラ90は、信号処理回路89より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、ピックアップ31、スピンドルサーボ回路83、およびスライドサーボ回路88等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路83は、信号処理回路89より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ90は、CPU(中央処理装置)、ROM(リード オンリ メモリ)、およびRAM(ランダム アクセス メモリ)を有し、CPUが、RAMを作業領域として、ROMに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ90の機能を実現することができる。
以下、実施例に基づき本発明について更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
[実施例1]
−例示化合物RR−1の合成−
例示化合物RR−1を、下記スキームに従い合成した。
(合成中間体1の合成)
水酸化ナトリウム36gを水1.5Lに溶解した後、3−ヒドロキシベンズアルデヒド105.4gを加えた。この溶液に3−ブロモプロパノール100gを滴下し、加熱還流(6時間)した。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム5gと酢酸エチル1Lを加えて分液し、有機層を希塩酸200mLで洗浄、次いで飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。固体分をろ別した後、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで合成中間体1を100g得た。
(合成中間体2の合成)
ベンジル4.29gと合成中間体1 3.67gをジメチルホルムアミド15mLに溶解した。この溶液を氷冷した後、シアン化カリウム0.26gを加えた。室温で1時間撹拌した後、酢酸エチル100mL、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50mLを加えて分液し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液50mLで洗浄後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。固体分をろ別した後、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで合成中間体2を4.4g得た。
(例示化合物RR−1の合成)
合成中間体2 2.8gを酢酸エチル20mLに溶解した後、溶液を氷冷し、トリエチルアミン1.5mLとハイドロキノン0.05gを加えた。この溶液にアクリル酸クロリド0.9mLを滴下した。室温で1時間撹拌した後、酢酸エチル100mL、希塩酸50mLを加えて分液し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。固体分をろ別した後、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製することで例示化合物RR−1を1.0g得た。
1H NMR (300MHz, CDCl3) δ 2.17(m, 2H) 4.06(m, 3H) 4.35(m, 2H) 5.81(d, 1H) 6.12(dd, 1H) 6.41(d, 1H) 6.9〜7.6(m, 11H) 8.01(d, 1H) 8.13(d, 2H)
[実施例2]
−ホログラフィック記録用組成物の調製−
ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート31.5g、ポリプロピレンオキサイドトリオール(質量平均分子量1,000)61.2g、テトラメチレングリコール2.5g、下記構造式で表されるモノマー(M−1)3.1g、光重合開始剤(TPO-L、BASF社製)0.39g、およびジブチルジラウレートスズ1.01g、例示化合物RR−1 0.3gを窒素気流下で混合し、ホログラフィック記録用組成物を調製した。
[比較例1]
−ホログラフィック記録用組成物の調製−
ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート31.5g、ポリプロピレンオキサイドトリオール(質量平均分子量1,000)61.2g、テトラメチレングリコール2.5g、上記モノマー(M-1)3.1g、光重合開始剤(TPO-L、BASF社製)0.39g、およびジブチルジラウレートスズ1.01gを窒素気流下で混合して、ホログラフィック記録用組成物を調製した。
[実施例3および比較例2]
−ホログラフィック記録媒体の作製−
厚み0.5mmのガラスの片面に記録光の波長に対して垂直な入射光による反射率が0.1%となるように反射防止処理を施して、第一基板を作製した。
厚み0.5mmのガラスの片面に記録光の波長に対して垂直な入射光による反射率が90%となるようにアルミニウム蒸着処理を施して、第二基板を作製した。
次に、第一基板の反射防止処理を施していない側の面に、厚み500μmの透明ポリエチレンテレフタレートシートをスぺーサーとして設けた。
次いで、実施例2および比較例1の各ホログラフィック記録用組成物を、それぞれ第一基板上に盛り付け、第二基板のアルミニウム蒸着した面をホログラフィック記録用組成物上に空気を巻き込まないように重ね合わせ、スぺーサーを介して第一基板と第二基板と貼合させた。形成されたホログラフィック記録層の厚さは500μmであった。その後、45℃にて24時間放置して、実施例3および比較例2のホログラフィック記録媒体を作製した。
<ホログラフィック記録媒体への記録および評価>
実施例3および比較例2のホログラフィック記録媒体に対し、コリニアホログラム記録再生試験機(パルステック工業株式会社製、B−VRD)を用いて、一連の多重ホログラムを書き込み、以下のようにして、感度(記録エネルギー)、多重数について測定し、評価した。
−感度の測定−
記録時の照射光エネルギー(mJ/cm2)を変化させ、再生信号のエラー確率(BER:Bit Error Rate)の変化を測定した。通常、照射光エネルギーの増加にともない再生信号の輝度が増加し、再生信号のBERが徐々に低下する傾向にある。ここでは、ほぼ良好な再生像(BER<10-3)が得られる最低の照射光エネルギーをホログラフィック記録媒体の記録感度とした。
−媒体の体積収縮−
フォトポリマーの収縮膨張の解析手段として、平面波二光束干渉による干渉縞の変化から算出する手法が知られている。FPR (Fringe Plane Rotation)モデルでは記録媒体に斜めに記録したブラッグ格子の記録時の角度と、記録後(もしくは定着後)の最適再生角度の差から、記録-再生間に生じた記録層の収縮を評価することが可能である。図5にこのモデルの概念図を示す。記録前後で生じる収縮変化は厚み方向のみと仮定している。
FPRモデルによる干渉縞の傾きの変化は次式で表される。
ここで、Φ、Φ*はそれぞれ記録時、再生時の干渉縞の傾き、αは記録層の変化率である。
405mmレーザーの平面波二光束干渉装置により記録媒体に所定の角度Φで弱い回折効率(〜1%)の干渉縞を記録し、その後記録媒体に対して波長365nmの定着光を照射し、記録媒体の光反応成分を完全に消費させた後、回折効率の再生角度依存性を計測し再度干渉縞の角度を計測する。記録時と、定着操作後の干渉縞傾斜角の変化により、上式に基づいて記録媒体の収縮率αを見積もった。その結果から、実施例2のホログラフィック記録用組成物を用いた実施例3のホログラフィック記録媒体は、比較例1のホログラフィック記録用組成物を用いた比較例2のホログラフィック記録媒体に比べて、体積収縮が小さいことが認められた。
本発明の光記録用組成物によれば、体積収縮が補償されより高精度での記録再生が可能なホログラフィック記録媒体を得ることができる。本発明の重合性化合物および光記録用組成物は、高密度画像記録が可能なボリュームホログラム型の各種光記録媒体用記録材料として好適である。
第一の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体の一例を示す概略断面図である。 第二の実施形態にかかるホログラフィック記録媒体の一例を示す概略断面図である。 ホログラフィック記録媒体への情報の記録および再生に使用可能な光学系の一例を示す説明図である。 本発明のホログラフィック記録媒体への情報の記録および再生に好適に使用される記録再生装置の全体構成の一例を表すブロック図である。 FPRモデルの概念図を示す。
符号の説明
1 下側基板
2 反射膜
3 サーボピットパターン
4 記録層
5 上側基板
6 フィルタ層
7 第2ギャップ層
8 第1ギャップ層
12 対物レンズ
13 ダイクロイックミラー
14 検出器
15 1/4波長板
16 偏光板
17 ハーフミラー
20 ホログラフィック記録媒体
21 ホログラフィック記録媒体
22 ホログラフィック記録媒体
31 ピックアップ
81 スピンドル
82 スピンドルモータ
83 スピンドルサーボ回路
84 駆動装置
85 検出回路
86 フォーカスサーボ回路
87 トラッキングサーボ回路
88 スライドサーボ回路
89 信号処理回路
90 コントローラ
91 走査部
100 光記録再生装置
A 入出射面
FE フォーカスエラー信号
TE トラッキングエラー信号
RF 再生信号

Claims (12)

  1. 下記一般式(1)で表される重合性化合物。
    [一般式(1)において、Aは、酸素原子、硫黄原子、またはNRを表し、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表し、Xは、水素原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、もしくはヘテロ環基を表し、YおよびZは、各々独立に、ハロゲン原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表し、BおよびCは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、重合性基、または重合性基によって置換されていてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、もしくはスルファモイル基を表す。ただし、BおよびCのうち少なくとも一方は水素原子を表し、X、YおよびZのうち少なくとも1つは重合性基を有する。mは、0〜5の範囲の整数を表すが、mが2以上の整数であるとき、複数存在するYは同じでも異なっていてもよい。nは、0〜2の範囲の整数を表すが、nが2であるとき、複数存在するZは同じでも異なっていてもよい。Qは脱離基を表す。]
  2. 一般式(1)中、Xが下記一般式(2)で表される基である請求項1に記載の重合性化合物。
    [一般式(2)において、Lはアルキレン基またはアリーレン基と、−O−、−S−、−C(=O)−、−SO2−、−NR1−、アルキレン基およびアリーレン基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基との組み合わせからなる二価の連結基を表し、R1は水素または置換基を表し、Gは重合性基を表す。]
  3. 一般式(1)中、Aが酸素原子である請求項1または2に記載の重合性化合物。
  4. 一般式(1)中、Qが下記一般式(3)で表される脱離基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の重合性化合物。
    [一般式(3)において、Wはアルキル基、アリール基またはヘテロ環基を表す。]
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合性化合物を含有する光記録用組成物。
  6. 光ラジカル重合開始剤を更に含有する請求項5に記載の光記録用組成物。
  7. ラジカル重合可能なモノマーおよび/またはマトリックスを更に含有する請求項5または6に記載の光記録用組成物。
  8. ホログラフィック記録用組成物である請求項5〜7のいずれか1項に記載の光記録用組成物。
  9. 請求項8に記載の光記録用組成物から形成された記録層を有するホログラフィック記録媒体。
  10. ボリュームホログラフィック記録媒体である請求項9に記載のホログラフィック記録媒体。
  11. 請求項9または10に記載のホログラフィック記録媒体への情報記録方法であって、
    前記記録層に対して情報光および参照光を照射することにより該記録層に干渉像を形成すること、および、
    干渉像が形成された記録層に対して定着光を照射することにより干渉像を定着させることを含む、前記情報記録方法。
  12. 情報光の波長は400nm以上であり、かつ定着光の波長は400nm未満である請求項11に記載の情報記録方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110055A1 (ja) 2009-03-23 2010-09-30 富士フイルム株式会社 接合型レンズ用硬化性樹脂組成物、撮像レンズ、及び、撮像レンズの製造方法
JP2013205809A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Fujifilm Corp 複合レンズおよびその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1769854C3 (de) * 1968-07-26 1982-08-19 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Photoinitiatoren und Verfahren zur Photopolymerisation
US4086299A (en) * 1975-06-04 1978-04-25 Ici Australia Limited Copolymers of an allylamine grafted onto an unsaturated benzoin copolymer
US4148987A (en) * 1977-05-04 1979-04-10 Rohm And Haas Company Radiation-curable monomers and polymers thereof
IT1176018B (it) * 1984-04-12 1987-08-12 Lamberti Flli Spa Chetoni aromatico alifatici polimerici o polimerizzabili adatti all'impiego come fotoiniziatori di polimerizzazione
US6479193B1 (en) * 1992-06-30 2002-11-12 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical recording film and process for production thereof
US5506279A (en) * 1993-10-13 1996-04-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acrylamido functional disubstituted acetyl aryl ketone photoinitiators
US7130092B1 (en) * 1998-02-27 2006-10-31 Optware Corporation Apparatus and method for recording and reproducing optical information
JP3393064B2 (ja) 1998-02-27 2003-04-07 株式会社オプトウエア 光情報記録媒体
US6124076A (en) * 1998-07-01 2000-09-26 Lucent Technologies Inc. Material exhibiting compensation for polymerization-induced shrinkage and recording medium formed therefrom
KR100749304B1 (ko) 2000-08-28 2007-08-14 디시이 아프릴리스, 인코포레이티드 양이온 중합반응을 수행할 수 있는 다작용성 에폭시모노머를 포함하는 홀로그래픽 기록 매체
US6765061B2 (en) 2001-09-13 2004-07-20 Inphase Technologies, Inc. Environmentally durable, self-sealing optical articles
US7141354B2 (en) * 2003-09-30 2006-11-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Photo radical generator, photo sensitive resin composition and article

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110055A1 (ja) 2009-03-23 2010-09-30 富士フイルム株式会社 接合型レンズ用硬化性樹脂組成物、撮像レンズ、及び、撮像レンズの製造方法
JP2013205809A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Fujifilm Corp 複合レンズおよびその製造方法

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