(57)【要約】【課題】スピンコート法を用いて厚膜の記録層を備えた光記録媒体を製造する。【解決手段】光異性化成分を含有する第１の塗布液をスピンコートして形成した記録層の表面に、記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有し、且つこの記録層を溶解しない第２の塗布液をスピンコートして中間層を形成する。形成された中間層は、第１の塗布液により溶解されないので、更にこの上に記録層を積層することができる。これにより、記録層の厚膜化と記録の高密度化とが図られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の基板上にホログラフィーにより情報を記録する記録層が中間層を介して複数積層された光記録媒体を製造する光記録媒体の製造方法であって、
水平に保持された前記基板又は前記中間層の表面に、光異性化によりホログラムを記録する光異性化成分を含有する第１の塗布液を付与し、前記基板の回転により生じる遠心力によって前記第１の塗布液を外周側に流延させ、前記基板の外周縁部から飛散させると共に塗膜を乾燥させて、前記記録層を形成し、
前記記録層の表面に、前記記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有し且つ前記記録層を溶解しない第２の塗布液を付与し、前記基板の回転により生じる遠心力によって前記第２の塗布液を外周側に流延させ、前記基板の外周縁部から飛散させると共に塗膜を乾燥させて、前記第１の塗布液により溶解されない中間層を形成する、
光記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記複数の記録層は、同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有する請求項１に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記中間層の厚さを、前記記録層の厚さより薄くする請求項１または２に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記中間層の厚さを、入射波長λの１／４以下とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記第１の塗布液の粘度を、前記第２の塗布液の粘度よりも高くする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記光異性化成分が、光異性化有機原子団を含有する高分子成分又は光異性化有機分子を分散した高分子成分である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記光異性化有機原子団又は光異性化有機分子がアゾベンゼンである請求項６に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記記録層及び前記中間層からなる積層膜の厚さが１０μｍ以上である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項９】
ディスク状の基板上にホログラフィーにより情報を記録する記録層が複数積層された光記録媒体であって、
光異性化によりホログラムを記録する光異性化成分を含有する記録層と、
前記記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有し、且つ前記記録層を溶解しない溶剤に溶解または分散可能な材料で構成された中間層と、
が交互に積層された光記録媒体。
【請求項１０】
前記記録層が非水溶性の材料で構成され、且つ前記中間層が水に溶解または分散可能な材料で構成された請求項９に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体及び光記録媒体の製造方法にかかり、特に、ホログラフィーにより情報を記録する記録層が複数積層された光記録媒体と、スピンコート法を用いてその光記録媒体を製造する光記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相変化方式により直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅ（ギガバイト）の高密度記録が可能なＤＶＤ−ＲＡＭ等、書換え可能な光ディスク記録媒体はすでに広く普及している。しかしながら、これらの光ディスク記録媒体は面内にデータを記録するため、光の回折限界に制限され高密度記録の物理的限界が近づいている。更なる大容量化のためには、奥行き方向も含めた３次元（体積型）記録が必要となる。上述したような体積型の光記録媒体としては、ホログラム格子の体積記録が可能な体積型ホログラフィックメモリが有望視されている。
【０００３】
体積型ホログラフィックメモリにおいて、大容量化を実現するためには「記録層の厚膜化」が最も重要である。一般に、厚いホログラムほど、回折させるための入射角度条件は厳しくなり、ブラッグ条件から少しずらすだけで回折光は消失する。体積型ホログラフィックメモリにおける角度多重方式は、この角度選択性を利用する。即ち、同一体積内に複数のホログラムを形成し、読み出し光の入射角度を制御することによって、任意のホログラムをクロストークなしに読み出すことを可能としている。このように、記録層の膜厚を増加させることによって角度選択性を向上させれば、多重度を上げることができ、記録容量を増加させることが可能となる。
【０００４】
ＤＶＤ等では、記録層の形成には一般にスピンコート法が使われている。スピンコート法では、回転しているディスクの内周側に塗布液を滴下し、遠心力により該塗布液を外周側に流延させて塗膜を形成させると共に、その余分の塗布液を基板の外周縁部から振り切り、次いで、塗膜から溶媒を除去するものである。このスピンコート法を用いて記録層と非記録層とを交互に積層し、多層型のホログラフィックメモリを製造した例がある（特許文献１参照）。この例では、光反応性成分を含む高分子をピリジンに溶解して調整した溶液Ａをスピンコートして厚さ１μｍの記録層を形成し、この記録層上に、ポリビニルアルコールを水に溶解して調整した溶液Ｂをスピンコートして厚さ８μｍの非記録層を形成する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２５０４９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スピンコート法で体積型ホログラフィに用いる数十μｍ以上の厚膜の記録層を１回の塗布にて形成することは非常に困難である。特許文献１に記載のホログラフィックメモリは多重記録を行うものではないため、特許文献１に記載の方法で作製される記録層の厚さは約１μｍと薄い。更にクロストークを避けるために、積層記録媒体中に記録されるホログラムはそれぞれの記録層内に形成され、体積型ホログラフィに適さない。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、スピンコート法を用いて厚膜の記録層を備えた光記録媒体を製造することができる光記録媒体の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、積層された厚膜全体に体積型ホログラムを形成可能な光記録媒体と、その光記録媒体を製造することができる光記録媒体の製造方法と、を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光記録媒体の製造方法は、ディスク状の基板上にホログラフィーにより情報を記録する記録層が中間層を介して複数積層された光記録媒体を製造する光記録媒体の製造方法であって、水平に保持された前記基板又は前記中間層の表面に光異性化成分を含有する第１の塗布液を付与し、前記基板の回転により生じる遠心力によって前記第１の塗布液を外周側に流延させ、前記基板の外周縁部から飛散させると共に塗膜を乾燥させて、前記記録層を形成し、前記記録層の表面に、前記記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有し且つ前記記録層を溶解しない第２の塗布液を付与し、前記基板の回転により生じる遠心力によって前記第２の塗布液を外周側に流延させ、前記基板の外周縁部から飛散させると共に塗膜を乾燥させて、前記第１の塗布液により溶解されない中間層を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光記録媒体の製造方法では、光異性化成分を含有する第１の塗布液をスピンコートして形成した記録層の表面に、この記録層を溶解しない第２の塗布液をスピンコートして中間層を形成する。形成された中間層は、第１の塗布液により溶解されないので、更にこの上に記録層を積層することができる。これにより、中間層を介して記録層の厚膜化が図られる。
【００１０】
また、ホログラムが記録層及びそれらに挟まれた中間層にまたがって記録されるように、中間層には記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有させる。中間層に含有される光異性化成分は、記録層に含有される光異性化成分と同じでもよく、異なっていてもよい。中間層に光異性化成分を含有させることで、中間層にも情報を記録することができ、記録容量が増大する。
【００１１】
上記の光記録媒体の製造方法において、複数の記録層及び中間層は、同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有することが好ましい。複数の記録層及び中間層の各々に記録された情報の記録及び再生を単一光源で行うことができ、記録及び再生システムの構成が簡単で安価になる。その結果、光学的精度のウインドウが大きくとれる。
【００１２】
また、中間層の厚さは、記録層の厚さより薄くすることが好ましく、入射波長λの１／４以下とすることがより好ましい。中間層の厚さを記録層の厚さよりも薄くすることで、より一層、記録層の厚膜化が図られる。また、中間層の厚さを入射波長λの１／４以下とすることで、入射した光が界面で反射せずに透過し、記録や再生に影響を及ぼさない。
【００１３】
また、第１の塗布液の粘度を、第２の塗布液の粘度よりも高くすることが好ましい。第１の塗布液の粘度を高くすることで、より一層、記録層の厚膜化が図られる。記録層及び中間層からなる積層膜の厚さは、１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００１４】
なお、光異性化成分は、光異性化有機原子団を含有する高分子成分でもよく、光異性化有機分子を分散した高分子成分でもよい。光異性化有機原子団又は光異性化有機分子としては、アゾベンゼンが特に好ましい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明の光記録媒体は、ディスク状の基板上にホログラフィーにより情報を記録する記録層が複数積層された光記録媒体であって、光異性化によりホログラムを記録する光異性化成分を含有する記録層と、前記記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有し、且つ前記記録層を溶解しない溶剤に溶解または分散可能な材料で構成された中間層と、が交互に積層されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の光記録媒体は、その中間層に記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分が含有されているので、ホログラムを記録層及びそれらに挟まれた中間層にまたがって記録することができる。即ち、中間層は実質的には記録層として機能する。例えば、記録層を非水溶性の材料で構成し、且つ中間層を水に溶解または分散可能な材料で構成することで、記録層と中間層とを交互に積層することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光記録媒体の製造方法の実施の形態について説明する。
［光記録媒体］
先ず、本発明の製造方法により得られる光記録媒体の構成について説明する。
【００１８】
光記録媒体３５は、図１に示すように、中心部にセンターホール１０が形成されたディスク状の記録媒体である。また、光記録媒体３５は、図２に示すように、ディスク状の透明基板１２上に、記録層１４及び中間層１６が交互に複数層ずつ積層されて形成されている。図２には、５層の記録層１４と４層の中間層１６とが形成された例を示すが、積層数はこれには限定されない。
【００１９】
透明基板１２としては、石英基板、ガラス基板、及びプラスチック基板を用いることができる。ここで「透明」とは、記録光及び再生光に対して透明であることを意味する。プラスチック基板の材料としては、例えば、複屈折率を低くした、ポリカーボネート；ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキシ樹脂；アモルファスポリオレフィン、及びポリエステルなどを挙げることができる。耐湿性、寸法安定性及び価格などの点から、ポリカーボネートが特に好ましい。透明基板１２の厚さは、０．０１〜５ｍｍとすることが好ましい。また、透明基板１２には、トラッキング用の案内溝またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸（プリグルーブ）が形成されていてもよい。
【００２０】
記録層１４及び中間層１６は、光異性化により屈折率または吸収率が変化してホログラムを記録することが可能であり、変化した屈折率または吸収率が常温で保持される材料であれば、どのような材料で構成されていてもよい。好適な材料としては、光誘起複屈折性を示す光感応性の材料が挙げられる。光誘起複屈折性を示す材料は、入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。なお、偏光分布に対応した光誘起複屈折によるホログラムを記録することができる光記録媒体を、偏光感応型の光記録媒体と称する。
【００２１】
光誘起複屈折性を示す材料としては、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子が特に好適である。また、光異性化する基または分子としては、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００２２】
ここで、アゾベンゼンを例に光誘起複屈折の原理について説明する。アゾベンゼンは、下記化学式に示すように、光の照射によってトランス−シスの光異性化を示す。光記録層に光照射する前は、光記録層にはトランス体のアゾベンゼンが多く存在する。これらの分子はランダムに配向しており、マクロに見て等方的である。光記録層に矢印で示す所定方向から直線偏光を照射すると、その偏光方位と同じ方位に吸収軸を持つトランス１体は選択的にシス体に光異性化される。偏光方位と直交した吸収軸を持つトランス２体に緩和した分子は、もはや光を吸収せずその状態に固定される。結果として、マクロに見て吸収係数及び屈折率の異方性、つまり二色性と複屈折が誘起される。一般に、これらの性質は、光誘起複屈折性、光誘起２色性、または光誘起異方性と呼ばれている。また、円偏光または無偏光の光を照射することによって、これら励起された異方性を消去することができる。
【００２３】
【化１】
2004287264.tif 000002
【００２４】
このような光異性化基を含む高分子は、光異性化により高分子自身の配向も変化し大きな複屈折を誘起することができる。このように誘起された複屈折は高分子のガラス転移温度以下で安定であり、ホログラムの記録に好適である。
【００２５】
記録層１４を構成する材料の好適な例として、下記一般式（１）で表される側鎖にアゾベンゼンを有するポリエステルを挙げることができる。このポリエステルは、側鎖のアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に起因して、信号光の強度及び偏光方向をホログラムとして記録できる。これらの中でも、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルが好適である。（”Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｒｅｔｒｉｅｖａｌ  ｏｆ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｂｙ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｃｙａｎｏａｚｏｂｅｎｚｅｎｅ  ｕｎｉｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｉｄｅ  ｃｈａｉｎ”，  Ｋ．Ｋａｗａｎｏ，  Ｔ．  Ｉｓｈｉｉ，  Ｊ．  Ｍｉｎａｂｅ，  Ｔ．  Ｎｉｉｔｓｕ，  Ｙ．  Ｎｉｓｈｉｋａｔａ  ａｎｄ  Ｋ．  Ｂａｂａ，  Ｏｐｔ．  Ｌｅｔｔ．  Ｖｏｌ．  ２４  （１９９９）  ｐｐ．  １２６９−１２７１）。
【００２６】
【化２】
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【００２７】
上記の式中、Ｘはシアノ基、メチル基、メトキシ基、またはニトロ基を表し、Ｙはエーテル結合、ケトン結合、またはスルホン結合による２価の連結基を表す。また、ｌ及びｍは２から１８の整数、より好ましくは４から１０の整数を表し、ｎは５から５００の整数、より好ましくは１０から１００の整数を表す。
【００２８】
個々の記録層１４の膜厚は、１〜１００μｍの範囲が好ましく、５〜３０μｍの範囲がより好ましい。また、記録層１４の膜厚は、媒体全体では１０〜１０００μｍの範囲が好ましく、１００〜５００μｍの範囲がより好ましい。なお、上記の記録層１４の形成方法については後述する。
【００２９】
中間層１６は、記録層１４を積層して媒体全体で記録層の厚膜化を図ると同時に体積型ホログラムの記録機能を持たせるために、記録層１４間に挿入される。中間層１６に使用される材料としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール、カチオン化セルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、水溶性キトサン、ゼラチン、アミロース、ペクチニン酸等の水溶性の材料を挙げることができる。また、上述した通り、中間層１６には、上記の記録層１４に使用されるホログラム記録材料が添加される。中間層１６にホログラム記録材料が含まれることにより、媒体全体を記録層として使用することができる。
【００３０】
中間層１６の厚さは、記録層１４の厚さより薄くすることが好ましい。具体的には、中間層１６の厚さは０．０５〜０．２μｍの範囲が好ましく、入射波長λの１／４以下がより好ましい。中間層１６を薄くすることで、実質的に記録層１４の厚膜化が図られる。中間層１６を入射波長λの１／４以下まで薄くすることで、界面での反射が防止される。なお、上記の中間層１６の形成方法については後述する。
【００３１】
［光記録媒体の製造方法］
次に、上記の光記録媒体を製造する本発明の光記録媒体の製造方法について説明する。本発明の製造方法では、以下に説明する「記録層の形成工程」と「中間層の形成工程」とを交互に繰り返して、記録層と中間層とが交互に積層された光記録媒体を製造する。
【００３２】
（記録層の形成工程）
記録層１４は、透明基板１２又は中間層１６の表面に、記録層用の塗布液をスピンコートして形成される。スピンコートは、回転しているディスク状の透明基板１２の内周側に塗布液を滴下し、遠心力により該塗布液を外周側に流延させて塗膜を形成させると共に、その余分の塗布液を透明基板１２の外周縁部から振り切り、次いで、塗膜から溶媒を除去するものである。
【００３３】
記録層用の塗布液は、上述したホログラム記録材料を適当な溶剤に溶解して調整する。塗布液を調製するための溶剤としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、塩化メチレン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。溶剤は、記録層１４に使用される材料を完全に溶解すると共に塗布時に中間層１６を溶解させないように、記録層１４に使用される材料の溶解性と中間層１６を構成する材料の溶解性とを考慮して適宜選択される。
【００３４】
記録層用の塗布液の濃度は、均一で且つ厚い塗膜を形成するために、０．０１〜５０質量％の範囲が好ましく、０．５〜１０質量％の範囲がより好ましい。ホログラム記録材料等は、超音波処理、ホモジナイザー、加温等の方法を用いて溶剤に均一に溶解させる。塗布液中にはさらに酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
【００３５】
塗布液の付与量は、１００〜５０００ｍｌ／ｍ２が好ましく、２００〜１０００ｍｌ／ｍ２がより好ましい。塗布液付与後から乾燥終了までの基板の回転数は、１０〜５００００ｒｐｍが好ましく、１００〜１００００ｒｐｍがより好ましい。塗布温度は、室温〜１３０℃が好ましく、２０〜１００℃がより好ましい。また、塗布時の相対湿度は、５〜８０％ＲＨが好ましく、５〜７０％ＲＨがより好ましい。更に、乾燥工程を設けることもできる。
【００３６】
（中間層の形成工程）
中間層１６は、記録層１４の表面に、中間層用の塗布液をスピンコートして形成される。中間層用の塗布液は、上述した中間層を構成する材料を適当な溶剤に溶解して調整する。塗布液を調製するための溶剤としては、記録層１４を構成する材料を溶解しないことが必要とされ、例えば、水を挙げることができる。
【００３７】
中間層用の塗布液の濃度は、０．０１〜５０質量％の範囲が好ましく、０．１〜１０質量％の範囲がより好ましい。
【００３８】
塗布液の付与量は、１００〜５０００ｍｌ／ｍ２が好ましく、２００〜１０００ｍｌ／ｍ２がより好ましい。塗布液付与後から乾燥終了までの基板の回転数は、１０〜５００００ｒｐｍが好ましく、１００〜１００００ｒｐｍがより好ましい。塗布温度は、室温〜１３０℃が好ましく、２０〜１００℃がより好ましい。また、塗布時の相対湿度は、５〜８０％ＲＨが好ましく、５〜７０％ＲＨがより好ましい。更に、乾燥工程を設けることもできる。
【００３９】
以上の通り、スピンコートで形成した記録層の表面に、この記録層を溶解しない塗布液をスピンコートして中間層を形成し、形成された中間層の表面に更に記録層を積層することができるので、中間層を介して積層膜の厚膜化が図られる。
【００４０】
得られた光記録媒体は、中間層にも記録層に含有されるホログラム記録材料と同じ波長の光で異性化してホログラムを記録することが可能なホログラム記録材料が含まれており、ホログラムが記録層及びそれらに挟まれた中間層にまたがって記録される。なお、体積型ホログラムを記録するために、記録層及び中間層からなる積層膜の厚さを１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の光記録媒体の製造方法によれば、記録層の表面にこの記録層を溶解しない塗布液をスピンコートして中間層を形成し、形成された中間層の表面に更に記録層を積層することができるので、中間層を介して記録層の厚膜化が図られる、という効果がある。
【００４２】
また、本発明の光記録媒体及びその製造方法によれば、中間層には記録層に含有される光異性化成分と同じ波長の光で異性化する光異性化成分を含有させるので、積層された厚膜全体に体積型ホログラムを形成することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の光記録媒体の層構成の１例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  センターホール
１２  透明基板
１４  記録層
１６  中間層
【図１】
2004287264.tif 000004
【図２】
2004287264.tif 000005