JP6064029B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP6064029B2
JP6064029B2 JP2015504197A JP2015504197A JP6064029B2 JP 6064029 B2 JP6064029 B2 JP 6064029B2 JP 2015504197 A JP2015504197 A JP 2015504197A JP 2015504197 A JP2015504197 A JP 2015504197A JP 6064029 B2 JP6064029 B2 JP 6064029B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
layer
interface
optical information
recording layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015504197A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014136486A1 (ja
Inventor
英宏 望月
英宏 望月
渡邉 哲也
哲也 渡邉
俊央 佐々木
俊央 佐々木
竜雄 見上
竜雄 見上
巧 中村
巧 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6064029B2 publication Critical patent/JP6064029B2/ja
Publication of JPWO2014136486A1 publication Critical patent/JPWO2014136486A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/246Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035Recording layers
    • G11B7/24038Multiple laminated recording layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/244Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only
    • G11B7/245Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising organic materials only containing a polymeric component
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1807C7-(meth)acrylate, e.g. heptyl (meth)acrylate or benzyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C08F220/36Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate containing oxygen in addition to the carboxy oxygen, e.g. 2-N-morpholinoethyl (meth)acrylate or 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24047Substrates
    • G11B7/2405Substrates being also used as track layers of pre-formatted layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/256Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers improving adhesion between layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

本発明は、記録層に高分子化合物を含む光情報記録媒体に関する。
記録層と中間層を備えた光情報記録媒体として、例えば、特許文献1〜3には、記録層が、高分子化合物(高分子バインダー)と、高分子バインダーに分散された色素とを有してなるものが開示されている。また、特許文献1には、多層の記録層を有する光情報記録媒体において、記録再生時における隣接記録層への影響を最小限にするために多光子吸収色素を含むことが望ましいことが記載されている。
特開2012−89195号公報 特許第2101521号公報 特許第2771231号公報
ところで、記録層中の高分子バインダーに分散された色素は、時間の経過によって隣接する層、例えば、中間層へ拡散することが懸念される。色素が中間層に拡散すると、例えば、記録層と中間層との界面で光が反射しにくくなるので、情報の記録や読み取りの性能が低下するおそれがある。従って、記録層中に色素が分散された光情報記録媒体は、保存性などの長期安定性に問題が生じる可能性がある。
また、記録層が多光子吸収色素を含む場合、情報を記録するためにはピークパワーの大きい超短パルスレーザが必要となるため、例えば、光記録装置が高価になるという問題がある。そのため、ピークパワーの小さい、従来の光記録に用いられてきた半導体レーザなどでも情報の記録が行える光情報記録媒体が望まれている。また、記録速度を速くするために、記録材料の感度ができるだけ高いことが望まれる。
そこで、本発明は、長期安定性に優れ、かつ、ピークパワーの小さいレーザによる記録が可能な光情報記録媒体を提供することを目的とする。
前記した目的を達成するための本発明は、1以上の記録層を有する光情報記録媒体であって、記録層は、高分子化合物に1光子吸収色素が結合されてなる記録材料を含む。この記録材料は、高分子化合物に1光子吸収色素が分散されている状態に比較して、高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度Δが大きくなっているものである。
このような構成によれば、記録材料が、色素が結合された高分子化合物を含むため、色素が隣接する層、例えば、中間層に拡散することを抑制することができ、光情報記録媒体の長期安定性を向上させることができる。また、色素が1光子吸収色素であるため、ピークパワーの小さいレーザによる情報の記録が可能である。さらに、記録材料は、高分子化合物に1光子吸収色素が分散されている状態に比較して、高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度が大きくなっているものであるため、記録感度が高く良好である。
前記した光情報記録媒体において、高分子化合物と1光子吸収色素の結合に関与する原子数は10未満であることが望ましい。
このような構成によれば、記録感度を良好にすることができる。
前記した光情報記録媒体において、記録層同士の間に中間層が設けられた構成とすることができる。
すなわち、本発明は、多層の光情報記録媒体に適用することができる。そして、本発明における記録材料は、1光子吸収色素を使用しても感度が良好であることから、記録層の吸収率を低くしても(つまり、高い透過率としても)記録することが可能であるため、多くの記録層を設けることができ、大容量化を図ることができる。
この多層の光情報記録媒体において、記録層は、当該記録層を挟む中間層との間で第1界面および第2界面を形成し、1光子吸収色素が記録光を吸収して発生する熱により変形して、第1界面および第2界面の少なくとも一方の界面に中間層に向かう凸形状が形成されることで情報が記録される構成とすることができる。
この凸形状により情報が記録される光情報記録媒体において、記録層は、厚みが50nm以上とすることができる。
記録層の厚みを50nm以上とすることで、凸形状が形成されやすくなる。
また、凸形状により情報が記録される光情報記録媒体において、凸形状が形成される界面を形成する中間層は、記録層よりも軟らかいことが望ましい。凸形状が形成される界面を形成する中間層が記録層よりも軟らかいことで、界面を変形させやすく、凸形状による情報の記録が容易になるからである。なお、記録層と中間層の硬さの比較は、それぞれを構成する材料を互いに押し付け合うことで確認することができる。すなわち、材料同士を押し付け合ったときに大きく凹む方が軟らかいと確認することができる。
また、凸形状により情報が記録される光情報記録媒体において、凸形状が形成される界面を形成する中間層のガラス転移温度は、記録層のガラス転移温度よりも低い構成とすることができる。この場合にも、凸形状が形成される界面を形成する中間層が記録層よりも変形しやすく、凸形状による情報の記録が容易になるからである。
また、凸形状により情報が記録される光情報記録媒体において、凸形状が形成される界面を形成する中間層は、例えば、粘着剤層である。
さらに、凸形状により情報が記録される光情報記録媒体においては、記録光の照射により、第1界面および第2界面のうち、一方の界面のみで凸形状が形成され、他方の界面においては凸形状が形成されず、凸形状が形成される界面を形成する中間層と記録層との屈折率の差は、凸形状が形成されない界面を形成する中間層と記録層との屈折率の差よりも大きいことが望ましい。
これによれば、凸形状が形成される界面は、情報の読取に用いられるので、界面両側の材料の屈折率差が大きいことで界面反射率が比較的大きくなって情報を読み取りやすくなり、また、凸形状が形成されない界面は、情報の読取に用いられないので、界面両側の材料の屈折率差を小さくすることで、記録・読出に用いられる光(以下、記録読出光という。)の透過率、詳細には第1界面および第2界面を合わせた透過率を高くすることができる。これにより、記録層を多層にした場合に、記録読出光の照射側から見て奥深くの記録層にまで光を届かせることができるので、多層化による記録容量の増大に有利である。
また、この構成においては、凸形状が形成されない界面を形成する中間層の屈折率と記録層の屈折率の差は、0.05以下であることが望ましい。
これによれば、界面における光の反射率が実質的に0になるため、記録層を多層にした場合に、記録読出光の照射側から見て奥深くの記録層にまで光を届かせることができるので、多層化による記録容量の増大により有利である。
光情報記録媒体の断面図である。 結合に関与する原子数を説明する図である。 記録時に形成される記録マークを示す図である。 再生時を説明する図である。 実験例の層構成を示す図である。 実験結果を示す表である。
次に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、一実施形態に係る光情報記録媒体10は、基板11と、反射層12と、スペーサ層13と、複数の記録層14と、複数の中間層15(粘着剤層15Aおよび記録層支持層15B)と、カバー層16と、ハードコート層17とを備えてなる。なお、本実施形態においては、記録層14と粘着剤層15Aとの間に形成される界面を第1界面の一例としての記録界面18Aと呼び、記録層14と記録層支持層15Bとの間に形成される界面を第2界面の一例としての非記録界面18Bと呼ぶ。
基板11は、記録層14や中間層15などを支持するための支持体であり、一例としてポリカーボネートの円板などからなる。本発明において、基板11の材質は特に限定されない。また、基板11は、厚みが0.02mm〜2mmの範囲であることが好ましい。また、本実施形態の基板11は、記録読出光の入射側の面(図示上側の面)にトラッキングサーボを行うためのガイドとなる凹凸(サーボ信号)が形成されており、ガイド層11Aとしても機能する。なお、ガイド層11Aは、屈折率の変化などによりサーボ信号が記録された層であってもよい。また、ガイド層11Aは、基板11とは別の層として設けてもよい。
反射層12は、サーボ光を反射するための層であり、基板11(ガイド層11A)の凹凸表面に蒸着されたアルミニウムの薄膜などからなる。このような反射層12を有することで、サーボ光の入射側でサーボ信号を検出することができるので、再生装置の構成を簡略化することなどが可能となる。
スペーサ層13は、記録層14とガイド層11Aの間隔を調整するための層であり、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、粘着剤などからなる。スペーサ層13は、厚みが5μm〜100μmの範囲であることが好ましい。このようなスペーサ層13を有することで、ガイド層11Aで反射した光がガイド層11Aに最も近い記録層14に与える影響を低減することができる。
記録層14は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、記録材料として、記録光を吸収する1光子吸収色素が共有結合された高分子化合物を含んでなる。詳しくは、この記録材料は、高分子化合物に1光子吸収色素が分散されている状態に比較して、高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度Δが大きくなっているものである。ここでのカップリング強度とは、色素と高分子化合物(ポリマー)のエネルギー相互作用の強さに依存する値であり、カップリング強度が大きいことは、色素とポリマーの間でやりとりされるエネルギー量が大きいことを意味する。カップリング強度は、エコーピークシフトを測定し、エコーピークシフトからエネルギー揺らぎの相関関数を求め、得られた相関関数から数値計算により求めることができる。エコーピークシフト測定は、下記の参考文献[1]の3パルス・フォトンエコー測定を利用することができる。また、ここでの数値計算は、下記の参考文献[2]と同様に行い、下記のようにカップリング強度(coupling strength)Δを求める。
[1] S. A. Passino, Y. Nagasawa, T. Joo, G. R.
Fleming, J. Phys. Chem., 1997, 101, 725-731.
[2] W. P. de Boeij, M. S. Pshenichnikov, D.
A. Wiersma, J. Phys. Chem., 1996, 100, 11806-11823.
まず、エコーピークシフトから実験的にエネルギー揺らぎの相関関数(M(T))を求める。また、M(T)は次の関数を用いる。
Figure 0006064029
ここで、Aは各成分の係数、τは減衰時定数で添え字は各成分を表す。また、Tはポピュレーションタイム、φは初期位相、ωは振動周波数であり、エコーピークシフトから実験的に求める。この相関関数から、
Figure 0006064029
を求める。この式におけるτは積分変数である。ただし、λは再配列エネルギーであり、次式のようになる。
Figure 0006064029
また、M(T)は、スペクトル密度(C(ω))を用いて次の式で表される。
Figure 0006064029
また、Δはカップリング強度であり、次式で与えられる。
Figure 0006064029
カップリング強度、再配列エネルギー、スペクトル密度は、吸収スペクトル、発光スペクトル、エコー信号の数値計算を次式により行い、実験データと対応させることにより求める。吸収、発光スペクトルはそれぞれ式(6)、式(7)で表される。
Figure 0006064029
ここで、tは積分変数である。
また、エコー信号(S(τ,T))の数値計算には次の式を用いる。
Figure 0006064029
ただし、P(3)(t,τ,T)は、次式(9)で表される。
Figure 0006064029
ここで、各変数tの添え字は3つのパルス照射の順序をあらわす。Tはポピュレーションの減衰時間、τはコヒーレントタイム、Tはポピュレーションタイムである。また、ωegは電子基底状態と励起状態の遷移周波数である。Eはレーザーパルスの電場である。式(9)のR(t,t,t)は、次のようになり、式(2)と結びつく。ここで、t,t,tは、パルス光がサンプルに到達する時間である。
Figure 0006064029
なお、高分子化合物と1光子吸収色素の組合せによって、測定されるカップリング強度は変化するので、本発明の記録材料においてカップリング強度の絶対値は問題ではない。本発明にいう「高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度が大きくなっている」記録材料というのは、ある高分子化合物と1光子吸収色素を特定した上で、その高分子化合物にその1光子吸収色素が分散されている記録材料のカップリング強度と、その高分子化合物とその1光子吸収色素がある結合状態で結合された記録材料のカップリング強度とを測定し、後者のカップリング強度が前者のカップリング強度よりも大きい場合の後者の記録材料のことをいう。
そして、本発明において、高分子化合物と1光子吸収色素の結合に関与する原子数は10未満であることが望ましい。ここでの高分子化合物と1光子吸収色素の結合に関与する原子数というのは、高分子化合物と1光子吸収色素のクロモフォアとを直鎖状に結合する原子の数である。例えば、図2(a)の化合物であれば、ポリマー主鎖とクロモフォアの間にあるA1〜A10の原子を数えて結合に関与する原子数は10であり、図2(b)の化合物であれば、A1〜A3の原子を数えて結合に関与する原子数は3である。
記録光を吸収する1光子吸収色素としては、例えば、ヒートモード型記録材料として従来用いられていた色素を用いることができる。具体的には、メチン色素(シアニン色素、ヘミシアニン色素、スチリル色素、オキソノール色素、メロシアニン色素など)、大環状色素(フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、ポルフィリン色素など)、アゾ色素(アゾ金属キレート色素を含む)、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体、1−アミノブタジエン誘導体、桂皮酸誘導体、キノフタロン系色素などを用いることができる。
また、1光子吸収色素を結合させる高分子化合物としては、例えば、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ安息香酸ビニル、ポリピバル酸ビニル、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリアセナフチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルカルバゾール、ポリマレイミド、ポリビニルフタルイミド、ポリインデン、シクロオレフィンポリマーなどを用いることができる。
そして、記録材料は、前記したように、これらの1光子吸収色素と高分子化合物をある状態で結合させたことで、高分子化合物に1光子吸収色素を分散させた状態よりもカップリング強度が大きくなっているものである。
1光子吸収色素が結合された高分子化合物としては、例えば、下記の化学構造式の化合物Aなどを用いることができる。化合物Aは、高分子化合物としてのポリベンジルメタクリレートに、1光子吸収色素としてのベンゾトリアゾール誘導体が共有結合されたものである。
Figure 0006064029
記録層14は、記録光を照射すると、1光子吸収色素が記録光を吸収して発生する熱により高分子化合物が変形し、記録界面18Aに、中間層15(粘着剤層15A)に向かう凸形状が形成されることでドット状の記録マークM(情報)が記録される層である。なお、本発明において、記録マークMは、その中央が記録層14から粘着剤層15Aに向かう凸形状となり、この凸形状の周囲に粘着剤層15Aから記録層14に向かう凹形状(変形前の記録界面18Aを基準として凹形状)を有するようなものであってもよい。
このため、記録層14は、従来の高分子バインダーと色素を含む記録層に比較して厚く形成されており、1層の記録層14は、厚みが50nm以上であることが好ましい。厚みが50nm未満である場合には、公知の記録層の変形による記録技術のように、記録層と中間層の界面(本実施形態では、記録界面18Aや非記録界面18Bに相当する)が記録層を基準に見て凹形状に変形するが、厚みが50nm以上であることで、記録した箇所の中央が凸となるように変形する。一方、記録層14の厚みの上限は特に限定されないが、記録層14の層数をできるだけ多くするため、5μm以下であるのが望ましい。さらに言えば、記録層14の厚みは100nm〜3μmの範囲であることがより望ましく、200nm〜2μmの範囲であることが特に望ましい。本実施形態では、記録層14は、一例として厚みが1μmである。
記録層14は、例えば、2〜100層程度設けられる。光情報記録媒体10の記憶容量を大きくするため、記録層14は多い方が望ましく、例えば10層以上であるのが望ましい。これにより、光情報記録媒体10の大容量化を図ることができる。また、記録層14は、記録界面18Aを変形させる記録の前後において、屈折率が実質的に変化しないような材料が用いられる。
記録層14は、記録光に対する吸収率(一光子吸収率)が1層当たり10%以下であるのが望ましい。また、記録層14の層数を多くするためには記録可能な限りで吸収率が小さい方がよいので、記録層14の吸収率は、8%以下であるのがより望ましく、5%以下であるのがさらに望ましく、3%以下であるのが特に望ましい。例えば、最も奥側の記録層14に到達する記録光の強度が照射した記録光の強度の50%以上であることを条件とすると、8層の記録層を実現するためには、記録層1層当たりの吸収率が8%以下である必要があり、20層の記録層を実現するためには、記録層1層当たりの吸収率が3%以下である必要があるからである。吸収率が高いと、層数が少なくなり、多層化による記録容量を大きくする効果が小さくなる。もっとも、本発明のように、高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度が大きくなっている記録材料を用いている場合、吸収率が小さくても、比較的高い記録感度を持たせることができる。そのため、記録層14の数を多くして大容量化を図ることも可能である。
記録層14に含まれる高分子化合物は、1光子吸収色素の質量比が50%未満であること、言い換えれば、高分子化合物の質量比が50%以上であること(高分子化合物が主成分であること)が望ましい。これにより、変形前の記録界面18Aを基準として十分な高さ(突出量)の凸形状(記録マークM)を形成することができる。凸形状は、高分子化合物が記録光の吸収によって熱膨張し、その後、記録光の照射停止によって膨張形状を維持しつつ急冷することにより形成されるため、1光子吸収色素の質量比が50%以上(高分子化合物の質量比が50%未満)となると、例えば、記録光の吸収によって熱膨張した高分子化合物の材料がその周囲に流出するなどすることで、凸形状が形成されにくくなる。
記録層14の形成方法は、特に限定されないが、1光子吸収色素が結合された高分子化合物を溶媒に溶解させた液を用いてスピンコート法やブレードコート法などにより形成することができる。このときの溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、トルエン、ヘキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、シクロヘキサノンなどを用いることができる。
中間層15は、複数の記録層14の間、言い換えると、各記録層14の図示上下に隣接して設けられている。より詳しくは、中間層15は、粘着剤層15Aと記録層支持層15Bとを有しており、複数の記録層14の間に粘着剤層15Aと記録層支持層15Bが交互に配置されている。言い換えれば、1層の記録層14は、粘着剤層15Aと記録層支持層15Bとの間に挟まれるように配置されており、本実施形態では、基板11側から見て、粘着剤層15A、記録層14、記録層支持層15B、記録層14がこの順で、繰り返し配置されている。
中間層15は、複数の記録層14の間で層間クロストークが生じないように、記録層14同士の間隔を所定量空けるために設けられている。このため、中間層15は、厚みが2μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。また、中間層15は、層間クロストークが生じない限り薄い方がよく、例えば、厚みが20μm以下であることが望ましい。本実施形態では、中間層15(粘着剤層15Aおよび記録層支持層15B)は、それぞれ一例として厚みが10μmである。なお、粘着剤層15Aと記録層支持層15Bの厚みが10μmと同じであることで、記録界面18Aのピッチが、10μm、12μm、10μm、12μm・・・と一定ピッチではなくなる。これにより、再生中の記録界面18Aからの反射光である再生光と、再生中の記録界面18Aに隣接する記録界面18Aにおける読出光の反射光との干渉が、再生光に与える影響を小さくすることができる。
中間層15は、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。また、中間層15は、記録光や読出光、再生光(読出光の照射により発生する再生信号を含む光)の損失を最小限にするため、記録光や読出光、再生光を実質的に吸収しない材料、言い換えれば、記録光や読出光、再生光に対して透明な材料からなることが望ましい。ここでの透明とは、吸収率が1%以下であることをいう。
粘着剤層15Aは、他の面への貼り付けを可能にする粘着性を有し、記録層14よりも軟らかいものである。例えば、粘着剤層15Aは、そのガラス転移温度が記録層14のガラス転移温度よりも低いものである。このように、記録層14よりも軟らかい粘着剤層15Aを記録層14の一方の面に隣接する中間層15として用いることで、記録層14を記録光により加熱して膨脹させたときに、中間層15が変形しやすく、記録界面18Aに容易に変形を起こさせることができる。
一方、記録層支持層15Bは、紫外線硬化性樹脂などから形成されており、記録層14と同等の硬さまたは記録層14よりも硬いものである。例えば、記録層支持層15Bは、そのガラス転移温度が記録層14のガラス転移温度以上のものである。このように、記録層14よりも硬い記録層支持層15Bを記録層14の他方の面に隣接する中間層15として用いることで、光情報記録媒体10は、記録光の照射により、記録層14と記録層支持層15Bとの間の界面である非記録界面18Bにおいては凸形状が形成されず、記録層14と前記した粘着剤層15Aとの間の界面である記録界面18Aのみで凸形状(記録マークM)が形成される構成となっている。
粘着剤層15Aの屈折率と記録層支持層15Bの屈折率は、互いに異なっており、記録層支持層15Bの屈折率と記録層14の屈折率は、実質的に同じである。具体的には、記録層14の屈折率と記録層支持層15Bの屈折率は、記録層14の屈折率をn1、記録層支持層15Bの屈折率をn3として、
((n3−n1)/(n3+n1))≦0.0003
を満たす程度、すなわち、非記録界面18Bでの反射率が0.0003以下である程度に同等であることが望ましい。
記録層14の屈折率と記録層支持層15Bの屈折率は、両層の界面(非記録界面18B)での反射をなくすため、近い値である方がよく、記録層14と記録層支持層15Bの屈折率の差は、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.03以下、さらに好ましくは0.01以下、最も好ましくは0である。一例として、記録層14の屈折率n1を1.565とし、記録層支持層15Bの屈折率n3を1.564とすると、((n3−n1)/(n3+n1))は、ほぼ0である。
一方、粘着剤層15Aの屈折率と記録層14の屈折率は、互いに異なっており、その差が適度に設けられているのがよい。これにより、記録層14と粘着剤層15Aとの間の界面(記録界面18A)においては、屈折率の急変による読出光の反射が可能となっている。より詳細に、粘着剤層15Aと記録層14との屈折率の差は、記録層支持層15Bと記録層14との屈折率の差よりも大きく、かつ、0.11以下であるのが好ましい。具体的には、記録層14の屈折率と粘着剤層15Aの屈折率は、粘着剤層15Aの屈折率をn2として、
0.0005≦((n2−n1)/(n2+n1))≦0.04
を満たす程度、すなわち、記録界面18Aでの反射率が0.0005以上0.04以下である程度に異なっていることが望ましい。
反射率が0.0005以上であることで、記録界面18Aでの反射光量を大きくして、情報の再生時に、S/N比を大きくすることができる。また、反射率が0.04以下であることで、記録界面18Aでの反射光量を適度な大きさに抑えて、記録時および再生時において記録読出光が大きな減衰を受けることなく深い記録層14に到達するのを可能にする。これにより、記録層14を多数設けて大容量化を図ることが可能となる。一例として、記録層14の屈折率n1を1.565とし、粘着剤層15Aの屈折率n2を1.477とすると、((n2−n1)/(n2+n1))は、およそ0.0008である。
以上のように記録層14および中間層15の屈折率を調整することで、記録界面18Aおよび非記録界面18Bを合わせた透過率を高くすることができるので、記録層14を多層にした場合に、記録読出光の照射側から見て奥深くの記録層14にまで光を届かせることができる。これは、多層化による記録容量の増大に有利である。特に、本実施形態では、記録層支持層15Bの屈折率と記録層14の屈折率が略同じであることで、非記録界面18Bにおける光の反射率が実質的に0となるため、より奥深くの記録層14にまで光を届かせることができ、多層化による記録容量の増大により有利となっている。
記録層14および中間層15の屈折率を調整するには、記録層14および中間層15に用いる材料の配合を調整するとよい。具体的には、記録層14の材料には、高分子化合物に1光子吸収色素が結合された記録材料が含まれているので、高分子化合物や色素の屈折率を適切に選択し、それぞれの配合比率を変更することによって屈折率を任意に調整することができる。また、高分子化合物は、類似の基本構造を有していても重合度が異なると屈折率も変化するため、重合度が異なる高分子化合物を用いたり、高分子化合物の重合度を調整したりすることでも屈折率の調整が可能である。さらに、複数種類の高分子化合物を配合することで調整することも可能である。また、屈折率調整剤(無機微粒子等)を添加して屈折率を調整することも可能である。
中間層15の屈折率を調整する場合、中間層15の材料として用いることができる樹脂などのポリマー材料の重合度を調整することで、屈折率を調整することができる。また、中間層15として使用可能な材料を任意に配合して屈折率を調整したり、屈折率調整剤(無機微粒子等)を添加して調整したりすることも可能である。
カバー層16は、記録層14および中間層15を保護するための層であり、記録光や読出光、再生光が透過可能な材料からなる。一例として、カバー層16は、紫外線硬化性樹脂を塗布して硬化したり、フィルムを粘着剤などを介して貼り付けたりすることで形成することができる。このようなカバー層16を有することで、記録層14や中間層15の傷や汚れなどを抑制することができる。また、カバー層16は、厚みが0.01mm〜0.2mmの範囲であることが好ましい。これによれば、カバー層16が薄すぎる場合に問題となる記録再生時におけるカバー層16の傷や汚れなどの検出を抑制しつつ、カバー層16が厚すぎる場合に問題となる光記録装置の光学系の収差を抑制することができる。
ハードコート層17は、光情報記録媒体10の光入射側の面(図示上面)に形成された層であり、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシ樹脂などからなる。このようなハードコート層17を有することで、光情報記録媒体10の光入射側の表面の傷や汚れなどを抑制することができる。なお、本発明において、ハードコート層は、前記したカバー層を兼ねていてもよい。
次に、以上のような光情報記録媒体10に、情報を記録・再生する方法について説明する。
所望の記録層14に情報を記録するとき、図3に示すように、その記録層14に、記録すべき情報に応じて出力が変調されたレーザ光(記録光RB)を照射する。なお、本実施形態において、レーザ光は、記録層14が有する色素が1光子吸収色素であるため、従来の光記録に用いられてきた半導体レーザなどのピークパワーの小さいもので十分である。また、記録光RBの焦点の位置は、特に限定されないが、記録界面18A付近とすることが望ましい。具体的には、記録界面18Aで焦点を調整した後、記録層14がある側へ焦点位置をわずかにずらすとよい。
記録光RBを照射すると、記録光RBを照射した箇所の中心が記録層14から粘着剤層15A(中間層15)に向けて凸形状となる記録マークM(ピット)が形成される。図3に示した記録マークMは、詳細には、中央が凸部M1となり、この凸部M1の周囲が記録層14に向かうリング状の凹部M2となっている。凹部M2の最も深い部分の記録界面18A(変形前の記録界面18A)からの距離は、凸部M1の頂点の記録界面18A(変形前の記録界面18A)からの距離よりも小さい。すなわち、記録マークMは、全体としては、およそ凸形状ということができる。なお、光情報記録媒体10では、記録条件により、記録マークが、凸形状(凸部M1)のみからなり、凸形状の周囲に凹部M2が形成されない場合もある。
以上のように、光情報記録媒体10は、記録層14から粘着剤層15Aへ向かう凸形状により情報を記録できることで、記録層の分解や相変化に至るほどのエネルギーを必要とせず、また、従来の凹形状による記録のように記録層にある程度大きな吸収率を必要としないので、比較的小さなエネルギーで情報の記録が可能となる。これにより、情報を高感度で記録することができ、また、1層の記録層14当たりの記録光の吸収率を小さくして記録層14の多層化を図ることができる。
図4に示すように、記録マークMに連続波レーザで読出光OBを照射すると、記録層14の屈折率と粘着剤層15Aの屈折率に差があることで、記録界面18Aで読出光OBが反射する。このとき、記録マークMの周囲の記録界面18Aと、記録マークMにおける反射光の強度に差が生じるので、この反射率の違いにより記録マークMを検出することができる。なお、記録層14の屈折率は、記録の前後で変化していないので、読出光OBの反射は、記録層14の内部では起こらず、記録界面18Aのみで起こり、記録マークMを安定して検出することができる。このような光学的な検出のため、凸部M1は、変形する前の界面(記録界面18A)に対して1〜300nm程度突出しているのが望ましい。
本実施形態においては、記録マークMは、凸部M1の周囲に凹部M2が形成されているので、記録マークMを読み取るための読出光OBを記録マークMに当てると、凸部M1のみがある場合に比較して、記録マークMによる反射光の強度分布は凸部M1の中央からの距離に応じて急激に変化すると考えられ、高い変調度で読み取ることが可能である。
なお、本発明は、記録層14を凸形状に変形させて情報を記録する場合だけでなく、凹形状に変形させて情報を記録する場合をも含む。例えば、ピークパワーを大きくするなどして記録光のエネルギーを大きくすることで、記録層14を凹形状に変形させて情報を記録することができる。また、本実施形態の光情報記録媒体10への記録時において、非記録界面18Bに変形が生じたとしても、非記録界面18Bでは読出光OBの反射は起こらないことから、非記録界面18Bの変形は再生に何ら影響はない。
記録層14に記録した情報を消去する場合、記録層14を高分子化合物のガラス転移温度付近の温度、望ましくは、ガラス転移点より高い温度に加熱することで、高分子化合物の流動性が向上し、表面張力により界面18の変形がなくなって元の平面に戻ることで、その記録層14に記録された情報を消去することができる。このように情報を消去することで、記録層14への再度の記録(繰り返し記録)が可能である。この加熱の際には、記録層14に焦点を合わせるように連続波レーザを照射する方法を用いることができる。連続波レーザで加熱を行うことにより、記録層14中で連続した領域の情報をムラなく消去することが可能である。この連続波レーザは、情報の再生に用いるレーザを用いてもよいし、別のレーザを用いてもよい。いずれの場合にも、記録層14で1光子吸収が可能な波長の光を発するレーザを用いるのが望ましい。
また、記録層14の加熱により情報を消去する際には、光情報記録媒体10の全体を高分子化合物のガラス転移温度より高い温度に加熱することで、すべての記録層14に記録された情報を一度に消去することができる。これにより、簡易に光情報記録媒体10の全体の情報を消去して初期化することができる。また、光情報記録媒体10の廃棄の際にも、簡易に情報を抹消することができる。
以上のように、本実施形態の光情報記録媒体10においては、記録層14が有する色素が1光子吸収色素であるため、ピークパワーの小さいレーザ光による情報の記録が可能である。また、ピークパワーの小さいレーザ光として半導体レーザが使用できるので、レーザ光の出力などを容易に調整することができる。特に、本実施形態では、記録材料として、高分子化合物に1光子吸収色素が分散している状態よりも、高分子化合物と1光子吸収色素の結合により高分子化合物と1光子吸収色素のカップリング強度が大きくなっている記録材料を用いているので、後述する実施例のように、高い記録感度を持たせることができる。さらに、光情報記録媒体10においては、記録層14が、色素が結合された高分子化合物を含むため、色素が中間層15に拡散することを抑制することができ、光情報記録媒体10の長期安定性を向上させることができる。
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
前記実施形態では、光情報記録媒体10は、記録光の照射により、一方の界面(記録界面18A)のみで凸形状が形成され、他方の界面(非記録界面18B)においては凸形状が形成されないように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の光情報記録媒体は、記録層の両方の界面に、それぞれ別の情報としての中間層に向かう凸形状が形成されるように構成されていてもよい。具体的には、例えば、記録層に隣接する中間層を、すべて前記実施形態の粘着剤層15Aとすることで実現することができる。この場合、層間クロストークが生じないように、1層の記録層は、厚みが2μm以上であることが望ましく、5μm以上であることがより望ましく、7μm以上であることがさらに望ましい。また、厚みの上限は特に限定されないが、記録層の数を多くするため、層間クロストークが生じない限りで薄い方が望ましく、例えば20μm以下が望ましい。
前記実施形態では、図1に示したように、光情報記録媒体10が、ガイド層11Aや反射層12、スペーサ層13、カバー層16、ハードコート層17を備えていたが、本発明はこれに限定されず、これら各層の有無は任意である。また、記録層14は、1層だけでもよく、この場合、中間層15は不要である。さらに、光情報記録媒体10は、カートリッジ20に収容された構成としてもよい。
次に、本発明の光情報記録媒体の特性を評価した実験について説明する。
<記録材料>
[実施例1]
実施例1においては、記録材料として、前記した化合物Aを用いた。化合物Aは、次の方法で合成した。
〔モノマー(1)(化合物B)の合成〕
モノマー(1)の合成は、下記スキームに従って行った。
Figure 0006064029
BASF製Tinuvin326を32gと、N−ブロモスクシンイミド20gをクロロホルム200mlに溶解し、和光純薬工業株式会社製V−601 0.14gを加えて6時間加熱還流した。放冷後、アセトニトリル300mlを加えて氷冷し、生じる結晶を濾過することで中間体Aを36g得た。
中間体Aを8.0gと、メタクリル酸ナトリウム3.2gとをアセトン80ml中で8時間撹拌した。反応液をクロロホルムで抽出して水洗し、溶媒を溜去して得られた固体をアセトニトリルで再結晶させ、モノマー(1)6.3gを得た。
〔化合物Aの合成〕
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1mlを窒素雰囲気下90℃で加熱撹拌し、ここにモノマー(1)2.0g、ベンジルメタクリレート2.0gおよび和光純薬工業株式会社製V−601 0.11gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.5ml溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、V−601 0.11gを加え、90℃で4時間加熱撹拌した後、放冷し、化合物Aのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30質量%溶液を得た。
[比較例1]
比較例1においては、記録材料内に分散される色素として、以下の化合物B(前記モノマー(1))を用いた。化合物Bは、前記した合成方法により合成した。
Figure 0006064029
[実施例2]
実施例2においては、記録材料として、次の化合物C用いた。
Figure 0006064029
化合物Cは、次の方法で合成した。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.2mlを窒素雰囲気下90℃で加熱撹拌し、ここにWO2008/123601の段落〔0306〕に記載のmonomer4を0.5g、ベンジルメタクリレート12.6gおよび和光純薬工業株式会社製V−601 0.50gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート10.2ml溶液を2時間かけて滴下した。90℃で4時間加熱撹拌した後、放冷し、化合物Cのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量%溶液を得た。
[比較例2]
比較例2においては、記録材料内に分散される色素として、以下の化合物D(前記monomer4)を用いた。
Figure 0006064029
[比較例3]
比較例3においては、記録材料として、次の化合物Eを用いた。
Figure 0006064029
化合物Eは、次の方法で合成した
(1)原料化合物M−1の合成
BASF製Tinuvin109を加水分解後、還元して得られた3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロパノール0.7gと、昭和電工株式会社製カレンズMOI 0.31gをメチルエチルケトン5mlに溶解した。そして、ジブチル錫ラウレート0.02gとp−メトキシフェノール0.02gを加え、75℃で4時間反応後、溶媒を留去して化合物M−1 1.0gを得た。
Figure 0006064029
(2)化合物Eの合成
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.4mlを窒素雰囲気下90℃で加熱撹拌し、ここに化合物M−1 1.0g、ベンジルメタクリレート3.5gおよび和光純薬工業株式会社製V−601 0.14gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.4ml溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、V−601 0.14gを加え、90℃で4時間加熱撹拌した後、放冷し、化合物Eであるのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量%溶液11gを得た。
[比較例4]
比較例4においては、記録材料内に分散される色素として、以下の化合物Fを用いた。
Figure 0006064029
化合物Fは、BASF製Tinuvin109を加水分解した後、還元することで得た。
<光情報記録媒体の作製>
実験において作製した光情報記録媒体は、図5に示すように、厚さ1mmのガラス製の基板上に、20μmの第1中間層(記録層支持層)、1μmの記録層、20μmの第2中間層(粘着剤層)、67μmのカバー層を順次積層したものである。
[実施例1]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
ガラス製の基板(直径120mm、厚み1mm)に、紫外線硬化性樹脂(DIC株式会社製SD−640、Tg=86℃)をスピンコート法で厚み20μmとなるように塗布し、紫外線の照射によって硬化させて中間層(記録層支持層)を形成した。
(2)記録層の形成
化合物AをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で希釈し、固形分濃度13質量%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Aの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
まず、剥離シートとして表面にシリコーン剥離層塗布済みのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備し、その上にアクリル酸エステル系粘着剤をバーコート法で厚み20μmとなるように塗布して粘着剤層を形成した。その後、粘着剤層を記録層の上に貼り合わせ、剥離シートを取り除くことで中間層(粘着剤層)を形成した。
(4)カバー層の形成
厚み67μmのポリカーボネートフィルム(帝人化成株式会社製パンライト(登録商標)フィルムD−67)を中間層(粘着剤層)の上に貼り合わせてカバー層を形成した。
[比較例1]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(2)記録層の形成
化合物Bとポリベンジルメタクリレート(PBMA、シグマアルドリッチ社製 Mw〜70,000)を質量比で50:50の割合でジエチルケトンに溶解し、固形分濃度6質量%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Bの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(4)カバー層の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
[実施例2]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(2)記録層の形成
化合物CをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で希釈し、固形分濃度13質量%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Cの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(4)カバー層の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
[比較例2]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(2)記録層の形成
化合物Dとポリベンジルメタクリレート(シグマアルドリッチ社製 Mw〜70,000)を質量比で4:96の割合でメチルエチルケトンに溶解し、固形分濃度9質量%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Dの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(4)カバー層の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
[比較例3]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(2)記録層の形成
化合物EをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で希釈し、固形分濃度13wt%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Eの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(4)カバー層の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
[比較例4]
(1)第1中間層(記録層支持層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(2)記録層の形成
化合物Fとポリベンジルメタクリレート(シグマアルドリッチ社製 Mw〜70,000)を質量比で22:78の割合でメチルエチルケトンに溶解し、固形分濃度9wt%の塗布液を準備した。この塗布液を第1中間層上に、スピンコートで厚さ1μmになるように塗布し、記録層を形成した。なお、塗布液中の化合物Fの濃度は、1μmの記録層の光吸収率が8%になるように調整した。
(3)第2中間層(粘着剤層)の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
(4)カバー層の形成
上記した実施例1の場合と同様の方法で形成した。
<特性評価>
(1)記録層の吸収率の評価
上記した記録層の形成過程で調整した、記録材料を溶媒に溶解させた塗布液を、石英ガラス上にスピンコートで厚み1μmとなるように塗布し、記録層のみを形成したサンプルを、各実施例および比較例についてそれぞれ準備した。そして、分光光度計(株式会社島津製作所製UV3100−PC)によって各サンプル(記録層)の波長405nmにおける吸光度を測定した。なお、ベースラインは、石英ガラスのみの測定値によって補正した。
得られた吸光度から光吸収率(%)を下記の式により算出した。
光吸収率=(1−10−(吸光度))×100
その結果、すべての実施例および比較例において光吸収率が8%であることを確認した。
(2)高分子化合物と色素のカップリング強度の評価
エコーピークシフトを測定する際、励起光としてチタンサファイアレーザーの再生増幅光の第二高調波(400nm,60fs,繰り返し周波数1kHz)を用いた。発生したパルスをビームスプリッターで3つに分け、3つのビームは正三角形をなすように凹面鏡へ入射させ、各パルス間の時間間隔は直進ステージにより制御した。サンプルから位相整合条件を満たす方向(−k+k+k,k−k+k)に発生するエコー信号(誘導フォトンエコーとバーチャルエコー)を2つのシリコンフォトダイオードで検出し、2台のロックインアンプにより積算した。
なお、エコーピークシフト測定は、前記した参考文献[1]に記載の3パルス・フォトンエコー測定により行った。具体的には、2つ目のパルスと3つ目のパルスの時間間隔(Population Time,T)を固定し、1つ目と2つ目のパルスの間隔(Coherent Time,τ)に対して誘導フォトンエコーとバーチャルエコーの信号強度をプロットした。2つのエコー信号の強度ピークの時間間隔を求め、その1/2の値をTに対してプロットすることで、エコーピークシフト測定を行った。
この結果、図6に示すように、各サンプルのカップリング強度の値が得られた。実施例1と比較例1は、同じ色素を使用しているところ、色素が高分子化合物に結合している実施例1は、色素が高分子化合物に分散している比較例1に比較してカップリング強度が大きかった。また、実施例2と比較例2も、同じ色素を使用しているところ、色素が高分子化合物に結合している実施例2は、色素が高分子化合物に分散している比較例2に比較してカップリング強度が大きかった。
一方、比較例3と比較例4は同じ色素を使用しているところ、色素が高分子化合物に結合している比較例3は、色素が高分子化合物に分散している比較例4とカップリング強度が同じであった。
(3)記録特性の評価
[記録再生評価装置]
各実施例および比較例の各光情報記録媒体への記録再生は通常のBDピックアップ光学系と同等のものを使用し、スピンドルモータや記録再生レーザ、受光素子などからなる評価システムの制御ユニットとして、パルステック工業株式会社製ODU−1000を使用した。レーザ光源として波長405nmの半導体レーザ、対物レンズとして開口数(NA)0.85の対物レンズを使用し、記録層からの反射光をモニタして再生信号を得た。反射光の一部は、フォーカス制御用の受光素子に導入し、対物レンズの位置を制御することでフォーカス制御を行った。
上記の記録再生評価装置を用いて、下記の記録条件によって各実施例および比較例の光情報記録媒体に記録を行い、その後、下記の再生条件によって再生信号を得てCNR(Carrier to Noise ratio)を評価した。なお、記録時のレーザー光のパワーは、CNRが最も高くなるように調整した。
記録条件 線速 :2m/s
パルス発光時間 :50ns
パルス発光周期 :6.7MHz
再生条件 線速 :2m/s
読出光のピークパワー:1mW
その結果、図6に示すように、色素が高分子化合物に結合していることで、高分子化合物に分散している場合よりもカップリング強度が大きくなっている実施例1は、比較例1よりも小さい記録パワーで記録することができた。すなわち、色素と高分子化合物の結合による感度の向上が見られた。実施例2も、比較例2と比較して小さい記録パワーで記録することができ、色素と高分子化合物の結合による感度の向上が見られた。
一方、比較例3は、比較例4と同じ記録パワーで記録することができ、色素と高分子化合物の結合による感度の向上が見られなかった。
(3)保存特性の評価
各実施例および比較例の各光情報記録媒体について記録層と中間層(粘着剤層)との界面からの反射光の強度を測定した後、各光情報記録媒体を80℃、85%RHの環境下で保管し、100時間後の記録層と中間層(粘着剤層)との界面からの反射光の強度を測定した。なお、反射光強度の測定には、多層膜厚測定器SI−TS10(株式会社キーエンス製)を用いた。
その結果、実施例1、実施例2および比較例3は、100時間後の反射光強度が保管前の反射光強度に対して90%という高い値を示し、反射光強度の変化が小さいことが確認された。このことは、色素が結合された高分子化合物を含む光情報記録媒体が、高温多湿で保管しても記録層中の色素が中間層へ拡散しにくいことを意味し、保存安定性が良好であることを意味する。一方、比較例1、比較例2および比較例4は、100時間後の反射光強度が保管前の反射光強度に対して50%以下に低下しており、反射光強度の変化が大きいことが確認された。このことは、高分子バインダーに色素が分散された光情報記録媒体が、高温多湿で保管した場合、記録層中の色素が中間層へ拡散しやすいことを意味し、界面反射強度の低下が大きいことで再生信号の劣化が大きいことを意味する。
以上より、高分子化合物に色素が結合されている記録材料を用いた光情報記録媒体は、長期安定性に優れていることが確認された。

Claims (10)

  1. 1以上の記録層を有する光情報記録媒体であって、
    前記記録層は、高分子化合物に1光子吸収色素が結合されてなる記録材料を含み、前記記録材料は、前記高分子化合物に前記1光子吸収色素が分散されている状態に比較して、前記高分子化合物と前記1光子吸収色素のカップリング強度Δが大きくなっていることを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 前記高分子化合物と前記1光子吸収色素の結合に関与する原子数が10未満であることを特徴とする請求項1に記載の光情報記録媒体。
  3. 前記記録層同士の間に中間層が設けられたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光情報記録媒体。
  4. 前記記録層は、当該記録層を挟む中間層との間で第1界面および第2界面を形成し、前記1光子吸収色素が記録光を吸収して発生する熱により変形して、前記第1界面および前記第2界面の少なくとも一方の界面に前記中間層に向かう凸形状が形成されることで情報が記録されることを特徴とする請求項3に記載の光情報記録媒体。
  5. 前記記録層は、厚みが50nm以上であることを特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体。
  6. 前記凸形状が形成される界面を形成する中間層は、前記記録層よりも軟らかいことを特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体。
  7. 前記凸形状が形成される界面を形成する中間層のガラス転移温度は、前記記録層のガラス転移温度よりも低いことを特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体。
  8. 前記凸形状が形成される界面を形成する中間層は、粘着剤層であることを特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体。
  9. 記録光の照射により、前記第1界面および前記第2界面のうち、一方の界面のみで前記凸形状が形成され、他方の界面においては前記凸形状が形成されず、
    前記凸形状が形成される界面を形成する中間層と前記記録層との屈折率の差は、前記凸形状が形成されない界面を形成する中間層と前記記録層との屈折率の差よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の光情報記録媒体。
  10. 前記凸形状が形成されない界面を形成する中間層の屈折率と前記記録層の屈折率の差は、0.05以下であることを特徴とする請求項9に記載の光情報記録媒体。
JP2015504197A 2013-03-08 2014-01-22 光情報記録媒体 Active JP6064029B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013046153 2013-03-08
JP2013046153 2013-03-08
PCT/JP2014/051305 WO2014136486A1 (ja) 2013-03-08 2014-01-22 光情報記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6064029B2 true JP6064029B2 (ja) 2017-01-18
JPWO2014136486A1 JPWO2014136486A1 (ja) 2017-02-09

Family

ID=51491013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015504197A Active JP6064029B2 (ja) 2013-03-08 2014-01-22 光情報記録媒体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9406332B2 (ja)
JP (1) JP6064029B2 (ja)
CN (1) CN105027205B (ja)
WO (1) WO2014136486A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6154898B2 (ja) * 2013-05-27 2017-06-28 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329419A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Fuji Photo Film Co Ltd テープ状光学的情報記録媒体
JP2000076729A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd 磁性層と光記録層を有する記録媒体
JP2004095142A (ja) * 2002-06-18 2004-03-25 Ricoh Co Ltd 光記録媒体及びその製造方法
JP2008516293A (ja) * 2004-10-13 2008-05-15 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ホログラフィック記憶媒体
JP2012089195A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Fujifilm Corp 光情報記録媒体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719615A (en) 1983-08-22 1988-01-12 Optical Data, Inc. Erasable optical data storage medium
JPH07118090B2 (ja) 1983-08-22 1995-12-18 オプティカル デ−タ インコ−ポレ−テッド 消去可能光学デ−タ記憶媒体および該媒体のデ−タ記録方法
US4852075A (en) 1983-08-22 1989-07-25 Optical Data, Inc. Erasable optical data storage medium and method and apparatus for recording data on the medium
US4912696A (en) 1983-08-22 1990-03-27 Optical Data, Inc. Erasable optical data storage medium and method and apparatus for recording data on the medium
JP2771231B2 (ja) 1989-03-27 1998-07-02 帝人株式会社 消去可能な光学情報記録媒体および情報の記録・消去方法
US5215800A (en) 1989-01-17 1993-06-01 Teijin Limited Erasable optical recording medium and method for writing, reading and/or erasing thereof
CN1972810A (zh) * 2004-06-23 2007-05-30 富士胶片株式会社 新型氧杂菁染料化合物和光学信息记录介质
JP5406134B2 (ja) * 2010-07-13 2014-02-05 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体およびその製造方法
JP5396343B2 (ja) * 2010-07-13 2014-01-22 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体およびその製造方法
JP2012022734A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Fujifilm Corp 光情報記録媒体および光情報記録方法
JP5357114B2 (ja) * 2010-07-13 2013-12-04 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体
JP5553718B2 (ja) * 2010-09-17 2014-07-16 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体
JP5476329B2 (ja) * 2011-03-25 2014-04-23 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体
JP5603276B2 (ja) * 2011-03-28 2014-10-08 富士フイルム株式会社 光情報記録媒体
JP5705049B2 (ja) * 2011-07-13 2015-04-22 富士フイルム株式会社 多層構造シートとその製造方法、光情報記録媒体および多層構造シートを用いた光情報記録媒体の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329419A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Fuji Photo Film Co Ltd テープ状光学的情報記録媒体
JP2000076729A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd 磁性層と光記録層を有する記録媒体
JP2004095142A (ja) * 2002-06-18 2004-03-25 Ricoh Co Ltd 光記録媒体及びその製造方法
JP2008516293A (ja) * 2004-10-13 2008-05-15 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ホログラフィック記憶媒体
JP2012089195A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Fujifilm Corp 光情報記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014136486A1 (ja) 2014-09-12
US9406332B2 (en) 2016-08-02
CN105027205A (zh) 2015-11-04
JPWO2014136486A1 (ja) 2017-02-09
CN105027205B (zh) 2018-11-27
US20150380042A1 (en) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8644126B2 (en) Optical information recording medium and method for manufacturing same
JP5476329B2 (ja) 光情報記録媒体
JP5553723B2 (ja) 光情報記録媒体
JP5705049B2 (ja) 多層構造シートとその製造方法、光情報記録媒体および多層構造シートを用いた光情報記録媒体の製造方法
JP5357114B2 (ja) 光情報記録媒体
US8701133B2 (en) Optical information recording medium and method for manufacturing same
WO2012008290A1 (ja) 光情報記録媒体の記録再生方法
JP6064029B2 (ja) 光情報記録媒体
JP5528416B2 (ja) 光情報記録媒体およびその製造方法ならびに光情報記録媒体の記録方法
JP6154898B2 (ja) 光情報記録媒体
WO2014050443A1 (ja) 光情報記録媒体およびその製造方法
JP2006085762A (ja) 光記録媒体
JP2006085763A (ja) 光記録媒体
WO2012035977A1 (ja) 光情報記録媒体
JP4698357B2 (ja) 光記録用組成物及びこれを用いた光記録媒体
JP2012089194A (ja) 光情報記録媒体の製造方法
JP2007273026A (ja) 光記録用組成物、並びに、該光記録用組成物を用いた重合体、記録層、及び光記録媒体
JP2007206460A (ja) 光記録用組成物及びその製造方法、並びに光記録媒体
JP2009075278A (ja) 光記録用組成物およびホログラフィック記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6064029

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250