JP2010256727A - 光記録媒体及び光記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録膜の特性を損ねずに、フォトンモードにて初期化フォーマットを行うことができる光記録媒体及びこの光記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０は、ガラス基板１４と、フォトンモードにより記録可能なホログラム記録膜からなる情報記録層１２と、透明光学フィルム１６と、ＵＶカバー層１８とを有し、ホログラム記録膜は厚さが１５０μｍ以上２５０μｍ以下とされていて、透明光学フィルム１６は可視光域の透過率が９５％以上とされ、厚さが５０μｍ以上１００μｍ以下とされている。
【選択図】図１

Description

この発明は、記録膜の特性を損なわずに初期化フォーマットを行うことが可能な光記録媒体及びこの光記録媒体の製造方法に関する。

特許文献１には、記録媒体にフォーマットホログラム（反射型ホログラム）を形成した後に、該フォーマットホログラムを局所的に変性することによって、反射率を変化させてビットバイビット記録をするデータ書き込みのシステム及び方法が開示されている。

特許文献１に記載の発明は、光記録媒体又は高分子積層体における記録再生時の層間でのクロストークの発生の防止を目的としている。

一方、ポリマー表面の改質や、有機無機ハイブリッド膜などへの利用として、ゾルゲル膜の利用が広がっている。なかでも、Ｔｉアルコキシドは屈折率が高く光学的に有利であり、また、触媒作用を持つことからも表面改質用に利用される。一方、ＺｒアルコキシドもＴｉに次ぐ屈折率で光学的に有利な材料である。

これらの金属アルコキシドにＳｉアルコキシドを混合させて低温形成のゾルゲル膜とすることが、マイクロリフレクター記録媒体において検討されている。しかし、フォトンモードにて初期化フォーマットを行う際に、記録膜の特性を損ねてしまうという問題があった。

特表２００２−５０２０５７号公報

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、特許文献１に記載のような光記録媒体の記録膜の特性を損なわずに、フォトンモードにて初期化フォーマットを行うことができる光記録媒体及びこの光記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、遷移金属アルコキシドにＳｉアルコキシドを結合させた複合体を用いる消去型マイクロリフレクター記録媒体において、記録膜の消衰係数ｋが１０Ｅ−４であり、多層記録を行う媒体構成をなしうるとき、初期化フォーマットとして反射型ホログラムを形成する際に透明光学フィルムを記録膜の空気界面側に設けて行い、その後ＵＶ樹脂にてカバー層を形成させるようにすることで、記録膜の特性を損ねずに、フォトンモードにて初期化フォーマットを行うことができることを見出した。

即ち、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

（１）フォトンモードにより記録可能な記録膜を有する光記録媒体であって、前記記録膜は、ホログラム記録膜であり、前記記録膜の光入射面側に透明な光学フィルムを有し、かつ、最も光入射面側にＵＶカバー層を有することを特徴とする光記録媒体。

（２）前記記録膜は、厚さが１５０μｍ以上２５０μｍ以下とされていることを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。

（３）前記光学フィルムは可視光域の透過率が９５％以上とされ、厚さが５０μｍ以上１００μｍ以下とされていることを特徴とする（１）または（２）に記載の光記録媒体。

（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法であって、支持基板へ前記記録膜を直接形成する形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。

（５）（１）乃至（３）のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法であって、前記光学フィルム上に前記記録膜を形成する形成工程と、前記光学フィルムの、前記記録膜を形成した面を支持基板へ接着する接着工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。

（６）前記記録膜の前記支持基板と反対側から光を照射して初期化を行う初期化工程とを含むことを特徴とする（４）または（５）に記載の光記録媒体の製造方法。

本発明によれば、記録膜の特性を損ねずに、フォトンモードにて初期化フォーマットを行うことができる光記録媒体及びこの光記録媒体の製造方法を提供することができる。

本発明の実施例１に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体を模式的に示す断面図 本発明の実施例１に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体の製造過程を示す模式図 本発明の実施例及び比較例に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体のフォーマット信号形成を行なうための反射型ホログラム記録光学系の構造を模式的に示すブロック図 本発明の実施例及び比較例に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体のフォーマット信号の再生を行なうための反射型ホログラム再生光学系の構造を模式的に示すブロック図 本発明の他の実施例に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体を模式的に示す断面図 本発明の実施例１に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体の他の製造過程を示す模式図

以下、図１を参照して、本発明の実施例１に係る消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０について詳細に説明する。

消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０は、光学デバイスの一種である透過型ホログラム記録媒体であり、情報記録層（ホログラム記録材料層）１２が、支持基材としてのガラス基板１４に支持されて構成されている。情報記録層１２の図１において上側面（光入射面側）には透明光学フィルム１６が形成され、透明光学フィルム１６の図１において上側面、及び情報記録層１２と透明光学フィルム１６の側面にはＵＶカバー層１８が形成されている。

情報記録層１２は、有機金属マトリックス材料を含むゾル溶液と光重合性化合物とを混合して加水分解及び縮合反応を完結させたホログラム記録材料溶液をガラス基板１４に塗布して得られたホログラム記録膜である。この記録膜の厚さは、１５０μｍ以上２５０μｍ以下とされている。情報記録層１２には、フォーマット信号となる反射型ホログラムが形成される。

ガラス基板１４は、情報記録層１２を保持する支持基材であり、光が透過するようにされている。

透明光学フィルム１６は、可視光域の透過率が９５％以上とされ、厚さが５０μｍ以上１００μｍ以下とされている。

ＵＶカバー層１８は、ＵＶ樹脂膜からなり、情報記録層１２を外部の環境から保護し、記録特性を損なわないようにされている。

消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０は、以下の方法で作製した。

テトラブトキシチタン〔Ｔｉ（ＯＢｕ）_４、 高純度化学製〕７．３ｇと、２−メチルペンタン−２，４−ジオール（東京化成製）５．０４ｇとをｎ−ブタノール溶媒２ｍＬ中で室温にて混合し、１０分間撹拌し、Ｔｉ（ＯＢｕ）_４／２−メチルペンタン−２，４−ジオール＝１／２（モル比）の反応液を得た。この反応液にジフェニルジメトキシシラン〔Ｐｈ２Ｓｉ（ＯＭｅ）２ 信越化学製〕５．２ｇを加え、Ｔｉ／Ｓｉ＝１／１（モル比）の金属アルコキシド溶液とした。

次に、水０．４ｍＬ、２Ｎ塩酸水溶液０．１６ｍＬ及び溶媒エタノール２ｍＬからなる溶液を、金属アルコキシド溶液に撹拌しながら室温で滴下し、３０分撹拌を続け、加水分解反応および縮合反応を行い、ゾル溶液を得た。

次に、光重合性化合物としてポリエチレングリコールモノアクリレート（共栄社化学製：１３０Ａ）１００重量部に、光重合開始剤としてＩＲＧ−９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製）３重量部と、光増感剤として２，４−ジエチル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン ０．３重量部とを加え、光重合性化合物を含む混合物とした。

次に、不揮発分としてのマトリックス材料の割合が７５重量部、光重合性化合物の割合が２５重量部となるように、ゾル溶液と光重合性化合物の混合物とを室温にて混合し、遮光した状態で更に１時間、ゾル−ゲル反応を十分に進行させ、ホログラム記録材料溶液を得た。得られた溶液を遮光状態で８０℃で過熱濃縮し、塗布用の溶液とした。

この溶液を、遮光状態のまま、図２（Ａ）に示されるガラス基板１４上へスピンコーターで塗布後、８０℃オーブンで２０時間乾燥して、記録膜厚４０μｍのホログラム記録材料層１１を有する記録媒体を得た（図２（Ｂ））。

次に、図２（Ｃ）のように、得られた記録媒体のホログラム記録材料層１１側の表面にポリカーボネートの透明光学フィルム１６（ｔ＝１００μｍ）を圧着させた。この後、図２（Ｄ）において矢印で示されるレーザー光（波長４０５ｎｍ）を、ホログラム記録材料層１１のガラス基板１４側からと、ホログラム記録材料層１１のガラス基板１４と反対側とから照射して干渉させ、情報記録層１２を形成した（図２（Ｅ））。

次に、媒体全体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちに、図２（Ｆ）のようにＵＶカバー層１８をスピンコートで成膜し、消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０を得た。

消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０のフォーマット信号形成を行なうための反射型ホログラム記録光学系８０について、図３を参照して説明する。

この反射型ホログラム記録光学系８０は、レーザー光を出射する外部共振型ＬＤ（以下ＥＣＬＤ）８２と、このＥＣＬＤ８２から出射されたレーザー光を略円形にビーム整形するアナモリフィックプリズム８３と、光アイソレータ８４と、光シャッター８５と、光シャッター８５を通過したレーザー光のビームプロファイルを改良するための、レンズ対８６Ａ、８６Ｂ、その間のピンホール８６Ｃからなる空間フィルタ８６と、ミラー８７と、このミラー８７によって反射されたレーザビームの位相をシフトして、ｓ偏光とする１／２波長板（以下ＨＷＰ）８８と、このＳ偏光ビームを２光束に分割するビームスプリッタ（以下ＢＳ）８９と、ＢＳ８９を透過したＳ偏光ビームをサンプルホルダー９０に保持された消去型マイクロリフレクター光記録媒体（以下、フォーマット信号形成前の消去型マイクロリフレクター光記録媒体をサンプルと称する）１０に向けて反射するミラー９１Ａと、ＢＳ８９における反射光を、サンプルホルダー９０のサンプル１０に向けて前記と反対方向から入射するように反射するミラー９１Ｂと、サンプルホルダー９０とミラー９１Ａ及び９１Ｂそれぞれの間に配置された２つのアパーチャ９３Ａ、９３Ｂと、を備えて構成されている。

ＢＳ８９とミラー９１Ａ、９１Ｂとは、ＢＳ８９から分割された２つの偏光ビームの、サンプルホルダー９０までの光路長が等しく、且つ、２つの偏光ビームが情報記録層１２内を相互に反対方向から貫通するように設定されている。

ＥＣＬＤ８２から出射された楕円状レーザー光（波長４０５ｎｍ）は、アナモリフィックプリズム８３を通して、略円状にビーム整形され、光アイソレータ８４を通るようにされている。光アイソレータ８４は、反射光がＥＣＬＤ８２に戻り、レーザー発振が不安定になるのを防ぐために設けられている。

光アイソレータ８４の通過光は、光シャッター８５及び空間フィルタ８６によりビームプロファイルを改良すると共に、ビーム径を広げ、約１０φのビームとするようにされている。

ビームは、ミラー８７により光路を曲げた後、ＨＷＰ８８により、偏光方向をＳ偏光とするようにされ、Ｓ偏光ビームは、ＢＳ８９により２光束に分割するようにされている。

２光束は、それぞれ、ミラー９１Ａ、９１Ｂで光路を曲げた後、アパーチャ９３Ａ、９３Ｂで約４φのビーム径に絞り、媒体中でお互いに干渉することで反射型ホログラムを形成するようにされている。

ホログラム記録後、残留する未反応成分を反応させるため、波長４００ｎｍの青色ＬＥＤで十分な光を照射する。この際、照射光がコヒーレント性をもたないよう、透過率８０％のアクリル樹脂製拡散版を介して露光した（これを、ポストキュアと呼ぶ）。

次に、消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０のフォーマット信号の再生を行なうための反射型ホログラム再生光学系１００について、図４を参照して説明する。

この反射型ホログラム再生光学系１００は、図３に示される反射型ホログラム記録光学系８０に、一対の光検出器９５Ａ、９５Ｂ、一対の偏光ＢＳ９６Ａ、９６Ｂ、一対の１／４波長板９７Ａ、９７Ｂ、及び、遮蔽板９８を加え、且つ、ミラー９１Ａを除外したものと同等である。

他の構成は反射型ホログラム記録光学系８０の構成と同一であるので、同一構成部分には図３と同一符号を付することにより説明を省略するものとする。

この反射型ホログラム再生光学系１００においては、ミラー９１Ａとアパーチャ９３Ａとの間に、偏光ＢＳ９６Ａ、１／４波長板９７Ａがこの順で配置され、また、ミラー９１Ｂとアパーチャ９３Ｂとの間に、偏光ＢＳ９６Ｂと１／４波長板９７Ｂがこの順で配置され、光検出器９５Ａは、サンプル１０を通過した光がサンプルホルダー９０方向からアパーチャ９３Ａを通って偏光ＢＳ９６Ａに入射し、ここで反射されたレーザー光を受光するようにされている。

また、光検出器９５Ｂは、サンプル１０で反射した光がサンプルホルダー９０方向からアパーチャ９３Ｂを通って、偏光ＢＳ９６Ｂに入射し、ここで反射されたレーザー光を受光するようにされている。

ＨＷＰ８８までの光路は、ホログラム形成時と同様である。

再生時には、ＨＷＰ８８で偏光方向をＰ偏光とするようにされ、また、ＢＳ８９で分割した光の一方のみを使用するようにされている。他方の光路は、遮蔽板９８のようなシャッタを用いて遮断される。

Ｐ偏光のＢＳ８９通過光は、偏光ＢＳ９６Ｂを通過し、１／４波長板９７Ｂを通ることで偏光方向を円偏光に変え、反射型ホログラムの形成された媒体へ照射するようにされている。照射光は、媒体法線方向から入射し、反射型ホログラムにより、反射光と透過光へ分離するようにされており、反射光、透過光共に、１／４波長板９７Ｂ、９７Ａを再度通過することで、Ｓ偏光となるようにされている。

Ｓ偏光ビームは、偏光ＢＳ９６Ｂ、９６Ａにより全て９０°方向へ反射され、反射された光は、光検出器９５Ｂ、９５Ａにより、それぞれの強度が検出される。透過光と反射光の和に対する、反射光の比を算出することで、形成された反射型ホログラムの反射率（回折効率）を求めることができる。

実施例１と同様に得られた記録材料の過熱濃縮溶液を、ポリカーボネートの透明光学フィルム（ｔ＝１００μｍ）上に、バーコーターを用いて塗布し、８０℃オーブンで２０時間乾燥後４０μｍの記録膜を得た。

得られた膜を、打ち抜き、ガラス基板へ、ＵＶ硬化ではない接着層を介して記録膜を張り合わせホログラム記録材料層を有する記録媒体を得た。この記録媒体に反射型ホログラムを形成し、記録媒体全体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちにＵＶカバー層をスピンコートで成膜し、消去型マイクロリフレクター光記録媒体を得た。

光重合性化合物をポリエチレングリコールアクリルアミドとしたこと以外は、実施例１と同様にしてホログラム記録材料層を有する記録媒体を得た。この記録媒体に反射型ホログラムを形成し、記録媒体全体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちにＵＶカバー層をスピンコートで成膜し、消去型マイクロリフレクター光記録媒体を得た。

光重合性化合物をポリエチレングリコールアクリルアミドとしたこと以外は、実施例２と同様にホログラム記録材料層を有する記録媒体を得た。この記録媒体に反射型ホログラムを形成し、記録媒体全体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちにＵＶカバー層をスピンコートで成膜した、消去型マイクロリフレクター光記録媒体を得た。

［比較例１］
スピンコート膜上にポリカーボネートの光学フィルムを圧着しなかった以外は、実施例１と同様にホログラム記録材料層を有する記録媒体を形成し、反射型ホログラムを記録したところ、回折効率の小さい記録しか行えなかった。また、その記録媒体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちにＵＶカバー層をスピンコートで成膜すると、回折効率が大きく低下してしまった。

［比較例２］
反射型ホログラム形成後、４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュアしたのちにＵＶカバー層を設けなかった以外は実施例１と同様に記録媒体を得た。

実施例１乃至４、比較例１及び２の各記録媒体の初期の反射型ホログラムと、ポストキュア後の反射型ホログラムの変動（収縮要因）と、これらの記録媒体を８０℃で５０時間保存した後の反射型ホログラムを確認した結果を表１に示す。また、各項目の判断基準を表２乃至表４に示す。

表１に示されるように、実施例１の消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０及び実施例２の消去型マイクロリフレクター光記録媒体は、初期の回折効率は１０％以上であり、ポストキュア後の回折効率は、初期の５０％以上であり、８０℃で５０時間保存した後の回折効率は、保存開始時の８０％以上であった。

実施例３及び実施例４の消去型マイクロリフレクター光記録媒体は、初期の回折効率は１０％以上であり、ポストキュア後の回折効率は、初期の１００％以上であり、８０℃で５０時間保存した後の回折効率は、保存開始時の８０％以上であった。

これらに対して、比較例１の消去型マイクロリフレクター光記録媒体は、初期の回折効率は５％以上１０％未満であり、ポストキュア後の回折効率は、初期の２５％以上５０％未満であり、８０℃で５０時間保存した後の回折効率は、保存開始時の５０％以下であった。

比較例２の消去型マイクロリフレクター光記録媒体は、初期の回折効率は１０％以上であり、ポストキュア後の回折効率は、初期の５０％以上であったものの、８０℃で５０時間保存した後の回折効率は、保存開始時の５０％以下であった。

以上の結果より、実施例１乃至４の、消去型マイクロリフレクター光記録媒体は、初期化フォーマット後にＵＶ樹脂でＵＶカバー層が形成されることにより、信頼性が高くなっていることが分かった。

なお、消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０のＵＶカバー層１８は、図５に示されるように、ガラス基板１４の側面の少なくとも一部にも形成されるようにしてもよい。

また、消去型マイクロリフレクター光記録媒体の製造方法は、実施例記載の方法に限られない。例えば、図６に示されるようにしてもよい。

具体的には、図６（Ａ）に示される透明光学フィルム１６上に記録膜からなるホログラム記録材料層１１を形成し（図６（Ｂ））、透明光学フィルム１６の、ホログラム記録材料層１１を形成した面をガラス基板１４へ接着するようにしてもよい（図６（Ｃ））。この後、反射型ホログラムを形成し（図６（Ｅ））、媒体全体を４０５ｎｍのＬＥＤでポストキュア（後露光）したのちに、図６（Ｆ）のようにＵＶカバー層１８をスピンコートで成膜し、消去型マイクロリフレクター光記録媒体１０を得るようにしてもよい。

本発明は、例えば、消去型マイクロリフレクター光記録媒体等の光記録媒体に利用することができる。

１０…消去型マイクロリフレクター光記録媒体
１１…ホログラム記録材料層
１２…情報記録層
１４…ガラス基板
１６…透明光学フィルム
１８…ＵＶカバー層
８０…反射型ホログラム記録光学系
１００…反射型ホログラム再生光学系

Claims (6)

1. フォトンモードにより記録可能な記録膜を有する光記録媒体であって、
   前記記録膜は、ホログラム記録膜であり、
   前記記録膜の光入射面側に透明な光学フィルムを有し、かつ、最も光入射面側にＵＶカバー層を有することを特徴とする光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記記録膜は、厚さが１５０μｍ以上２５０μｍ以下とされていることを特徴とする光記録媒体。
3. 請求項１または２において、
   前記光学フィルムは可視光域の透過率が９５％以上とされ、厚さが５０μｍ以上１００μｍ以下とされていることを特徴とする光記録媒体。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法であって、
   支持基板へ前記記録膜を直接形成する形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法であって、
   前記光学フィルム上に前記記録膜を形成する形成工程と、
   前記光学フィルムの、前記記録膜を形成した面を支持基板へ接着する接着工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
6. 請求項４または５において、
   前記記録膜の前記支持基板と反対側から光を照射して初期化を行う初期化工程とを含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。

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