JP3961534B2 - 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
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Description
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。コンピュータにより合成され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(SN比)は極めて高くなるので、重ね書きによりSN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)。
このため、図2に示す光記録媒体20aでは、情報光及び参照光として円偏光を用い、記録層4と反射膜2との間に、第二の基板1の平滑化のためのギャップ層8a、フィルタ層6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層、4分の1波長板層6dを設け、記録層とサーボ層を厚み方向に重ねている(特許文献3参照)。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、複数の層を積層した積層体や連続して螺旋ピッチが変化するコレステリック液晶層では、選択反射層に入射光が達するまでに通過する液晶層において、膜面の方向に配向した負の複屈折によって歪みを受け、再生像に歪みを生ずる原因となるという問題がある。
一方、前記ダイクロイックミラー層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という問題がある。
<1> 第一の基板と、ホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、光学補償層と、フィルタ層と、第二の基板とをこの順に有することを特徴とする光記録媒体である。
該<1>に記載の光記録媒体においては、第一の基板と、ホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、光学補償層と、フィルタ層と、第二の基板とをこの順に有することにより、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、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。したがって、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。前記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。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。また、フィルタ層上に光学補償層を形成したことにより、前記フィルタ層において生ずる負の複屈折が補正され、歪みのない再生像が再現される。
<2> 光学補償層が、支持体上に、垂直配向液晶硬化層を積層した積層体からなるからなる前記<1>に記載の光記録媒体である。
<3> 光学補償層が、面配向性及び厚み方向配向性のいずれかの配向性がある複屈折ポリマーフィルムからなる前記<1>から<2>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<4> 光学補償層が、厚み方向に複屈折遅相軸を有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<5> 光学補償層の厚みが、0.1〜100μmである前記<1>から<4>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<6> 光学補償層が、下記式(1)で表されるレターデーションRthが、−20〜−400nmである前記<1>から<5>のいずれかに記載の光記録媒体である。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d・・・式(1)
ただし、前記式(1)において、nx、ny及びnzは、前記光学補償層の法線方向(厚み方向)をZ軸とした時に、前記光学補償層中における互いに直交するX、Y、Z軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、dは、前記光学補償層の厚みを表す。
<7> フィルタ層が、コレステリック液晶層からなり、該コレステリック液晶層が、少なくとも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>から<6>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<8> 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<1>から<7>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<9> 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<1>から<8>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<10> コレステリック液晶層を、2層以上積層してなる前記<1>から<9>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<10>に記載の光記録媒体においては、コレステリック液晶層を2層以上積層することによって、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、照射光反射の角度依存性を解消することができる。
<11> 各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<10>に記載の光記録媒体である。
<12> 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<11>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<13> 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<1>から<12>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<14> 各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である。
該<11>から<14>のいずれかに記載の光記録媒体においては、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> 第一の光を透過し、該第一の光と異なる第二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である。
<16> 第一の光の波長が350〜600nmであり、かつ第二の光の波長が600〜900nmである前記<1>から<15>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<17> λ0〜λ0/cos20°(ただし、λ0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である。
<18> λ0〜λ0/cos40°(ただし、λ0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である。
<19> 第一の基板が、サーボピットパターンを有する前記<1>から<18>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<20> サーボピットパターン表面に反射膜を有する前記<19>に記載の光記録媒体である。
<21> 反射膜が、金属反射膜である前記<20>に記載の光記録媒体である。
<22> フィルタ層と反射膜との間に、第二の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<1>から<21>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<22>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。
<23> 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<1>から<22>のいずれかに記載の光記録媒体である。
該<23>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。
<24> フィルタ層が、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<23>のいずれかに記載の光記録媒体である。
<26> 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25に記載の光記録媒体用フィルタである。
<27> 光記録媒体に対する情報光及び参照光の照射が、該情報光の光軸と該参照光の光軸とが同軸となるようにして行なわれ、該情報光と該参照光との干渉により生成される干渉パターンによって情報が記録層に記録される前記<25>から<26>のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタである。
該<28>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により、第二の基板上にコレステリック液晶層を積層した積層体からなるフィルタ層を形成する。その結果、塗布等の簡便な方法により、効率よく光記録媒体を低コストで大量生産することができる。
<29> コレステリック液晶層が2層以上からなるフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程を含む前記<28>に記載の光記録媒体の製造方法である。
該<30>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、情報光及び参照光の照射が、該情報光の光軸と該参照光の光軸とが同軸になるようにして行われ、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。
該<31>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。
本発明の光記録媒体は、第一の基板と、ホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、光学補償層と、フィルタ層と、第二の基板とをこの順に有し、必要に応じて適宜選択したその他の層を有する光記録媒体である。
前記光学補償層は、再生像に生ずる若干の歪みを補正して、歪みのない再生像を得るための層である。前記歪みは、複数の層を積層したフィルタ層などの積層体や連続して螺旋ピッチが変化するコレステリック液晶層において生ずるもので、入射光の入射角がずれた場合に、該入射光が選択反射層に達するまでに通過する液晶層などにおいて、膜面方向に配向した負の複屈折によって円偏光が楕円偏光などに変化させられたり、円偏光が直線偏光になるなど、該入射光の位相が影響を受けることが原因となって生ずる。
前記歪み補正としては、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、前記光学補償層を、厚み方向に複屈折遅相軸を有する層を形成することにより、行ってもよい。
前記いずれの形態においても、前記積層体の厚み方向に、複屈折における光の位相を遅延させる遅相軸が形成され、フィルタ層などで発生する前記歪みが補正される。なお、前記遅相軸は、屈折率が最大となる方向を意味する。前記屈折率をnとすると、光の速度をvとし、真空中での光の速度をcとしたとき、次式、n=c/v、で表わされる。前記複屈折の大きさは、光の位相差として検出、定量化することができ、単位は、一般に波の位相を角度で表した値が用いられ、例えば、1波長の位相差があるときは、「位相差=360度(deg)」となる。他方、位相差を波長で規格化し、長さの単位に換算して表わされることもある。例えば、波長633nmの光の場合、測定時の位相差が15度であったときの複屈折量は、633×15/360=26.4(nm)のように表すこともできる。また、前記位相差は、下記式で表されるレターデーション値を用いることもでき、本発明の光学補償層の歪み補正について、好適な前記レターデーション値を光学特性として用いる。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d・・・式(1)
ただし、前記式(1)において、nx、ny及びnzは、前記光学補償層の法線方向(厚み方向)をZ軸とした時に、前記光学補償層中における互いに直交するX、Y、Z軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、dは、前記光学補償層の厚みを表す。前記屈折率の測定波長は、λ=550nmでの値を表す。
前記レターデーションRthが、−400nm未満であると、フィルタ層中のコレステリック液晶層の厚み方向の歪み補正の値を超えてしまう。−20nmを超えるとフィルタ層などで発生する歪を補正する上で、有効な値と言えなくなる。
前記垂直配向の形態としては、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、支持体としての等方性基材フィルム上に垂直配向液晶硬化層を形成し、その上に必要に応じてポリビニルアルコール層(PVA層)を形成した後、ラビング処理を施し、水平配向能を付与し、液晶層を形成する形態などが挙げられる。この場合、前記情報光は、前記等方性基材フィルム側から入射させ、入射光の位相を調節することができる。
前記垂直配向液晶硬化層としては、前記光学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、複屈折ポリマーフィルムからなる高分子フィルム、及び支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層などが挙げられる。前記位相差層は、1層でもよく、2層以上を積層してもよい。
これらの中でも、揺らぎの無い均一な垂直配向が得られるスメクチックA相、B相を示す液晶が好ましい。また、添加剤の存在下において、適切な配向温度範囲で、上記液晶状態となる棒状液晶性化合物については、該添加剤と棒状液晶性化合物を含有する組成物を用いて層を形成することも好ましい。
具体的には、ポリマーの官能基により前記配向膜の表面エネルギーを低下させ、これにより液晶性化合物を立てた状態にする。前記配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基としては、フッ素原子及び炭素原子数が10以上の炭化水素基が有効である。前記フッ素原子又は前記炭化水素基を前記配向膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側鎖に前記フッ素原子又は前記炭化水素基を導入することが好ましい。含フッ素ポリマーは、フッ素原子を0.05〜80質量%の割合で含むことが好ましく、0.1〜70質量%の割合で含むことがより好ましく、0.5〜65質量%の割合で含むことが特に好ましく、1〜60質量%の割合で含むことが最も好ましい。
これらの変性ポリビニルアルコール化合物の具体例として、特開2000−155216号公報明細書中の段落番号[0022]〜[0145]、同2002−62426号公報明細書中の段落番号[0018]〜[0022]に記載の化合物等が挙げられる。
したがって、架橋性官能基を有するポリマーを用いて配向膜を形成することで、光学補償シートの強度を著しく改善することができる。配向膜ポリマーの架橋性官能基は、多官能モノマーと同様に、重合性基を含むことが好ましい。具体的には、特開2000−155216号公報明細書中段落番号[0080]〜[0100]記載の重合性基等が挙げられる。
前記液晶層は、前記第2位相差領域の組成物として前記棒状液晶性化合物を用いてもよい。前記棒状液晶性化合物としては、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、下記構造式(L)で表される棒状液晶性化合物などが挙げられる。また、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。液晶分子には活性光線や電子線、熱などによって重合や架橋反応を起こしうる部分構造を有するものが好適に挙げられる。その部分構造の個数は1〜6個が好ましく、1〜3個がより好ましい。
前記棒状液晶性分子の重合のための光照射としては、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、紫外線を用いることが好ましい。前記光照射の照射エネルギーは、20mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがより好ましい。前記光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。前記光学異法性層を含む前記第1位相差領域の厚みは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがより好ましく、1〜5μmであることが特に好ましい。
前記空気界面垂直配向剤は、空気界面側において前記液晶性化合物を垂直に配向制御する化合物であり、通常、液晶性化合物は、空気界面側では傾斜して配向する性質を有するので、均一に垂直配向した状態を得るために用いられる。この目的のために、空気界面側に偏在して、その排除体積効果や静電気的な効果によって前記液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を液晶塗布液に含有させて、位相差層を形成することが好ましい。
前記支持体としては、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、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。また、波長分散が小さいことが好ましく、具体的には、Re400/Re700の比が1.2未満であることが好ましい。
前記等方性基材フィルム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、溶融製膜、溶液製膜、インフレーション法、流延法などが挙げられる。
前記位相差層中のその他の材料としては、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、前記液晶性化合物と共に、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマー等を併用して、塗工膜の均一性、膜の強度、液晶性化合物の配向性等を向上させることができる。これらの素材は、前記液晶性化合物と相溶性を有し、配向を阻害しないことが好ましい。
前記面配向性、厚み方向配向性のあるフィルムの形態としては、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、屈折率異方性が負の材料を用い、面配向フィルムを製膜することにより、厚み方向に屈折率楕円体が伸びるように作製した補償膜フィルムや、屈折率異方性が正の材料を用いて、厚み方向延伸工程を経た複屈折ポリマーフィルムなどが挙げられる。
前記厚みが、0.1μm未満であると、負の複屈折を十分に補正することができないことがあり、100μmを超えると、有効記録エリアを狭くしてしまい、記録密度を下げてしまうことがある。
前記フィルタ層は、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、再生像に歪みを生ずることがなく、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ために用いられる。
本発明のフィルタ層は、コレステリック液晶層及び必要に応じて適宜選択したその他の層を積層した積層体である。
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。
したがって、前記各コレステリック液晶層は、第一の光を透過し、該第一の光と異なる第二の光の円偏光を反射することが好ましく、前記第一の光の波長が350〜600nmであり、かつ前記第二の光の波長が600〜900nmであることが好ましい。
<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。
<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。
したがって、各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λ0〜λ0/cos20°、特にλ0〜λ0/cos40°(ただし、λ0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。
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5に示すような反射特性を有するフィルタ層が得られる。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。
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、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フィルタ層が得られる。
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。
前記カイラル化合物としては、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、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。
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。
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、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、前記各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。
前記光記録媒体用フィルタは、基材上に前記フィルタ層及び必要に応じて適宜選択したその他の層を積層した積層体である。
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。
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、該基材上に各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。
また、前記光記録媒体用フィルタの厚み(基材を除く各コレステリック液晶層の合計厚み)は、例えば、1〜30μmが好ましく、3〜10μmがより好ましい。
前記第一の基板及び第二の基板としては、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、同じ基板でもよく、異なる基板でもよいが、少なくとも形状及び大きさは同じものであることが好ましい。また、前記基板の形状、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。
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。
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GeS2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。
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。
前記反射膜の厚みは、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。
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、第二の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。
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。
<第一の実施形態>
図7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又はガラス材からなる第二の基板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7では第二の基板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1750Å(175nm)であり、第二の基板を始め他の層の厚みに比べて充分に小さいものである。
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の上に光学補償層9が設けられ、第一の基板5及び第二の基板1(ポリカーボネート樹脂基板やガラス基板)とによって、第1ギャップ層8、フィルタ層6、光学補償層9及び記録層4を挟むことによって光記録媒体21が構成される。
このフィルタ層6は、コレステリック液晶層6a、6b、及び6cが3層積層された積層体である。このコレステリック液晶層の積層体であるフィルタ層6は、第1ギャップ層8上に塗布によって直接形成してもよいし、基材上に3層積層したコレステリック液晶層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を3層積層することによって、λ0〜λ0/cos20°、特にλ0〜λ0/cos40°(ただし、λ0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。
光学補償層9は、コレステリック液晶層6が3層形成された本形態では、記録層4との境界に接する最外層の6a上に形成され、前記コレステリック液晶層6により生ずる負の複屈折を光の位相を遅延させることにより補正するので、再生像に歪みは生ずることはない。
なお、図3に示したλ0〜1.3λ0の反射域は、λ0=532nmのとき1.3λ0=692nmとなり、サーボ光が655nmの場合はサーボ光を反射してしまう。ここに示すλ0〜1.3λ0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、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、その場合には図5に示すλ0〜1.1λ0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、サーボ光透過には全く支障がなくなる。
図8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材料から第二の基板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1750Å(175nm)である点については、第一の実施形態と同様である。
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及び光学補償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。
前記フィルタ層形成工程は、第二の基板上にコレステリック液晶層を積層した積層体からなるフィルタ層を形成する工程である。
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、レーザーカッターによる焼き切り加工、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/cm2であれば、例えば、10〜600秒が好ましく、10〜300秒がより好ましい。また、露光照度を1mW/cm2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。
前記光学補償層形成工程は、フィルタ層上に、前記光学補償層が積層されたフィルムからなる積層体を転写することにより行われ、例えば、下記第一の工程及び第二の工程の少なくともいずれかの工程により行われる。
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。
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。
図9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。
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。
<光学補償層の積層体の作製>
−支持体の作製−
前記光学補償層の積層体に用いる支持体として、トリアセチルセルロースフィルム(富士写真フイルム(株)製、フジタック)を用いた。前記トリアセチルセルロースフィルムの厚みは、60μmであり、レターデーションReは、3nm、レターデーションRthは、40nmであった。
前記各レターデーションは、自動複屈折率計(KOBRA−21DH:王子計測器(株)製)を用いて測定し、算出した。
次に、下記構造式(1)で表される棒状液晶化合物3.8g、光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)0.06g、増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製)0.02g、下記構造式(2)で表される空気界面側垂直配向剤0.002gを9.2gのメチルエチルケトンに溶解した塗布液を調製した。
前記各レターデーションの測定は、自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、製作した前記フィルムの光入射角度依存性を測定し、予め測定した前記フィルムの寄与分を差し引くことによって、光学補償層のみの光学特性を算出した。
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)厚み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)を厚み1μmとなるように塗布したベースフィルムを用意した。このベースフィルムをラビング装置に通して、ポリビニルアルコール膜面をラビングし、液晶配向能を付与した。
*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、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/cm2で露光して、厚み2μmのコレステリック液晶層硬化膜Bを形成した。
更に、前記コレステリック液晶層(B)の上に、得られた光学補償層の積層体をベースフィルム面を前記コレステリック液晶層(B)と反対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、負の複屈折を補正する光学補償層と、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コレステリック液晶層(A)及び(B)からなる光記録媒体用フィルタを作製した。
得られた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の光記録媒体用フィルタは、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。結果を表3に示す。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−300nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−400nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−450nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例4の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−600nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例5の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−150nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例6の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−80nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例7の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−40nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例6の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、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)、(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上に厚み2μmのコレステリック液晶層硬化膜(C)を形成し、更に、前記コレステリック液晶層(C)の上に、得られた光学補償層の積層体をベースフィルム面を前記コレステリック液晶層(C)と反対側にして貼り付けた以外は、実施例1と同様にして、コレステリック液晶層(A)、(B)及び(C)からなる光記録媒体用フィルタを作製した。
*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)
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−300nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例10の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−400nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例11の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−450nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例12の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−600nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例13の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−150nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例14の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−80nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例15の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層のレターデーションRth−225nmを、レターデーションRth−40nmに代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例16の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例1において、光学補償層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体用フィルタの作製−
実施例9において、光学補償層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例2の光記録媒体用フィルタを作製した。
−光記録媒体の作製−
第二の基板としては、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、第二の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。
得られた前記フィルム層上に、前記実施例1で得られた光学補償層を、ベースフィルム面を前記フィルタ層と反対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。
<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
実施例2Aは、光記録媒体用フィルタとして実施例2で得られた光記録媒体用フィルタを用い、実施例3Aは、光記録媒体用フィルタとして実施例3で得られた光記録媒体用フィルタを用いるというように、同様にして実施例4Aから実施例16A、及び比較例1A〜比較例2Aまでの各光記録媒体を作製した。
次に、得られた実施例1A〜16A及び比較例1A〜2Aの各光記録媒体について、図9に示すような光記録再生装置に搭載して、実際に情報の記録及び再生を行い、再生像の歪みの有無を目視で観察し、下記の基準で評価した。結果を表3に示す。
○・・・・・再生像に歪が全く認められない。
△・・・・・再生像の一部分に歪が僅かに認められる。
×・・・・・再生像の一部分に歪が認められる。
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。
2 反射膜
3 サーボビットパターン
4 記録層
5 第一の基板
6 フィルタ層
6a、6b、6c コレステリック液晶層
6d 4分の1波長板層
7 第2ギャップ層
8 第1ギャップ層
8a ギャップ層
9 光学補償層
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、20a 光記録媒体
21、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 フォーカルサーボ回路
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 走査部
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 (32)
- 第一の基板と、ホログラフィを利用して情報を記録する記録層と、光学補償層と、フィルタ層と、第二の基板とをこの順に有することを特徴とする光記録媒体。
- 光学補償層が、支持体上に、垂直配向液晶硬化層を積層した積層体からなる請求項1に記載の光記録媒体。
- 光学補償層が、面配向性及び厚み方向配向性のいずれかの配向性がある複屈折ポリマーフィルムからなる請求項1から2のいずれかに記載の光記録媒体。
- 光学補償層が、厚み方向に複屈折遅相軸を有する請求項1から3のいずれかに記載の光記録媒体。
- 光学補償層の厚みが、0.1〜100μmである請求項1から4のいずれかに記載の光記録媒体。
- 光学補償層が、下記式(1)で表されるレターデーションRthが、−20〜−400nmである請求項1から5のいずれかに記載の光記録媒体。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d・・・式(1)
ただし、前記式(1)において、nx、ny及びnzは、前記光学補償層の法線方向(厚み方向)をZ軸とした時に、前記光学補償層中における互いに直交するX、Y、Z軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、dは、前記光学補償層の厚みを表す。 - フィルタ層が、コレステリック液晶層からなり、該コレステリック液晶層が、少なくとも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請求項1から6のいずれかに記載の光記録媒体。
- 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1から7のいずれかに記載の光記録媒体。
- 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1から8のいずれかに記載の光記録媒体。
- コレステリック液晶層を、2層以上積層してなる請求項1から9のいずれかに記載の光記録媒体。
- 各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10に記載の光記録媒体。
- 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10から11のいずれかに記載の光記録媒体。
- 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10から12のいずれかに記載の光記録媒体。
- 各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10から13のいずれかに記載の光記録媒体。
- 第一の光を透過し、該第一の光と異なる第二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。
- 第一の光の波長が350〜600nmであり、かつ第二の光の波長が600〜900nmである請求項1から15のいずれかに記載の光記録媒体。
- λ0〜λ0/cos20°(ただし、λ0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。
- λ0〜λ0/cos40°(ただし、λ0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。
- 第一の基板が、サーボピットパターンを有する請求項1から18のいずれかに記載の光記録媒体。
- サーボピットパターン表面に反射膜を有する請求項19に記載の光記録媒体。
- 反射膜が、金属反射膜である請求項20に記載の光記録媒体。
- フィルタ層と反射膜との間に、第1ギャップ層を有する請求項1から21のいずれかに記載の光記録媒体。
- 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1から22のいずれかに記載の光記録媒体。
- フィルタ層が、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23のいずれかに記載の光記録媒体。
- 支持体上に、請求項1から24のいずれかに記載の光学補償層及びフィルタ層を積層してなることを特徴とする光記録媒体用フィルタ。
- 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25に記載の光記録媒体用フィルタ。
- 光記録媒体に対する情報光及び参照光の照射が、該情報光の光軸と該参照光の光軸とが同軸となるようにして行なわれ、該情報光と該参照光との干渉により生成される干渉パターンによって情報が記録層に記録される請求項25から26のいずれかに記載の光記録媒体用フィルタ。
- 請求項1から24のいずれかに記載の光記録媒体を製造する方法であって、第二の基板上に、コレステリック液晶層を積層した積層体からなるフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程と、該コレステリック液晶層上に光学補償層を積層する光学補償層形成工程とを含むことを特徴とする光記録媒体の製造方法。
- コレステリック液晶層が2層以上からなるフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程を含む請求項28に記載の光記録媒体の製造方法。
- 請求項1から24のいずれかに記載の光記録媒体に対し、情報光及び参照光の照射を、該情報光の光軸と該参照光の光軸とが同軸となるようにして行い、前記情報光と前記参照光との干渉により生成され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。
- 請求項30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記録情報を再生することを特徴とする光再生方法。
- 参照光が、光記録媒体の記録に用いられた参照光と同じ角度で、干渉パターンに照射して記録情報を再生する請求項30に記載の光再生方法。
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