JP2006184867A - 光記録媒体用フィルタ、光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録方法及び光再生方法 - Google Patents

光記録媒体用フィルタ、光記録媒体及びその製造方法、並びに、光記録方法及び光再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光及び参照光による光記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止することが可能な光記録媒体用フィルタ、該フィルタを用いた高密度記録可能な光記録媒体の提供。
【解決手段】顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有する色材含有層6bと、該色材含有層上にコレステリック液晶層6aとを有する光記録媒体用フィルタである。該コレステリック液晶層が単層であり、該液晶層が、ネマチック液晶化合物、及び光反応型カイラル化合物を含有する態様、該コレステリック液晶層が複数層であり、各液晶層が、円偏光分離特性を有する態様が好ましい。基板1と、該基板上にホログラフィを利用して情報が記録される記録層4と、前記基板と該記録層との間にフィルタ層6とを有してなり、前記フィルタ層が、前記光記録媒体用フィルタである光記録媒体である。
【選択図】図14

Description

本発明は、今までにない高密度画像記録が可能なホログラム型の光記録媒体における波長選択反射膜として好適に用いられる光記録媒体用フィルタ、該光記録媒体用フィルタを用いた光記録媒体及び該光記録媒体の製造方法、並びに、該光記録媒体を用いた光記録方法及び光再生方法に関する。
高密度画像データ等の大容量の情報を書き込み可能な記録媒体の一つとして光記録媒体が挙げられる。この光記録媒体としては、例えば、光磁気ディスク、相変化型光ディスク等の書換型光記録媒体やCD−R等の追記型光記録媒体については既に実用化されているが、光記録媒体の更なる大容量化に対する要求は高まる一方である。しかし、従来より提案されている光記録媒体は全て二次元記録であり、記録容量の増大化には限界があった。そこで、近時、三次元的に情報を記録可能なホログラム型の光記録媒体が注目されている。
前記ホログラム型光記録媒体は、一般に、二次元的な強度分布が与えられた情報光と、該情報光と強度がほぼ一定な参照光とを感光性の記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせることにより、情報を記録する。一方、書き込んだ情報を読み出す(再生する)際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録層に照射し、記録層内部に形成された光学特性分布に対応した強度分布を有する再生光として記録層から出射される。
このホログラム型光記録媒体では、記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるので、一の情報光により情報が書き込まれた領域と、他の情報光により情報が書き込まれた領域とを部分的に重ね合わせること、即ち多重記録が可能である。デジタルボリュームホログラフィを利用した場合には、1スポットの信号対雑音比(S/N比)は極めて高くなるので、重ね書きによりS/N比が多少低くなっても元の情報を忠実に再現できる。その結果、多重記録回数が数百回までに及び、光記録媒体の記録容量を著しく増大させることができる(特許文献1参照)。
このようなホログラム型の光記録媒体としては、例えば、図1に示すように、下側基板1表面にサーボピットパターン3を設け、このサーボピットパターン表面にアルミニウム等からなる反射膜2と、この反射膜上に記録層4と、この記録層上に上側基板5とを有するものが提案されている(特許文献2参照)。
しかし、図1に示す構成の光記録媒体20では、サーボゾーンと記録ゾーンとが面内で分かれており、その分、記録密度が半減してしまうという問題がある。
このため、特許文献3では、情報光及び参照光として円偏光を用い、記録層と反射膜との間に、フィルタ層としてのコレステリック液晶層又はダイクロイックミラーを設け、記録層とサーボ層を厚み方向に重ねている。この手法により記録密度は倍増する。また、前記フィルタ層として情報光の円偏光と同じ旋回方向を螺旋構造に持つ単層のコレステリック液晶層を用いると、生産性に優れ、光記録媒体を安価に大量生産することができ、垂直入射0°におけるフィルタ効果は良好となる。しかし、この提案では、入射角が変化すると選択反射波長にずれが生じ、入射光が10°以上傾くと情報光及び参照光がフィルタ層を通過して反射膜まで到達して反射され、ノイズが生じる。このことは、レンズで絞った±10°以上の通常の光記録媒体におけるレンズ光学系の入射光には使用できないことを意味する。
また、前記コレステリック液晶層によるフィルタは、生産コストが低く抑えることができ、量産に適した手法である。しかし、このコレステリック液晶層からなるフィルタは書き込み光、又は読み取り光(350〜600nm)が円偏光のみの場合には十分な反射ができるが、線偏光や常光に記録システムの設計が変わると反射率が最低20%まで落ち込み、その分、漏れ光が多くなってしまうという問題がある。
一方、前記ダイクロイックミラーを用いて前記通常のレンズ光学系に対応できる膜を設計すると50層以上の多層蒸着が必要となり、極めて高コストな光記録媒体となってしまう。
したがって、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光及び参照光による光記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止することが可能なホログラム型の光記録媒体を効率よく低コストに大量生産することは未だ実現されておらず、その速やかな提供が望まれているのが現状である。
特開2002−123949号公報 特開平11−311936号公報 特開2004−265472号公報
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光及び参照光による光記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止することが可能な光記録媒体用フィルタ、該光記録媒体用フィルタを用いた今までにない高密度記録可能なホログラム型の光記録媒体及び該光記録媒体を効率よく低コストで製造できる光記録媒体の製造方法、並びに、該光記録媒体を用いた光記録方法及び光再生方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有する色材含有層と、該色材含有層上にコレステリック液晶層とを有することを特徴とする光記録媒体用フィルタである。
該<1>に記載の光記録媒体用フィルタにおいては、前記色材含有層を有するので、フィルタを通過した漏れ光(532nm)を吸収し、サーボ用光(655nm)を通過させることができ、ノイズの発生を防止できる。また、前記コレステリック液晶層を有するので、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、照射光反射の角度依存性を解消することができる。
<2> コレステリック液晶層が、ネマチック液晶化合物、及び光反応型カイラル化合物を含有する前記<1>に記載の光記録媒体用フィルタである。
<3> 光反応型カイラル化合物が、キラル部位と、光反応性基とを有し、該キラル部位がイソソルビド化合物、イソマンニド化合物及びビナフトール化合物から選択される少なくとも1種である前記<2>に記載の光記録媒体用フィルタである。
<4> 光反応性基が、光照射により炭素−炭素二重結合のトランスからシスへの異性化を生じる基である前記<3>に記載の光記録媒体用フィルタである。
該<2>から<4>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタにおいては、前記光反応型カイラル化合物を用い、該光反応型カイラル化合物の含有量やUV照射時間を調整することにより、螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に連続的に変化した光記録媒体用フィルタが得られる。
<5> 色材が赤色顔料である前記<1>から<4>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<6> 赤色顔料における532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上である前記<5>に記載の光記録媒体用フィルタである。
該<5>及び<6>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタにおいては、前記色材含有層を有することにより、例えば、532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上であり、フィルタを通過した漏れ光(532nm)を吸収し、サーボ用光(655nm)を通過させることができ、ノイズの発生を防止できる。
<7> 色材含有層がバインダー樹脂を含有し、該バインダー樹脂がポリビニルアルコール樹脂である前記<1>から<6>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<8> 色材含有層表面が、ラビング処理されている前記<1>から<7>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
該<7>及び<8>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタにおいては、前記色材含有層表面をラビング処理することによって、配向膜の役割を果たすことができ、コレステリック液晶層単独では膜厚が十分に稼げないという不具合を解消できる。
<9> コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有する前記<1>から<8>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<10> コレステリック液晶層が単層である前記<1>から<9>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<11> コレステリック液晶層が複数層であり、各コレステリック液晶層における螺旋の回転方向が互いに同じである前記<1>から<9>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<12> 各コレステリック液晶層における選択反射中心波長が互いに異なる前記<11>に記載の光記録媒体用フィルタである。
<13> コレステリック液晶層における選択反射波長帯域幅が100nm以上である前記<1>から<12>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<14> コレステリック液晶層における選択反射波長帯域が連続的である前記<1>から<13>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
該<9>から<14>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタにおいては、各コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有し、螺旋の回転方向が互いに同じであり、選択反射中心波長が互いに異なり、選択反射波長帯域が連続的であることにより、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、照射光反射の角度依存性を解消でき、波長選択反射膜として好適に用いられる。
<15> 第一の波長の光を透過し、該第一の波長の光と異なる第二の波長の光を反射する前記<1>から<14>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<16> 第一の波長の光が350〜600nmであり、かつ第二の波長の光が600〜900nmである前記<15>に記載の光記録媒体用フィルタである。
<17> λ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である前記<1>から<16>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<18> λ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である前記<1>から<17>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<19> ホログラフィを利用して情報を記録する光記録媒体の選択反射膜として用いられる前記<1>から<18>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
<20> 光記録媒体が、情報光及び参照光を同軸光束として該光記録媒体に照射し、前記情報光と前記参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録する前記<19>に記載の光記録媒体用フィルタである。
<21> 上側基板と、下側基板と、該下側基板上にホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、前記下側基板と該記録層との間にフィルタ層とを有してなり、前記フィルタ層が、顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有する色材含有層と、該色材含有層上にコレステリック液晶層とを有することを特徴とする光記録媒体である。
該<21>に記載の光記録媒体においては、上記構成により、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、記録又は再生時に用いられる情報光及び参照光、さらに再生光は、反射膜に到達しないので、反射面上での乱反射による拡散光が発生することを防ぐことができる。従って、この拡散光によって生じるノイズが再生像に重畳されてCMOSセンサ又はCCD上で検出されることもなく、再生像が少なくともエラー訂正可能な程度に検出することができるようになる。拡散光によるノイズ成分はホログラムの多重度が大きくなればなるほど大きな問題となる。つまり、多重度が大きくなればなるほど、例えば多重度が10以上になると、1つのホログラムからの回折効率が極めて小さくなり、拡散ノイズがあると再生像の検出が非常に困難となるのである。本発明によれば、このような困難性は除去することができ、今までにない高密度画像記録が実現できる。
<22> コレステリック液晶層が、ネマチック液晶化合物、及び光反応型カイラル化合物を含有する前記<21>に記載の光記録媒体である。
<23> 光反応型カイラル化合物が、キラル部位と、光反応性基とを有し、該キラル部位がイソソルビド化合物、イソマンニド化合物及びビナフトール化合物から選択される少なくとも1種である前記<22>に記載の光記録媒体である。
<24> 光反応性基が、光照射により炭素−炭素二重結合のトランスからシスへの異性化を生じる基である前記<23>に記載の光記録媒体である。
該<22>から<24>のいずれかに記載の光記録媒体においては、前記フィルタ層における前記色材含有層が、光によって液晶の螺旋ピッチを大きく変化させることができる光反応型カイラル化合物を含有することにより、螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に連続的に変化した光記録媒体が得られる。
<25> 色材が赤色顔料である前記<21>から<24>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<26> 赤色顔料における532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上である前記<25>に記載の光記録媒体である。
該<25>及び<26>のいずれかに記載の光記録媒体においては、前記フィルタ層が前記色材含有層を有するので、例えば、532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上であり、フィルタを通過した漏れ光(532nm)を吸収し、サーボ用光(655nm)を通過させることができ、ノイズの発生を防止できる。
<27> 色材含有層がバインダー樹脂を含有し、該バインダー樹脂がポリビニルアルコール樹脂である前記<21>から<26>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<28> 色材含有層表面が、ラビング処理されている前記<21>から<27>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<27>及び<28>のいずれかに記載の光記録媒体においては、前記フィルタ層における色材含有層表面をラビング処理することにより、配向膜の役割を果たすことができ、コレステリック液晶層単独では膜厚が十分に稼げないという不具合を解消することができる。
<29> コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有する前記<21>から<28>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<30> コレステリック液晶層が単層である前記<21>から<29>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<31> コレステリック液晶層が複数層であり、各コレステリック液晶層における螺旋の回転方向が互いに同じである前記<21>から<29>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<32> 各コレステリック液晶層における選択反射中心波長が互いに異なる前記<21>から<31>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<33> コレステリック液晶層における選択反射波長帯域幅が100nm以上である前記<21>から<32>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<34> コレステリック液晶層における選択反射波長帯域が連続的である前記<21>から<31>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<29>から<34>のいずれかに記載の光記録媒体においては、前記フィルタ層における各コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有し、螺旋の回転方向が互いに同じであり、選択反射中心波長が互いに異なり、選択反射波長帯域が連続的であることにより、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、照射光反射の角度依存性を解消でき、波長選択反射膜として好適に用いられる。
<35> 第一の波長の光を透過し、該第一の波長の光と異なる第二の波長の光を反射する前記<21>から<34>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<36> 第一の波長の光が350〜600nmであり、かつ第二の波長の光が600〜900nmである前記<35>に記載の光記録媒体である。
<37> λ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である前記<21>から<36>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<38> λ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である前記<21>から<37>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<39> 基板が、サーボピットパターンを有する前記<21>から<38>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<40> サーボピットパターン表面に反射膜を有する前記<39>に記載の光記録媒体である。
<41> 反射膜が、金属反射膜である前記<40>に記載の光記録媒体である。
<42> フィルタ層と反射膜との間に、基板表面を平滑化するための第1ギャップ層を有する前記<40>から<41>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<42>に記載の光記録媒体においては、フィルタ層と反射膜との間に第1ギャップ層を設けることにより、反射膜を保護すると共に、記録層に生成されるホログラムの大きさを調整することができる。
<43> 記録層とフィルタ層との間に、第2ギャップ層を有する前記<21>から<42>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<43>に記載の光記録媒体においては、前記第2ギャップ層を設けて、情報光及び再生光がフォーカシングするポイントを存在させることができる。このエリアをフォトポリマーで埋めていると過剰露光によるモノマーの過剰消費が起こり多重記録能が下がってしまう。そこで、無反応で透明な第2ギャップ層を設けることが有効となる。
<44> 上側基板と、下側基板と、該下側基板上にホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、前記下側基板と該記録層との間にフィルタ層とを有する光記録媒体の製造方法であって、
前記<1>から<20>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタを光記録媒体形状に加工し、該加工したフィルタを前記下側基板と貼り合わせてフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法である。
該<44>に記載の光記録媒体の製造方法においては、前記フィルタ層形成工程では、光記録媒体用フィルタを光記録媒体形状に加工し、該加工したフィルタを前記下側基板と貼り合わせてフィルタ層を形成するので、従来に比べて効率よく、低コストで光記録媒体を大量生産することができる。
<45> 前記<21>から<43>のいずれかに記載の光記録媒体に対し情報光及び参照光を同軸光束として照射し、該情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録層に記録することを特徴とする光記録方法である。
該<45>に記載の光記録方法においては、本発明の前記光記録媒体を用いて、情報光及び参照光を同軸光束として照射し、該情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録層に記録することにより、今までにない高密度記録を実現することができる。
<46> 前記<45>に記載の光記録方法により記録層に記録された干渉パターンに参照光を照射して情報を再生することを特徴とする光再生方法である。
該<46>に記載の光再生方法においては、本発明の前記光記録方法により記録層に記録された干渉パターンを効率よく、正確に読み取って高密度記録情報を再生することができる。
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光及び参照光による光記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止することが可能な光記録媒体用フィルタ、該光記録媒体用フィルタを用いた高密度記録可能なホログラム型の光記録媒体及び該光記録媒体を効率よく低コストで製造できる光記録媒体の製造方法、並びに、該光記録媒体を用いた光記録方法及び光再生方法を提供することができる。
(光記録媒体用フィルタ)
本発明の光記録媒体用フィルタは、色材含有層と、該色材含有層上にコレステリック液晶層とを有してなり、基材、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
<色材含有層>
前記色材含有層は、色材を含有してなり、バインダー樹脂、溶剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記色材としては、顔料及び染料の少なくともいずれかが好適に挙げられ、これらの中でも、532nmの光を吸収し、655nmのサーボ用光を透過させる観点から、赤色染料、赤色顔料が好ましく、赤色顔料が特に好ましい。
前記赤色染料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.アシッドレッド1、C.I.アシッドレッド8、C.I.アシッドレッド13、C.I.アシッドレッド14、C.I.アシッドレッド18、C.I.アシッドレッド26、C.I.アシッドレッド27、C.I.アシッドレッド35、C.I.アシッドレッド37、C.I.アシッドレッド42、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド82、C.I.アシッドレッド87、C.I.アシッドレッド89、C.I.アシッドレッド92、C.I.アシッドレッド97、C.I.アシッドレッド106、C.I.アシッドレッド111、C.I.アシッドレッド114、C.I.アシッドレッド115、C.I.アシッドレッド134、C.I.アシッドレッド186、C.I.アシッドレッド249、C.I.アシッドレッド254、C.I.アシッドレッド289等の酸性染料;C.I.ベーシックレッド2、C.I.ベーシックレッド12、C.I.ベーシックレッド13、C.I.ベーシックレッド14、C.I.ベーシックレッド15、C.I.ベーシックレッド18、C.I.ベーシックレッド22、C.I.ベーシックレッド23、C.I.ベーシックレッド24、C.I.ベーシックレッド27、C.I.ベーシックレッド29、C.I.ベーシックレッド35、C.I.ベーシックレッド36、C.I.ベーシックレッド38、C.I.ベーシックレッド39、C.I.ベーシックレッド46、C.I.ベーシックレッド49、C.I.ベーシックレッド51、C.I.ベーシックレッド52、C.I.ベーシックレッド54、C.I.ベーシックレッド59、C.I.ベーシックレッド68、C.I.ベーシックレッド69、C.I.ベーシックレッド70、C.I.ベーシックレッド73、C.I.ベーシックレッド78、C.I.ベーシックレッド82、C.I.ベーシックレッド102、C.I.ベーシックレッド104、C.I.ベーシックレッド109、C.I.ベーシックレッド112等の塩基性染料;C.I.リアクティブレッド1、C.I.リアクティブレッド14、C.I.リアクティブレッド17、C.I.リアクティブレッド25、C.I.リアクティブレッド26、C.I.リアクティブレッド32、C.I.リアクティブレッド37、C.I.リアクティブレッド44、C.I.リアクティブレッド46、C.I.リアクティブレッド55、C.I.リアクティブレッド60、C.I.リアクティブレッド66、C.I.リアクティブレッド74、C.I.リアクティブレッド79、C.I.リアクティブレッド96、C.I.リアクティブレッド97等の反応性染料;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記赤色顔料としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド217、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド227、C.I.ピグメントレッド228、C.I.ピグメントレッド240、C.I.ピグメントレッド48:1、パーマネント・カーミンFBB(C.I.ピグメントレッド146)、パーマネント・ルビーFBH(C.I.ピグメントレッド11)、ファステル・ピンクBスプラ(C.I.ピグメントレッド81)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、図2に示すように、532nmの光に対する透過率が10%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が90%以上である透過スペクトルを示す赤色顔料が特に好ましく用いられる。
前記色材の含有量としては、前記色材含有層の全固形質量に対し0.05〜90質量%が好ましく、0.1〜70質量%がより好ましい。前記含有量が0.05質量%未満であると、色材含有層の厚みが500μm以上必要となってしまうことがあり、90質量%を超えると、色材含有層の自己支持性がなくなり、色材含有層の作製工程中に膜が崩れてしまうことがある。
−バインダー樹脂−
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体;塩化ビニル、酢酸ビニルとビニルアルコール、マレイン酸及びアクリル酸の少なくともいずれかとの共重合体;塩化ビニル/塩化ビニリデン共重合体;塩化ビニル/アクリロニロリル共重合体;エチレン/酢酸ビニル共重合体;ニトロセルロース樹脂等のセルロース誘導体;ポリアクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、分散性及び耐久性を更に高めるため、以上に挙げたバインダー樹脂分子中に、極性基(エポキシ基、COH、OH、NH、SOM、OSOM、PO、OPO(ただし、Mは水素原子、アルカリ金属、又はアンモニウムであり、一つの基の中に複数のMがあるときは互いに異なっていてもよい)を導入したものが好ましい。該極性基の含有量とてしてはバインダー樹脂1グラム当り10−6〜10−4当量が好ましい範囲である。
以上列挙したバインダー樹脂は、イソシアネート系の公知の架橋剤を添加して硬化処理されることが好ましい。
前記バインダー樹脂の含有量としては、前記色材含有層の全固形質量に対し10〜99.95質量%が好ましく、30〜99.9質量%がより好ましい。
前記各成分は、適当な溶媒に溶解乃至は分散し、塗布液に調製し、この塗布液を所望の塗布方法により後述する基材上に塗布することにより、色材含有層を形成することができる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、3−メトキシプロピオン酸メチルエステル、3−メトキシプロピオン酸エチルエステル、3−メトキシプロピオン酸プロピルエステル、3−エトキシプロピオン酸メチルエステル、3−エトキシプロピオン酸エチルエステル、3−エトキシプロピオン酸プロピルエステル等のアルコキシプロピオン酸エステル類;2−メトキシプロピルアセテート、2−エトキシプロピルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のアルコキシアルコールのエステル類;乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン類;γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、テトラヒドロフラン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ニーダーコート法、バーコート法、ブレードコート法、キャスト法、ディップ法、カーテンコート法、などが挙げられる。
前記色材含有層の厚みは、例えば、0.5〜200μmが好ましく、1.0〜100μmがより好ましい。前記厚みが0.5μm未満であると、色材を包んで膜とするためのバインダー樹脂を十分な量入れることができなくなることがあり、200μmを超えると、フィルタの厚みが大きくなりすぎて、照射光及びサーボ用光の光学系として過大なものが必要になってしまうことがある。
前記色材含有層は、その表面がラビング処理され、配向膜としての役割を果たすことが好ましく、また、コレステリック液晶層単独では膜厚が十分に稼げないという不具合を回避することができる。
前記ラビング処理は、特に制限はなく、公知の方法により行うことができ、例えば、ローラーに布を巻き付けて、基材上に形成された色材含有層上で回転させる方法、などが挙げられる。
<コレステリック液晶層>
前記コレステリック液晶層は、少なくともネマチック液晶化合物、及びカイラル化合物を含有してなり、重合性モノマー、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記コレステリック液晶層は、(1)単層コレステリック液晶層及び(2)2層以上の複数層コレステリック液晶層のいずれであっても構わない。
前記コレステリック液晶層としては、円偏光分離機能を有するものが好ましい。前記円偏光分離機能を有するコレステリック液晶層は、液晶の螺旋の回転方向(右回り又は左回り)と円偏光方向とが一致し、波長が液晶の螺旋ピッチであるような円偏光成分の光だけを反射する選択反射特性を有する。このコレステリック液晶層の選択反射特性を利用して、一定の波長帯域の自然光から特定波長の円偏光のみを透過分離し、その残りを反射する。
したがって、前記コレステリック液晶層は、第一の波長の光を透過し、該第一の波長の光と異なる第二の波長の円偏光を反射することが好ましく、前記第一の波長の光が350〜600nmであり、かつ前記第二の波長の光が600〜900nmであることが好ましい。
前記コレステリック液晶層の選択反射特性は、特定の波長帯域のみに限定され、可視光域をカバーすることは困難である。即ち、前記コレステリック液晶層の選択反射波長領域幅Δλは、下記数式1で表される。
<数式1>
Δλ=2λ(ne−no)/(ne+no)
ただし、前記数式1中、noは、コレステリック液晶層に含有されるネマチック液晶分子の正常光に対する屈折率を表す。neは、該ネマチック液晶分子の異常光に対する屈折率を表す。λは、選択反射の中心波長を表す。
前記数式1で示すように、前記選択反射波長帯域幅Δλは、ネマチック液晶そのものの分子構造に依存する。前記数式1から、(ne−no)を大きくすれば、前記選択反射波長帯域幅Δλを拡げられるが、(ne−no)は通常0.3以下であり、0.3より大きくなると、液晶としてのその他の機能、例えば、配向特性、液晶温度等が不十分となり、実用化が困難となる。
また、前記コレステリック液晶層の選択反射中心波長λは、下記数式2で表される。
<数式2>
λ=(ne+no)P/2
ただし、前記数式2中、ne及びnoは上記数式1と同じ意味を表す。Pは、コレステリック液晶層の一回転ねじれに要する螺旋ピッチ長を表す。
前記数式2で示すように、前記選択反射中心波長λは、コレステリック液晶層の螺旋ピッチが一定であれば、コレステリック液晶層の平均屈折率と螺旋ピッチ長Pに依存する。それ故、コレステリック液晶層の選択反射特性を拡げるには、前記コレステリック液晶層の選択反射中心波長が互いに異なり、前記コレステリック液晶層の螺旋の回転方向(右回り又は左回り)が互いに同じであることが好ましい。また、前記コレステリック液晶層の選択反射波長帯域は連続的であることが好ましい。ここで、前記「連続的」とは、選択反射波長帯域間にギャップがなく、波長λ〜λ/cos20°(好ましくはλ〜λ/cos40°)の間にギャップがなく、実質的にこの範囲の反射率が40%以上であることを意味する。
したがって、前記コレステリック液晶層の選択反射中心波長λ間の距離は、各選択反射波長帯域が少なくとも1つの他の選択反射波長帯域と連続となる範囲内であることが好ましい。
前記光記録媒体用フィルタは、垂直入射を0°とし±20°の範囲であるλ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上であることが好ましく、垂直入射を0°とし±40°の範囲であるλ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上であることが特に好ましい。前記λ〜λ/cos20°、特にλ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)の範囲における光反射率が40%以上であれば、照射光反射の角度依存性を解消でき、通常の光記録媒体に用いられているレンズ光学系を採用することができる。
具体的には、(1)単層コレステリック液晶層の場合には、前記カイラル化合物として感光性を有し、光によって液晶の螺旋ピッチを大きく変化させることができる光反応型カイラル化合物を用い、該光反応型カイラル化合物の含有量やUV照射時間を調整することにより、螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に連続的に変化した光記録媒体用フィルタが得られる。この図3は正面(0°)からの垂直入射光に対する反射特性が40%以上であることを示している。これに対し、斜め方向からの入射光になると次第に短波長側にシフトしていき、液晶層内で40°傾斜した時は図4に示すような反射特性を示す。
同様に、該光反応型カイラル化合物の含有量やUV照射時間を調整することにより、螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に連続的に変化させると、図5に示すような反射特性を有する光記録媒体用フィルタが得られる。この図5は正面(0°)からの垂直入射光に対する反射特性が40%以上であることを示している。これに対し、斜め方向からの入射光になると次第に短波長側にシフトしていき、液晶層内で20°傾斜した時は図6に示すような反射特性を示す。
なお、図3に示したλ〜1.3λの反射域は、λ=532nmのとき1.3λ=692nmとなり、サーボ用光が655nmの場合はサーボ用光を反射してしまう。ここに示すλ〜1.3λの範囲はフィルタ層における±40°入射光への適性であるが、実際にそうした大きな斜め光まで使用する場合は、入射角±20°以内のサーボ用光をマスキングして使用すれば支障なくサーボ制御できる。また、使用するフィルタ層におけるコレステリック液晶層の螺旋ピッチを十分大きくすれば、フィルタ層内での入射角を±20°以内で全て設計することも容易であり、その場合は図5に示すλ〜1.1λのコレステリック液晶層でよいのでサーボ用光透過には全く支障がなくなる。
したがって図3〜図6の結果から、本発明の光記録媒体用フィルタ内においては、単層コレステリック液晶層の場合には、入射波長が0°〜20°(好ましくは0°〜40°)傾斜しても40%以上の反射率が確保できているので、信号読み取りには何ら支障のない光記録媒体用フィルタを作製することができる。
前記単層コレステリック液晶層の選択反射波長帯域幅は、100nm以上が好ましく、150〜300nmがより好ましい。前記選択反射波長帯域幅が100nm未満であると、±20°以内の入射光に対する反射適性が不十分となることがある。
また、(2)複数層コレステリック液晶層の場合には、選択反射中心波長が互いに異なり、前記各コレステリック液晶層の螺旋の回転方向が互いに同じであるコレステリック液晶層を3層積層すると、図7に示すような反射特性を有する光記録媒体用フィルタが得られる。この図7は正面(0°)からの垂直入射光に対する反射特性が40%以上であることを示している。これに対し、斜め方向からの入射光になると次第に短波長側にシフトしていき、液晶層内で40°傾斜した時は図8に示すような反射特性を示す。
同様に、選択反射中心波長が互いに異なり、前記各コレステリック液晶層の螺旋の回転方向が互いに同じであるコレステリック液晶層を2層積層すると、図9に示すような反射特性を有する光記録媒体用フィルタが得られる。この図9は正面(0°)からの垂直入射光に対する反射特性が40%以上であることを示している。これに対し、斜め方向からの入射光になると次第に短波長側にシフトしていき、液晶層内で20°傾斜した時は図10に示すような反射特性を示す。
なお、図7に示したλ〜1.3λの反射域は、λ=532nmのとき1.3λ=692nmとなり、サーボ用光が655nmの場合はサーボ用光を反射してしまう。ここに示すλ〜1.3λの範囲は光記録媒体用フィルタにおける±40°入射光への適性であるが、実際にそうした大きな斜め光まで使用する場合は、入射角±20°以内のサーボ用光をマスキングして使用すれば支障なくサーボ制御できる。また、使用するフィルタにおける各コレステリック液晶層の平均屈折率を十分大きくすれば、光記録媒体用フィルタ内での入射角を±20°以内で全て設計することも容易であり、その場合は図9に示すλ〜1.1λのコレステリック液晶層を2層積層することでよいので、サーボ用光透過には全く支障がなくなる。
したがって、図7〜図10の結果から、本発明の光記録媒体用フィルタ内においては、複数層コレステリック液晶層の場合には、入射波長が0°〜20°(好ましくは0°〜40°)傾斜しても40%以上の反射率が確保できているので、信号読み取りには何ら支障のない光記録媒体用フィルタが得られる。
前記コレステリック液晶層は、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上述したように、ネマチック液晶化合物、及びカイラル化合物を含有してなり、重合性モノマー、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−ネマチック液晶化合物−
前記ネマチック液晶化合物は、液晶転移温度以下ではその液晶相が固定化することを特徴とし、その屈折率異方性Δnが、0.10〜0.40の液晶化合物、高分子液晶化合物、及び重合性液晶化合物の中から目的に応じて適宜選択することができる。溶融時の液晶状態にある間に、例えば、ラビング処理等の配向処理を施した配向基板を用いる等により配向させ、そのまま冷却等して固定化させることにより固相として使用することができる。
前記ネマチック液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記の化合物などを挙げることができる。
Figure 2006184867
Figure 2006184867
Figure 2006184867
前記式中において、nは1〜1,000の整数を表す。なお、前記各例示化合物においては、その側鎖連結基を、以下の構造に変えたものも同様に好適なものとして挙げることができる。
Figure 2006184867
上記の各例示化合物のうち、ネマチック液晶化合物としては、十分な硬化性を確保する観点から、分子内に重合性基を有するネマチック液晶化合物が好ましく、これらの中でも、紫外線(UV)重合性液晶が好適である。該UV重合性液晶としては、市販品を用いることができ、例えば、BASF社製の商品名PALIOCOLOR LC242;Merck社製の商品名E7;Wacker−Chem社製の商品名LC−Sllicon−CC3767;高砂香料株式会社製の商品名L35、L42、L55、L59、L63、L79、L83、などが挙げられる。
前記ネマチック液晶化合物の含有量としては、前記各コレステリック液晶層の全固形分質量に対し30〜99質量%が好ましく、50〜99質量%がより好ましい。前記含有量が30質量%未満であると、ネマチック液晶化合物の配向が不十分となることがある。
−カイラル化合物−
前記カイラル化合物としては、(2)複数層コレステリック液晶層の場合には、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、液晶化合物の色相、色純度改良の観点から、例えば、イソマニード化合物、カテキン化合物、イソソルビド化合物、フェンコン化合物、カルボン化合物、等の他、以下に示す化合物などを挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Figure 2006184867
Figure 2006184867
また、前記カイラル化合物としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、Merck社製の商品名S101、R811、CB15;BASF社製の商品名PALIOCOLOR LC756、などが挙げられる。
前記(2)複数層コレステリック液晶層の各液晶層におけるカイラル化合物の含有量としては、前記各コレステリック液晶層の全固形分質量に対し0〜30質量%が好ましく、0〜20質量%がより好ましい。前記含有量が30質量%を超えると、コレステリック液晶層の配向が不十分となることがある。
一方、(1)単層コレステリック液晶層の場合には、感光性を有し、光によって液晶の螺旋ピッチを大きく変化させることができる光反応型カイラル化合物が好適に用いられる。
前記光反応型カイラル化合物とは、感光性を有し、光によって液晶の螺旋ピッチを大きく変化させることができるカイラル化合物を意味する。
前記光反応型カイラル化合物は、キラル部位と、光反応性基とを有し、該キラル部位がイソソルビド化合物、イソマンニド化合物及びビナフトール化合物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
前記光反応性基としては、光照射により炭素−炭素二重結合のトランスからシスへの異性化を生じる基が好ましい。
前記イソソルビド化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開2002−80851号公報、特開2002−179681号公報、特開2002−179682号公報、特開2002−338575号公報、特開2002−338668号公報、特開2003−306490号公報、特開2003−306491号公報、特開2003−313187号公報、特開2003−313292号公報、特開2003−313189号公報、などに例示されている。
前記イソマンニド化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開2002−80478号公報、特開2003−313188号公報、などに例示されている。
前記ビナフトール化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開2002−302487号公報、特開2002−179670号公報、特開2002−179669号公報、などに例示されている。
前記光反応型カイラル剤の具体例としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2006184867
Figure 2006184867
Figure 2006184867
前記(1)単層コレステリック液晶層における前記光反応型カイラル化合物の含有量としては、前記コレステリック液晶層の全固形分質量に対し1〜30質量%が好ましく、1〜20質量%がより好ましい。前記含有量が1質量%未満であると、螺旋ピッチが長くなりすぎて、システムとして採用できる選択波長から外れることがあり、30質量%を超えると、コレステリック液晶層の配向が不十分となることがある。
−重合性モノマー−
前記コレステリック液晶層には、例えば、膜強度等の硬化の程度を向上させる目的で重合性モノマーを併用することができる。該重合性モノマーを併用すると、光照射による液晶の捻れ力を変化(パターンニング)させた後(例えば、選択反射波長の分布を形成した後)、その螺旋構造(選択反射性)を固定化し、固定化後のコレステリック液晶層の強度をより向上させることができる。ただし、前記液晶化合物が同一分子内に重合性基を有する場合には、必ずしも添加する必要はない。
前記重合性モノマーとしては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレン性不飽和結合を持つモノマー等が挙げられ、具体的には、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
前記エチレン性不飽和結合を持つモノマーの具体例としては、以下に示す化合物を挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Figure 2006184867
前記重合性モノマーの添加量としては、前記コレステリック液晶層の全固形分質量に対し0〜50質量%が好ましく、1〜20質量%がより好ましい。前記添加量が50質量%を超えると、コレステリック液晶層の配向を阻害することがある。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光重合開始剤、増感剤、バインダー樹脂、重合禁止剤、溶媒、界面活性剤、増粘剤、色素、顔料、紫外線吸収剤、ゲル化剤、などが挙げられる。
前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、チバスペシャルティケミカルズ社製の商品名イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア784、イルガキュア814;BASF社製の商品名ルシリンTPO、などが挙げられる。
前記光重合開始剤の添加量としては、前記コレステリック液晶層の全固形分質量に対し0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。前記添加量が0.1質量%未満であると、光照射時の硬化効率が低いため長時間を要することがあり、20質量%を超えると、紫外線領域から可視光領域での光透過率が劣ることがある。
前記増感剤は、必要に応じてコレステリック液晶層の硬化度を上げるために添加される。
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、などが挙げられる。
前記増感剤の添加量としては、前記コレステリック液晶層の全固形分質量に対し0.001〜1.0質量%が好ましい。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール;ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレン化合物;メチルセルロース、エチルセルロース、アセチルセルロース等のセルロース樹脂;側鎖にカルボキシル基を有する酸性セルロース誘導体;ポリビニルフォルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂;メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体;アクリル酸アルキルエステルのホモポリマー又はメタアクリル酸アルキルエステルのホモポリマー;その他の水酸基を有するポリマー、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アクリル酸アルキルエステルのホモポリマー又はメタアクリル酸アルキルエステルのホモポリマーにおけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、などが挙げられる。
前記その他の水酸基を有するポリマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタアクリル酸のホモポリマー)アクリル酸共重合体、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他のモノマーの多元共重合体、などが挙げられる。
前記バインダー樹脂の添加量としては、前記コレステリック液晶層の全固形質量に対し0〜80質量%が好ましく、0〜50質量%がより好ましい。前記添加量が80質量%を超えると、コレステリック液晶層の配向が不十分となることがある。
前記重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ベンゾキノン、又はこれらの誘導体、などが挙げられる。
前記重合禁止剤の添加量としては、前記重合性モノマーの固形分に対し0〜10質量%が好ましく、100ppm〜1質量%がより好ましい。
前記溶媒としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3−メトキシプロピオン酸メチルエステル、3−メトキシプロピオン酸エチルエステル、3−メトキシプロピオン酸プロピルエステル、3−エトキシプロピオン酸メチルエステル、3−エトキシプロピオン酸エチルエステル、3−エトキシプロピオン酸プロピルエステル等のアルコキシプロピオン酸エステル類;2−メトキシプロピルアセテート、2−エトキシプロピルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のアルコキシアルコールのエステル類;乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン類;γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、テトラヒドロフラン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<基材>
前記基材としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば平板状、シート状などが挙げられ、前記構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記光記録媒体用フィルタの大きさ等に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材料としては、特に制限はなく、無機材料及び有機材料のいずれをも好適に用いることができる。
前記無機材料としては、例えば、ガラス、石英、シリコン、などが挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記基材は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基材の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、10〜500μmが好ましく、50〜300μmがより好ましい。前記基材の厚みが、10μm未満であると、基板の撓みにより密着性が低下することがある。一方、500μmを超えると、情報光と参照光の焦点位置を大きくずらさなければならなくなり、光学系サイズが大きくなってしまうことがある。
前記コレステリック液晶層の形成方法としては、例えば、前記溶媒を用いて調製したコレステリック液晶層用塗布液(複数層の場合には各コレステリック液晶層用塗布液)を前記基材上に塗布し、乾燥させて、例えば紫外線照射することにより、コレステリック液晶層を形成することができる。
最も量産適性のよい手法としては、前記基材をロール状に巻いた形で準備しておき、該基材上にコレステリック液晶層用塗布液をバーコート、ダイコート、ブレードコート、カーテンコートのような長尺連続コーターにて塗布する形式が好ましい。
前記塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法、などが挙げられる。
前記紫外線照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、照射紫外線は、160〜380nmが好ましく、250〜380nmがより好ましい。照射時間としては、例えば、0.1〜600秒が好ましく、0.3〜300秒がより好ましい。紫外線照射の条件を調整することによって前記コレステリック液晶層における螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に沿って連続的に変化させることができる。
前記紫外線照射の条件を調整するために、前記コレステリック液晶層に紫外線吸収剤を添加することもできる。該紫外線吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキザリックアシッドアニリド系紫外線吸収剤などが好適に挙げられる。これらの紫外線吸収剤の具体例としては、特開昭47−10537号公報、同58−111942号公報、同58−212844号公報、同59−19945号公報、同59−46646号公報、同59−109055号公報、同63−53544号公報、特公昭36−10466号公報、同42−26187号公報、同48−30492号公報、同48−31255号公報、同48−41572号公報、同48−54965号公報、同50−10726号公報、米国特許第2,719,086号明細書、同第3,707,375号明細書、同第3,754,919号明細書、同第4,220,711号明細書などに記載されている。
前記複数層の場合には各コレステリック液晶層の厚みは、例えば、1〜10μmが好ましく、2〜7μmがより好ましい。前記厚みが1μm未満であると、選択反射率が十分でなくなり、10μmを超えると、液晶層の均一配向が乱れてしまうことがある。
また、各コレステリック液晶層の合計厚み(単層の場合にはコレステリック液晶層の厚み)は、例えば、1〜30μmが好ましく、3〜10μmがより好ましい。
次に、前記光記録媒体用フィルタの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述したように、前記基材上に色材含有層を塗布形成し、該色材含有層上にコレステリック液晶層を塗布形成する方法、などが挙げられる。
前記光記録媒体用フィルタは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、基材ごとディスク形状に加工(例えば打ち抜き加工)されて、光記録媒体の下側基板上に配置されるのが好ましい。また、光記録媒体のフィルタ層に用いる場合には、基材を介さず直接下側基板上に設けることもできる。
前記光記録媒体用フィルタの厚み(基材を除く色材含有層及びコレステリック液晶層の合計厚み)は、例えば2〜200μmが好ましく、3〜100μmがより好ましい。前記厚みが2μm未満であると、十分な色材含有層の厚みが取れなくなって、記録時のノイズ光が増大することがあり、200μmを超えると、フィルタ層の厚みが大きくなりすぎて光学系を過大なものにしてしまうことがある。
本発明の光記録媒体用フィルタは、色材含有層とコレステリック液晶層とを組み合わせており、フィルタ層内の±20°における、655nmでの光透過率が80%以上であり、かつ532nmでの光反射率が40%以上であることが好ましい。
具体的には、色材含有層上に誘電体蒸着層を有する光記録媒体用フィルタは、正面(0°)からの垂直入射光に対して図11に示す反射特性を有する。これに対し、斜め方向からの入射光になると次第に短波長側にシフトしていき、20°傾斜時には図12に示すような反射特性を示す。
したがって、図11及び図12の結果から、本発明の光記録媒体用フィルタは、フィルタ層内の光が0°〜20°傾斜しても532nmでの40%以上の反射率が確保でき、信号読み取りには何ら支障がなく、また、フィルタを通過した漏れ光(532nm)を吸収し、サーボ用光(655nm)を通過させることができ、ノイズの発生を防止できるものである。
本発明の光記録媒体用フィルタは、各種分野において使用することができ、ホログラム型の光記録媒体の形成乃至製造に好適に使用することができ、以下の本発明のホログラム型の光記録媒体及びその製造方法並びに光記録方法及び光再生方法に特に好適に使用することができる。
(光記録媒体)
本発明の光記録媒体は、上側基板と、下側基板と、該下側基板上に記録層と、前記下側基板と前記記録層との間にフィルタ層とを有してなり、反射膜、第1ギャップ層、第2ギャップ層、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記フィルタ層としては、本発明の前記光記録媒体用フィルタが用いられる。
−基板−
前記基板は、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ディスク形状、カード形状などが挙げられ、光記録媒体の機械的強度を確保できる材料のものを選定する必要がある。また、記録及び再生に用いる光が基板を通して入射する場合は、用いる光の波長領域で十分に透明であることが必要である。
前記基板材料としては、通常、ガラス、セラミックス、樹脂、などが用いられるが、成形性、コストの点から、樹脂が特に好適である。
前記樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が特に好ましい。
前記基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基板には、半径方向に線状に延びる複数の位置決め領域としてのアドレス−サーボエリアが所定の角度間隔で設けられ、隣り合うアドレス−サーボエリア間の扇形の区間がデータエリアになっている。アドレス−サーボエリアには、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報とが、予めエンボスピット(サーボピット)等によって記録されている(プリフォーマット)。なお、フォーカスサーボは、反射膜の反射面を用いて行うことができる。トラッキングサーボを行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを用いることができる。なお、光記録媒体がカード形状の場合には、サーボピットパターンは無くても構わない。
前記基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1〜5mmが好ましく、0.3〜2mmがより好ましい。前記基板の厚みが、0.1mm未満であると、ディスク保存時の形状の歪みを抑えられなくなることがあり、5mmを超えると、ディスク全体の重量が大きくなってドライブモーターに過剰な負荷をかけることがある。
−記録層−
前記記録層は、ホログラフィを利用して情報が記録され得るものであり、所定の波長の電磁波を照射すると、その強度に応じて吸光係数や屈折率などの光学特性が変化する材料が用いられる。
前記記録層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)光照射で重合反応が起こり高分子化するフォトポリマー、(2)フォトリフラクティブ効果(光照射で空間電荷分布が生じて屈折率が変調する)を示すフォトリフラクティブ材料、(3)光照射で分子の異性化が起こり屈折率が変調するフォトクロミック材料、(4)ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム等の無機材料、(5)カルコゲン材料、などが挙げられる。
前記(1)のフォトポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モノマー、及び光開始剤を含有してなり、更に必要に応じて増感剤、オリゴマー等のその他の成分を含有してなる。
前記フォトポリマーとしては、例えば、「フォトポリマーハンドブック」(工業調査会、1989年)、「フォトポリマーテクノロジー」(日刊工業新聞社、1989年)、SPIE予稿集 Vol.3010 p354−372(1997)、及びSPIE予稿集 Vol.3291 p89−103(1998)に記載されているものを用いることができる。また、米国特許第5,759,721号明細書、同第4,942,112号明細書、同第4,959,284号明細書、同第6,221,536号明細書、国際公開第97/44714号パンフレット、同第97/13183号パンフレット、同第99/26112号パンフレット、同第97/13183号パンフレット、特許第2880342号公報、同第2873126号公報、同第2849021号公報、同第3057082号公報、同第3161230号公報、特開2001−316416号公報、特開2000−275859号公報、などに記載されているフォトポリマーを用いることができる。
前記フォトポリマーに記録光を照射して光学特性を変化させる方法としては、低分子成分の拡散を利用した方法などが挙げられる。また、重合時の体積変化を緩和するため、重合成分とは逆方向へ拡散する成分を添加してもよく、或いは、酸開裂構造を有する化合物を重合体のほかに別途添加してもよい。なお、前記低分子成分を含むフォトポリマーを用いて記録層を形成する場合には、記録層中に液体を保持可能な構造を必要とすることがある。また、前記酸開裂構造を有する化合物を添加する場合には、その開裂によって生じる膨張と、モノマーの重合によって生じる収縮とを補償させることにより体積変化を抑制してもよい。
前記モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル基やメタクリル基のような不飽和結合を有するラジカル重合型のモノマー、エポキシ環やオキセタン環のようなエーテル構造を有するカチオン重合型系モノマーなどが挙げられる。これらのモノマーは、単官能であっても多官能であっても構わない。また、光架橋反応を利用したものであっても構わない。
前記ラジカル重合型のモノマーとしては、例えば、アクリロイルモルホリン、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、EO変性ビスフェノールAジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、EO変性グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、2−ナフト−1−オキシエチルアクリレート、2−カルバゾイル−9−イルエチルアクリレート、(トリメチルシリルオキシ)ジメチルシリルプロピルアクリレート、ビニル−1−ナフトエート、N−ビニルカルバゾール、などが挙げられる。
前記カチオン重合型系モノマーとしては、例えば、ビスフェノールAエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、グリセロールトリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサングリシジルエーテル、ビニルトリメトキシシラン、4−ビニルフェニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、下記構造式(A)〜(E)で表される化合物、などが挙げられる。
これらモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Figure 2006184867
前記光開始剤としては、記録光に感度を有するものであれば特に制限はなく、光照射によりラジカル重合、カチオン重合、架橋反応などを引き起こす材料などが挙げられる。
前記光開始剤としては、例えば、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,1’−ビイミダゾール、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(p−メトキシフェニルビニル)−1,3,5−トリアジン、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4,4’−ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−ジエチルアミノフェニルベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−2−オン、ベンゾフェノン、チオキサントン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルアシルホスフィンオキシド、トリフェニルブチルボレートテトラエチルアンモニウム、下記構造式で表されるチタノセン化合物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、照射する光の波長に合わせて増感色素を併用しても構わない。
Figure 2006184867
前記フォトポリマーは、前記モノマー、前記光開始剤、更に必要に応じてその他の成分を攪拌混合し、反応させることによって得られる。得られたフォトポリマーが十分低い粘度ならばキャスティングすることによって記録層を形成することができる。一方、キャスティングできない高粘度フォトポリマーである場合には、ディスペンサーを用いて下側基板にフォトポリマーを盛りつけ、このフォトポリマー上に上側基板で蓋をするように押し付けて、全面に広げて記録層を形成することができる。
前記(2)のフォトリフラクティブ材料としては、フォトリフラクティブ効果を示すものであるならば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電荷発生材、及び電荷輸送材を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷発生材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、又はそれらの誘導体等のフタロシアニン色素/顔料;ナフタロシアニン色素/顔料;モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾ等のアゾ系色素/顔料;ペリレン系染料/顔料;インジゴ系染料/顔料;キナクリドン系染料/顔料;アントラキノン、アントアントロン等の多環キノン系染料/顔料;シアニン系染料/顔料;TTF−TCNQで代表されるような電子受容性物質と電子供与性物質とからなる電荷移動錯体;アズレニウム塩;C60及びC70で代表されるフラーレン並びにその誘導体であるメタノフラーレン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記電荷輸送材は、ホール又はエレクトロンを輸送する材料であり、低分子化合物であってもよく、又は高分子化合物であってもよい。
前記電荷輸送材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インドール、カルバゾール、オキサゾール、インオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサアジアゾール、ピラゾリン、チアチアゾール、トリアゾール等の含窒素環式化合物、又はその誘導体;ヒドラゾン化合物;トリフェニルアミン類;トリフェニルメタン類;ブタジエン類;スチルベン類;アントラキノンジフェノキノン等のキノン化合物、又はその誘導体;C60及びC70等のフラーレン並びにその誘導体;ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等のπ共役系高分子又はオリゴマー;ポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系高分子又はオリゴマー;アントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン等の多環芳香族化合物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記フォトリフラクティブ材料を用いて記録層を形成方法としては、例えば、前記フォトリフラクティブ材料を溶媒中に溶解乃至は分散させてなる塗布液を用いて塗膜を形成し、この塗膜から溶媒を除去することにより記録層を形成することができる。また、加熱して流動化させた前記フォトリフラクティブ材料を用いて塗膜を形成し、この塗膜を急冷することにより記録層を形成することもできる。
前記(3)のフォトクロミック材料は、フォトクロミック反応を起こす材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾベンゼン化合物、スチルベン化合物、インジゴ化合物、チオインジゴ化合物、スピロピラン化合物、スピロオキサジン化合物、フルキド化合物、アントラセン化合物、ヒドラゾン化合物、桂皮酸化合物、などが挙げられる。これらの中でも、光照射によりシス−トランス異性化により構造変化を起こすアゾベンゼン誘導体、スチルベン誘導体、光照射により開環−閉環の構造変化を起こすスピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体が特に好ましい。
前記(5)のカルコゲン材料としては、例えば、カルコゲン元素を含むカルコゲナイドガラスと、このカルコゲナイドガラス中に分散されており光の照射によりカルコゲナイドガラス中に拡散可能な金属からなる金属粒子とを含む材料、などが挙げられる。
前記カルコゲナイドガラスは、S、Te又はSeのカルコゲン元素を含む非酸化物系の非晶質材料から構成されるものであり、金属粒子の光ドープが可能なものであれば特に限定されない。
前記カルコゲン元素を含む非晶質材料としては、例えば、Ge−S系ガラス、As−S系ガラス、As−Se系ガラス、As−Se−Ce系ガラス等が挙げられ、これらの中ではGe−S系ガラスが好ましい。前記カルコゲナイドガラスとしてGe−S系ガラスを用いる場合には、ガラスを構成するGe及びSの組成比は照射する光の波長に応じて任意に変化させることができるが、主としてGeSで表される化学組成を有するカルコゲナイドガラスが好ましい。
前記金属粒子は、光の照射によりカルコゲナイドガラス中に光ドープされる特性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Al、Au、Cu、Cr、Ni、Pt、Sn、In、Pd、Ti、Fe、Ta、W、Zn、Ag等が挙げられる。これらの中では、Ag、Au又はCuが光ドープをより生じやすい特性を有しており、Agは光ドープを顕著に生じるため特に好ましい。
前記カルコゲナイドガラスに分散されている金属粒子の含有量としては、前記記録層の全体積基準で0.1〜2体積%が好ましく、0.1〜1.0体積%がより好ましい。前記金属粒子の含有量が0.1体積%未満であると、光ドープによる透過率変化が不充分となって記録の精度が低下することがあり、2体積%を超えると、記録材料の光透過率が低下して光ドープを充分に生じさせることが困難となることがある。
前記記録層は、材料に応じて公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、湿式成膜法、MBE(分子線エピタキシー)法、クラスターイオンビーム法、分子積層法、LB法、印刷法、転写法、などにより好適に形成することができる。これらの中でも、蒸着法、湿式成膜法が好ましい。
前記蒸着法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、真空蒸着法、抵抗加熱蒸着、化学蒸着法、物理蒸着法、などが挙げられる。該化学蒸着法としては、例えば、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、などが挙げられる。
前記湿式成膜法による前記記録層の形成は、例えば、前記記録層材料を溶剤に溶解乃至分散させた溶液(塗布液)を用いる(塗布し乾燥する)ことにより、好適に行うことができる。該湿式成膜法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ニーダーコート法、バーコート法、ブレードコート法、キャスト法、ディップ法、カーテンコート法などが挙げられる。
前記記録層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜1,000μmが好ましく、100〜700μmがより好ましい。
前記記録層の厚みが、前記好ましい数値範囲であると、10〜300多重のシフト多重を行っても十分なS/N比を得ることができ、前記より好ましい数値範囲であるとそれが顕著である点で有利である。
−反射膜−
前記反射膜は、前記基板のサーボピットパターン表面に形成される。
前記反射膜の材料としては、記録光や参照光に対して高い反射率を有する材料を用いることが好ましい。使用する光の波長が400〜780nmである場合には、例えば、Al、Al合金、Ag、Ag合金、などを使用することが好ましい。使用する光の波長が650nm以上である場合には、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Au、Cu合金、TiN、などを使用することが好ましい。
なお、前記反射膜として、光を反射すると共に、追記及び消去のいずれかが可能な光記録媒体、例えば、DVD(ディジタル ビデオ ディスク)などを用い、ホログラムをどのエリアまで記録したかとか、いつ書き換えたかとか、どの部分にエラーが存在し交替処理をどのように行ったかなどのディレクトリ情報などをホログラムに影響を与えずに追記及び書き換えすることも可能となる。
前記反射膜の形成は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などが用いられる。これらの中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等の点で優れている。
前記反射膜の厚さは、十分な反射率を実現し得るように、50nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましい。
−第1ギャップ層−
前記第1ギャップ層は、必要に応じて前記フィルタ層と前記反射膜との間に設けられ、下側基板表面を平滑化する目的で形成される。また、記録層内に生成されるホログラムの大きさを調整するのにも有効である。即ち、前記記録層は、記録用参照光及び情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成する必要があるので、前記記録層とサーボピットパターンとの間にギャップを設けることが有効となる。
前記第1ギャップ層は、例えば、サーボピットパターンの上から紫外線硬化樹脂等の材料をスピンコート等で塗布し、硬化させることにより形成することができる。また、フィルタ層として透明基材の上に塗布形成したものを使用する場合には、該透明基材が第1ギャップ層としても働くことになる。
前記第1ギャップ層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜200μmが好ましい。
−第2ギャップ層−
前記第2ギャップ層は、必要に応じて記録層とフィルタ層との間に設けられる。
前記第2ギャップ層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリスルホン(PSF)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリメタクリル酸メチル=ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のような透明樹脂フィルム、又は、JSR社製商品名ARTONフィルムや日本ゼオン社製商品名ゼオノアのような、ノルボルネン系樹脂フィルム、などが挙げられる。これらの中でも、等方性の高いものが好ましく、TAC、PC、商品名ARTON、及び商品名ゼオノアが特に好ましい。
前記第2ギャップ層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1〜200μmが好ましい。
ここで、本発明の光記録媒体について、図面を参照して更に詳しく説明する。
<第一の実施形態>
図13は、本発明の第一の実施形態における光記録媒体の構成を示す概略断面図である。この第一の実施形態に係る光記録媒体21では、ポリカーボネート樹脂製基板又はガラス基板1にサーボピットパターン3が形成され、該サーボピットパターン3上にアルミニウム、金、白金等でコーティングして反射膜2が設けられている。なお、図13では下側基板1全面にサーボピットパターン3が形成されているが、図1に示すように周期的に形成されていてもよい。また、このサーボピットの高さは最大1,750Å<175nm>であり、基板を始め他の層の厚さに比べて充分に小さいものである。
第1ギャップ層8は、紫外線硬化樹脂等の材料を下側基板1の反射膜2上にスピンコート等により塗布して形成される。第1ギャップ層8は、反射膜2を保護すると共に、記録層4内に生成されるホログラムの大きさを調整するためにも有効である。つまり、記録層4において記録用参照光と情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成する必要があるため、記録層4とサーボピットパターン3との間にギャップを設けると有効である。
第1ギャップ層8上にはフィルタ層6が設けられ、該フィルタ層6と上側基板5(ポリカーボネート樹脂基板やガラス基板)によって記録層4を挟むことによって光記録媒体21が構成される。
図13において、フィルタ層6は、赤色光のみを透過し、それ以外の色の光を通さないものである。従って、情報光、記録及び再生用参照光は緑色又は青色の光であるので、フィルタ層6を透過せず、反射膜2まで達することなく、戻り光となり、入出射面Aから出射することになる。
このフィルタ層6は、色材含有層6b上に、コレステリック液晶層6aが積層された積層体である。この色材含有層とコレステリック液晶層との組み合わせであるフィルタ層6は、第1ギャップ層8上に直接形成してもよいし、基材上に色材含有層とコレステリック液晶層とを形成したフィルムを光記録媒体形状に打ち抜いて配置してもよい。コレステリック液晶層は、単層でも複数層のいずれでもよく、単層の場合には螺旋ピッチを液晶層の厚み方向に連続的に変化させることにより、またコレレステリック液晶層を複数層積層することによって、λ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上となり、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることがなくなる。
本実施形態における光記録媒体21は、ディスク形状でもいいし、カード形状であってもよい。カード形状の場合にはサーボピットパターンは無くてもよい。また、この光記録媒体21では、下側基板1は0.6mm、第1ギャップ層8は100μm、フィルタ層6は2〜3μm、記録層4は0.6mm、上側基板5は0.6mmの厚さであって、合計厚みは約1.9mmとなっている。
次に、図15を参照して、光記録媒体21周辺での光学的動作を説明する。まず、サーボ用レーザーから出射した光(赤色光)は、ダイクロイックミラー13でほぼ100%反射して、対物レンズ12を通過する。対物レンズ12によってサーボ用光は反射膜2上で焦点を結ぶように光記録媒体21に対して照射される。つまり、ダイクロイックミラー13は緑色や青色の波長の光を透過し、赤色の波長の光をほぼ100%反射させるようになっている。光記録媒体21の光の入出射面Aから入射したサーボ用光は、上側基板5、記録層4、フィルタ層6、及び第1ギャップ層8を通過し、反射膜2で反射され、再度、第1ギャップ層8、フィルタ層6、記録層4、及び上側基板5を透過して入出射面Aから出射する。出射した戻り光は、対物レンズ12を通過し、ダイクロイックミラー13でほぼ100%反射して、サーボ情報検出器(不図示)でサーボ情報が検出される。検出されたサーボ情報は、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スライドサーボ等に用いられる。記録層4を構成するホログラム材料は、赤色の光では感光しないようになっているので、サーボ用光が記録層4を通過したり、サーボ用光が反射膜2で乱反射したとしても、記録層4には影響を与えない。また、サーボ用光の反射膜2による戻り光は、ダイクロイックミラー13によってほぼ100%反射するようになっているので、サーボ用光が再生像検出のためのCMOSセンサ又はCCD14で検出されることはなく、再生光に対してノイズとなることもない。
なお、図3及び図7に示したλ〜1.3λの反射域は、λ=532nmのとき1.3λ=692nmとなり、サーボ用光を反射してしまう。ここに示すλ〜1.3λの範囲はフィルタ層内における±40°入射光への適性であるが、実際にそうした大きな斜め光まで使用する場合は、入射角±20°以内のサーボ用光をマスキングして使用すれば支障なくサーボ制御できる。また、使用する液晶の平均屈折率又はコレステリック液晶層の螺旋ピッチを十分大きくすれば、フィルタ内での入射角を±20°以内で全て設計することも容易であり、その場合は図5及び図9に示すλ〜1.1λのコレステリック液晶層でよいのでサーボ用光透過には全く支障がなくなる。
また、記録用/再生用レーザーから生成された情報光及び記録用参照光は、偏光板16を通過して線偏光となりハーフミラー17を通過して1/4波長板15を通った時点で円偏光になる。ダイクロイックミラー13を透過し、対物レンズ12によって情報光と記録用参照光が記録層4内で干渉パターンを生成するように光記録媒体21に照射される。情報光及び記録用参照光は入出射面Aから入射し、記録層4で干渉し合って干渉パターンをそこに生成する。その後、情報光及び記録用参照光は記録層4を通過し、フィルタ層6に入射するが、該フィルタ層6の底面までの間に反射されて戻り光となる。つまり、情報光と記録用参照光は反射膜2までは到達しない。フィルタ層として色材含有層とコレステリック液晶層との組み合わせを用いており、赤色光のみを透過する性質を有するからである。或いは、フィルタ層を漏れて通過する光を入射光強度の20%以下に抑えていれば、たとえその漏れ光が底面に到達して戻り光となっても、再度フィルタ層で反射されるので再生光へ混じる光強度は20%×20%=4%以下となり、実質的に問題とはならない。
<第二の実施形態>
図14は、本発明の第二の実施形態における光記録媒体の構成を示す概略断面図である。この第二の実施形態に係る光記録媒体22では、ポリカーボネート樹脂又はガラス基板1にサーボピットパターン3が形成され、該サーボピットパターン3表面にアルミニウム、金、白金等でコーティングして反射膜2が設けられている。また、このサーボピットパターン3の高さは、通常1,750Å(175nm)である点については、第一の実施形態と同様である。
第二の実施形態と第一の実施形態の構造の差異は、第二の実施形態に係る光記録媒体22では、フィルタ層6と記録層4との間に第2ギャップ層7が設けられていることである。
色材含有層とコレステリック液晶層との積層体であるであるフィルタ層6は、第1ギャップ層8を形成した後、該第1ギャップ層8上に形成され、前記第一実施形態と同様のものを用いることができる。
第2ギャップ層7は、情報光及び再生光がフォーカシングするポイントが存在する。このエリアをフォトポリマーで埋めていると過剰露光によるモノマーの過剰消費が起こり多重記録能が下がってしまう。そこで、無反応で透明な第2ギャップ層を設けることが有効となる。
また、光記録媒体22では、下側基板1は1.0mm、第1ギャップ層8は100μm、フィルタ層6は3〜5μm、第2ギャップ層7は70μm、記録層4は0.6mm、上側基板5は0.4mmの厚さであって、合計厚みは約2.2mmとなっている。
情報の記録又は再生を行う場合、このような構造を有する光記録媒体22に対して、赤色のサーボ用光及び緑色の情報光並びに記録及び再生用参照光が照射される。サーボ用光は、入出射面Aから入射し、記録層4、第2ギャップ層7、フィルタ層6、及び第1ギャップ層8を通過して反射膜2で反射して戻り光となる。この戻り光は、再度、第1ギャップ層8、フィルタ層6、第2ギャップ層7、記録層4及び上側基板5をこの順序で通過して、入出射面Aより出射する。出射した戻り光は、フォーカスサーボやトラッキングサーボ等に用いられる。記録層4を構成するホログラム材料は、赤色の光では感光しないようになっているので、サーボ用光が記録層4を通過したり、サーボ用光が反射膜2で乱反射したとしても、記録層4には影響を与えない。緑色の情報光等は、入出射面Aから入射し、記録層4、第2ギャップ層7を通過して、フィルタ層6で反射して戻り光となる。この戻り光は、再度、第2ギャップ層7、記録層4及び上側基板5をこの順序で通過して、入出射面Aより出射する。また、再生時についても再生用参照光はもちろん、再生用参照光を記録層4に照射することによって発生する再生光も反射膜2に到達せずに入出射面Aから出射する。なお、光記録媒体22周辺(図15における対物レンズ12、フィルタ層6、検出器たるCMOSセンサ又はCCD14)での光学的動作は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
(光記録媒体の製造方法)
本発明の光記録媒体の製造方法は、本発明の前記光記録媒体を製造する方法であって、フィルタ層形成工程を少なくとも含んでなり、反射膜形成工程、記録層形成工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
−フィルタ層形成工程−
前記フィルタ層形成工程は、本発明の前記光記録媒体用フィルタを光記録媒体形状に加工し、該加工したフィルタを前記下側基板と貼り合わせてフィルタ層を形成する工程である。
前記フィルタ層形成工程としては、本発明の前記光記録媒体用フィルタを光記録媒体形状に加工し、該加工したフィルタを前記下側基板に貼り合わせてフィルタ層を形成することが生産性の点から好ましい。
前記光記録媒体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ディスク形状、カード形状、などが挙げられる。
前記加工としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プレスカッターによる切り出し加工、打ち抜きカッターによる打ち抜き加工、などが挙げられる。
前記貼り合わせでは、例えば、接着剤、粘着剤、などを用いて気泡が入らないようにフィルタを基板に貼り付ける。
前記接着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、UV硬化型、エマルジョン型、一液硬化型、二液硬化型等の各種接着剤が挙げられ、それぞれ公知の接着剤を任意に組み合わせて使用することができる。
前記粘着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤、などが挙げられる。
前記複数層コレステリック液晶層において、コレステリック液晶層を積層する方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)別個に作製された各コレステリック液晶層を、接着剤又は粘着剤を介して積層する方法、(2)別個に作製した前記コレステリック液晶層を熱圧着して積層する方法、(3)別個に作製された各コレステリック液晶層を界面の相溶により積層する方法、(4)塗布成膜されたコレステリック液晶層の上へさらにコレステリック液晶層を塗布成膜することにより積層する方法、(5)透明基材上に成膜されたコレステリック液晶層に、前記透明基材を介して、さらにコレステリック液晶層を塗工成膜することで積層する方法、などが挙げられる。これらの中でも、生産性及び経済性の点から、前記(5)の積層方法が特に好ましい。
前記(1)の積層方法では、前記接着剤及び粘着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、UV硬化型接着剤、アクリル系粘着剤、などが好適である。前記接着剤又は前記粘着剤の塗布厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、光学特性や薄型化の観点から、接着剤の場合、0.1〜10μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましい。また、粘着剤の場合、1〜50μmが好ましく、2〜30μmがより好ましい。
前記(2)の積層方法では、前記熱圧着の方法としては、例えば、ヒートシール法、超音波法、インパルスシール法、高周波接合法、などが挙げられる。
前記(3)の積層方法では、前記相溶の方法としては、例えば、前記コレステリック液晶層をわずかに溶解乃至膨潤させる溶媒を塗布し、界面の相溶により一体化させる方法等が挙げられる。
前記コレステリック液晶層をわずかに溶解乃至膨潤させる溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族類;メタノール、エタノール等のアルコール類;シクロヘキサン、シクロペンタン等の環状炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類;イソプロピルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル等のエステル類;クロロホルム、ジクロロメタン等の塩素系溶媒、等が挙げられ、これらの中でも、トルエン、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルエチルケトン(MEK)、イソプロピルアルコールが特に好ましい。
前記(4)の積層方法では、前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ニーダーコート法、バーコート法、ダイコート法、ブレードコート法、キャスト法、ディップ法、カーテンコート法、などが挙げられる。
前記塗布方法によるコレステリック液晶層の形成は、例えば、前記コレステリック液晶層材料を溶剤に溶液(塗布液)を用いる(塗布し乾燥する)ことにより、好適に行うことができる。
更に必要に応じて塗布膜を紫外線硬化させる場合の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、照射紫外線は、160〜380nmが好ましく、250〜380nmがより好ましい。露光時間としては、例えば、露光照度が10mW/cmであれば、例えば、0.1〜600秒が好ましく、0.3〜300秒がより好ましい。また、露光照度を1mW/cmに減らす場合、通常、前記反応開始剤の量が増やしているので、露光時間としてはあまり変化せず、例えば、10〜600秒が好ましく、10〜300秒がより好ましい。
前記(5)の積層方法では、前記透明基材の材料としては、無機材料及び有機材料のいずれでも用いることができる。前記無機材料としては、例えば、ガラス、石英、シリコンなどが挙げられる。前記有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(光記録方法及び光再生方法)
本発明の光記録方法は、本発明の前記光記録媒体に情報光及び参照光を同軸光束として照射し、該情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録層に記録する。
本発明の光再生方法は、本発明の前記光記録方法により記録層に記録された干渉パターンに参照光を照射して情報を再生する。
本発明の光記録方法及び光再生方法では、上述したように、二次元的な強度分布が与えられた情報光と、該情報光と強度がほぼ一定な参照光とを感光性の記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせることにより、情報を記録する。一方、書き込んだ情報を読み出す(再生する)際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録層に照射し、記録層内部に形成された光学特性分布に対応した強度分布を有する再生光として記録層から出射される。
ここで、本発明の光記録方法及び光再生方法は、以下に説明する本発明の光記録再生装置を用いて行われる。
本発明の光記録方法及び光再生方法に使用される光記録再生装置について図16を参照して説明する。
図16は、本発明の一実施形態に係る光記録再生装置の全体構成図である。なお、光記録再生装置は、光記録装置と光再生装置を含んでなる。
この光記録再生装置100は、光記録媒体20が取り付けられるスピンドル81と、このスピンドル81を回転させるスピンドルモータ82と、光記録媒体20の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ82を制御するスピンドルサーボ回路83とを備えている。
また、光記録再生装置100は、光記録媒体20に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、光記録媒体20に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、光記録媒体20に記録されている情報を再生するためのピックアップ31と、このピックアップ31を光記録媒体20の半径方向に移動可能とする駆動装置84とを備えている。
光記録再生装置100は、ピックアップ31の出力信号よりフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TE、及び再生信号RFを検出するための検出回路85と、この検出回路85によって検出されるフォーカスエラー信号FEに基づいて、ピックアップ31内のアクチュエータを駆動して対物レンズ(不図示)を光記録媒体20の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路86と、検出回路85によって検出されるトラッキングエラー信号TEに基づいてピックアップ31内のアクチュエータを駆動して対物レンズを光記録媒体20の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路87と、トラッキングエラー信号TE及び後述するコントローラからの指令に基づいて駆動装置84を制御してピックアップ31を光記録媒体20の半径方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路88とを備えている。
光記録再生装置100は、更に、ピックアップ31内の後述するCMOS又はCCDアレイの出力データをデコードして、光記録媒体20のデータエリアに記録されたデータを再生したり、検出回路85からの再生信号RFより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路89と、光記録再生装置100の全体を制御するコントローラ90と、このコントローラ90に対して種々の指示を与える操作部91とを備えている。
コントローラ90は、信号処理回路89より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、ピックアップ31、スピンドルサーボ回路83、及びスライドサーボ回路88等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路83は、信号処理回路89より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ90は、CPU(中央処理装置)、ROM(リード オンリ メモリ)、及びRAM(ランダム アクセス メモリ)を有し、CPUが、RAMを作業領域として、ROMに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ90の機能を実現するようになっている。
本発明の本発明の光記録方法及び光再生方法に使用される光記録再生装置は、本発明の前記光記録媒体を用いているので、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、情報光及び参照光による光記録媒体の反射膜からの乱反射を防止し、ノイズの発生を防止することができ、今までにない高密度記録を実現することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
−光記録媒体用フィルタの作製−
まず、ポリカーボネートフィルム(三菱瓦斯化学株式会社製、商品名ユーピロン)厚さ100μm上に、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、商品名MP203)を厚さ1μmとなるように塗布したベースフィルムを用意した。
次に、下記組成の色材含有層用塗布液を常法により調製した。
<色材含有層用塗布液の組成>
・赤色顔料(C.I.ピグメントレッド9)・・・10質量部
・バインダー樹脂(ポリビニルアルコール樹脂、株式会社クラレ製)・・・100質量部
・水・・・700質量部
次に、前記ベースフィルム上に、前記色材含有層用塗布液をバーコーターで塗布し、乾燥させて、厚さ3μmの色材含有層を形成した。この色材含有層を有するベースフィルムをラビング装置に通して、色材含有層表面をラビングし、液晶配向能を付与した。
次に、下記表1に示す組成の実施例1のコレステリック液晶層用塗布液を常法により調製した。
Figure 2006184867
*UV重合性液晶:BASF社製、商品名PALIOCOLOR LC242
*光反応型カイラル剤:下記構造式で表される光学活性イソソルビド誘導体
Figure 2006184867
*光重合開始剤:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名イルガキュア369
*増感剤:ジエチルチオキサントン
*溶剤:メチルエチルケトン(MEK)
次に、前記色材含有層を設けたベースフィルムの色材含有層上に、前記コレステリック液晶層用塗布液をバーコーターで塗布し、乾燥させた後、110℃にて20秒間配向熟成した。その後、110℃下で365nmに光源中心波長を持つバンドパスフィルタを介して、超高圧水銀灯により1分間光照射を行った。次いで、110℃に維持した状態で暗所に5分間保持した。その後、バンドパスフィルタを取り除き、窒素ガスを吹き付けながら上記と同様の超高圧水銀灯により照射エネルギー500mJ/cmで更に全面を露光し、重合硬化させて、厚さ5μmのコレステリック液晶層硬化膜を形成した。
以上により、実施例1の光記録媒体用フィルタを作製した。
(参考例1)
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、色材含有層を形成しない以外は、実施例1と同様にして、参考例1の光記録媒体を形成した。
得られた実施例1及び参考例1の各光記録媒体用フィルタについて、光反射特性を分光反射測定器(光源として浜松ホトニクス株式会社製、L−5662、フォトマルチチャンネルアナライザーとして浜松ホトニクス株式会社製、PMA−11)を用いて測定した。
その結果、実施例1及び参考例1の光記録媒体用フィルタは、図5及び図6に示すように入射角度±20°以内の光に対して選択波長である532nm光を40%以上反射できることが認められた。また、選択反射波長帯域幅は180nmと広帯域であった。
(実施例2)
−光記録媒体用フィルタの作製−
下記表2に示す組成のコレステリック液晶層用塗布液A及びBを常法により調製した。
Figure 2006184867
*UV重合性液晶:BASF社製、商品名PALIOCOLOR LC242
*カイラル剤:BASF社製、商品名PALIOCOLOR LC756
*光重合開始剤:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名イルガキュア369
*増感剤:ジエチルチオキサントン
*溶剤:メチルエチルケトン(MEK)
次に、実施例1と同様の色材含有層を設けたベースフィルムの色材含有層上に、前記コレステリック液晶層用塗布液Aをバーコーターで塗布し、乾燥させた後、110℃にて20秒間配向熟成した。その後、110℃下で超高圧水銀灯により照射エネルギー500mJ/cmで露光して、厚さ2μmのコレステリック液晶層硬化膜Aを形成した。
次に、コレステリック液晶層A上に、前記コレステリック液晶層用塗布液Bをバーコーターで塗布し、乾燥させた後、110℃にて20秒間配向熟成した。その後、110℃下で超高圧水銀灯により照射エネルギー500mJ/cmで露光して、厚さ2μmのコレステリック液晶層硬化膜Bを形成した。
以上により、円偏光分離特性を有し、各コレステリック液晶層における選択反射中心波長が互いに異なり、かつ各コレステリック液晶層における螺旋の回転方向が互いに同じである2層構造の実施例2の光記録媒体用フィルタを作製した。
(実施例3)
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例2において、下記表3に示す組成のコレステリック液晶層用塗布液A、B、及びCを常法により調製し、前記コレステリック液晶層硬化膜B上に厚さ2μmのコレステリック液晶層硬化膜Cを形成した以外は、実施例2と同様にして、3層構造の実施例3の光記録媒体用フィルタを作製した。
Figure 2006184867
*UV重合性液晶:BASF社製、商品名PALIOCOLOR LC242
*カイラル剤:BASF社製、商品名PALIOCOLOR LC756
*光重合開始剤:チバスペシャルティケミカルズ社製、商品名イルガキュア369
*増感剤:ジエチルチオキサントン
*溶剤:メチルエチルケトン(MEK)
得られた実施例2〜3の各光記録媒体用フィルタについて、光反射特性を分光反射測定器(光源として浜松ホトニクス株式会社製、L−5662、フォトマルチチャンネルアナライザーとして浜松ホトニクス株式会社製、PMA−11)を用いて測定した。
その結果、実施例2の光記録媒体用フィルタは、図9及び図10に示すように入射角度±20°以内の光に対して選択波長である532nm光を40%以上反射できることが認められた。また、実施例3の光記録媒体用フィルタは、図7及び図8に示すように入射角度±20°以内の光に対して選択波長である532nm光を40%以上反射できることが認められた。
(実施例4)
−光記録媒体の作製−
下側基板としては、直径120mm、板厚0.6mmのDVD+RW用に用いられている一般的なポリカーボネート樹脂製基板を使用した。この基板表面には、全面にわたってサーボピットパターンが形成されており、そのトラックピッチは0.74μmであり、溝深さは175nm、溝幅は300nmである。
まず、下側基板のサーボピットパターン表面に反射膜を成膜した。反射膜材料にはアルミニウム(Al)を用いた。成膜はDCマグネトロンスパッタリング法により膜厚200nmのAl反射膜を成膜した。
次に、実施例1で作製した光記録媒体用フィルタを前記基板に設置できるように所定のディスクサイズに打ち抜き、ベースフィルム面をサーボピットパターン側にして貼り付けた。貼り合わせには紫外線硬化性樹脂や粘着剤を用いて気泡が入らないようにして行った。以上によりフィルタ層を形成した。
次に、記録層材料としては、下記組成のフォトポリマー塗布液を調製した。
<フォトポリマー塗布液の組成>
・ジ(ウレタンアクリレート)オリゴマー(Echo Resins社製、ALU−351)・・・59質量部
・イソボルニルアクリレート・・・30質量部
・ビニルベンゾエート・・・10質量部
・重合開始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製、イルガキュア784)・・・1質量部
得られたフォトポリマー塗布液を前記フィルタ層上にディスペンサーを用いて盛りつけ、このフォトポリマー上に、直径12cm、厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂製上側基板を押し付けながらディスク端部と該上側基板を接着剤で貼り合せた。なお、ディスク端部には、該フォトポリマー層が厚さ500μmとなるようにフランジ部が設けてあり、ここに、前記上側基板を接着することによってフォトポリマー層の厚さは決定され、余分なフォトポリマーはあふれ出て、除去される。以上により、実施例4の光記録媒体を作製した。
(実施例5)
−光記録媒体の作製−
実施例4において、実施例1の光記録媒体用フィルタの代わりに実施例2の光記録媒体用フィルタを用いた以外は、実施例4と同様にして、実施例5の光記録媒体を作製した。
(実施例6)
−光記録媒体の作製−
実施例4において、実施例1の光記録媒体用フィルタの代わりに実施例3の光記録媒体用フィルタを用いた以外は、実施例4と同様にして、実施例6の光記録媒体を作製した。
(実施例7)
−光記録媒体の作製−
実施例4において、反射膜とフィルタ層との間に第2ギャップ層を設けた以外は、実施例4と同様にして、実施例7の光記録媒体を作製した。なお、第2ギャップ層としては、厚さ100μmのポリカーボネートフィルムを用い、紫外線硬化樹脂にて接着した。
(参考例2)
−光記録媒体の作製−
実施例4において、実施例1の光記録媒体用フィルタの代わりに参考例1の光記録媒体用フィルタを用いた以外は、実施例4と同様にして、参考例2の光記録媒体を作製した。
<性能評価>
次に、得られた実施例4〜7及び参考例2の各光記録媒体について、以下の方法により、多重記録可能回数、シフト量及びノイズの評価を行った。結果を表4に示す。
<<多重記録可能回数>>
得られた実施例4〜7及び参考例2の各光記録媒体において、図16に示すような光記録再生装置に搭載して、実際に情報の記録を行い、多重記録可能回数を測定した。
<<シフト量及びノイズ>>
得られた実施例4〜7及び参考例2の各光記録媒体を、ホログラフィ記録再生装置(パルステック社製、SHOT−1000)に搭載して、サンプル台をμm単位でずらしながらシフト多重記録を行い、多重記録特性に対応するシフト量と、再生時に波長選択膜を漏れて通過した記録光がサーボピットパターンに当たって発生する干渉縞ノイズの大きさを測定した。ノイズの大きさは、測定結果から下記基準に基づいて評価した。前記シフト量は小さい方が、より多重記録密度が上がることが分かっている。また、前記ノイズ光は△レベルまでに留めないと実際のドライブ設計が困難になることが分かっている。
−ノイズレベルの評価基準−
◎:S/N値が8以上
○:S/N値が6以上8未満
△:S/N値が4以上6未満
×:S/N値が4未満
Figure 2006184867
表4の結果から、情報光及び再生光の強度を調整することで、多少のふれ幅は生じるがコレステリック液晶層を積層することにより、ホログラム型の光記録媒体の最終目的である多重高密度記録が可能となることが認められる。
本発明の光記録媒体用フィルタは、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、ノイズの発生を防止でき、今までにない高密度画像記録が可能なホログラム型の光記録媒体における波長選択反射膜として好適に用いられる。
本発明の光記録媒体は、入射角が変化しても選択反射波長にずれが生じることなく、ノイズの発生を防止でき、今までにない高密度画像記録が可能なホログラム型の各種光記録媒体として幅広く用いられる。
図1は、従来の光記録媒体の構造を示す概略断面図である。 図2は、赤色顔料の透過スペクトルを示すグラフである。 図3は、単層コレステリック液晶層からなるフィルタの正面(0°)からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図4は、単層コレステリック液晶層からなるフィルタ層内の40°傾斜方向からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図5は、別の単層コレステリック液晶層からなるフィルタの正面(0°)からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図6は、別の単層コレステリック液晶層からなるフィルタ層内の20°傾斜方向からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図7は、コレステリック液晶層を3層積層したフィルタの正面(0°)からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図8は、コレステリック液晶層を3層積層したフィルタ層内の40°傾斜方向からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図9は、コレステリック液晶層を2層積層したフィルタの正面(0°)からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図10は、コレステリック液晶層を2層積層したフィルタ層内の20°傾斜方向からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図11は、光記録媒体用フィルタの正面(0°)からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図12は、光記録媒体用フィルタ層内の20°傾斜方向からの入射光に対する反射特性を示すグラフである。 図13は、本発明による第一の実施形態に係る光記録媒体の一例を示す概略断面図である。 図14は、本発明による第二の実施形態に係る光記録媒体の一例を示す概略断面図である。 図15は、本発明による光記録媒体周辺の光学系の一例を示す説明図である。 図16は、本発明の光記録再生装置の全体構成の一例を表すブロック図である。
符号の説明
1 下側基板
2 反射膜
3 サーボピットパターン
4 記録層
5 上側基板
6 フィルタ層
6a コレステリック液晶層
6b 色材含有層
7 第2ギャップ層
8 第1ギャップ層
12 対物レンズ
13 ダイクロイックミラー
14 検出器
15 1/4波長板
16 偏光板
17 ハーフミラー
20 光記録媒体
21 光記録媒体
22 光記録媒体
31 ピックアップ
81 スピンドル
82 スピンドルモータ
83 スピンドルサーボ回路
84 駆動装置
85 検出回路
86 フォーカスサーボ回路
87 トラッキングサーボ回路
88 スライドサーボ回路
89 信号処理回路
90 コントローラ
91 操作部
100 光記録再生装置
A 入出射面
FE フォーカスエラー信号
TE トラッキングエラー信号
RF 再生信号

Claims (46)

  1. 顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有する色材含有層と、該色材含有層上にコレステリック液晶層とを有することを特徴とする光記録媒体用フィルタ。
  2. コレステリック液晶層が、ネマチック液晶化合物、及び光反応型カイラル化合物を含有する請求項1に記載の光記録媒体用フィルタ。
  3. 光反応型カイラル化合物が、キラル部位と、光反応性基とを有し、該キラル部位がイソソルビド化合物、イソマンニド化合物及びビナフトール化合物から選択される少なくとも1種である請求項2に記載の光記録媒体用フィルタ。
  4. 光反応性基が、光照射により炭素−炭素二重結合のトランスからシスへの異性化を生じる基である請求項3に記載の光記録媒体用フィルタ。
  5. 色材が赤色顔料である請求項1から4のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  6. 赤色顔料における532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上である請求項5に記載の光記録媒体用フィルタ。
  7. 色材含有層がバインダー樹脂を含有し、該バインダー樹脂がポリビニルアルコール樹脂である請求項1から6のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  8. 色材含有層表面が、ラビング処理されている請求項1から7のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  9. コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有する請求項1から8のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  10. コレステリック液晶層が単層である請求項1から9のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  11. コレステリック液晶層が複数層であり、各コレステリック液晶層における螺旋の回転方向が互いに同じである請求項1から9のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  12. 各コレステリック液晶層における選択反射中心波長が互いに異なる請求項11に記載の光記録媒体用フィルタ。
  13. コレステリック液晶層における選択反射波長帯域幅が100nm以上である請求項1から12のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  14. コレステリック液晶層における選択反射波長帯域が連続的である請求項1から13のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  15. 第一の波長の光を透過し、該第一の波長の光と異なる第二の波長の光を反射する請求項1から14のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  16. 第一の波長の光が350〜600nmであり、かつ第二の波長の光が600〜900nmである請求項15に記載の光記録媒体用フィルタ。
  17. λ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である請求項1から16のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  18. λ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である請求項1から17のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  19. ホログラフィを利用して情報を記録する光記録媒体の選択反射膜として用いられる請求項1から18のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
  20. 光記録媒体が、情報光及び参照光を同軸光束として該光記録媒体に照射し、前記情報光と前記参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録する請求項19に記載の光記録媒体用フィルタ。
  21. 上側基板と、下側基板と、該下側基板上にホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、前記下側基板と該記録層との間にフィルタ層とを有してなり、前記フィルタ層が、顔料及び染料の少なくともいずれかの色材を含有する色材含有層と、該色材含有層上にコレステリック液晶層とを有することを特徴とする光記録媒体。
  22. コレステリック液晶層が、ネマチック液晶化合物、及び光反応型カイラル化合物を含有する請求項21に記載の光記録媒体。
  23. 光反応型カイラル化合物が、キラル部位と、光反応性基とを有し、該キラル部位がイソソルビド化合物、イソマンニド化合物及びビナフトール化合物から選択される少なくとも1種である請求項22に記載の光記録媒体。
  24. 光反応性基が、光照射により炭素−炭素二重結合のトランスからシスへの異性化を生じる基である請求項23に記載の光記録媒体。
  25. 色材が赤色顔料である請求項21から24のいずれかに記載の光記録媒体。
  26. 赤色顔料における532nmの光に対する透過率が33%以下であり、かつ655nmの光に対する透過率が66%以上である請求項25に記載の光記録媒体。
  27. 色材含有層がバインダー樹脂を含有し、該バインダー樹脂がポリビニルアルコール樹脂である請求項21から26のいずれかに記載の光記録媒体。
  28. 色材含有層表面が、ラビング処理されている請求項21から27のいずれかに記載の光記録媒体。
  29. コレステリック液晶層が、円偏光分離特性を有する請求項21から28のいずれかに記載の光記録媒体。
  30. コレステリック液晶層が単層である請求項21から29のいずれかに記載の光記録媒体。
  31. コレステリック液晶層が複数層であり、各コレステリック液晶層における螺旋の回転方向が互いに同じである請求項21から29のいずれかに記載の光記録媒体。
  32. 各コレステリック液晶層における選択反射中心波長が互いに異なる請求項31に記載の光記録媒体。
  33. コレステリック液晶層における選択反射波長帯域幅が100nm以上である請求項21から32のいずれかに記載の光記録媒体。
  34. コレステリック液晶層における選択反射波長帯域が連続的である請求項21から31のいずれかに記載の光記録媒体。
  35. 第一の波長の光を透過し、該第一の波長の光と異なる第二の波長の光を反射する請求項21から34のいずれかに記載の光記録媒体。
  36. 第一の波長の光が350〜600nmであり、かつ第二の波長の光が600〜900nmである請求項35に記載の光記録媒体。
  37. λ〜λ/cos20°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である請求項21から36のいずれかに記載の光記録媒体。
  38. λ〜λ/cos40°(ただし、λは照射光波長を表す)における光反射率が40%以上である請求項21から37のいずれかに記載の光記録媒体。
  39. 基板が、サーボピットパターンを有する請求項21から38のいずれかに記載の光記録媒体。
  40. サーボピットパターン表面に反射膜を有する請求項39に記載の光記録媒体。
  41. 反射膜が、金属反射膜である請求項40に記載の光記録媒体。
  42. フィルタ層と反射膜との間に、基板表面を平滑化するための第1ギャップ層を有する請求項40から41のいずれかに記載の光記録媒体。
  43. 記録層とフィルタ層との間に、第2ギャップ層を有する請求項21から42のいずれかに記載の光記録媒体。
  44. 上側基板と、下側基板と、該下側基板上にホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、前記下側基板と該記録層との間にフィルタ層とを有する光記録媒体の製造方法であって、
    請求項1から20のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタを光記録媒体形状に加工し、該加工したフィルタを前記下側基板と貼り合わせてフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程を含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
  45. 請求項21から43のいずれかに記載の光記録媒体に対し情報光及び参照光を同軸光束として照射し、該情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報を記録層に記録することを特徴とする光記録方法。
  46. 請求項45に記載の光記録方法により記録層に記録された干渉パターンに参照光を照射して情報を再生することを特徴とする光再生方法。
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