JP5389599B2 - 光情報記録媒体、情報記録方法および光増感剤 - Google Patents

光情報記録媒体、情報記録方法および光増感剤 Download PDF

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Description

本発明は、レーザ光を用いて情報の記録および再生が可能な光情報記録媒体に関し、より詳しくは、波長440nm以下の短波長レーザ光を用いる情報の記録および再生に好適なヒートモード型の光情報記録媒体ならびに波長440nm以下の短波長レーザ光照射により上記光情報記録媒体へ情報を記録する情報記録方法に関する。
更に本発明は、波長440nm以下の光に対する増感剤として好適な新規光増感剤に関する。
従来から、レーザ光により1回限りの情報記録が可能な光情報記録媒体として、追記型CD(CD−R)および追記型DVD(DVD−R)が知られている。CD−Rへの情報の記録は、近赤外域のレーザ光(通常、波長780nm程度)により行われるのに対し、DVD−Rへの情報の記録は可視レーザ光(約630〜680nm)によって行われる。DVD−Rは、記録用レーザ光としてCD−Rより短波長のレーザ光を使用するため、CD−Rと比べて高密度記録可能であるという利点を有する。そのため、近年、DVD−Rは、大容量の記録媒体としての地位をある程度まで確保している。
最近、インターネット等のネットワークやハイビジョンTVが急速に普及している。また、HDTV(High Definition Television)の放映を間近にひかえて、画像情報を安価簡便に記録するための大容量の記録媒体の要求が高まっている。しかし、CD−RおよびDVD−Rは、将来の要求に対応できる程の充分に大きな記録容量を有しているとはいえない。そこで、DVD−Rよりも更に短波長のレーザ光を用いることによって記録密度を向上させるため、短波長レーザ(例えば波長440nm以下)による記録が可能な大容量光ディスクの開発が進められている。そのような光ディスクとして、例えば405nmの青色レーザを用いたBlu−ray方式と称される光記録ディスク(Blu−ray Disc、以下、「BD」ともいう)、HD−DVD等の情報記録用レーザ光を短波長化して記録密度を高めることが提案されている。
例えば特許文献1〜4には、DVD−R型の光ディスクにおいて、記録層に含有する色素化合物としてアゾ金属錯体色素を用いることが提案されている。これらのアゾ金属錯体色素は赤色レーザに対応した吸収波形を有しており、短波長(例えば405nm)のレーザ光による記録では十分な記録特性を発揮することはできない。
そこで、例えば特許文献5〜7では、短波長レーザ光(例えば405nmの青色レーザ光)を用いた光記録ディスクにおいて、DVD−Rで用いられたアゾ金属錯体に対して吸収波長の短波長化を図ることが検討されている。
特開平11−310728号公報 特開平11−130970号公報 特開2002−274040号公報 特開2000−168237号公報 特開2001−158862号公報 特開2006−142789号公報 特開2006−306070号公報
しかし、本発明者らが、上記特許文献5〜7に記載されているアゾ金属錯体について、色素膜の耐光性、ならびに青色レーザ等の短波長レーザ対応光情報記録媒体の記録再生特性を評価した結果、耐光性および記録再生特性のすべてを満足できるものを見つけることができなかった。
そこで、本発明者らは、短波長レーザ光照射による記録再生(特に、波長が440nm以下のレーザ光照射による情報記録)における記録再生特性および耐光性に優れる光情報記録媒体を提供することを目的として、色素の耐光性および青色レーザ対応光情報記録媒体の記録再生特性について検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
特許文献5〜7において具体的に開示されているアゾ金属錯体色素は、いずれも金属イオン1つに対してアゾ色素が2つ配位したアゾ金属錯体色素である。しかし、これらの金属錯体では、上記短波長レーザ光照射による記録再生では十分な耐光性と記録再生特性を得ることができなかった。そこで本発明者らは、上記アゾ金属錯体色素が耐光性または記録再生特性を満足できない理由はアゾ配位子の励起状態を効率よく失活させることができていないことにあると考え、更に検討を重ねた。その結果、1分子中に2つ以上の金属イオンを含有するとともに、含まれる金属イオンの数がアゾ色素の分子数と同数またはそれ以上であるアゾ金属錯体色素(多核アゾ金属錯体色素)により、アゾ配位子から金属イオンへのエネルギー移動を促進させることができ、これにより耐光性と短波長レーザ光照射に対する記録再生特性に優れる光情報記録媒体が得られることを新たに見出した。
かかる状況下、本発明は、短波長レーザ光対応の光情報記録媒体において、多核アゾ金属錯体色素の性能をより一層向上することを目的としてなされたものである。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、多核アゾ金属錯体色素をカチオン性色素と併用することにより、多核アゾ金属錯体色素による優れた耐光性を維持しつつ、高感度な光情報記録媒体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
[1]アゾ色素と金属イオンとを含む多核アゾ金属錯体色素と、カチオン性色素とを含有する記録層を有する光情報記録媒体。
[2]前記アゾ色素は、下記一般式(A)で表される部分構造を有するアゾ色素である[1]に記載の光情報記録媒体。
Figure 0005389599
[一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表し、*は−N=N−基との結合位置を表す。]
[3]前記アゾ色素は、下記一般式(1)で表されるアゾ色素である[2]に記載の光情報記録媒体。
Figure 0005389599
[一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともに複素環または炭素環を形成する原子群を表し、Yはアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を含有する基を表し、R1、R2およびY1は、それぞれ一般式(A)における定義と同義である。]
[4]一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともにピラゾール環を形成する原子群を表す[3]に記載の光情報記録媒体。
[5]前記カチオン性色素に含まれるカチオン性色素部位は、下記一般式(C)〜(E)のいずれかで表される[1]〜[4]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
Figure 0005389599
[一般式(C)中、R110、R111、R112、R113、R114およびR115は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R111およびR112、R114およびR115は、互いに連結して環構造を形成してもよく、X110およびX111は、各々独立に炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n1は0以上の整数を表す。]
Figure 0005389599
[一般式(D)中、R120、R121およびR122は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R121とR122は互いに連結して環構造を形成してもよく、R123およびR124は、各々独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよく、X120は、炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n2は0以上の整数を表す。]
Figure 0005389599
[一般式(E)中、R130、R131、R132およびR133は、各々独立に置換基を表し、R130とR131、R132とR133は互いに連結して環構造を形成してもよく、n3は0以上の整数を表す。]
[6]前記カチオン性色素は、吸収極大波長を385〜425nmの範囲の波長域に有する[1]〜[5]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
[7]前記記録層は、前記多核アゾ金属錯体色素と前記カチオン性色素とを、質量比で95:5〜50:50の割合で含む[1]〜[6]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
[8]前記多核アゾ金属錯体に含まれる金属イオンは銅イオンである[1]〜[7]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
[9]前記記録層を、トラックピッチ50〜500nmのプリグルーブを表面に有する基板の該表面上に有する[1]〜[8]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
[10]波長440nm以下のレーザ光を照射することにより情報を記録するために使用される[1]〜[9]のいずれかに記載の光情報記録媒体。
[11][1]〜[10]のいずれかに記載の光情報記録媒体に、波長440nm以下のレーザ光を照射することにより、上記光情報記録媒体が有する記録層へ情報を記録する情報記録方法。
[12]下記一般式(C)〜(E)のいずれかで表されるカチオン性色素部位を有する光増感剤。
Figure 0005389599
[一般式(C)中、R110、R111、R112、R113、R114およびR115は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R111およびR112、R114およびR115は、互いに連結して環構造を形成してもよく、X110およびX111は、各々独立に炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n1は0以上の整数を表す。]
Figure 0005389599
[一般式(D)中、R120、R121およびR122は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R121とR122は互いに連結して環構造を形成してもよく、R123およびR124は、各々独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよく、X120は、炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n2は0以上の整数を表す。]
Figure 0005389599
一般式(E)

[一般式(E)中、R130、R131、R132およびR133は、各々独立に置換基を表し、R130とR131、R132とR133は互いに連結して環構造を形成してもよく、n3は0以上の整数を表す。]
[13]アゾ色素と金属イオンとを含む多核アゾ金属錯体色素とともに使用される[12]に記載の光増感剤。
[14]前記アゾ色素は、下記一般式(A)で表される部分構造を有するアゾ色素である[13]に記載の光増感剤。
Figure 0005389599
[一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表し、*は−N=N−基との結合位置を表す。]
[15]前記アゾ色素は、下記一般式(1)で表されるアゾ色素である[14]に記載の光増感剤。
Figure 0005389599
[一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともに複素環または炭素環を形成する原子群を表し、Yはアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を含有する基を表し、R1、R2およびY1は、それぞれ一般式(A)における定義と同義である。]
[16]一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともにピラゾール環を形成する原子群を表す[15]に記載の光増感剤。
[17]吸収極大波長を385〜425nmの範囲の波長域に有する[12]〜[16]のいずれかに記載の光増感剤。
[18]波長440nm以下の光に対する増感剤である[12]〜[17]のいずれかに記載の光増感剤。
本発明によれば、波長が440nm以下の青色レーザ光を用いて良好な記録再生特性が得られ、且つ、極めて耐光性に優れる光情報記録媒体(特に、波長が440nm以下のレーザ光照射による情報の記録が可能な光情報記録媒体)を得ることができる。
本発明の光増感剤は、多核アゾ金属錯体色素に対して優れた増感効果を発揮することができる。
本発明の光情報記録媒体の一例を示す概略断面図である。
[光情報記録媒体]
本発明の光情報記録媒体は、好ましくはトラックピッチ50〜500nmのプリグルーブを表面に有する基板の該表面上に記録層を有する光情報記録媒体であり、短波長レーザにより情報の記録および再生を行うBD、HD−DVD等の高密度記録用光ディスクとして好適である。
上記高密度記録用光ディスクは、従来の追記型光ディスクと比べてトラックピッチが狭いという構造上の特徴を有する。また、BD構成の光ディスクは、基板上に、直接または反射層等の層を介して記録層を有し、更に記録層の上に比較的薄い光透過性を有する層(一般に、カバー層と呼ばれる)を有するという、従来の追記型光ディスクと異なる層構成を有する。このような従来の追記型光ディスクとは異なる構造を有する光情報記録媒体では、CD−RやDVD−R等の従来の追記型光ディスクにおいて使用されていた記録用色素では、十分な記録特性を得ることは困難であった。これに対し、本発明では、多核アゾ金属錯体色素とともにカチオン性色素を記録層に使用することにより、良好な記録再生特性を有する光情報記録媒体を得ることを可能にした。これはカチオン性色素が、多核アゾ金属錯体色素に対して優れた増感作用を示すことができるからである。本発明の光情報記録媒体によれば、短波長(例えば波長440nm以下)のレーザ光照射により、良好な記録特性を得ることができる。特に、本発明の光情報記録媒体は、基板と記録層との間に反射層を有する構成を有するBD構成の媒体として好適である。
更に本発明者らは、多核アゾ金属錯体色素が、極めて良好な耐光性および良好な溶液安定性を示すこと、そしてカチオン性色素によれば、上記多核アゾ金属錯体色素の優れた耐光性および溶液安定性を損なうことなく、光情報記録媒体の感度向上が可能であることを新たに見出した。本発明の光情報記録媒体は、上記アゾ金属錯体色素をカチオン性色素とともに記録層に含むことにより、短波長レーザ光照射による記録再生特性と高い耐光性を両立することができる。更に本発明の光情報記録媒体は、溶液中での保存安定性の高い記録層色素を用いて形成することができるため、高い生産性も実現できる。
以下に、本発明における多核アゾ金属錯体色素およびカチオン性色素の詳細を説明する。
多核アゾ金属錯体色素
本発明においてアゾ色素を示す一般式としては、アゾ−ヒドラゾン互変異性平衡におけるアゾフォームのみを記載しているが、対応するヒドラゾンフォームであってもよく、その場合のヒドラゾンフォームは本発明におけるアゾフォームと同一成分とする。
また、一般式中に表記されているピラゾール環についても互変異性構造をとり得るが、その場合も同様の一般式に含まれるものとする。
本発明においてアゾ色素とは、非環状のアゾ基(−N=N−)を有し、金属イオンと錯形成可能な色素化合物を表し、金属錯体中で配位子となっている場合も含む。例えば、1分子中で1つの金属イオンに対して2つのアゾ配位子が配位している場合、1分子中のアゾ色素の分子数は2である。アゾ色素が金属イオンと錯形成した場合をアゾ金属錯体色素と呼ぶ。また、本発明においてアゾ配位子とは、アゾ色素が配位子となった場合を言う。アゾ配位子は水素原子を失うことによりアニオン性配位子となり、水素原子を2つ失うことにより、2価のアニオン性配位子となることが好ましい。また、本発明において多核アゾ金属錯体色素とは、アゾ色素と、該アゾ色素の分子数と同数またはそれ以上の数の金属イオンとの錯体であって、かつ1分子中に2つ以上の金属イオンを含有する錯体をいうものとする。多核アゾ金属錯体色素において、1分子中に含まれる複数の金属イオンはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、1分子中に複数分子のアゾ色素が含まれる場合、複数分子のアゾ色素はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。多核アゾ金属錯体色素には、アゾ色素と金属イオンとともに、配位子や分子の電荷を中和するために必要なイオン等の他成分が含まれていてもよい。
(i)金属イオン
多核アゾ金属錯体色素に含まれる金属イオンとしては、短波長レーザ光に対する記録再生特性の点からは遷移金属イオンが好ましい。本発明において遷移金属イオンとは、遷移金属原子のイオンを表す。遷移金属原子とは、周期表のIIIa族〜VIII族の元素およびIb族の元素が含まれ、不完全d電子殻を持つ元素である。遷移金属原子としては、特に限定されるものではないが、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Znが好ましく、Co、Ni、Cuがより好ましく、Cuが更に好ましい。
遷移金属イオンとしては、1価または2価の遷移金属イオンが好ましい。1価または2価の遷移金属イオンとしては、例えば、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu+、Cu2+、Zn2+、Ru2+、Pd2+、Ag+、Re+、Pt2+、Au+等が挙げられ、Co2+、Ni2+、Cu2+などの遷移金属イオンを含むことが好ましく、Cu2+がより好ましい。
(ii)アゾ色素
多核アゾ金属錯体色素に含まれるアゾ色素の少なくとも一部は、2価アゾ色素アニオンであることが好ましい。これは、アゾ配位子の励起状態を効率よく失活させることが耐光性向上につながるため、エネルギー移動効率を向上させる為にσ供与性を大きくし、金属イオンの配位子場分裂を大きくすることが望ましいと考えられるからである。
多核アゾ金属錯体色素は、1分子中に2つ以上の金属イオンを含有し、アゾ色素1つに対して、少なくとも1つ金属が配位結合することが好ましい。さらに、膜安定性向上のため、アゾ配位子1つが金属イオン2つ以上に対して配位するよう、アゾ色素が架橋配位子となることがより好ましい。このようなアゾ金属錯体色素を形成し得るアゾ色素としては、一般式(A)で表される部分構造を有するアゾ色素を挙げることができる。
Figure 0005389599
[一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表し、*は−N=N−基との結合位置を表す。]
一般式(A)中、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子(以下、「解離性水素原子」ともいう)を表す。一般式(A)で表される部分構造は、ピラゾール環上の水素原子Y1が解離することにより、部分構造(A)におけるピラゾール環上のもう一方の窒素原子を介して遷移金属イオンとの錯形成が可能となり、アゾ色素の数より金属イオンの数が多くなっても、膜安定性が高く、良好な記録特性を得ることができる。
一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に水素原子または置換基を表す。R1、R2は溶解性向上の観点からは置換基であることが好ましい。置換基としては特に限定されないが、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、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、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、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、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよびアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールおよびヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基が例として挙げられる。
更に詳しくは、R1およびR2は、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−オクチル基、エイコシル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、2−エチルヘキシル基)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換もしく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る。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するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)もこのような概念のアルキル基を表す。]、アルケニル基[直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、プレニル基、ゲラニル基、オレイル基)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3〜30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル)、ビシクロアルケニル基(置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5〜30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル)を包含するものである。]、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基、トリメチルシリルエチニル基、アリール基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしく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)、ヘテロ環基(好ましくは5または6員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3〜30の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしく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)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30の置換もしく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)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ基、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)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ基、N−n−オクチルカルバモイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、n−オクチル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(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基)、アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、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)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、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)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメト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(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基)、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしく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)、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30の置換もしく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)、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基(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フィニル基、6〜30の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、p−メチルフェニルスルフィニル基)、アルキルおよびアリールスルホニル基(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基、6〜30の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、p−メチルフェニルスルホニル基)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数4〜30の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基、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、2−ピリジルカルボニル基、2−フリルカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしく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)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしく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)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしく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)、アリールおよびヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ基、p−クロロフェニルアゾ基、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ基)、イミド基(好ましくは、N−スクシンイミド、N−フタルイミド)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基)、ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)を挙げることができる。
上記の官能基の中で、水素原子を有するものは、これを取り去り更に上記の基で置換されていてもよい。そのような官能基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられる。その例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル基、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル基、アセチルアミノスルホニル基、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。
1が電子求引性基であると、極めて耐光性に優れるアゾ金属錯体を得られやすく、溶解性の観点からも好ましい。R1として好ましい電子求引性基としては、炭素数2〜10の置換もしくは無置換のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7〜10の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、炭素数2〜10の置換もしくは無置換のアルキルアミノカルボニル基、炭素数7〜10の置換もしくは無置換のアリールアミノカルボニル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、シアノ基より選ばれる基であることが好ましく、炭素数2〜10の置換もしくは無置換のアルキルオキシカルボニル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、シアノ基より選ばれる基を挙げることができ、炭素数2〜10の置換もしくは無置換のアルキルオキシカルボニル基、シアノ基より選ばれる基であることが更に好ましく、シアノ基であることが特に好ましい。
2は、水素原子、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基が好ましく、記録特性の観点から、水素原子、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基がさらに好ましい。加えて、溶解性の観点から、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基が特に好ましい。
前記一般式(A)で表される部分構造を含むアゾ色素としては、下記一般式(1)で表されるアゾ色素が好ましい。
Figure 0005389599
一般式(1)中、R1、R2およびY1は、それぞれ一般式(A)における定義と同義であり、それらの詳細は前述の通りである。
一般式(1)中、Q1は、隣り合う2つの炭素原子とともに複素環または炭素環を形成する原子群を表す。Q1が複素環である場合、Q1が形成する複素環は、炭素原子およびヘテロ原子(例えば酸素原子、硫黄原子、窒素原子等)とともに形成される複素環であればよく、特に限定されないが、例えば、後述の部分構造式(E−1)〜(E−8)で表される環に含まれる複素環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等が挙げられる。これらの中でもピラゾール環が好ましい。これらの環は置換基を有していてもよく、また、縮環していてもよい。
1により形成される炭素環としては、ベンゼン環が好ましい。ベンゼン環は、置換基を有していてもよく、また、縮環していてもよいが、記録再生特性の点から、縮環して10π系の縮環(例えば、ナフタレン環あるいはキノリン環など)、または14π系の縮環(例えばアントラセン、フェナントレン、フェナントロリンなど)を形成しないことが好ましい。また、同様の理由から、該炭素環がベンゼン環である場合、該ベンゼン環にはアミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基およびアリールオキシ基により置換されないことが好ましい。
上記複素環および炭素環は、溶解性向上の観点からは置換基を有していることが好ましい。置換基としては、R1、R2で表される置換基として例示した基を挙げることができる。
Yはアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子(解離性水素原子)を含有する基を表す。上記水素原子は、脱プロトン化され易い水素原子であり、金属イオンと錯形成する際に解離し得る水素原子である。一般式(1)で表されるアゾ色素は、解離性水素原子が解離することによりアニオン性配位子となることができ、2つの解離性水素原子が解離することにより2価のアニオン性配位子となることができる。
Yで表される基としては、ヒドロキシル基、アミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、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)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、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)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメト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(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基)、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしく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)などが挙げられる。
Yはヒドロキシル基、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数3〜10の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ基であることが好ましく、ヒドロキシル基、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基であることがより好ましく、ヒドロキシル基であることがさらに好ましい。
また、一般式(1)中の下記部分構造:
Figure 0005389599
の具体例としては、下記部分構造式(E−1)〜(E−8)等が挙げられる。
Figure 0005389599
上記において、R41、R43、R46〜R49、R50、R51、R57、R58、R59〜R62は、各々独立に水素原子または置換基を表し、隣接する置換基は互いに連結して環を形成してもよい。R41〜R62が置換基を表すとき、該置換基としては特に限定されないが、前記R1、R2で挙げた置換基が挙げられる。但し、R46〜R49は、アミノ基(アルキル置換若しくはアリール置換されたアミノ基を含む)、ヒドロキシル基、アルコキシ基およびアリールオキシ基以外の置換基または水素原子を表すことが好ましい。短波長レーザ光照射による記録再生に対応する為である。
42、R44、R45、R52、R53、R54、R55、R56は各々独立に水素原子または置換基を表す。置換基としては特に限定されないが、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アリール基、ヘテロ環基、スルファモイル基、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよびアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基が例として挙げられる。
上記部分構造中、(E−1)〜(E−6)、(E−8)が好ましく、(E−1)〜(E−3)、(E−8)がより好ましく、(E−1)、(E−3)、(E−8)が更に好ましく、(E−1)、(E−3)がよりいっそう好ましく、(E−1)が特に好ましい。
(E−1)において、R41は、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基が好ましく、アルキル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基がより好ましく、アルキル基、アルコキシ基がさらに好ましい。
42は、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アリール基、ヘテロ環基が好ましく、アルキル基、アリール基が好ましく、アリール基がさらに好ましい。
(E−3)において、R46〜R49は、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基が好ましく、アルキル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基がより好ましく、アルコキシカルボニル基がさらに好ましい。
一般式(1)で表されるアゾ色素の好ましい態様としては、下記部分構造:
Figure 0005389599
が下記一般式(B)で表される部分構造であるものを挙げることもできる。
Figure 0005389599
一般式(B)中、Yは一般式(1)における定義と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同様である。
3はアリール基またはヘテロアリール基を表す。R3は炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基または炭素数1〜10の置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基であることがより好ましい。これらは縮環されていてもよい。
2は隣り合う窒素原子および炭素原子ならびにYで表される基と結合する炭素原子とともにとともに含窒素ヘテロ環を形成する原子群を表す。Q2により形成される含窒素へテロ環は、5員環または6員環であることが好ましく、5員環であることがより好ましく、ピラゾール環であることが更に好ましい。
一般式(1)で表され、かつ部分構造(B)を有するアゾ色素としては、下記一般式(2)で表されるアゾ色素が好ましい。
Figure 0005389599
以下、一般式(2)について説明する。
一般式(2)中、R1、R2、Y1およびYは、それぞれ一般式(1)における定義と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同様である。
3は一般式(B)における定義と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同様である。
4は水素原子または置換基を表す。置換基としては、前記R1およびR2の説明で挙げた置換基が挙げられる。R4は置換基であることが好ましい。R4で表される置換基としては、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリールアミノ基が好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基がより好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基がさらに好ましい。
一般式(2)で表されるアゾ色素は、R3が炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基であり、R4が炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基または炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基であり、R1がシアノ基であり、R2が炭素数4〜10の第3級アルキル基であることが好ましい。
以下に一般式(1)で表されるアゾ色素の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
一般式(1)で表されるアゾ色素の一般的合成法としては、特開昭61−36362号公報および特開2006−57076号公報に記載の方法が挙げられる。ただし、これに限定するものではなく、他の反応溶媒、酸を用いてもよく、また、カップリング反応を塩基(例えば、酢酸ナトリウム、ピリジン、水酸化ナトリウム等)存在下で行ってもよい。アゾ色素の合成法の具体例を、以下に示す。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
アゾ色素と遷移金属イオンを反応させて金属アゾキレート色素を得る一般的方法としては、アゾ色素、金属塩(金属錯体、金属酸化物塩を含む)を、有機溶媒中もしくは水中、またはその混合液中において、攪拌する方法が挙げられる。多核アゾ金属錯体色素を得るためには、アゾ色素と金属イオンとを塩基存在下で反応させることが好ましい。これにより得られるアゾ金属錯体色素を含む記録層は、通常、該アゾ金属錯体中および/または記録層中に塩基(プロトン化されたものも含む)が含まれる。
塩基としては、特に限定されないが、アンモニアまたは有機塩基が好ましく、有機塩基がより好ましい。
塩基の当量は、特に限定されないが、収率よく純度の高い多核金属錯体を安定的に製造するためには、アゾ配位子に対して2.00当量以上であることが好ましく、2.00当量以上6.00当量以下であることがより好ましく、2.10当量以上5.50当量以下であることが更に好ましく、2.40当量以上5.00当量以下であることが特に好ましい。
金属イオンの当量は、特に限定されないが、収率よく純度の高い多核金属錯体を安定的に製造するためには、アゾ配位子に対して1.00当量以上であることが好ましく、1.00当量以上1.25当量以下であることがより好ましく、1.10当量以上1.23当量以下であることが更に好ましく、1.12当量以上1.20当量以下であることが特に好ましい。
塩基の当量がアゾ配位子に対して2.00当量以上であり、かつ、金属イオンの当量がアゾ配位子に対して1.00当量以上であることが好ましく、塩基の当量が2.00当量以上6.00当量以下、かつ、金属イオンの当量が1.00当量以上1.25当量以下であることがより好ましく、塩基の当量が2.10当量以上5.50当量以下、かつ、金属イオンの当量が1.10当量以上1.23当量以下であることが更に好ましく、塩基の当量が2.40当量以上5.00当量以下、かつ、金属イオンの当量が1.12当量以上1.20当量以下であることが特に好ましい。
反応溶媒は、特に限定されないが、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、ニトリル系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤、水系溶剤、またはこれらの混合系溶剤等が挙げられる。反応溶媒はアルコール系溶剤が好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノールがより好ましく、メタノールが更に好ましい。アルコール系溶剤と水系溶剤を混合することも好ましい。
反応溶媒の量は、特に限定されないが、アゾ配位子の1倍以上100倍以下の質量比であることが好ましく、アゾ配位子の2倍以上50倍以下の質量比であることがより好ましく、アゾ配位子の2.5倍以上30倍以下の質量比であることが更に好ましく、アゾ配位子の3倍以上20倍以下の質量比であることが特に好ましい。
反応温度は、特に限定されないが、0℃〜250℃の範囲であることが好ましく、20℃〜200℃の範囲であることがより好ましく、40℃〜150℃の範囲であることが更に好ましく、50℃〜120℃の範囲であることが特に好ましい。
なお、アゾ色素として例示化合物(L−11)を銅イオンとジイソプロピルアミン存在下で反応させることにより得られたアゾ金属錯体である後述の表1中の例示化合物(M−11)は、ESI−TOF−MS等のMSにて同定を行うと、アゾ配位子6分子と遷移金属7つから形成され、かつ、架橋配位子(例えば酸素イオン、水酸化物イオンなど)2つを含む分子の分子量をMとした場合に、Mのnegaピークで検出される場合、M/2のnegaピークが検出される場合などがある。塩基単体も検出され得る。単座配位子(塩基や溶媒など)は、錯体となって検出されることは殆どなく、フラグメントとして検出されることが多い。
また、X線構造解析や元素分析によって、錯体の構造を確認することもできる。例示化合物(L−11)と銅イオンをジイソプロピルアミン存在下で反応させることにより得られたアゾ金属錯体(M−11)のX線構造解析結果は、以下の構造であることを示した。中心部に位置する架橋配位子のO2-、OH-は、両者ともO2-となる場合、両者ともOH-となる場合もあり得る。
Figure 0005389599
このように1分子中に7つの金属イオンと6つのアゾ色素分子とを含む多核アゾ金属錯体色素としては、下記一般式(G)で表されるアゾ金属錯体色素を挙げることができる。
Figure 0005389599
以下、一般式(G)について説明する。
一般式(G)中、M2+は2価の遷移金属イオンを表す。2価の遷移金属イオンとしては、前述のように、例えば、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Ru2+、Pd2+、Pt2+等が挙げられ、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+が好ましく、Co2+、Ni2+、Cu2+がより好ましく、Cu2+がさらに好ましい。
pおよびqはそれぞれ0〜2の範囲の整数を表し、ただしp+q=2である。pおよびqはp+q=2を満たす範囲で、化合物の存在状態により、および/または、Xn+の種類によって変化し得る。
n+はn価のカチオンを表し、nは1〜10の範囲の整数を表す。Xn+は、n価のカチオンであれば特に限定されないが、有機カチオンであることが好ましい。有機カチオンとしては、アンモニウムイオン、アミジニウムイオン、グアニジウムイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、アニリニウムイオンなどが挙げられる。これらは置換基により置換されていてもよく、2つ以上の置換基同士が結合して環を形成していてもよい。
n+は、アンモニウムイオンまたはアミジニウムイオンであることが好ましく、アンモニウムイオンであることがより好ましい。アンモニウムとしては、無置換のアンモニウム、置換もしくは無置換の第1級アンモニウム(例えば、n−ブタノールなど)、置換もしくは無置換の第2級アンモニウム(例えばジプロピルアミン、ジイソプロピルアミンなど)、置換もしくは無置換の第3級アンモニウム(例えばトリエチルアミンなど)、置換もしくは無置換の第4級アンモニウム(例えば、テトラブチルアンモニウムなど)が挙げられるが、置換もしくは無置換の第2級アンモニウム、置換もしくは無置換の第3級アンモニウムが好ましく、置換もしくは無置換の第2級アンモニウムがより好ましい。
nは1〜4の範囲の整数であることが好ましく、1または2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。
一般式(G)中、L’は配位子を表す。本発明において、「配位子」とは金属イオンと結合可能な原子または原子団のことをいう。L’が複数存在する場合、複数存在するL’は互いに同じであっても異なっていてもよい。
L’で表される配位子としては、後述の好ましい例で挙げる配位子のほか、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」(Springer−Verlag社、H.Yersin著、1987年発行)、「有機金属化学−基礎と応用−」(裳華房株式会社、山本明夫著、1982年発行)等に記載の配位子が挙げられる。配位子の具体例について以下に説明する。
前記L’に含まれ、かつ金属イオンに配位する原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ハロゲン原子(塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が好ましく、窒素原子、酸素原子、ハロゲン原子がより好ましく、窒素原子、酸素原子が更に好ましく、窒素原子が特に好ましい。
L’が金属イオンに配位する場合、L’はアニオン性配位子であっても、中性配位子であってもよい。
上記のうち、金属イオンに窒素原子で配位するL’としては、特に限定されないが、含窒素芳香族へテロ環配位子{例えば、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子、オキサジアゾール配位子、チアジアゾール配位子、およびこれらを含む縮配位子体(例えば、キノリン配位子、ベンズオキサゾール配位子、ベンズイミダゾール配位子など)、およびこれらの互変異性体など}、アミン配位子(例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジベンジルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、アリールアミンなど)、アニリン配位子(例えば、アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、ジフェニルアミン、N−アシルアニリン、N−アルキルスルホニルアニリンなど)、イミン配位子、ニトリル配位子(例えばアセトニトリル配位子など)、イソニトリル配位子(例えばt−ブチルイソニトリル配位子など)、アミド配位子(例えばジメチルホルムアミド配位子、ジメチルアセトアミド配位子など)、アミジン配位子(例えば、DBU、DBN)、グアニジン配位子(例えばテトラメチルグアニジン)などが挙げられる。これらの配位子は置換基を有していてもよい。
金属イオンに酸素原子で配位するL’としては、特に限定されないが、アルコール配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、2−エチルヘキシロキシなどのプロトンを解離させた一価のアニオン配位子が挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェノール、1−ナフトール、2−ナフトールなどプロトンを解離させた一価のアニオン配位子が挙げられる。)、ジケトン配位子(例えばアセチルアセトン配位子)、シリルオキシ配位子(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)、エーテル配位子(環状エーテルを含む)カルボン酸配位子、スルホン酸配位子、アクア配位子、O2配位子などが挙げられる。これらの配位子は置換基を有していてもよい。
金属イオンに硫黄原子で配位するL’としては、特に限定されないが、アルキルチオール配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばブタンチオールなどプロトンを解離させた一価のアニオン配位子が挙げられる。)、アリールチオール配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばチオフェノールなどが上げられる。)、チオエーテル配位子が挙げられる。これらの配位子は置換基を有していてもよい。
金属イオンにリン原子で配位するL’としては、特に限定されないが、アルキルホスフィン配位子(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばメチルホスフィン、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジベンジルホスフィン、などが挙げられる。)、アリールホスフィン配位子(好ましくは炭素数3〜30、より好ましくは炭素数4〜20、特に好ましくは炭素数5〜10であり、例えばフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、ピリジルホスフィンなどが挙げられる。)が挙げられる。これらの配位子は置換基を有していてもよい。
L’としては、有機塩基が好ましく、置換もしくは無置換のアミン、置換もしくは無置換のアミジンが好ましい。
rは0〜5の範囲の整数であり、0〜3の範囲の整数であることが好ましく、0〜2の範囲の整数であることがより好ましく、0または1であることがさらに好ましく、0であることが特に好ましい。
一般式(G)中、L2-は、一般式(1)で表されるアゾ色素から水素原子2つが解離した2価アニオンを表す。一般式(1)の詳細は先に説明した通りである。一般式(1)で表されるアゾ色素は、Yで表される基に含まれる解離性水素原子とY1で表される解離性水素原子が解離することにより2価アニオンとなることができる。
一般式(G)で表されるアゾ金属錯体色素は、一般式(1)で表されるアゾ色素と遷移金属の塩を反応させることにより得ることができる。塩基存在下で反応させることが好ましく、塩基は、有機塩基を用いることが好ましい。無機塩基を用いた場合、塩基中の金属イオンがアゾ配位子とイオン対を形成する場合があり、この場合は所望のアゾ金属錯体を得ることが困難となるからである。有機塩基の例としては、例えば、第1〜3級アミン(例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、n−ブチルアミンなど)、アミジン類{例えば、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン)など}、グアニジン類(例えば、テトラメチルグアニジンなど)、含窒素へテロ環(例えば、ピリジン、イミダゾールなど)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
有機塩基としては、炭素数1〜10の置換もしくは無置換の第1〜3級アミン、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアミジン類が好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換の第2級アミン、炭素数1〜10の置換もしくは無置換の第3級アミン、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアミジン類がより好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換の2級アミン、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアミジン類がさらに好ましい。溶媒としては、前述のようにメタノールなどのアルコールを使用することができるが、一般式(G)中のL’で表される配位子は、塩基または溶媒由来であるため塩基および溶媒を選択することにより所望の配位子を有するアゾ金属錯体色素を得ることができる。目的のアゾ金属錯体色素が得られたことは、ESI−MS、MALDI−MS、ESI−TOF−MS、MALDI−TOF−MS、ESR、X線構造解析、ICP、元素分析等の公知の方法によって確認することができる。塩基存在下で反応させることにより、短波長レーザ光照射による記録再生特性、耐光性、再生耐久性に優れるアゾ金属錯体色素を得ることができる。
以下に、一般式(G)で表されるアゾ金属錯体色素の具体例を示す。ただし、本発明は下記具体例に限定されるものではない。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
アゾ金属錯体色素は、金属イオンの違いやアゾ金属錯体色素の存在環境(溶液、固体)の違いにより、金属イオンの価数が変化する場合がある。配位構造が異なる場合、とり得る配位構造としては、金属イオン5つとアゾ色素分子4つから形成される5核錯体、金属イオン7つとアゾ色素分子6つから形成される7核錯体、金属イオン10個とアゾ色素分子8つから形成される10核錯体、または、金属イオン2つとアゾ色素分子2つから形成される2核錯体等がある。これらの混合物として存在する場合も考えられる。また、金属イオンの価数が変化すると、対塩の電荷や個数も変わり得るため、前記アゾ色素と金属イオンとの金属キレート色素の対塩は特に限定されるものではなく、電荷を中和するために必要なイオンと対塩を形成していればよい。対塩を形成するイオンとしては、例えば後述の一般式(F)中のGで表されるイオンとして例示したイオンを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
7核錯体の好ましい態様としては、前記一般式(G)で表されるアゾ金属錯体色素を挙げることができる。一方、5核金属錯体の好ましい態様としては、銅イオン5つと一般式(1)で表されるアゾ色素分子4つにより形成される、下記一般式(F)で表されるアゾ金属錯体色素を挙げることができる。一般式(F)において、前記一般式(A)で示したピラゾール環の環上窒素原子2つに対してそれぞれ銅イオンが結合する。Y1で表される水素原子が解離することにより、これらの構造が安定化されていると考えられる。
Figure 0005389599
[一般式(F)中、L2-は一般式(1)で表されるアゾ色素から水素原子2つが解離した2価アニオンを表し、Gは電荷を中和するために必要なイオンを表し、vは0〜2の範囲の整数を表し、L’は配位子を表し、xは0〜6の範囲の整数を表す。]
以下に、一般式(F)について説明する。
一般式(F)中、L2-は一般式(1)で表されるアゾ色素から水素原子2つが解離した2価アニオンを表す。一般式(1)の詳細は、先に説明した通りである。
一般式(F)中、L’は配位子を表す。L’で表される配位子については、先に一般式(G)中のL’について述べた通りである。
一般式(F)中、Gは電荷を中和するために必要なイオンを表し、vは0〜2の範囲の整数を表す。
Gは、Cuの価数によって変化し得る。Cuが全て2価のカチオンとして存在する場合、アゾ金属錯体の合成原料であるCu塩中の対アニオンがGとなり得る。Gとしては例えば、酢酸アニオン、アセチルアセトンから水素原子が1つ解離したアニオン、ハロゲンイオン、硫酸イオン、硝酸イオン、水酸化物イオンなどが挙げられる。Cuは存在する環境によっては1価も安定であり、その場合にはGがカチオンとなることも考えられる。カチオンとしては、例えば合成時に用いた塩基がプロトン化されたものなどが挙げられる。塩基としては有機塩基が好ましく、有機塩基としては例えば、炭素数1〜30の1〜3級アミン(例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、n−ブチルアミンなど)、アミジン類{例えば、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン)など}、グアニジン類(例えば、テトラメチルグアニジンなど)、含窒素へテロ環(例えば、ピリジン、イミダゾールなど)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。有機塩基としては、炭素数1〜30の1〜3級アミンが好ましく、炭素数1〜20の1〜3級アミンがより好ましく、炭素数1〜10の1〜3級アミンがさらに好ましく、炭素数1〜10の2または3級アミンが特に好ましい。
Cuが全て2価で存在すれば、vは2となり、Cu1価が存在する場合は0〜2の範囲の整数となると考えられる。
一般式(F)中、xは0〜6の範囲の整数を表す。記録特性の観点から、xは0〜4の範囲の整数であることが好ましく、0〜3の範囲の整数であることがより好ましく、0〜2の範囲の整数であることがさらに好ましく、0または1であることが特に好ましい。これは、xが小さいほど、1分子あたりのアゾ配位子の含有率が増加し、記録感度の向上が予想される為である。
一般式(F)で表されるアゾ金属錯体色素において、アゾ配位子は以下のように2価アニオンとして存在する。但し、配位子上のアニオン2つは下記のように局在化しているとは限らず、非局在化している場合も含まれる。
Figure 0005389599
[上記において、Z1は一般式(1)中のYから水素原子1つが脱離した基であり、Q1、R1およびR2は一般式(1)と同義である。]
ここで、一般式(F)で表されるアゾ金属錯体色素の類縁体である化合物(A−0)と銅イオンをトリエチルアミン存在下で反応させることにより得られたアゾ金属錯体について、X線構造解析により明らかになった構造を説明する。
化合物(A−0)が銅イオンと金属錯体を形成する場合、化合物(A−0)の配位子としての構造は化合物(A−1)に矢印で示した(1)〜(3)の位置で銅イオンと結合する。そして、この配位子が銅イオンと錯体を形成する場合には、5つの銅イオンと4つの配位子とが結合した金属キレートとなる。この5つの銅イオンを第1銅イオン〜第5銅イオンと呼び、4つの配位子を配位子1〜配位子4と呼び、それらの上記(1)〜(3)の位置を配位子1については配位子1(1)〜配位子1(3)、配位子2については配位子2(1)〜配位子2(3)というように呼ぶと、この金属キレートは、第1銅イオンには配位子1(1)と配位子2(2)が結合し、第2銅イオンには配位子1(2)と配位子3(1)が結合し、第3銅イオンには配位子2(1)と配位子4(1)が結合し、第4銅イオンには配位子3(2)と配位子4(1)が結合し、これら第1銅イオンから第4銅イオンに囲まれた中央部に位置する第5銅イオンに配位子1(3)、配位子2(3)、配位子3(3)および配位子4(3)が結合した構造となっていることが確認できた。
一般式(F)に属するアゾ金属錯体の配位構造も、上記の配位構造と同様の配位構造を取り得る。但し、分子内の構成要素としてはアゾ色素と金属イオンに限定されるものではなく、共存するアニオン種、カチオン種、溶媒分子、塩基が加わる場合も含まれる。
Figure 0005389599
なお、化合物(A−0)と銅イオンをトリエチルアミン存在下で反応させることにより得られたアゾ金属錯体や、同様に合成したアゾ金属錯体はESI−TOF−MSにて同定を行うと、アゾ配位子4分子と遷移金属5つ分子から形成される分子の分子量をMとした場合に、Mのピークで検出される場合、M/2のピークが検出される場合がある。単座配位子(塩基や溶媒など)は、錯体となって検出されることは殆どなく、フラグメントとして検出されると考えられる。アゾ金属錯体の重量減少開始温度が塩基や溶媒の沸点より高いなど、熱分析(例えばTG/DTAなど)により錯体の一部として塩基などが含まれることを確認することができる。
一方で、MSではアゾ色素分子2つと遷移金属イオン2つから形成される分子のピークが検出されても、Cu含有量をICP等で解析すると、アゾ色素分子4つと遷移金属イオン5つに塩基が0〜数個含んだ分子と一致する場合もある。また、アゾ色素分子2つと遷移金属イオン2つに塩基が0〜数個含まれた分子で一致する場合もある。ESI−MSやMALDI−MSによる同定の場合、アゾ色素分子4つと遷移金属イオン5つのアゾ金属錯体は、アゾ色素分子2つと遷移金属イオン2つおよびアゾ色素分子2つと遷移金属イオン3つがフラグメントとして観測される場合が多い。本発明の光情報記録媒体の記録層に含まれるアゾ金属錯体色素は、1分子中に2つ以上の遷移金属イオンを含有するものであるが、その好ましい態様としては、
(1)ESI−MS、MALDI−MSおよびX線構造解析からなる群から選ばれる少なくとも一つの分析により、1分子中に2つのアゾ色素分子と2つの遷移金属イオンとを含有する結果を示すもの、および、
(2)ESI−MS、MALDI−MSおよびX線構造解析からなる群から選ばれる少なくとも一つの分析により、1分子中に4つのアゾ色素分子と5つの遷移金属イオンとを含有する結果を示すもの、
(3)ESI−MS、MALDI−MSおよびX線構造解析からなる群から選ばれる少なくとも一つの分析により、1分子中に6つのアゾ色素分子と7つの遷移金属イオンとを含有する結果を示すもの、
を挙げることができる。
上記(2)に該当するアゾ金属錯体色素としては、一般式(F)で表されるアゾ金属錯体色素を挙げることができ、上記(3)に該当するアゾ金属錯体色素としては、一般式(G)で表されるアゾ金属錯体色素を挙げることができる。一方、各種MSやCu含有量の両方の測定で、アゾ色素分子2つと遷移金属イオン2つから形成される分子として同定される場合もあり、そのようなアゾ金属錯体色素としては、下記一般式(H)で表されるアゾ金属錯体色素が好ましい。一般式(H)で表される構造を有することは、X線構造解析等により確認することができる。
次に、一般式(H)について説明する。なお、本発明において構造式中で2つの原子を結合する実線は共有結合を表し、破線は配位結合を表す。
Figure 0005389599
一般式(H)中、Z11は、下記部分構造:
Figure 0005389599
中のYから水素原子が1つ解離した基を表し、上記部分構造、R1およびR2は、それぞれ一般式(1)における定義と同義であり、その詳細は前述の通りである。一般式(H)中にそれぞれ2つ存在するQ1、Z11、R1およびR2は互いに同一でも異なっていてもよい。
11およびL12は、各々独立に配位子を表す。L11およびL12は、それぞれ前記L’と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同じである。
11およびn12は、各々独立に0〜2の範囲の整数を表す。L11、L12が複数存在する場合、複数存在するL11、L12は互いに同じであっても異なっていてもよい。
一般式(H)において、好ましくは、R1はシアノ基であり、かつ、R2は炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基であり、かつ、下記部分構造:
Figure 0005389599
は前記(E−1)〜(E−3)、(E−8)のいずれかについてY部に含まれる水素原子を一つ解離させたものであり、かつ、L11およびL12は有機塩基であり、より好ましくは、R1はシアノ基であり、かつ、R2は炭素数2〜4の置換もしくは無置換のアルキル基であり、かつ、下記部分構造:
Figure 0005389599
は前記(E−1)、(E−3)、(E−8)のいずれかのY部に含まれる水素原子を一つ解離させたものであり、かつ、L11およびL12は有機塩基であり、さらに好ましくは、R1はシアノ基であり、かつ、R2は炭素数2〜3の置換もしくは無置換のアルキル基であり、かつ、下記部分構造:
Figure 0005389599
は前記(E−1)、(E−3)のいずれかのY部に含まれる水素原子を一つ解離させたものであり、かつ、L11およびL12は有機塩基である。Q1とZ11を含む前記部分構造は、(E−1)、(E−3)、(E−8)のいずれかのY部に含まれる水素原子を一つ解離させたものであることが更に好ましく、(E−1)、(E−8)のいずれかのY部に含まれる水素原子を一つ解離させたものであることが特に好ましい。
一般式(H)の具体例として、後述の化合物(M−65)は、X線構造解析結果から下記の構造式を有することが判明した。単結晶の作製は、(M−65)をDMAcに溶解させ、メタノール雰囲気で長期保存することにより行った。本化合物は、ESI−MSでは一般式(F)に相当するピークと下記構造と一致するピークの両方が検出されたものの、X線構造解析結果によって、下記の構造であると同定することができた。なお、単結晶と単結晶作製に使用した粉末は、クロロホルム中の吸収スペクトル波形が一致した。
Figure 0005389599
一般式(F)または一般式(H)で表されるアゾ金属錯体色素は、一般式(1)で表されるアゾ色素とCu塩を反応させることにより得ることができる。塩基存在下で反応させることが好ましく、塩基は、有機塩基を用いることが好ましい。無機塩基を用いた場合、塩基中の金属イオンがアゾ配位子とイオン対を形成するため、所望のアゾ金属錯体を得ることが困難となるからである。有機塩基の例としては、前述の有機塩基が挙げられる。溶媒としては、前述のようにメタノールなどのアルコールを使用することができるが、一般式(F)中のL’で表される配位子や一般式(H)中のL11またはL12で表される配位子は、塩基または溶媒由来であるため塩基および溶媒を選択することにより所望の配位子を有するアゾ金属錯体色素を得ることができる。
以下に、一般式(F)または一般式(H)で表されるアゾ金属錯体色素の具体例を示す。ただし、本発明は下記具体例に限定されるものではない。前述の理由から、下記具体例に示す化合物は、一般式(F)または一般式(H)のいずれか1つまたは両方の構造を取り得る。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
更に、部分構造(A)を有するアゾ色素としては、下記一般式(3)で表されるアゾ色素を挙げることもできる。
Figure 0005389599
一般式(3)中、R1、R2およびY1は一般式(A)と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同様である。
一般式(3)中、R5は置換基を表す。置換基としては特に限定されないが、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基が例として挙げられる。
更に詳しくは、R5は、アルキル基〔直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−オクチル基、エイコシル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、2−エチルヘキシル基、トリフルオロメチル基)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換もしく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る。例えば、ビシクロ[1.1.2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−3−イル基)、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)もこのような概念のアルキル基を表す。]、アルケニル基[直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、プレニル基、ゲラニル基、オレイル基)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3〜30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル)、ビシクロアルケニル基(置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5〜30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン−1−イル基、ビシクロ[2.2.2]オクト−2−エン−4−イル基)を包含するものである。]、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基、トリメチルシリルエチニル基、アリール基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしく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)、ヘテロ環基(好ましくは5または6員の置換もしくは無置換の、芳香族性もしくは非芳香族性のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3〜30の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基)、ヒドロキシル基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしく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)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30の置換もしく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)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基t−ブチルジメチルシリルオキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ基、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)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしく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)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしく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)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしく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)、アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、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)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、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)、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基)を挙げることができる。
上記の官能基の中で、水素原子を有するものは、これを取り去り更に上記の基で置換されていてもよい。
前記R5として好ましくは、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、2,4−ジクロロベンジル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、オキサゾール環基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、イソオキサゾール環基、フラン環基、またはチオフェン環基であり、より好ましくはイソプロピル基、tert−ブチル基、ベンジル基、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、フラン環基、またはチオフェン環基であり、特に好ましくはtert−ブチル基、フェニル基、4−クロロフェニル基、または2−メトキシフェニル基であり、最も好ましくはtert−ブチル基、またはフェニル基である。
一般式(3)中、X1はOR8、SR8またはNR910で表される基を表し、好ましくはOR8またはNR910で表される基であり、特に好ましくはOR8で表される基である。
8およびR9は、各々独立にアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子(解離性水素原子)を表す。一般式(3)で表されるアゾ色素は、解離性水素原子が1つ解離することにより1価のアニオン性配位子となることができ、2つ解離することにより2価のアニオン性配位子となることができる。
10は水素原子または置換基を表す。R10で表される置換基は特に限定されず、例えば一般式(3)中のR5の説明で挙げた置換基が挙げられる。R10として好ましくは、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、2,4−ジクロロベンジル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、オキサゾール環基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、イソオキサゾール環基、フラン環基、またはチオフェン環基であり、より好ましくはイソプロピル基、tert−ブチル基、ベンジル基、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、フラン環基、またはチオフェン環基であり、特に好ましくはtert−ブチル基、フェニル基、4−クロロフェニル基、または2−メトキシフェニル基である。
1はシアノ基、下記部分構造式(I)、または下記部分構造式(J)を表す。E1として好ましくは、シアノ基または下記部分構造式(I)であり、特に好ましくはシアノ基である。
Figure 0005389599
部分構造式(I)中、R11は置換基を表し、X2は酸素原子、硫黄原子またはN−R12で表される基を表し、R12は置換基を表し、*は炭素原子との結合位置を表す。
11で表される置換基としては、特に限定されないが、例えばR5で表される置換基として例示したものが挙げられる。R11として好ましくは、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基、4−クロロベンジル基、2,4−ジクロロベンジル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、オキサゾール環基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、イソオキサゾール環基、フラン環基、チオフェン環基、トリフルオロメチル基、エトキシカルボニル基、またはフェノキシカルボニル基であり、より好ましくはイソプロピル基、tert−ブチル基、ベンジル基、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、チアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、トリアゾール環基、フラン環基、チオフェン環基、トリフルオロメチル基、エトキシカルボニル基、またはフェノキシカルボニル基であり、特に好ましくはtert−ブチル基、フェニル基、4−クロロフェニル基、2−メトキシフェニル基、トリフルオロメチル基、またはエトキシカルボニル基である。
上記部分構造式(I)中のX2は、酸素原子、硫黄原子またはN−R12で表される基を表す。X2として好ましくは酸素原子またはN−R12で表される基であり、特に好ましくは酸素原子である。
12は置換基を表す。R12で表される置換基としては特に限定されないが、例えばR10の説明で挙げた置換基が挙げられ、好ましい範囲もR10と同じである。
Figure 0005389599
部分構造式(J)中、R13は置換基を表し、*は炭素原子との結合位置を表す。
13で表される置換基は特に限定されないが、例えばR5で挙げた置換基が挙げられ、好ましい範囲もR5と同じである。
一般式(3)で表されるアゾ色素は、X1がOR8で表される基を表すことが好ましく、X1がOR8で表される基を表し、かつE1がシアノ基または部分構造式(I)を表すことがより好ましく、X1がOR8で表される基を表し、かつE1がシアノ基を表すことが更に好ましい。即ち、一般式(3)で表されるアゾ色素は、下記一般式(4)で表されるアゾ色素であることが好ましい。
Figure 0005389599
一般式(4)中、R5は置換基を表し、R1およびR2は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R8およびY1は、各々独立にアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表す。
一般式(4)中のR1、R2、R5、R8およびY1は前述の一般式(3)中のR1、R2、R5、R8およびY1と同義であり、好ましい範囲等の詳細も同じである。
以下に一般式(3)および/または一般式(4)で表されるアゾ色素の具体例を示す。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
一般式(3)および/または一般式(4)で表されるアゾ色素の一般的合成法としては、特開昭61−36362号公報および特開2006−57076号公報に記載の方法が挙げられる。ただし、これに限定するものではなく、他の反応溶媒、酸を用いてもよく、また、カップリング反応を塩基(例えば、酢酸ナトリウム、ピリジン、水酸化ナトリウム等)存在下で行ってもよい。アゾ色素の合成法の具体例を、以下に示す。
Figure 0005389599
一般式(3)で表されるアゾ色素と金属イオンとの錯体であるアゾ金属錯体色素は、一般式(3)で表されるアゾ色素と金属イオンとを反応させることにより得ることができる。先に説明したように、アゾ金属錯体色素は、存在する環境の違い(溶媒中、粉末状態など)で配位構造や金属イオンの価数が異なる場合がある。アゾ色素として一般式(3)で表されるアゾ色素を含む多核アゾ金属錯体色素がとり得る配位構造としては、金属イオン5つとアゾ色素分子4つから形成される5核錯体、または、金属イオン2つとアゾ色素分子2つから形成される2核錯体などがある。これらの混合物として存在する場合も考えられる。また、金属イオンの価数が変化すると、対塩の電荷や個数も変わり得るため、前記アゾ色素と金属イオンとの金属キレート色素の対塩は特に限定されるものではなく、電荷を中和するために必要なイオンと対塩を形成していればよい。対塩を形成するイオンとしては、酢酸アニオン、アセチルアセトンから水素原子が1つ解離したアニオン、ハロゲンイオン、硫酸イオン、硝酸イオン、水酸化物イオンなどが挙げられる。Cuは存在する環境によっては1価も安定であり、その場合には対塩がカチオンとなることも考えられる。カチオンとしては、例えば合成時に用いた塩基がプロトン化されたものなどが挙げられる。塩基としては有機塩基が好ましく、有機塩基としては例えば、炭素数1〜30の1〜3級アミン(例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ピロリジン、N−メチルピロリジン、n−ブチルアミンなど)、アミジン類{例えば、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン)、DBN(1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン)など}、グアニジン類(例えば、テトラメチルグアニジンなど)、含窒素へテロ環(例えば、ピリジン、イミダゾールなど)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。有機塩基としては、炭素数1〜30の1〜3級アミンが好ましく、炭素数1〜20の1〜3級アミンがより好ましく、炭素数1〜10の1〜3級アミンがさらに好ましく、炭素数1〜10の2または3級アミンが特に好ましい。しかし、これらに限定されるものではない。
一般式(3)で表されるアゾ色素を含む多核アゾ金属錯体色素の一般的方法としては、アゾ色素、金属塩(金属錯体、金属酸化物塩を含む)を、有機溶媒中もしくは水中、またはその混合液中において、攪拌する方法が挙げられる。必要に応じて塩基を添加してもよい。ただし、金属塩の種類、塩基の種類、有機溶媒またはその混合液の種類、反応温度等は限定されない。塩基の種類は特に限定されない。本発明においては塩基存在下で反応させることが好ましい。
一般式(3)で表されるアゾ色素と遷移金属イオンとを反応させることにより得られる多核アゾ金属錯体色素としては、下記一般式(5)で表されるアゾ金属錯体色素が好ましい。一般式(5)で表されるアゾ金属錯体色素は、銅イオン2つと一般式(3)で表されるアゾ色素2分子により形成される。一般式(5)においては、ピラゾール環の環上窒素原子と酸素原子に対してそれぞれ遷移金属イオンが結合する。Y1で表される水素原子が解離することにより、これらの構造が安定化されていると考えられる。
Figure 0005389599
[一般式(5)中、Z11は、下記部分構造式(K)中のX11から水素原子が1つ解離した基を表し、E1、R1、R2およびR5は、それぞれ一般式(3)中のE1、R1、R2およびR5と同義であり、一般式(5)中にそれぞれ2つ存在するE1、Z11、R1、R2およびR5は互いに同一でも異なっていてもよく、L13およびL14は、各々独立に配位子を表し、n13およびn14は、各々独立に0〜2の範囲の整数を表す。n13が2を表す場合、2つ存在するL13は互いに同じであっても異なっていてもよく、n14が2を表す場合、2つ存在するL14は互いに同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 0005389599
[部分構造式(K)中、X11は酸素原子、硫黄原子または窒素原子を含有し、かつ水素原子を含有する基を表し、R5およびE1は、それぞれ前記R5およびE1と同義であり、*は窒素原子との結合位置を表す。]
一般式(5)中、L13およびL14は、各々独立に配位子を表す。L13およびL14で表される配位子の詳細は、先に一般式(G)中のL’で表される配位子について述べた通りである。
13およびn14は、各々独立に0〜2の範囲の整数を表す。n13が2を表す場合、2つ存在するL13は互いに同じであっても異なっていてもよく、n14が2を表す場合、2つ存在するL14は互いに同じであっても異なっていてもよい。
1、R1、R2およびR5は、それぞれ一般式(3)中のE1、R1、R2、およびR5と同義であり、その詳細と好ましい範囲等も同じである。
一般式(5)中、Z11は、上記部分構造式(K)中のX11から水素原子が1つ解離した基を表す。部分構造式(K)中のX11は酸素原子、硫黄原子または窒素原子を含有し、かつ水素原子を含有する基を表す。X11に含まれる水素原子は解離性水素原子であり、一般式(5)で表されるアゾ金属錯体形成時に解離する。部分構造式(K)中のR5およびE1は、それぞれ前記R5およびE1と同義であり、*は窒素原子との結合位置を表す。
11で表される基としては、ヒドロキシル基、アミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、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)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、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)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメト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(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基)、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしく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)などが挙げられる。
11で表される基は、ヒドロキシル基、炭素数0〜4の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数3〜10の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ基であることが好ましく、ヒドロキシル基、炭素数0〜4の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基であることがより好ましく、ヒドロキシル基であることがさらに好ましい。
一般式(5)で表されるアゾ金属錯体色素において、アゾ配位子は下記一般式(6)に示すように2価アニオンとして存在する。但し、配位子上のアニオン2つは下記のように局在化しているとは限らず、非局在化している場合も含まれる。
Figure 0005389599
[上記において、Z11は下記部分構造式(K)中のX11から水素原子1つが脱離した基であり、E1、R1、R2、およびR5は前記E1、R1、R2、およびR5と同義である。]
以下に、前記一般式(5)で表されるアゾ金属錯体色素の具体例を示す。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005389599
本発明の光情報記録媒体の記録層に含まれる、一般式(3)で表される配位子を有する多核アゾ金属錯体色素の具体例としては、アゾ色素、金属イオンの原料および反応で使用する塩基の組み合わせが上記具体例に示す化合物と同様の錯体であり、一般式(5)以外の配位構造を取るものを挙げることもできる。
カチオン性色素
本発明の光情報記録媒体は、前記多核アゾ金属錯体色素とともにカチオン性色素を含む。本発明においてカチオン性色素とは、カチオン性色素部位を含む化合物であってカチオン性色素が対アニオンとともに塩を形成している態様も含むものとする。カチオン性色素は多核アゾ金属錯体色素に対し増感作用を示すことができ、これにより多核アゾ金属錯体色素を含む記録層の感度をより一層向上することができることが本発明者らの検討の結果、新たに見出された。更に後述する実施例で示すように、カチオン性色素は多核アゾ金属錯体色素の優れた耐光性および溶液安定性を損なうことなく感度向上が可能であるため光増感剤として好適である。
以下、カチオン性色素について更に詳細に説明する。
カチオン性色素としては、カチオン性色素部位を含むものであればよいが、増感効果の点からは、記録波長域に強い吸収を有することが好ましく、記録波長域に吸収極大波長を有することがより好ましい。BD等の短波長レーザ光対応の光情報記録媒体における増感効果の点からは、カチオン性色素としては、シアニン色素を用いることが好ましく、385nm〜425nmの波長域に吸収極大波長を有するものを用いることがより好ましい。ここで吸収極大波長は、炭素数1〜3のアルコール溶媒中、例えばメタノール中で測定される吸収極大波長をいうものとする。また、増感効果の点からは、記録波長において、併用する多核アゾ金属錯体色素よりも強い吸収を有するカチオン性色素を使用することが好ましい。記録光を吸収することによりカチオン性色素が発熱し、この発熱により多核アゾ金属錯体色素が熱分解を起こす結果、記録感度の向上が達成されると考えられるからである。記録層に使用するカチオン性色素は、上記特性に加えて、良好な溶剤溶解性および製膜性を有すること、熱分解温度が併用する多核アゾ金属錯体色素と同程度であること等を考慮して選択することが好ましい。前記多核アゾ金属錯体色素およびカチオン性色素の熱分解温度は150度以上500度以下であることが好ましく、200度以上400度以下であることがより好ましく、250度以上350度以下であることが更に好ましい。本発明において、熱分解温度とは、TG/TDA測定において、質量減少率が20%に達した時点の温度を意味する。この場合のTG/TDA測定は、N2気流下(流量200ml/min)で、30℃〜550℃の範囲において10℃/minで昇温を行うものとする。測定装置としては、Seiko Instruments Inc.製のEXSTAR6000が用いられる。
上記観点から多核アゾ金属錯体色素との併用が好ましいカチオン性色素としては、下記一般式(C)〜(E)のいずれかで表されるカチオン性色素部位を有するカチオン性色素を挙げることができる。以下、一般式(C)〜(E)について順次説明する。なお、一般式(C)および(D)において、……は、単結合または二重結合を表す。
一般式(C)
Figure 0005389599
一般式(C)中、X110およびX111は、各々独立に炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、X110およびX111は、多核アゾ金属錯体色素に対する増感効果の点からは硫黄原子または酸素原子であることが好ましい。
110、R111、R112、R113、R114およびR115は、各々独立に水素原子または置換基を表す。なお、一般式(C)において、……が単結合を表す場合、一般式(C)で表される化合物は、以下の構造を有する。ここで、2つ存在するR111、R112、R114、R115は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。この点は、一般式(D)で表される化合物についても、同様である。
Figure 0005389599
置換基としては、一般式(A)中のR1、R2で表される置換基として例示した基を挙げることができる。上記置換基としては、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基が好ましく、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4の置換もしくは無置換のアルキル基が更に好ましい。上記各基を置換する置換基としては、一般式(A)中のR1、R2で表される置換基として例示した基を挙げることができる。R110およびR113は、溶解性向上の観点から置換基であることが好ましい。
111とR112、R114とR115は、互いに連結して環構造を形成することができる。R111とR112、R114とR115が互いに連結して環構造を形成する場合、……は二重結合であることが好ましく、芳香環の一部であることが好ましい。芳香環の一部である場合、該芳香環は置換もしくは無置換のベンゼン環であることが好ましい。
111とR112が互いに連結して環構造を形成する場合、置換している含窒素5員環と形成する縮合環、および、R114とR115が互いに連結して環構造を形成する場合、置換している含窒素5員環と形成する縮合環としては、下記縮合環を例示できる。
Figure 0005389599
[上記において、Rは水素原子または置換基(例えばアルキル基、ハロゲン原子等)であり、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。*は炭素原子との結合位置を示す。]
一般式(C)中、n1は0以上の整数を表す。n1は、吸収波長の観点から、0または1であることがより好ましい。
一般式(D)
Figure 0005389599
一般式(D)中、X120は、炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、多核アゾ金属錯体色素に対する増感効果の点からは硫黄原子または酸素原子であることが好ましい。
一般式(D)中、R120、R121およびR122は、各々独立に水素原子または置換基を表す。R120、R121、R122で表される置換基の詳細は、それぞれ一般式(C)中のR110、R111、R112で表される置換基と同様である。
121とR122は互いに連結して環構造を形成してもよい。R121とR122が連結して形成する環構造の詳細は、先に一般式(C)中のR111とR112が形成する環構造について述べた通りである。
一般式(D)中、R123およびR124は、各々独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよい。R123およびR124で表される置換基としては、一般式(A)中のR1、R2で表される置換基として例示した基を挙げることができる。上記置換基としては、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数6〜10の置換もしくは無置換のアリール基が好ましく、更にはR123−N−R124部分において炭素、窒素、酸素および硫黄のいずれかの原子を含む環を形成してもよい。R123およびR124で表される置換基としては、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基、またはR123−N−R124部分において炭素と窒素原子からなる置換もしくは無置換の5〜7員環、炭素と窒素と硫黄原子からなる置換もしくは無置換の5〜7員環を形成することがより好ましく、炭素と窒素原子からなる置換もしくは無置換の5〜6員環、炭素と窒素と硫黄原子からなる置換もしくは無置換の5〜6員環を形成することが更に好ましく、炭素と窒素原子からなる置換もしくは無置換の6員環、炭素と窒素と硫黄原子からなる置換もしくは無置換の6員環を形成することがよりいっそう好ましい。上記各基または環構造を置換する置換基としては、一般式(A)中のR1、R2で表される置換基として例示した基を挙げることができる。
一般式(D)中、n2は0以上の整数を表す。n2は、吸収波長の観点から、0であることが好ましい。
なお、一般式(D)中、R123−N−R124部分において形成される環構造は、置換基として下記部分構造を有していてもよい。下記部分構造において、R120〜R122、X120およびn2は、それぞれ上記と同義であり、*はR123−N−R124部分において形成される環構造との結合位置を表す。下記部分構造が含まれる場合、一般式(D)で表されるカチオン性色素部位は、R120〜R122、X120およびn2をそれぞれ2つ有することになるが、それらは同一であっても異なっていてもよい。2つ存在するR120〜R122、X120およびn2が同一である場合、一般式(D)で表されるカチオン性色素部位は、R123−N−R124部分において形成される環構造を挟んで同一部分構造を有することになる。
Figure 0005389599
一般式(E)
Figure 0005389599
一般式(E)中、R130、R131、R132およびR133は、各々独立に置換基を表し、R130とR131、R132とR133は互いに連結して環構造を形成してもよい。R130、R131、R132およびR133で表される置換基の詳細は、一般式(D)中のR123およびR124で表される置換基と同様である。
一般式(E)中、n3は0以上の整数を表す。n3は、吸収波長の観点から、1であることが好ましい。
一般式(C)〜(E)で表されるカチオン性色素部位は、吸収波長の観点から、1価または2価カチオンであることが好ましい。
一般式(C)〜(E)で表されるカチオン性色素部位は、通常、分子内の電荷を中和する量の対アニオンと塩を形成した状態で存在する。対アニオンとしては、分子内の電荷を中和できるものであればよく、単独の原子または原子団のアニオンであり、カチオン性色素内に置換基として含まれていてもよい。対アニオンとしては、吸収波長の観点から、ハロゲン化物イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、次亜塩素酸イオン、過酸塩素酸イオン、スルホン酸イオン、カルボン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオンが好ましく、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、次亜塩素酸イオン、過塩素酸イオン、スルホン酸イオン、カルボン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオンがより好ましく、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、過塩素酸イオン、カルボン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオンが特に好ましい。
一般式(C)〜(E)で表されるカチオン性色素部位を有するカチオン色素は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手可能なものもある。合成方法については、例えば「The Chemistry of Synthetic Dyes」(Academic Press社、K.Venkataraman著、1971年発行)とその参照文献等に詳述されている。また、WO01/44374号公報等も参照できる。
以下に、本発明で使用可能なカチオン性色素の具体例を示す。但し、本発明は下記具体例の限定されるものではない。
Figure 0005389599
本発明の光情報記録媒体は、多核アゾ金属錯体色素とカチオン性色素とを記録層に含有する。記録層中に含まれる多核アゾ金属錯体色素およびカチオン性色素は、それぞれ一種でもよく二種以上の異なる種類のものが含まれていてもよい。記録層中の多核アゾ金属錯体色素とカチオン性色素との混合比は、質量比として、多核アゾ金属錯体色素:カチオン性色素=95:5〜50:50であることが好ましい。上記質量比が95:5以上であれば、カチオン性色素が増感作用を効果的に発揮することができ、50:50以下であれば、記録層において多核アゾ金属錯体色素の優れた耐光性および溶液安定性を維持することができる。上記質量比は、より好ましくは95:5〜80:20、更に好ましくは95:5〜90:10である。また、記録層中の多核金属錯体の含有量は、記録層の全質量に対して、例えば50〜95質量%の範囲であり、好ましくは70〜95質量%の範囲であり、より好ましくは80〜95質量%の範囲であり、最も好ましくは90〜95質量%の範囲である。
本発明の光情報記録媒体は、多核金属錯体色素とカチオン性色素とを含む記録層を少なくとも一層有するものであればよく、前記記録層を二層以上有することもできる。または、多核アゾ金属錯体色素とカチオン性色素とを含む記録層以外の記録層を有することも可能である。多核アゾ金属錯体色素を含む記録層において、記録用色素として他の色素を併用する場合、全色素成分に対する多核アゾ金属錯体色素の割合が、70〜100質量%であることが好ましく、90〜95質量%であることが更に好ましい。
本発明において、色素成分として、前記アゾ金属錯体色素以外の色素を使用する場合、該色素としては、例えば波長440nm以下の短波長領域において吸収を有するものが好ましい。そのような色素としては、特に限定されないが、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、フタロシアニン色素、オキソノール色素、シアニン色素、スクアリリウム色素などが挙げられる。
本発明の光情報記録媒体において、多核アゾ金属錯体色素とカチオン性色素とを含む記録層は、レーザ光の照射により情報の記録が可能な層である。ここで、レーザ光の照射により情報の記録が可能とは、記録層のレーザ光が照射された部分がその光学的特性を変えることをいう。光学的特性の変化は、記録層のレーザ光が照射された部分がその光を吸収して局所的に温度上昇し、物理的または化学的変化(例えば、ピットの生成)を生じすることによってもたらされると考えられる。ここで、照射するレーザ光に対し感度の高いカチオン性色素が存在することにより、効率的な光吸収・光熱変換が起こり、記録用色素であるアゾ金属多核錯体の分解が促進される結果、記録感度が向上すると考えられる。記録層に記録された情報の読み取り(再生)は、例えば記録用のレーザ光と同様の波長のレーザ光を照射することにより、記録層の光学的特性が変化した部位(記録部分)と変化しない部位(未記録部分)との反射率等の光学的特性の違いを検出することにより行うことができる。前記多核アゾ金属錯体色素は、例えば440nm以下のレーザ光に対して吸収性を有するものである。このように短波長領域に吸収性を有する金属錯体化合物を含む記録層を有する本発明の光情報記録媒体は、405nmの青色レーザを用いるBlu−ray方式の光ディスクなどの短波長レーザによる記録が可能な大容量光ディスクとして好適である。本発明の光情報記録媒体への情報の記録方法については後述する。
本発明の光情報記録媒体は、少なくとも多核アゾ金属錯体色素とカチオン性色素とを含む記録層を基板上に有するものであり、更に、前記記録層に加えて光反射層、保護層などを有することもできる。
本発明に用いられる基板としては、従来の光情報記録媒体の基板材料として用いられている各種の材料を任意に選択して使用することができる。基板としては、透明な円盤状基板を用いることが好ましい。
具体的には、ガラス;ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;エポキシ樹脂;アモルファスポリオレフィン;ポリエステル;アルミニウム等の金属;等を挙げることができ、所望によりこれらを併用してもよい。
前記材料の中では、耐湿性、寸法安定性および低価格等の点から、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。これらの樹脂を用いた場合、射出成型を用いて基板を作製することができる。
また、基板の厚さは、一般に0.7〜2mmの範囲であり、0.9〜1.6mmの範囲であることが好ましく、1.0〜1.3mmとすることがより好ましい。
なお、後述する光反射層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、接着力の向上の目的で、下塗層を形成することもできる。
前記基板の記録層が形成される面には、トラッキング用の案内溝またはアドレス信号等の情報を表す凹凸(プリグルーブ)が形成されている。前記プリグルーブのトラックピッチは、50〜500nmの範囲であることが好ましい。トラックピッチが50nm以上であれば、プリグルーブを正確に形成することができる上に、クロストークの発生を回避することができ、500nm以下であれば、高密度記録を行うことができる。本発明の光情報記録媒体は、より高い記録密度を達成するためにCD−RやDVD−Rに比べてより狭いトラックピッチを形成した基板を用いる。トラックピッチの好ましい範囲等の詳細は後述する。
本発明の光情報記録媒体の好ましい態様としては、厚さ0.7〜2mmの基板上に、色素を含有する追記型記録層と、厚さ0.01〜0.5mmのカバー層とを基板側から順に有する光情報記録媒体(以下、「態様(1)」という)を挙げることができる。
態様(1)においては、基板に形成されるプリグルーブのトラックピッチが50〜500nm、溝幅が25〜250nm、溝深さが5〜150nmであることが好ましい。
以下、態様(1)の光情報記録媒体について更に詳細に説明する。但し、本発明の光情報記録媒体は、態様(1)に限定されるものではない。
[態様(1)の光情報記録媒体]
態様(1)の光情報記録媒体は、少なくとも、基板と、追記型記録層と、カバー層とを有する態様である。態様(1)の光情報記録媒体は、ブルーレイ方式の記録用媒体として好適である。ブルーレイ方式では、カバー層側からレーザ光を照射し情報の記録再生が行われ、通常、基板と記録層との間に反射層が設けられる。
態様(1)の光情報記録媒体の具体例を、図1に示す。図1に示す第1光情報記録媒体10Aは、第1基板12上に、第1光反射層18と、第1追記型記録層14と、バリア層20と、第1接着層または第1粘着層22と、カバー層16とをこの順に有する。
以下に、これらを構成する材料について順次説明する。
基板
態様(1)の基板には、トラックピッチ、溝幅(半値幅)、溝深さ、およびウォブル振幅のいずれもが下記の範囲である形状を有するプリグルーブ(案内溝)が形成されている。このプリグルーブは、CD−RやDVD−Rに比べてより高い記録密度を達成するために設けられたものであり、例えば、本発明の光情報記録媒体を、青紫色レーザに対応する媒体として使用する場合に好適である。
プリグルーブのトラックピッチは、50〜500nmの範囲である。トラックピッチが50nm以上であれば、プリグルーブを正確に形成することができる上に、クロストークの発生を回避することができ、500nm以下であれば、高密度記録を行うことができる。プリグルーブのトラックピッチは、100nm以上420nm以下であることが好ましく、200nm以上370nm以下であることがより好ましく、260nm以上330nm以下であることが更に好ましい。
プリグルーブの溝幅(半値幅)は、25〜250nmの範囲であり、50nm以上240nm以下であることが好ましく、80nm以上230nm以下であることがより好ましく、100nm以上220nm以下であることが更に好ましい。プリグルーブの溝幅が25nm以上であれば、成型時に溝を十分に転写することができ、さらに記録時のエラーレート上昇を抑制することができ、250nm以下であれば、同じく成型時に溝を十分に転写することができ、更に記録時に形成されるピットの広がりによりクロストークが発生することを回避することができる。
プリグルーブの溝深さは、5〜150nmの範囲である。プリグルーブの溝深さが5nm以上であれば十分な記録変調度を得ることができ、150nm以下であれば、高い反射率を得ることができる。プリグルーブの溝深さは、10nm以上85nm以下であることが好ましく、20nm以上80nm以下であることがより好ましく、28nm以上75nm以下であることが更に好ましい。
また、プリグルーブの溝傾斜角度は、上限値が80°以下であることが好ましく、75°以下であることがより好ましく、70°以下であることが更に好ましく、65°以下であることが特に好ましい。また、下限値は、20°以上であることが好ましく、30°以上であることがより好ましく、40°以上であることが更に好ましい。
プリグルーブの溝傾斜角度が20°以上であれば、十分なトラッキングエラー信号振幅を得ることができ、80°以下であれば成型性が良好である。
追記型記録層
態様(1)の追記型記録層は、色素を、結合剤等と共にまたは結合剤を用いないで適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いで、この塗布液を基板上または後述する光反射層上に塗布して塗膜を形成した後、乾燥することにより形成することができる。ここで、追記型記録層は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布液を塗布する工程が複数回行なわれることになる。
塗布液中の色素の濃度は、一般に0.01〜15質量%の範囲であり、好ましくは0.1〜10質量%の範囲、より好ましくは0.5〜5質量%の範囲、最も好ましくは0.5〜3質量%の範囲である。
塗布液の調製に用いる溶剤としては、例えば、酢酸ブチル、乳酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジクロルメタン、1,2−ジクロルエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素;ジメチルホルムアミド等のアミド;メチルシクロヘキサン等の炭化水素;テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン等のエーテル;エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノールジアセトンアルコール等のアルコール;2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール等のフッ素系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;等を挙げることができる。
溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、さらに、結合剤、酸化防止剤、UV吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。塗布方法としては、スピンコート法が好ましい。
塗布の際、塗布液の温度は23〜50℃の範囲であることが好ましく、24〜40℃の範囲であることがより好ましく、中でも、25〜40℃の範囲であることが特に好ましい。
追記型記録層の厚さは、ランド(前記基板において凸部)上で、300nm以下であることが好ましく、250nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることが更に好ましく、180nm以下であることが特に好ましい。下限値としては1nm以上であることが好ましく、3nm以上であることがより好ましく、5nm以上であることが更に好ましく、7nm以上であることが特に好ましい。
また、追記型記録層の厚さは、グルーブ上(前記基板において凹部)で、400nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、250nm以下であることが更に好ましい。下限値としては、10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、25nm以上であることが更に好ましい。
更に、ランド上の追記型記録層の厚さ/グルーブ上の追記型記録層の厚さの比は、0.1以上であることが好ましく、0.13以上であることがより好ましく、0.15以上であることが更に好ましく、0.17以上であることが特に好ましい。上限値としては、1未満であることが好ましく、0.9以下であることがより好ましく、0.85以下であることが更に好ましく、0.8以下であることが特に好ましい。
また、追記型記録層には、追記型記録層の耐光性をさらに向上させるために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。褪色防止剤としては一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。本発明においてもこの一重項酸素クエンチャーを混合させることによって更なる耐光性の向上が期待できる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
その具体例としては、特開昭58−175693号公報、同59−81194号公報、同60−18387号公報、同60−19586号公報、同60−19587号公報、同60−35054号公報、同60−36190号公報、同60−36191号公報、同60−44554号公報、同60−44555号公報、同60−44389号公報、同60−44390号公報、同60−54892号公報、同60−47069号公報、同63−209995号公報、特開平4−25492号公報、特公平1−38680号公報、および同6−26028号公報等の各公報、ドイツ特許350399号明細書、そして日本化学会誌1992年10月号第1141頁等に記載のものを挙げることができる。
前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常0.1〜50質量%の範囲であり、好ましくは、0.5〜45質量%の範囲、更に好ましくは、3〜40質量%の範囲、特に好ましくは5〜25質量%の範囲である。
カバー層
態様(1)のカバー層は、通常、上述した追記型記録層上に、または図1に示すようにバリア層上に、接着剤や粘着材を介して貼り合わされる。
カバー層としては、透明な材質のフィルムであれば、特に限定されないが、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;エポキシ樹脂;アモルファスポリオレフィン;ポリエステル;三酢酸セルロース等を使用することが好ましく、中でも、ポリカーボネートまたは三酢酸セルロースを使用することがより好ましい。
なお、「透明」とは、記録および再生に用いられる光に対して、透過率80%以上であることを意味する。
また、カバー層は、本発明の効果を妨げない範囲において、種々の添加剤が含有されていてもよい。例えば、波長400nm以下の光をカットするためのUV吸収剤および/または500nm以上の光をカットするための色素が含有されていてもよい。
更に、カバー層の表面物性としては、表面粗さが2次元粗さパラメータおよび3次元粗さパラメータのいずれも5nm以下であることが好ましい。
また、記録および再生に用いられる光の集光度の観点から、カバー層の複屈折は10nm以下であることが好ましい。
カバー層の厚さは、記録および再生のために照射されるレーザ光の波長やNAにより、適宜、規定することができるが、本発明においては、0.01〜0.5mmの範囲内であることが好ましく、0.05〜0.12mmの範囲であることがより好ましい。
また、カバー層と、接着剤または粘着剤からなる層と、を合わせた総厚は、0.09〜0.11mmであることが好ましく、0.095〜0.105mmであることがより好ましい。
なお、カバー層の光入射面には、光情報記録媒体の製造時に、光入射面が傷つくことを防止するための保護層(図1に示す態様ではハードコート層44)が設けられていてもよい。
カバー層と追記型記録層またはバリア層を貼り合わせるために、両層の間に接着層または粘着層を設けることができる。
接着層に使用される接着剤としては、UV硬化樹脂、EB硬化樹脂、熱硬化樹脂等を使用することが好ましい。
接着剤としてUV硬化樹脂を使用する場合は、該UV硬化樹脂をそのまま、またはメチルエチルケトン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解して塗布液を調製し、ディスペンサからバリア層表面に供給してもよい。また、作製される光情報記録媒体の反りを防止するため、接着層を構成するUV硬化樹脂としては硬化収縮率の小さいものを使用することが好ましい。このようなUV硬化樹脂としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製の「SD−640」等のUV硬化樹脂を挙げることができる。
接着層の形成方法は特に限定されないが、バリア層または追記型記録層の表面(被貼り合わせ面)上に、接着剤を所定量塗布し、その上にカバー層を載置した後、スピンコートにより接着剤を、被貼り合わせ面とカバー層との間に均一になるように広げた後、硬化させることが好ましい。
接着層の厚さは、0.1〜100μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5〜50μmの範囲、更に好ましくは1〜30μmの範囲である。
粘着層に使用される粘着剤としては、例えば、アクリル系、ゴム系、シリコン系の粘着剤を使用することができる。透明性、耐久性の観点から、アクリル系の粘着剤が好ましい。アクリル系粘着剤としては、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ブチルアクリレートなどを主成分とし、凝集力を向上させるために、短鎖のアルキルアクリレートやメタクリレート、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレートと、架橋剤との架橋点となり得るアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド誘導体、マレイン酸、ヒドロキシルエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなどとを共重合したものを用いることが好ましい。主成分、短鎖成分および架橋点を付加するための成分との混合比率およびそれら成分の種類を、適宜調節することにより、ガラス転移温度(Tg)や架橋密度を変えることができる。
前記ガラス転移温度(Tg)は、ガラス転移温度Tgが0℃以下であることが好ましく、−15℃以下であることがより好ましく、−25℃以下であることがさらに好ましい。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、Seiko Instruments Inc.製DSC6200Rを用い、DSC(Differential Scanning Calorimetry)法によって測定できる。
粘着剤の調製方法としては、例えば、特開2003−217177、特開2003−203387、特開平9−147418等に記載の方法等を用いることができる。
粘着層の形成方法は特に限定されないが、バリア層または追記型記録層の表面(被貼り合わせ面)上に、粘着剤を所定量均一に塗布し、その上にカバー層を載置した後、硬化させてもよいし、予め、カバー層の片面に、所定量の粘着剤を均一に塗布して粘着剤塗膜を形成しておき、該塗膜を被貼り合わせ面に貼り合わせ、その後、硬化させてもよい。
また、カバー層に、予め、粘着層が設けられた市販の粘着フィルムを用いてもよい。
粘着層の厚さは、0.1〜100μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5〜50μmの範囲、更に好ましくは10〜30μmの範囲である。
またカバー層は、UV硬化樹脂を利用してスピンコーティング法により形成してもよい。
その他の層
態様(1)の光情報記録媒体は、本発明の効果を損なわない範囲においては、上記の必須の層に加え、他の任意の層を有していてもよい。他の任意の層としては、例えば、基板の裏面(追記型記録層が形成された側と逆側の非形成面側)に形成される、所望の画像を有するレーベル層や、基板と追記型記録層との間に設けられる光反射層(詳細は後述する)、追記型記録層とカバー層との間に設けられるバリア層(詳細は後述する)、該光反射層と追記型記録層との間に設けられる界面層などが挙げられる。ここで、前記レーベル層は、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、および熱乾燥樹脂などを用いて形成することができる。
なお、上記した必須および任意の層はいずれも、単層でも、多層構造でもよい。
態様(1)の光情報記録媒体では、レーザ光に対する反射率を高めたり、記録再生特性を改良する機能を付与するために、基板と追記型記録層との間に、光反射層を形成することが好ましい。
光反射層は、レーザ光に対する反射率が高い光反射性物質を、例えば、真空蒸着、スパッタリングまたはイオンプレーティングすることにより基板上に形成することができる。
光反射層の層厚は、一般的には10〜300nmの範囲とし、30〜200nmの範囲とすることが好ましい。
なお、前記反射率は、70%以上であることが好ましい。
反射率が高い光反射性物質としては、Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Bi等の金属および半金属またはステンレス鋼を挙げることができる。これらの光反射性物質は単独で用いてもよいし、あるいは二種以上の組合せで、または合金として用いてもよい。これらのうちで好ましいものは、Cr、Ni、Pt、Cu、Ag、Au、Alおよびステンレス鋼である。特に好ましくは、Au、Ag、Alまたはこれらの合金であり、最も好ましくは、Au、Agまたはこれらの合金である。
バリア層(中間層)
態様(1)の光情報記録媒体においては、図1に示すように、追記型記録層とカバー層との間にバリア層を形成することが好ましい。
バリア層は、追記型記録層の保存性向上、追記型記録層とカバー層との接着性向上、反射率調整、熱伝導率調整等のために設けることができる。
バリア層に用いられる材料としては、記録および再生に用いられる光を透過する材料であり、上記の機能を発現し得るものであれば、特に制限されるものではないが、例えば、一般的には、ガスや水分の透過性の低い材料であり、誘電体であることが好ましい。
具体的には、Zn、Si、Ti、Te、Sn、Mo、Ge、Nb、Ta等の窒化物、酸化物、炭化物、硫化物からなる材料が好ましく、MoO2、GeO2、TeO、SiO2
TiO2、ZnO、SnO2、ZnO−Ga23、Nb25、Ta25が好ましく、SnO2、ZnO−Ga23、SiO2、Nb25、Ta25がより好ましい。
また、バリア層は、真空蒸着、DCスパッタリング、RFスパッタリング、イオンプレーティングなどの真空成膜法により形成することができる。中でも、スパッタリングを用いることがより好ましい。
バリア層の厚さは、1〜200nmの範囲が好ましく、2〜100nmの範囲がより好ましく、3〜50nmの範囲が更に好ましい。
情報記録方法
更に、本発明は、本発明の光情報記録媒体に、波長440nm以下のレーザ光を照射することにより、本発明の光情報記録媒体が有する記録層へ情報を記録する情報記録方法に関する。
前述の好ましい態様(1)の光情報記録媒体に対する情報の記録は、例えば次のように行われる。
まず、光情報記録媒体を定線速度(例えば0.5〜10m/秒)または定角速度にて回転させながら、保護層側から半導体レーザ光などの記録用の光を照射する。この光の照射により、レーザ光照射部分の光学的特性が変化して情報が記録される。図1に示す態様では、カバー層16側から半導体レーザ光等の記録用のレーザ光46を、第一対物レンズ42(例えば開口数NAが0.85)を介して照射する。このレーザ光46の照射により、追記型記録層14がレーザ光46を吸収して局所的に温度上昇し、物理的または化学的変化(例えばピットの生成)が生じてその光学的特性を変えることにより、情報が記録されると考えられる。
本発明の情報記録方法では、波長440nm以下のレーザ光を照射することにより情報を記録する。記録光としては、440nm以下の範囲の発振波長を有する半導体レーザ光が好適に用いられ、好ましい光源としては390〜415nmの範囲の発振波長を有する青紫色半導体レーザ光、中心発振波長850nmの赤外半導体レーザ光を光導波路素子を使って半分の波長にした中心発振波長425nmの青紫色SHGレーザ光を挙げることができる。特に、記録密度の点で390〜415nmの範囲の発振波長を有する青紫色半導体レーザ光を用いることが好ましい。態様(1)の光情報記録媒体は、前述のように基板と追記型記録層との間に反射層を有し、カバー層側、即ち反射層と対向する面とは反対の面側から記録層へレーザ光が照射される。
上記のように記録された情報の再生は、光情報記録媒体を上記と同一の定線速度で回転させながら半導体レーザ光を基板側または保護層側から照射して、その反射光を検出することにより行うことができる。
光増感剤
更に本発明は、前記一般式(C)〜(E)のいずれかで表されるカチオン性色素部位を有する光増感剤に関する。本発明において、光増感剤とは、ある物質の光に対する感度を向上する物質をいうものとする。本発明の光増感剤は、先に説明したように多核アゾ金属錯体色素に対する光増感剤として好適である。本発明の増感剤および併用される多核アゾ金属錯体色素の詳細は、先に説明した通りである。また、使用される照射光としては、BD等の短波長レーザ光対応の光情報記録媒体の記録光として使用される短波長光が好ましい。照射光については、先に本発明の情報記録方法について説明した通りである。
本発明の光増感剤は、光記録用途に好適であるが、光記録用途のほかにも光重合反応等の短波長光が使用される各種用途に使用することができる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
1.多核アゾ金属錯体色素(一般式(G))の合成例
[化合物(L−11)の合成]
Figure 0005389599
3L3つ口フラスコに化合物(1)100g、酢酸120mL、プロピオン酸180mLを注ぎ、氷冷下で塩酸(35〜37%)185mLをゆっくり滴下した。氷浴にて−5〜5℃に冷却し、そこへNaNO2 42gを溶解させた水溶液80mLをゆっくり滴下した後、0〜5℃にて30分間攪拌した。この酸性溶液を、氷冷下で0〜5℃に保った化合物(2)106gを含むメタノール溶液500mLに徐々に加え、0〜10℃にて1時間攪拌した。室温に戻し、沈殿物をろ過しメタノール250mLで洗浄し、その後蒸留水600mLで洗浄した。得られた固体をエタノールに分散させ、60℃にて1時間攪拌させた後、結晶をろ過し、メタノールで洗浄し乾燥させ、化合物(L−11)140gを得た。化合物の同定は300MHz1H−NMRにより行った。
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.33(1H,br),7.88(2H,d),7.47(2H,t),7.25(1H,t),2.26(3H,s),1.42(9H,s)
上述した化合物(L−11)の合成と同様の方法により、(L−34)〜(L−42)、(L−43)〜(L−45)、(L−47)〜(L−52)を合成した。本発明に使用可能な種々のアゾ色素は同様に合成できる。化合物の同定は300MHz1H−NMRにより行った。
次に、例示化合物(M−11)で表されるアゾ金属錯体色素の合成法の具体例を示すが、本発明は、これらの方法に限定されるものではない。
[(M−11)の合成]
3L3つ口フラスコに化合物(L−11)120g、メタノール1200mLを入れ、攪拌しながらジイソプロピルアミン193mLを滴下した。完溶させた後、攪拌しながら、さらに酢酸銅一水和物 82.3gを加え、60〜65℃で2時間させた。室温に戻し、沈殿物をろ過し、メタノールにて洗浄し、乾燥を施し化合物(M−9)117gを得た。化合物の同定はICP−OESを用いたCu含有量測定およびESI−TOF−MS、X線構造解析にて行った。
ESI−TOF−MS:m/z =2556(nega)、1279(nega)
ICP−OES:Cu含有量=168±4g/kg
X線構造解析により、生成物はアゾ色素6つと銅イオン7つからなる下記の多核銅錯体であることが確認できた。ESI−TOF−MSの結果は下記構造と一致した。
Figure 0005389599
(M−11)と同様の製造法を用い(但し、反応スケールは各々異なる)、それぞれ原料や当量比を替えることにより(M−1)、(M−12)〜(M−14)、(M−21)、(M−22)、(M−24)〜(M−26)、(M−28)、(M−30)を合成した。化合物の同定はESI−TOF−MSにより行った。また、ICP−OES、X線構造解析等により確認できる。
[(M−3)の合成]
100mL3つ口フラスコに化合物(L−36)0.50g、メタノール10mLを入れ、攪拌しながらジイソプロピルアミン1.0mLを滴下した。完溶させた後、攪拌しながら、更に酢酸銅(II)一水和物 0.33gを加え、60〜65℃で2時間反応させた。室温に戻し、沈殿物をろ過し、メタノールにて洗浄し、乾燥を施し化合物(M−3)0.57gを得た。
上述した化合物の合成法と同様の方法により、本発明の光情報記録媒体に使用可能な種々のアゾ金属錯体色素を合成できる。化合物の同定は、MALDI−TOF−MS、ESI−TOF−MS、ICP−OES、X線構造解析等により確認できる。ICP−OESによる測定方法を以下に示す。
≪ICP−OES(ICP発光分光)の測定≫
試料0.05gを採取し、硝酸3mLを添加後、マイクロウェーブ灰化を行った。水で100mLにメスアップし、ICP−OES(島津製作所製1000−IV)にてCuを絶対検量線法を用いて定量した。
2.多核アゾ金属錯体色素の合成例(一般式(F))の合成例
[化合物(L−13)の合成]
Figure 0005389599
100mL三つ口フラスコに化合物(3)1.0g、酢酸2mL、プロピオン酸4mLを注ぎ、氷冷下で塩酸(35〜37%)2.23gをゆっくり滴下した。氷浴にて0〜5℃に冷却し、そこへNaNO2 0.52gを溶解させた水溶液をゆっくり滴下した後、0〜5℃にて1時間分間攪拌した。この酸性溶液を、氷冷下で0〜5℃に保った化合物(4)1.13gを含むメタノール溶液15mLに徐々に加え、1時間攪拌した。室温に戻し2時間攪拌した後、氷浴にて冷却した。沈殿物をろ過し最小量のメタノール、及び蒸留水で洗浄した。得られた固体を乾燥させ、化合物(L−13)1.13gを得た。化合物の同定は300MHz1H−NMRにより行った。
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.44(1H,s),3.30(3H,s),2.80-2.74(2H,q),1.33(9H,s),1.29-1.25(9H,t)
上述した化合物(L−13)の合成と同様の方法により、(L−1)〜(L−18)、(L−20)〜(L−31)、(L−33)を合成した。本発明に使用可能な種々のアゾ色素は同様に合成できる。化合物の同定は300MHz1H−NMRにより行った。NMRスペクトルデータの一部を以下に示す。
(L−1)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.70(1H,br),13.31(1H,s),3.33(3H,s),1.41(9H,s),1.33(9H,s)
(L−3)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.93(1H,s),10.20(1H,s),7.63-7.57(2H,m),7.06(1H,d),1.45(9H,s),1.30(9H,s)
(L−4)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ14.68(1H,br),13.53(1H,s),8.32(3H,s),3.82(2H,t),1.53(2H,tt),1.31(2H,tq),0.90(3H,t)
(L−5)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.43(1H,br),13.20(1H,br),7.40-7.36(8H,m),7.24-7.21(2H,m),1.41(9H,s)
(L−6)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ14.20(1H,s),13.40(1H,s),3.22(3H,s),3.20(3H,s),1.42(9H,s)
(L−8)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.42(1H,br),8.30-7.60(4H,br),1.40(9H,s)
(L−10)1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ13.78(1H,s),13.30(1H,s),8.38(1H,s),4.31(q),3.34(3H,s),1.36-1.31(12H,m)
次に、例示化合物(M−53)で表されるアゾ金属錯体色素の合成法の具体例を示すが、本発明は、これらの方法に限定されるものではない。
[(M−53)の合成]
50mLナスフラスコに化合物(L−13)0.7g、エタノール7mLを入れ、攪拌しながらDBU1mLを滴下した。攪拌しながら、さらに酢酸銅一水和物 380mgを加え、3時間加熱還流させた。室温に戻し、蒸留水30mLを加え、沈殿を生成させた。得られた沈殿物をろ過し、蒸留水にて洗浄した。乾燥を施し化合物(M−53)0.74gを得た。化合物の同定はICP−OESを用いたCu含有量測定およびESI−TOF−MSにて行った。
ESI−TOF−MS:m/z=1515(nega)
ESI−TOF−MSの結果からは、アゾ色素分子8つと銅イオン10個からなる錯体のピークが検出された。
ICP−OES:Cu含有量=163±4g/kg
ICP−OESの結果からは、アゾ色素分子2つと銅イオン2つからなる錯体に比べてCu含有量が多い結果であった。
(M−53)と同様の条件にて、(M−48)、(M−51)、(M−58)、(M−60)、(M−61)、(M−66)、(M−74)、(M−75)、(M−78)を合成した。
(M−61):(ICP−OES)140±5g/kg
ICP−OESの結果からは、アゾ色素分子2つと銅イオン2つからなる錯体にDBUが1つ含まれる構造に一致する結果を示した。
(M−75):(ESI−MS)m/z=949(nega)、920(posi)、915(nega)
(M−75)はESI−MSの結果からは、アゾ色素分子4つと銅イオン5つからなる錯体のピークと、アゾ色素分子2つと銅イオン2つからなる錯体のピークの両方が検出された。
(M−75)は、X線構造解析結果ではアゾ色素分子2つと銅イオン2つからなる錯体であった。
[(M−41)の合成]
50mLナスフラスコに化合物(L−1)0.7g、メタノール10mLを入れ、攪拌しながらトリエチルアミン1.5mLを滴下した。攪拌しながら、さらに酢酸銅一水和物430mgを加え、3時間加熱還流させた。室温に戻し、得られた沈殿物をろ過し、メタノールにて洗浄した。乾燥を施し化合物(M−41)0.44gを得た。化合物の同定はESI−TOF−MS、MALDI−MS、ICP−OESを用いてCu含有量測定にて行った。
ESI−TOF−MS:m/z=1627(nega)
ESI−TOF−MSの結果からは、アゾ色素分子4つと銅イオン5つからなる錯体が検出され、一般式(F)の[(Cu)5(L2-)4(L’)x]・GVで表されることがわかった。また、MALDI-MSにてm/z=102(posi)が検出されたことから、GVは(Et3NH+)であることもわかった。
ICP−OES:Cu含有量=172g/kg
ICP−OESの結果からは、アゾ色素分子4つと銅イオン5つからなる錯体にトリエチルアミン2つとが含まれる構造[(Cu)5(L2-)4]2-・(Et3NH+)2に相当する結果である。
(M−41)と同様の条件にて、(M−42)〜(M−46)、(M−49)、(M−55)、(M−68)を合成した。
(M−49):(ESI−MS)m/z =699(nega)、699(posi)、670(nega)
(M−41)の合成において、(L−1)を(L−16)に置き換え、トリエチルアミンをジイソプロピルアミンに置き換え、同様に反応させることで、(M−56)を合成した。
(M−41)の合成において、(L−1)を(L−11)に置き換え、トリエチルアミンをジイソプロピルアミンに置き換え、同様に反応させることで、(M−67)を合成した。
(M−41)の合成において、(L−1)を(L−14)に置き換え、トリエチルアミンをジイソプロピルアミンに置き換え、同様に反応させることで、(M−69)を合成した。
(M−41)の合成において、(L−1)を(L−24)に置き換え、トリエチルアミンをDBNに置き換え、同様に反応させることで、(M−77)を合成した。
上述した化合物の合成法と同様の方法により、本発明において使用可能な種々のアゾ金属錯体色素を合成できる。化合物の同定は、ESI−TOF−MS、X線構造解析等により確認できる。
3.多核アゾ金属錯体色素(一般式(5))の合成例
[化合物(L−64)の合成]
Figure 0005389599
100mL三つ口フラスコに化合物(5)4.00g、酢酸5mL、プロピオン酸8mLを注ぎ、氷冷下で濃塩酸(35〜37質量%)6.25mLをゆっくり滴下した。氷浴にて0〜5℃に冷却し、そこへNaNO2 1.85gを水6mLに溶解させた溶液をゆっくり滴下した後、0〜5℃にて1時間攪拌した。この酸性溶液を、氷冷下で0〜5℃に保った化合物(6)3.48gとメタノール50mLを混合した溶液に徐々に加え、1時間攪拌した。室温に戻し1時間攪拌した後、水100mLを加え晶析させた。晶析体をろ過し水で洗浄した。得られた固体をメタノールにより再結晶を施し、乾燥させることで化合物(L−64)6.15gを得た。化合物の同定は400MHz1H−NMRにより行った。
1H-NMR(CDCl3)[ppm];δ11.59(1H,s),8.05-8.12(2H,m),7.45-7.69(3H,m),1.48(9H,s)
上述した化合物(L−64)の合成と同様の方法により、(L−65)、(L−66)、(L−70)、を合成した。本発明に記載の種々のアゾ色素は同様に合成できる。
次に、アゾ金属錯体色素の合成法の具体例を示すが、本発明は、これらの方法に限定されるものではない。
[(A−1)の合成]
Figure 0005389599
50mLナスフラスコに化合物(L−64)0.7g、メタノール9.8mLを入れ、攪拌しながらEt3N:1.54mLを滴下した。10分間攪拌し、さらにCu(OAc)2・H2O:0.49gを加え、3時間加熱還流させた。室温に戻し、水20mLを加え晶析させた。晶析体をろ過後、水にて洗浄し、化合物(A−1)0.72gを得た。化合物の同定はMALDI−MSにて行った。アゾ色素(例示化合物(L−64))と、該アゾ色素の分子数と同数またはそれ以上の数の銅イオンとの錯体がいくつか観測された。
m/z = 762.2(nega) [Cu:L = 2:2]
825.2(nega) [Cu:L = 3:2]
[(A−7)の合成]
アゾ色素を例示化合物(L−66)に変更した点以外は上述した例示化合物(A−1)の合成と同様にし、例示化合物(A−7)を合成した。化合物の同定はMALDI−MSにて行い、アゾ色素(例示化合物(L−3))と、該アゾ色素の分子数と同数またはそれ以上の数の銅イオンとの錯体がいくつか観測された。
m/z = 722.3(nega) [Cu:L = 2:2]
785.3(nega) [Cu:L = 3:2]
1148.4(nega) [Cu:L = 4:3]
上述した化合物(A−1)、および(A−7)の合成法と同様の方法により、(A−2)〜(A−6)、(A−11)、(A−27)〜(A−32)を合成した。本発明に記載の種々のアゾ金属錯体色素は同様に合成できる。
[参考例1〜28]
≪光情報記録媒体の作製≫
(基板の作製)
厚さ1.1mm、外径120mm、内径15mmでスパイラル状のプリグルーブ(トラックピッチ:320nm、溝幅:グルーブ(凹部)幅170nm、溝深さ:37nm、溝傾斜角度:52°、ウォブル振幅:20nm)を有する、ポリカーボネート樹脂からなる射出成形基板を作製した。射出成型時に用いられたスタンパのマスタリングは、レーザーカッティング(351nm)を用いて行なわれた。
(光反射層の形成)
基板上に、Unaxis社製Cubeを使用し、Ar雰囲気中で、DCスパッタリングにより、膜厚60nmの真空成膜層としてのANC光反射層(Ag:98.1at%、Nd:0.7at%、Cu:0.9at%)を形成した。光反射層の膜厚の調整は、スパッタ時間により行った。
(追記型記録層の形成)
参考例1〜33として、表7および8に示す例示化合物それぞれ1gを、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール100mL中に添加して溶解し、色素含有塗布液を調製した。そして、第1光反射層18上に、調製した色素含有塗布液を、スピンコート法により回転数500〜2200rpmまで変化させながら23℃、50%RHの条件で塗布して、第1追記型記録層を形成した。
追記型記録層を形成した後、クリーンオーブンにてアニール処理を施した。アニール処理は、基板を垂直のスタックポールにスペーサーで間をあけながら支持し、80℃で1時間保持して行った。
(バリア層の形成)
その後、追記型記録層上に、Unaxis社製Cubeを使用し、Ar雰囲気中で、DCスパッタリングによりNb25からなる、厚さ10nmのバリア層を形成した。
(カバー層の貼り合わせ)
カバー層としては、内径15mm、外径120mmで、片面に粘着層(ガラス転移温度−52℃)を有するポリカーボネート製フィルム(帝人ピュアエース、厚さ:80μm)を用い、該粘着層とポリカーボネート製フィルムとの厚さの合計が100μmとなるように設定した。
そして、バリア層上に、カバー層を粘着層を介して載置した後、そのカバー層を押し当て部材にて圧接して、貼り合わせた。以上の工程により、基板上に、光反射層、追記型記録層、バリア層、粘着層およびカバー層をこの順に有する、参考例1〜33の光情報記録媒体を作製した。
<色素層膜厚測定>
得られた光情報記録媒体の断面図を、SEMで観察し、色素層のグルーブ凹部、凸部それぞれの膜厚を読み取った。色素層のグルーブ凹部は溝深さ+0〜10nmであり、色素層のグルーブ凸部は10〜30nm程度であった。
[比較例1〜7]
≪光情報記録媒体の作製≫
追記型記録層に使用する色素として例示化合物に代えて比較化合物(A)〜(G)を使用した以外は実施例と同様の方法で比較例1〜7の光情報記録媒体を作製した。
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
Figure 0005389599
<光情報記録媒体の評価>
(1) ジッター評価
参考例1〜28および比較例1〜7で作製した光情報記録媒体を、405nmレーザ、NA0.85ピックアップを有する記録再生評価機(パルステック工業株式会社製:DDU1000)を用い、カバー層側から光照射を行い、クロック周波数66MHz、線速4.92m/sにて、(1.7)RLL−NRZI変調されたマーク長変調信号(17PP)を記録した。ジッター値は、記録信号をリミットイコライザーに通し、タイムインターバルアナライザ(横河電機株式会社製:TA520)を用いて測定した。
(2) 色素膜の耐光性評価
参考例1〜28、比較例1〜7と同様の色素含有塗布液を調製し、厚さ1.1mmのガラス板上に、調製した色素含有塗布液を、スピンコート法により回転数500〜1000rpmまで変化させながら常温、窒素雰囲気下で塗布した。その後、常温で24時間保存した後、メリーゴーランド型耐光試験機(イーグルエンジニアリング社製、セルテスト機III型、Schott製WG320フィルタ付)を用いて耐光性試験を行った。耐光性試験直前の色素膜および耐光性試験48時間後の色素膜について、UV−1600PC(SHIMADZU社製)を用いて色素膜の吸収スペクトルを測定し、最大吸収波長における吸光度の変化を読み取った。
Figure 0005389599
(注1)Xe光照射48時間後の吸収λmaxにおける色素残存率が90%以上のとき◎、80%以上90%未満のとき○、70%以上80%未満のとき△、70%未満のとき×。
(注2)ジッター値が7%未満のとき◎、7%以上8%未満のとき○、8%以上のとき×。
(注3)溶解性が悪く、記録層の形成が十分にできなかったため、測定あるいは記録ができなかった。
表7に示すように、多核アゾ金属錯体色素は従来のアゾ金属錯体を用いた比較例1〜7に比べ記録再生特性と耐光性の両立ができており、ブルーレイ・ディスク用色素として好適な特性を有することがわかる。
また、参考例で使用した多核アゾ金属錯体色素は、塗布溶剤に対し良好な溶解性を示し、膜安定性も良好であった。更に、参考例1〜28において、55時間Xe照射した後の光情報記録媒体の記録再生も可能であり、使用した多核アゾ金属錯体色素が光情報記録媒体下でも耐光性が良好であることを確認した。参考例1、参考例13で作製した光情報記録媒体を、記録後に高温高湿下168時間保存したが、ジッター変化は殆ど見られず、高温高湿下での保存安定性にきわめて優れることがわかった。更に、比較化合物(A)〜(D)、(F)は塗布溶剤(25℃または60℃)中で保存すると吸収スペクトルが大きく変化し化合物の安定性が悪かったのに対し、例示化合物(M−42)、(M−48)、(M−51)、(M−53)、(M−55)、(M−56)、(M−61)、(M−66)、(M−67)、(M−69)、(M−74)、(M−75)は、同条件において吸収スペクトル変化が殆どなく、安定性に優れることがわかった。
また、(M−41)、(M−55)について、耐光性評価と同様にして作製した色素膜を60℃90%RHで24時間保存した結果、吸収変化が殆ど見られず、高温高湿下での安定性に優れることがわかった。
また、例示化合物(M−11)の粉末を、空気下60℃にて3ヶ月間保存したところ、物性変化が見られず、熱安定性に極めて優れることがわかった。
4.カチオン性色素の合成および同定
「The Chemistry of Synthetic Dyes」(Academic Press社、K.Venkataraman著、1971年発行)およびその参照文献に記載の方法にしたがい、例示化合物C−1〜C−8を合成した。以下に示す例示化合物について、1H−NMRによる同定、吸収極大波長λmaxおよびλmaxにおけるモル吸光係数εの測定を行った。結果を以下に示す。吸収極大波長およびεの測定は、以下の方法により行った。
各例示化合物約1mgをメタノールに溶解し全容を100mLとし、UV−3100PC(SHIMADZU社製)によって紫外―可視吸収スペクトルを測定し吸収極大波長と吸光度を求めた。また、吸収極大波長におけるモル吸光係数εをBeer-Lambert則を用いて算出した。
[例示化合物C−1]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ8.24 (d, 2H), 7.88 (d, 2H), 7.70 (t, 2H), 7.46-7.51 (m, 4H), 7.10 (d, 2H), 6.72 (s, 1H), 4.03 (s, 6H), 2.28 (s, 3H).
λmax = 427 nm, ε = 121000 (MeOH)
[例示化合物C−2]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ8.01 (d, 1H), 7.82 (d, 2H), 7.70 (d, 1H), 7.64 (t, 1H), 7.53 (t, 1H), 7.50-7.45 (m, 4H), 7.10 (d, 2H), 6.27 (s, 1H), 3.99 (s, 3H), 3.83 (s, 3H), 2.26 (s, 3H).
λmax = 400 nm, ε = 82700 (MeOH)
[例示化合物C−3]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ7.52 (t, 1H), 5.81 (d, 1H), 5.48 (d, 1H), 4.46 (s, 2H), 4.04 (t, 2H), 3.38 (t, 2H), 3.13 (s, 3H), 2.98 (s, 3H), 1.34 (s, 6H).
λmax = 418 nm, ε = 109000 (MeOH)
[例示化合物C−5]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ8.24 (d, 2H), 8.10 (s, 2H), 7.58 (d, 2H), 7.46 (d, 2H), 7.09 (d, 2H), 6.73 (s, 1H), 4.00 (s, 6H), 2.28 (s, 3H).
λmax = 404 nm, ε = 88300 (MeOH)
[例示化合物C−6]
λmax = 418 nm, ε = 109400 (MeOH)
[例示化合物C−7]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ8.16 (d, 1H), 8.02 (d, 1H), 7.74 (d, 1H), 7.57 (t, 1H), 7.40 (t, 1H), 6.13 (d, 1H), 4.42 (q, 2H), 3.72 (br, 4H), 1.68 (br, 6H), 1.27 (t, 3H).
λmax = 387 nm, ε= 56700 (MeOH)
[例示化合物C−8]
1H-NMR(DMSO-d6)[ppm];δ8.32 (d, 2H), 8.10 (d, 2H), 7.83 (d, 2H), 7.62 (t, 2H), 7.49 (t, 2H), 6.23 (d, 2H), 4.51 (q, 4H), 4.05-3.95 (br, 8H), 1.32 (t, 6H).
λmax = 406 nm, ε= 145000 (MeOH)
[実施例1〜11]
色素膜の形成および物性評価
(1)消衰係数kの測定
実施例1〜11、比較例1、2について、表8に示す多核金属錯体色素とカチオン性色素を、表8に示す多核金属錯体色素:カチオン性色素(質量比)の割合で混合し、多核金属錯体色素とカチオン性色素との合計量(g)の10倍容量(mL)の2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールに溶解させて色素含有塗布液を調製した。厚さ1.1mmのガラス板上に、調製した色素含有塗布液1mLを、スピンコート法により回転数500〜1000rpmまで変化させながら常温、窒素雰囲気下で塗布し色素膜を作製し、分光エリプソメトリー法によって消衰係数kの測定を行った。
(2)耐光性の評価
実施例1〜11、比較例1、2について、上記(1)と同様の方法で作製した色素膜を常温で24時間保存した後、メリーゴーランド型耐光試験機(イーグルエンジニアリング社製、セルテスト機III型、Schott製WG320フィルタ付)を用いて耐光性試験を行った。耐光性試験直前の色素膜および耐光性試験48時間後の色素膜について、UV−1600PC(SHIMADZU社製)を用いて色素膜の吸収スペクトルを測定し、最大吸収波長における吸光度の変化を読み取った。
(3)溶液安定性の評価
実施例1〜7、9〜11、比較例1、2について、表8に示す多核金属錯体色素とカチオン性色素を、表8に示す多核金属錯体色素:カチオン性色素(質量比)の割合で混合し、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール中に添加して溶解し、吸光度が0.9〜1.1になるよう濃度を調製した。この溶液の調製直後および60℃で48時間保存後の溶液の吸収スペクトルを測定し、吸光度の変化から残存率を求めた。
(4)記録特性の評価
実施例1〜11については、表8に示す金属錯体色素を使用し、かつ表8に示す割合でカチオン性色素を使用した点以外、参考例と同様の方法で光情報記録媒体を作製した。比較例1、2については、表8に示す金属錯体色素を使用した点以外、参考例と同様の方法で光情報記録媒体を作製した。作製した光情報記録媒体を、405nmレーザ、NA0.85ピックアップを有する記録再生評価機(パルステック工業株式会社製:DDU1000)を用い、カバー層側から光照射を行い、クロック周波数66MHz、線速4.92m/sにて、(1.7)RLL−NRZI変調されたマーク長変調信号(17PP)を記録した。記録光の出力に対する2T記録C/Nの変化を測定し、2T記録C/Nが最大となる出力によって記録特性を評価した。
Figure 0005389599
表8に示す消衰係数kについて説明する。
消衰係数kは、光の波長λに依存する物質固有のパラメータであり、複素屈折率N、屈折率nおよび虚数単位iを用いて次式のように定義される。
N≡n−ik
ここで、kは吸収係数α、光の波長λと次の関係を満たす。
α=4πk/λ
即ちある波長における物質の吸収係数αはkに比例する。従って、kを増加させることによって吸光度が増加し、効率的に光吸収が起こるようになる。光記録は、記録層色素の光吸収による励起・光熱変換と、それにより引き起こされる色素の分解を利用するものである。したがって、効率的な光吸収を行うことができれば分解過程が促進されるため、記録感度の向上が期待される。高感度化は高速記録対応につながることから、次世代における光記録媒体設計に強く要求されている課題であり、そのための一手法として、kの高い物質を光記録色素層に用いることが考えられる。しかしながら、色素が満たすべき性能である塗布適性・熱分解特性・記録特性・保存性・耐光性などを保持しつつkを向上させることは容易ではなく、構造最適化において様々な試行錯誤を経る必要がある。
参考例に示したように、多核アゾ金属錯体色素は短波長レーザ光対応の光情報記録媒体において、記録用色素として優れた諸特性を発揮するものであるが、本発明者らは、k、ひいては記録感度の向上を目的として検討を重ねた結果、優れた記録性能を発揮するアゾ金属多核錯体色素に対し、増感剤を添加する手法を新たに見出した。表8に示すように、多核アゾ金属錯体色素に対して質量比で5%以上のカチオン性色素を加えることにより、k値が10−22%向上することが分かった。
また、表8中の実施例1〜11と比較例1との対比から、例示化合物C−1〜C−4の添加により、多核アゾ金属錯体色素の優れた記録特性を損なうことなく、消衰係数kを増加させることが可能であることが確認できる。
また、上記記録特性の評価において、2T記録C/Nが最大となる出力における記録パワー(該記録パワーが低いほど記録感度は高い)によって記録感度を比較したところ、実施例1〜4において、比較例1と比べて10〜20%の記録感度の向上が確認された。この結果から、高kの色素膜ほど感度が向上することが確認できる。これは、添加したカチオン性色素が光増感剤として機能することで光の吸収・光熱変換の効率が向上し記録用色素の分解が促進された結果であり、これを利用することによって色素膜の高感度化を容易に達成することができる。また、増感効果はカチオン性色素のカチオン部に由来するものであるため、実施例で使用したカチオン性色素とカチオン部が同一であり異なる対アニオン(例えば塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、過塩素酸イオン、カルボン酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン)を持つカチオン性色素を用いても、表8に示す結果と同程度の感度向上効果が得られると考えられる。更に、実施例において、比較例1と同等の、十分に高い溶液溶解性および/または耐光性が得られたことから、カチオン性色素が多核アゾ金属錯体の優れた特性を損なうことなく、増感剤として機能し得ることがわかる。
なお、比較例2で使用した金属錯体色素は、記録感度は良好であったが溶液保存性および耐光性が低く、光情報記録媒体の記録用色素としては不適であった。比較例3〜5として、カチオン性色素単独で物性評価を試みたが、製膜適性を示さなかった。
以上より、多核アゾ金属錯体とカチオン性色素を共存させることが、製膜性、耐光性、記録感度、記録再生特性の点で特に好ましいことがわかる。
本発明の光情報記録媒体は、ブルーレイ・ディスク等の短波長レーザ対応の光情報記録媒体として好適である。
10A…第1光情報記録媒体
12…第1基板 14…第1追記型記録層
16…カバー層 18…第1光反射層
20…バリア層 22…第1接着層または第1粘着層
38…ランド 40…グルーブ
42…第一対物レンズ 44…ハードコート層
46…レーザ光

Claims (18)

  1. アゾ色素と金属イオンとを含む多核アゾ金属錯体色素と、カチオン性色素とを含有する記録層を有する光情報記録媒体。
  2. 前記アゾ色素は、下記一般式(A)で表される部分構造を有するアゾ色素である請求項1に記載の光情報記録媒体。
    Figure 0005389599
    [一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表し、*は−N=N−基との結合位置を表す。]
  3. 前記アゾ色素は、下記一般式(1)で表されるアゾ色素である請求項2に記載の光情報記録媒体。
    Figure 0005389599
    [一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともに複素環または炭素環を形成する原子群を表し、Yはアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を含有する基を表し、R1、R2およびY1は、それぞれ一般式(A)における定義と同義である。]
  4. 一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともにピラゾール環を形成する原子群を表す請求項3に記載の光情報記録媒体。
  5. 前記カチオン性色素に含まれるカチオン性色素部位は、下記一般式(C)〜(E)のいずれかで表される請求項1〜4のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
    Figure 0005389599
    [一般式(C)中、R110、R111、R112、R113、R114およびR115は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R111およびR112、R114およびR115は、互いに連結して環構造を形成してもよく、X110およびX111は、各々独立に炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n1は0以上の整数を表す。]
    Figure 0005389599
    [一般式(D)中、R120、R121およびR122は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R121とR122は互いに連結して環構造を形成してもよく、R123およびR124は、各々独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよく、X120は、炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n2は0以上の整数を表す。]
    Figure 0005389599
    [一般式(E)中、R130、R131、R132およびR133は、各々独立に置換基を表し、R130とR131、R132とR133は互いに連結して環構造を形成してもよく、n3は0以上の整数を表す。]
  6. 前記カチオン性色素は、吸収極大波長を385〜425nmの範囲の波長域に有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
  7. 前記記録層は、前記多核アゾ金属錯体色素と前記カチオン性色素とを、質量比で95:5〜50:50の割合で含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
  8. 前記多核アゾ金属錯体に含まれる金属イオンは銅イオンである請求項1〜7のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
  9. 前記記録層を、トラックピッチ50〜500nmのプリグルーブを表面に有する基板の該表面上に有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
  10. 波長440nm以下のレーザ光を照射することにより情報を記録するために使用される請求項1〜9のいずれか1項に記載の光情報記録媒体。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の光情報記録媒体に、波長440nm以下のレーザ光を照射することにより、上記光情報記録媒体が有する記録層へ情報を記録する情報記録方法。
  12. 下記一般式(C)〜(E)のいずれかで表されるカチオン性色素部位を有する光増感剤。
    Figure 0005389599
    [一般式(C)中、R110、R111、R112、R113、R114およびR115は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R111およびR112、R114およびR115は、互いに連結して環構造を形成してもよく、X110およびX111は、各々独立に炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n1は0以上の整数を表す。]
    Figure 0005389599
    [一般式(D)中、R120、R121およびR122は、各々独立に水素原子または置換基を表し、R121とR122は互いに連結して環構造を形成してもよく、R123およびR124は、各々独立に置換基を表し、互いに連結して環構造を形成してもよく、X120は、炭素原子、酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、n2は0以上の整数を表す。]
    Figure 0005389599
    [一般式(E)中、R130、R131、R132およびR133は、各々独立に置換基を表し、R130とR131、R132とR133は互いに連結して環構造を形成してもよく、n3は0以上の整数を表す。]
  13. アゾ色素と金属イオンとを含む多核アゾ金属錯体色素とともに使用される請求項12に記載の光増感剤。
  14. 前記アゾ色素は、下記一般式(A)で表される部分構造を有するアゾ色素である請求項13に記載の光増感剤。
    Figure 0005389599
    [一般式(A)中、R1およびR2は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Y1はアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を表し、*は−N=N−基との結合位置を表す。]
  15. 前記アゾ色素は、下記一般式(1)で表されるアゾ色素である請求項14に記載の光増感剤。
    Figure 0005389599
    [一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともに複素環または炭素環を形成する原子群を表し、Yはアゾ金属錯体色素形成時に解離してもよい水素原子を含有する基を表し、R1、R2およびY1は、それぞれ一般式(A)における定義と同義である。]
  16. 一般式(1)中、Q1は隣り合う2つの炭素原子とともにピラゾール環を形成する原子群を表す請求項15に記載の光増感剤。
  17. 吸収極大波長を385〜425nmの範囲の波長域に有する請求項12〜16のいずれか1項に記載の光増感剤。
  18. 波長440nm以下の光に対する増感剤である請求項12〜17のいずれか1項に記載の光増感剤。
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