JP2011003243A - 光記録媒体及び光記録媒体への情報記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光記録の高転送レート化が可能な光記録媒体及びこの光記録媒体への光記録方法を提供する。
【解決手段】光記録媒体１０は、情報記録層１４と、支持基板１８と、保護層２２とを有し、情報記録層１４は、吸収層１２と、第１のハーフフォーマット層１６Ａ及び第２のハーフフォーマット層１６Ｂからなるフォーマット層１６とを有し、第１のハーフフォーマット層１６Ａ、第１のハーフフォーマット層に隣接する吸収層１２、吸収層１２に隣接する第２のハーフフォーマット層１６Ｂをこの順で積層して構成され、吸収層１２の記録波長のレーザ光に対する消衰係数ｋ_１は、ｋ_１≧１Ｅ−４であり、かつ、フォーマット層１６の消衰係数ｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であり、隣接する情報記録層間の第１のハーフフォーマット層及び第２のハーフフォーマット層は連続一体的に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録の高転送レート化が可能な光記録媒体及びこの光記録媒体への記録方法に関する。

特許文献１には、反射型ホログラムによるフォーマットホログラムが内部に形成されているホログラフィ書込み媒体であって、フォーマットホログラム内に局所変性として内部に書き込まれたデータを備えたデバイスが開示されている。この特許文献１には、媒体容積全体にわたって延在する反射型フォーマットホログラムが、媒体の深さ方向に対して垂直な、実質的に平板状の周縁部を有し、対向する２つの平面波により形成されることが記載されている。

また、特許文献２及び特許文献３には、フォーマットホログラムを効率的に局所変性する手段として、媒体中にナノ粒子を導入することが開示されている。

特表２００２−５０２０５７号公報 米国特許第６５１２６０６号明細書 米国特許第７１２９００６号明細書

フォーマットホログラム内に、局所変性として内部に情報を書き込む方法として、光を用いる方法と熱を用いる方法がある。

光を用いる方法としては、光記録媒体の材料に２光子吸収等の非線形材料を用いることが考えられる。しかし、熱量レベルの非線形材料が市販されていないこと、また、非線形効果を出すには、記録用のレーザ光が十分な光密度を持つような光源が必要になることから、一般的ではない。

熱を用いる方法としては、光吸収材料をフォーマットホログラム内に一様に分散させておくか、フォーマットホログラム用材料自体に光吸収性を持たせることが考えられる。しかしながら、フォーマットホログラムを形成するには、光記録媒体として透明性が要求されるので、上記のような方法では、光の吸収を多くすることに限度があり、光記録の高転送レート化を実現するのは困難である。

この発明は、光記録の高転送レート化が可能な光記録媒体及びこの光記録媒体への光記録方法を提供することを課題とする。

本発明者等は、記録層の膜厚が２５０μｍの条件で、光記録媒体の透明性を保ち、均一なフォーマットホログラムを形成するには、消衰係数は１Ｅ−４以下とする必要があることを見出した。

詳細には、光記録媒体の吸収係数をα、膜厚をｚ（μｍ）とすると、光記録媒体の透過率Ｉ／Ｉ_０は、（１）式で表される。
Ｉ／Ｉ_０＝ｅ^−αｚ …（１）

吸収係数αは、
α＝４πｋ／λ （ｋ：消衰係数、λ：波長）
である。

これより、透過率Ｉ／Ｉ_０を満足する膜厚ｚは、（２）式で表される。
ｚ＝−λ／４πｋ・ｌｎ（Ｉ／Ｉ_０）…（２）

光記録媒体の透過率５０％、記録用のレーザ光の波長４０５ｎｍの場合の、消衰係数ｋと膜厚ｚ（μｍ）の関係は図１１に示されるようになる。

図１１に示される、ｚ＝２５０μｍの条件での上限値である、消衰係数１Ｅ−４の光記録媒体に、レーザ光を集光して温度を上げることを考える。図１２は、記録パワー１００ｍＷ、波長４０５ｎｍのレーザ光をＮＡ＝０．８５の対物レンズで光記録媒体中に集光したときの光記録媒体内の温度上昇をシミュレーションした結果を示す。

ここで、光記録媒体の屈折率をｎ＝１．６、消衰係数をｋ＝１Ｅ−４、比熱をＣ＝１．５１２（Ｊ／ｃｍ^３／ｄｅｇ）、熱伝導係数をＫ＝０．００２２３（Ｗ／ｃｍ／ｄｅｇ）とし、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ １倍速の線速度である、４．９１７ｍ／ｓｅｃで光記録媒体を回転させるものとした。

図１２より、レーザ光が光記録媒体中で吸収されることから、下層へ行くほど温度の上昇は小さくなり、最も温度上昇の高い上層でも１００℃の温度上昇しか期待できないことが分かる。光記録媒体の環境温度安定性を考えると、１００℃の温度上昇で局所変性するのは好ましくなく、この記録パワーのレーザ光では記録できないことが分かる。

本発明者等は、鋭意研究の結果、フォーマットホログラム層（以下、フォーマット層という）と吸収層を分離して積層し、吸収層の記録波長のレーザ光に対する消衰係数をｋ_１、フォーマット層の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２とすることで、光記録の高転送レート化が可能となることを見出した。

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）反射型ホログラムが設けられたフォーマット層と、レーザ光を吸収する吸収層とを含んで構成される少なくとも一層の情報記録層を有し、前記吸収層の消衰係数をｋ_１、前記フォーマット層の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であることを特徴とする光記録媒体。

（２）ｋ_１≧１Ｅ−４であることを特徴とする（１）に記載の光記録媒体。

（３）前記フォーマット層は、第１及び第２のハーフフォーマット層からなり、前記情報記録層は、第１のハーフフォーマット層、該第１のハーフフォーマット層に隣接する前記吸収層、前記吸収層に隣接する前記第２のハーフフォーマット層をこの順で積層して構成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光記録媒体。

（４）前記情報記録層は複数設けられ、隣接する情報記録層間の前記第１のハーフフォーマット層及び前記第２のハーフフォーマット層は連続一体的に形成されていることを特徴とする（３）に記載の光記録媒体。

（５）前記反射型ホログラムは、前記フォーマット層の、前記吸収層に接する面を中心として、厚さ方向両側が局所的に変性されることにより、記録マークが形成されていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の光記録媒体。

（６）請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録媒体への情報記録方法であって、レーザ光を照射して、前記吸収層の温度を上昇させ、前記フォーマット層に設けられた反射型ホログラムを変性することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。

本発明の光記録媒体によれば、フォーマット層と吸収層とが分離して積層され、吸収層の記録波長のレーザ光に対する消衰係数をｋ_１、フォーマット層の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２となるようにされていて、フォーマット層での光吸収を大きくすることなく、すなわち、透明性を低下させることなく、吸収層での光吸収を多くできるので光記録の高転送レート化が可能になる。

本発明の実施例に係る光記録媒体の断面を拡大して模式的に示す断面図 本発明の実施例に係る光記録媒体を示す斜視図 本発明の実施例に係る光記録媒体に変性記録を行った状態を模式的に示す断面図 本発明の実施例に係る光記録媒体内の温度上昇を示すグラフ 本発明の実施例に係る光記録媒体内の温度上昇を示すグラフ 本発明の実施例に係る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を模式的に示すブロック図 本発明の実施例に係る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を模式的に示すブロック図 本発明の実施例に係る光記録媒体の変性記録を行なうための反射型ホログラム変性記録光学系を模式的に示すブロック図 本発明の実施例に係る光記録媒体内の温度上昇を示すグラフ 本発明の実施例に係る光記録媒体の変性記録を行なうための反射型ホログラム変性記録光学系を模式的に示すブロック図 光記録媒体の消衰係数と膜厚の関係を示すグラフ 光記録媒体内の温度上昇を示すグラフ

以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る光記録媒体１０について詳細に説明する。

光記録媒体１０は、図２に示されるようなディスク状に形成され、その内部には、図１に示されるように、厚さ方向に吸収層１２とフォーマット層１６とからなる情報記録層１４が４層積層されている。

吸収層１２は、レーザ光を吸収するようにされている。

各情報記録層１４におけるフォーマット層１６は、第１のハーフフォーマット層１６Ａ及び第２のハーフフォーマット層１６Ｂからなり、これらは吸収層１２の厚さ方向両側に設けられている。フォーマット層１６の消衰係数をｋ_２、吸収層１２の消衰係数をｋ_１としたときに、ｋ_１＞ｋ_２となるようにされている。

図２の上端及び下端のハーフフォーマット層以外では、ある情報記録層１４の下側の第２のハーフフォーマット層１６Ｂと、その下側に隣接する情報記録層１４の上側の第１のハーフフォーマット層１６Ａは、連続一体的に形成されている。

また、これらの交互に積層された吸収層１２とフォーマット層１６とは、支持基板１８上に形成され、図１において最下部のハーフフォーマット層１６Ａは反射層２４を介して支持基板１８に接し、最上部のハーフフォーマット層１６Ｂの更に上部には、保護層２２が形成されている。

支持基板１８は、グルーブ１９を有し、また、そのグルーブ１９側の表面に、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ等の誘電体材料、或いはＡｇ，Ａｌ等の金属材料をスパッタリング等の手段によって成膜した前記反射層２４が設けられている。

以下、光記録媒体１０の各層の材料について説明する。

吸収層１２は、記録波長のレーザ光に対して光吸収性を有する材料を好適に用いればよい。材料としては、吸収率の制御がし易く、記録波長に対する散乱性が低いことが好ましい。例えば、色素、ナノ粒子が均一に分散した層、或いは、無機薄膜層等を用いることができる。後述するフォーマット層１６にフォトポリマー系の材料を用いた場合は、色素、或いはナノ粒子層を積層するのが製法上好ましい。色素を用いる場合は、吸収率を膜厚で制御しても良いし、或いは、有機材料中に分散し、その濃度で制御しても良い。

フォーマット層１６は、ホログラム材料を好適に用いればよい。詳細には、記録用レーザ光照射時における吸収層１２の熱によってホログラム回折条件が変化し、吸収層１２の熱の影響を受けない位置ではホログラムが維持される熱閾値を有する感光性材料、例えば、フォトポリマー系の材料が好ましい。

支持基板１８としては、ガラス基板、ポリカーボネート樹脂基板等が、また、保護層２２としては透明な光硬化樹脂やポリカーボネートのシート等が、それぞれ用いられる。

図４、５は、レーザ光の記録パワーをそれぞれ１００ｍＷ、５０ｍＷとし、波長４０５ｎｍのレーザ光をＮＡ＝０．８５の対物レンズで光記録媒体１０中に集光したときの光記録媒体１０内の温度上昇をシミュレーションしたものである。

ここで、吸収層１２の屈折率をｎ＝１．６、消衰係数をｋ＝１Ｅ−４、比熱をＣ＝１．５１２（Ｊ／ｃｍ^３／ｄｅｇ）、熱伝導係数をＫ＝０．００２２３（Ｗ／ｃｍ／ｄｅｇ）とし、光記録媒体１０を固定し、同一箇所にレーザ光を照射し続けるものとした。

レーザ光の記録パワーは、半導体レーザで使用可能な最大パワーが１００ｍＷと想定し、光記録媒体１０の透過率が５０％としたときに、最下層（図２において最下部）の吸収層１２に到達するパワーは、５０ｍＷになるものと仮定した。

同一箇所にレーザ光を当て続けた場合においても、吸収層１２の消衰係数が１Ｅ−４未満では、最下層の温度上昇は２００℃に達せず、記録が困難であることが分かった。

従って、吸収層１２の消衰係数ｋ_１は１Ｅ−４以上、即ち、ｋ_１≧１Ｅ−４とすることが必要である。

本実施形態では、このような吸収層１２に光を照射し、吸収層１２の温度を上昇させることで、上下に隣接するハーフフォーマット層１６Ａ、１６Ｂに形成されている干渉縞を熱変性させて記録マークを形成し、記録を行う。そのため、吸収層１２の熱を効率的にフォーマット層１６へ伝えることが好ましい。記録層を２０層とする場合は、吸収層１２の厚みを１０μｍ以下に抑えることで、吸収層の消衰係数を１Ｅ−４以上にすることが可能となり、最下層の温度上昇を２００℃以上とすることで、効率的に、隣接するハーフフォーマット層１６Ａ、１６Ｂへ熱を伝えることができる。

このときの光記録媒体１０を図３に示す。図３に示されるように、フォーマット層１６の反射型ホログラムは、フォーマット層１６の吸収層１２に接する面を中心として、厚さ方向両側が局所的に変性され、記録マーク２６が形成されている。即ち、情報記録層１４中の第１のハーフフォーマット層１６Ａと吸収層１２の接する面及び第２のハーフフォーマット層１６Ｂと吸収層１２の接する面を中心として厚さ方向両側が局所的に変性され、記録マーク２６が形成されている。

記録マーク２６は、情報記録層１４内にのみ形成される大きさとされ、隣接する情報記録層等へ侵食（クロストーク）しないようにされている。

（媒体作製）
実施例１の光記録媒体２０は次のように作成した。

（吸収層溶液作製）
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分間攪拌した。このときモル比は、Ｔｉ（ＯＢｕ）４：２−メチルペンタン−２，４−ジオール＝１：２であった。

この反応液に、ジフェニルジメトキシシラン（Ｐｈ_２Ｓｉ（ＯＭＥ）_２ 信越化学製）５．２ｇを加え、金属アルコキシド溶液とした。このときモル比は、Ｔｉ：Ｓｉ＝１：１であった。

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攪拌しながら室温で滴下し、３０分間攪拌を続け、加水分解反応及び縮合反応を行ない、ゾル溶液を得た。

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）３０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。

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℃加熱濃縮し、特有の溶液とした。この溶液を遮光状態のままガラス基板上へスピンコータで塗布後、８０℃オーブンで２０時間乾燥して記録膜厚２０μｍの光記録媒体を得た。この光記録媒体の記録膜上に、溶媒で溶かした色素を、スピンコート法にて塗布した。塗布厚は、０．１μｍであった。

この塗膜上に、ホログラム記録材料溶液をスピンコート法で塗布後、８０℃オーブンで２０時間乾燥して、「ホログラム記録材料／色素／ホログラム記録材料」の３層積層の光記録媒体を得た。ここで、ホログラム記録材料層は光記録媒体１０のフォーマット層１６に相当し、色素層は光記録媒体１０の吸収層１２に相当する。

この光記録媒体上に、ＵＶ硬化樹脂をスピンコートで塗布した。膜厚は、表面から色素層までの距離が８７．５μｍになるように調整し、光記録媒体２０を得た。

光記録媒体２０の透過率を、波長４０５ｎｍのレーザを照射して測定したところ、表面反射を除いた正味の透過率は、９７％であった。また、ホログラム記録材料、及び色素を、スライドガラス上に塗布し光学特性を測定したところ、ホログラム記録材料の消衰係数は、１Ｅ−５、色素の消衰係数は、１Ｅ−２であった。即ち、吸収層（色素層）の消衰係数をｋ_１、フォーマット層（ホログラム記録材料層）の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であった。

（反射型ホログラムの記録）
光記録媒体２０に、以下の方法で反射型ホログラムを形成した。反射型ホログラムを形成するに当たり図６、７に示す光学系を構築した。

反射型ホログラムは、図６に示す反射型ホログラム記録光学系８０により、次のように形成した。

外部共振器ＬＤ（以下、ＥＣＬＤという、波長４０５ｎｍ）８２から出射された（ビーム断面が）楕円形状のレーザ光は、アナモフィックプリズム８３を通して、略円形状にビーム整形され、アイソレータ８４を通る。

アイソレータ８４は、反射光がＥＣＬＤ８２に戻り、レーザ発振が不安定になることを防ぐために設けられている。アイソレータ８４を通過したレーザ光は、シャッター８５及びレンズ対８６Ａ、８６Ｂとピンホール８６Ｃの組合せからなる空間フィルタ８６によりビームプロファイルを改良されると共に、ビーム径を拡げられ、約１０φのレーザ光となる。

レーザ光は、ミラー８７により光路を曲げた後、１／２波長板（以下、ＨＷＰという）８８により、偏光方向がＳ偏光となる。Ｓ偏光は、ビームスプリッタ（以下、ＢＳという）８９により２光束に分割される。

２光束のＳ偏光は、それぞれ、ミラー９１Ａ、９１Ｂで反射された後、アパーチャ９３Ａ、９３Ｂで約４φのビーム径に絞られ、光記録媒体２０内に相互に反対方向から入射してお互いに干渉する。

図６に示す反射型ホログラム記録光学系８０のサンプルホルダ９０に、光記録媒体２０をセットして、ここで２光束のＳ偏光を干渉させてフォーマット層１６に反射型ホログラムの形成を行なった。

記録時のレーザパワーは、それぞれ６００μＷであり、６０秒の露光を行なった。その後、中心波長４００ｎｍのＬＥＤを用い、ポストキュアを行ない、記録材料の重合反応を完了させた。

（反射型ホログラムの再生）
反射型ホログラムの再生は、図７に示す反射型ホログラム再生光学系１００により行なった。

この反射型ホログラム再生光学系１００は、図６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、一対の偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）９６Ａ、９６Ｂ、一対の１／４波長板（以下、ＱＷＰという）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６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。

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で偏光方向がＰ偏光となる。また、ＢＳ８９で分割したレーザ光の一方のみを使用する。他方の光路は、遮蔽板９８のようなシャッターを用いて遮断する。

ＢＳを通過したＰ偏光は、ＰＢＳ９６Ｂを通過し、ＱＷＰ９７Ｂを通ることで直線偏光から円偏光にされ、反射型ホログラムの形成された光記録媒体２０へ照射される。

照射光は、光記録媒体２０の法線方向から入射する。照射光は、反射型ホログラムにより反射光と透過光へ分離される。反射光、透過光共にＱＷＰ９７Ｂ、９７Ａを再度通過することで、Ｓ偏光となる。Ｓ偏光は、ＰＢＳ９６Ｂ、９６Ａにより全て９０°方向へ反射される。反射されたＳ偏光は、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。

反射型ホログラム再生光学系１００のサンプルホルダ９０に記録済みの光記録媒体２０をセットして、反射型ホログラムの再生を行なったところ、２０％の反射率を観測し、一様に反射型ホログラムが形成されていることを確認した。

（反射型ホログラムへの変性記録）
反射型ホログラムへの変性記録を行なうために、図８に示す反射型ホログラム変性記録光学系１２０を構築した。

この反射型ホログラム変性記録光学系１２０は、ブルーレーザダイオード（以下、ＢＬＤという）１０２と、コリメートレンズ（以下、ＣＬという）１０４と、ＨＷＰ１０６と、ＰＢＳ１０８と、ＱＷＰ１１０と、対物レンズ１１２と、レンズ１１４と、ピンホール１１６と、光検出器１１８とから構成される。

波長４０５ｎｍのＢＬＤ１０２から出射した発散光は、ＣＬ１０４により、平行光となり、ＨＷＰ１０６により、Ｐ偏光となる。Ｐ偏光は、ＰＢＳ１０８を通過し、ＱＷＰ１１０により円偏光にされ、対物レンズ１１２により光記録媒体２０中に集光する。対物レンズ１１２で集光されたレーザ光は、反射型ホログラムを局所的に変性する。

この反射型ホログラム変性記録光学系１２０を用いて変性記録を行った。

再生は、変性記録と同様に、対物レンズ１１２によりレーザ光を光記録媒体２０中に集光することにより行われる。集光されたレーザ光は、フォーカス点近傍で平行光となる。平行光は、光記録媒体２０中に形成された反射型ホログラムと干渉し、反射光（回折光）を形成する。

反射光はＱＷＰ１１０を再度通過し、Ｓ偏光となり、ＰＢＳ１０８で９０°方向に反射し、レンズ１１４で集光され、ピンホール１１６を通過した後、光検出器１１８で検出される。平行光となる領域は波長λと対物レンズのＮＡと光記録媒体の屈折率ｎで決定され、次式で表される。
集光幅：ｗ＝λ／ＮＡ
集光深さ：Ｌ＝４λｎ／ＮＡ^２

構築した光学系では、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５、光記録媒体の屈折率ｎ＝１．６２より、
集光幅：ｗ＝０．４８μｍ
集光深さ：Ｌ＝３．６μｍ
の領域の反射型ホログラムからの反射光が検出される。

なお、光検出器１１８の直前に設けているピンホール１１６は、反射型ホログラム以外の迷光を遮断するために設置されている。

次に、反射型ホログラムを形成した光記録媒体２０を反射型ホログラム変性記録光学系１２０へ設置し、停止した状態で青色レーザを照射した。使用した対物レンズ１１２は、媒体表面から８７．５μｍの位置で球面収差が小さくなるものを用いた。記録した深さ位置は、色素層のある光記録媒体２０の表面から８７．５μｍの位置とした。

次に、照射した位置を中心に光記録媒体２０を回転させて反射率の変動を観測した。断面５０ｍＷのパワーで、１μｓ照射した後、光記録媒体２０を回転させて反射率の変動を観測したところ、照射位置で変調度８０％の反射率の低下が認められた。即ち、情報が記録されていることが分かった。

（媒体作製）
実施例１と同様に、ホログラム記録材料溶液を調整し、遮光状態で８０℃加熱濃縮し、塗布用の溶液とした。

次に、実施例１と同様に、ホログラム記録材料溶液と色素溶液をスピンコート法により重ね塗りを行なった。重ね塗りにより、「ホログラム記録材料／色素／ホログラム記録材料／色素／ホログラム記録材料」の５層積層の光記録媒体３０を得た。各ホログラム記録材料（フォーマット層）の膜厚は２０μｍ、色素（吸収層）の膜厚は０．１μｍとした。

この光記録媒体３０上に、ＵＶ硬化樹脂をスピンコータで塗布した。膜厚は、表面から３層目のフォーマット層１６の中心までの距離が８７．５μｍになるように調整した。

本光記録媒体３０の透過率を、波長４０５ｎｍのレーザを照射して測定したところ、表面反射を除いた正味の透過率は９２％であった。また、ホログラム記録材料、及び色素を、スライドガラス上に塗布し光学特性を測定したところ、ホログラム記録材料の消衰係数は、１Ｅ−５、色素の消衰係数は、１Ｅ−２であった。即ち、吸収層（色素層）の消衰係数をｋ_１、フォーマット層（ホログラム記録材料層）の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であった。

（反射型ホログラムの記録）
反射型ホログラムの記録は、実施例１と同様に行なった。

（反射型ホログラムの再生）
実施例１と同様に反射型ホログラムの再生を行なったところ、３０％の反射率を観測し、一様に反射型ホログラムが形成されていることを確認した。

（反射型ホログラムへの変性記録）
反射型ホログラムへの変性記録を行なうために、実施例１の反射型ホログラム変性記録光学系１２０の光路にリレーレンズ１２２を挿入した図１０の反射型ホログラム変性記録光学系１３０を構築した。

他の構成は反射型ホログラム変性記録光学系１２０の構成と同一であるので、同一構成部分には図８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。

リレーレンズ１２２は、光記録媒体３０内の焦点位置を変えた時に、球面収差が増加しないように光学設計がされている。リレーレンズ１２２を動かすことにより、光記録媒体３０の表面から８７．５μｍの位置を中心に、±１５μｍ焦点位置を動かしても、球面収差の増加がほとんど認められないことを確認した。

この反射型ホログラム変性記録光学系１３０を用いて、実施例１と同様に光記録媒体３０の変性記録を行なった。記録した深さ位置は、色素層（吸収層）のある、光記録媒体３０の表面から上層色素層７７．５μｍ及び下層色素層９７．５μｍの位置とした。

次に、照射した位置を中心に光記録媒体３０を回転させて反射率の変動を観測した。５０ｍＷのパワーで１μｓ照射した後、光記録媒体３０を回転させて反射率の変動を観測したところ、上層色素層及び下層色素層の照射位置で変調度８０％の反射率の低下が認められた。即ち、情報が記録されていることが分かった。

（吸収層溶液作製）
テトラブトキシチタン（Ｔｉ（ＯＢＵ）_４、高純度化学製）２．５１ｇと、アセト酢酸エチル（東京化成製）１．９２ｇとをｎ−ブタノール溶媒２ｍｌ中で室温にて混合し、１０分間攪拌した。このとき、Ｔｉ（ＯＢＵ）_４とアセト酢酸エチルのモル比は１：２であった。

この反応液に、ジフェニルジメトキシシラン（Ｐｈ_２Ｓｉ（ＯＭＥ）_２、信越化学製）１．８０ｇを加え、金属アルコキシド溶液とした。このとき、モル比はＴｉ：Ｓｉ＝１：１であった。

水０．３ｍｌ、２Ｎ塩酸水溶液０．１２ｍｌ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攪拌しながら室温で滴下し、３０分攪拌を続け加水分解反応及び縮合反応を行なった。このようにしてゾル溶液を得た。

ゾル溶液に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）を０．７ｇ加えて室温にて混合し、更に１時間ゾル−ゲル反応を十分に進行させ、着色ゾルゲル塗布用の溶液とした。

（媒体作製）
実施例１と同様に、ホログラム記録材料溶液を調整し、記録膜厚２０μｍの光記録媒体を得た。

着色ゾルゲル溶液を光記録媒体上へスピンコータで塗布後、８０℃オーブンで１５時間乾燥して１μｍの膜を得た。

塗膜上に、ホログラム記録材料溶液をスピンコート法で塗布後、８０℃オーブンで１０時間乾燥して、「ホログラム記録材料／着色ゲル／ホログラム記録材料」の３層積層の光記録媒体を得た。

この光記録媒体上に、ＵＶ硬化樹脂をスピンコートで塗布した。膜厚は、光記録媒体の表面から着色ゲル層（吸収層）中心までの距離が８７．５μｍになるように調整した。本光記録媒体の透過率を、波長４０５ｎｍのレーザを照射して測定したところ、表面反射を除いた正味の透過率は、９７％であった。

ホログラム記録材料、及び着色ゲルを、スライドガラス上に塗布し、光学特性を測定したところ、ホログラム記録材料の消衰係数は１Ｅ−５、着色ゲルの消衰係数は１Ｅ−２であった。即ち、吸収層（色素層）の消衰係数をｋ_１、フォーマット層（ホログラム記録材料層）の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であった。

（反射型ホログラムの記録）
反射型ホログラムの記録は、実施例１と同様に行なった。

（反射型ホログラムの再生）
実施例１と同様に再生を行なったところ、３０％の反射率を観測し、一様に反射型ホログラムが形成されていることを確認した。

（反射型ホログラムへの変性記録）
反射型ホログラムへの変性記録は、実施例１と同様に行なった。５０ｍＷのパワーで１μｓ照射した後、光記録媒体を回転させて反射率の変動を観測したところ、照射位置で変調度８５％の反射率の低下が認められた。即ち、情報が記録されていることが分かった。

上記光記録媒体について、情報記録層の膜厚を２５０μｍとしたときの、最上層の吸収層の温度上昇のシミュレーションを行った。その結果を図９に示す。

ここで、吸収層の屈折率を１．６、消衰係数を１Ｅ−３、膜厚を１μｍ、フォーマットホログラム層の屈折率を１．６、消衰係数を０、膜厚を１１μｍ、レーザ光の記録パワーを５０ｍＷとし、その他は、図１１のシミュレーション条件と同一にした。

この積層構造では、レーザ光の記録パワーが５０ｍＷでも、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ １倍速で５００℃、２倍速で３００℃、３倍速で２００℃の温度上昇が見込まれ、高転送レートを達成することができる。

ここで、吸収層の厚みを１μｍ、消衰係数を１Ｅ−３と設定したのは、吸収層を２０層積層した場合も、フォーマット層の吸収が０であれば、図１１より、５０％の透過率を確保できることが分かり、フォーマットホログラムの形成が可能であるからである。

［比較例１］
（吸収層溶液作製）
実施例１で使用した色素を、実施例１の光重合性化合物を含む混合物に添加した。実施例１と同様に、ホログラム記録材料溶液を調整し、遮光状態で８０℃で加熱濃縮を行なうことで、塗布用の溶液とした。

（媒体作製）
この溶液を遮光状態のまま、ガラス基板上へスピンコータで塗布後、８０℃オーブンで２０時間乾燥して記録膜厚２０μｍの光記録媒体を得た。

この記録媒体上に、更にスピンコータで塗布後、８０℃オーブンで２０時間加熱し、記録膜厚４０μｍの光記録媒体を得た。

光記録媒体の透過率を、波長４０５ｎｍのレーザを照射して測定したところ、表面反射を除いた正味の透過率は、９７％であった。

ホログラム記録材料をスライドガラス上に塗布し光学特性を測定したところ、消衰係数は１Ｅ−４であった。

実施例１と同様に反射型ホログラムを形成し、反射型ホログラムの再生を行なったところ、２０％の反射率を観測した。

次に、実施例１と同様に、反射型ホログラムへの変性記録を試みた。記録位置は、対物レンズの球面収差が小さい、光記録媒体の表面から８７．５μｍの位置に設定した。

５０ｍＷのパワーで、１μｓ照射した後、光記録媒体を回転させて反射率の変動を観測したところ、照射位置での反射率変化は認められなかった。即ち、情報が記録されていないことが分かった。

以上の結果より、実施例１乃至３の光記録媒体は、フォーマット層と吸収層を分離して積層し、吸収層の記録波長のレーザ光に対する消衰係数をフォーマット層と比較して大きくなるようにすることで、光記録の高転送レート化が可能になることが分かった。

なお、実施形態では４層の情報記録層を有する光記録媒体１０を作成したが、本発明は情報記録層の数に限られず、少なくとも１層の情報記録層を有する光記録媒体に適用することができる。

また、本発明は、記録可能な光記録媒体のみならず、記録済の再生専用光記録媒体（ＲＯＭ）にも適用されるものである。

本発明は、ホログラム光記録媒体等の光記録媒体に利用することができる。

１０…光記録媒体
１２…吸収層
１４…情報記録層
１６…フォーマット層
１６Ａ…第１のハーフフォーマット層
１６Ｂ…第２のハーフフォーマット層
１８…支持基板
２２…保護層
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
１２０、１３０…反射型ホログラム変性記録光学系

Claims (6)

1. 反射型ホログラムが設けられたフォーマット層と、レーザ光を吸収する吸収層とを含んで構成される少なくとも一層の情報記録層を有し、
   前記吸収層の消衰係数をｋ_１、前記フォーマット層の消衰係数をｋ_２としたときに、ｋ_１＞ｋ_２であることを特徴とする光記録媒体。
2. 請求項１において、
   ｋ_１≧１Ｅ−４であることを特徴とする光記録媒体。
3. 請求項１又は２において、
   前記フォーマット層は、第１及び第２のハーフフォーマット層からなり、
   前記情報記録層は、第１のハーフフォーマット層、該第１のハーフフォーマット層に隣接する前記吸収層、前記吸収層に隣接する前記第２のハーフフォーマット層をこの順で積層して構成されていることを特徴とする光記録媒体。
4. 請求項３において、
   前記情報記録層は複数設けられ、隣接する情報記録層間の前記第１のハーフフォーマット層及び前記第２のハーフフォーマット層は連続一体的に形成されていることを特徴とする光記録媒体。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記反射型ホログラムは、前記フォーマット層の、前記吸収層に接する面を中心として厚さ方向両側が局所的に変性されることにより、記録マークが形成されていることを特徴とする光記録媒体。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録媒体への情報記録方法であって、
   レーザ光を照射して、前記吸収層の温度を上昇させ、前記フォーマット層に設けられた反射型ホログラムを変性することを特徴とする光記録媒体への情報記録方法。

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