(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表される２光子吸収材料を含有し、情報記録時に集光される記録光に応じて２光子吸収反応により記録マークを形成する記録層
を有し、
上記２光子吸収材料は、
第１位及び第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を有し、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基でなる
光情報記録媒体。
【化１】
0005104532.tif 000009
【請求項２】
上記２光子吸収材料は、
青紫色光ビームに対して２光子吸収反応を生じる
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
上記記録層は、
上記２光子吸収材料がバインダー樹脂に分散されることにより上記２光子吸収材料を含有する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
上記記録層は、
上記２光子吸収材料がバインダー樹脂に結合されることにより上記２光子吸収材料を含有する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
上記記録層は、
気泡でなる記録マークを形成する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記記録層は、
上記記録光の光軸方向及び当該光軸方向に垂直な垂直方向に複数の記録マークを形成することにより、上記記録マークを３次元的に形成する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記記録層を挟んで形成され、紫外光を透過しない紫外光遮断層
を有する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
一般式（１）で表され、第１位及び第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を有し、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基でなる化合物でなり、光に応じて２光子吸収反応を生じる
２光子吸収材料。
【化１】
0005104532.tif 000010
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録媒体及び２光子吸収材料に関し、例えば光ビームを用いて情報が記録され、また当該光ビームを用いて当該情報が再生される光情報記録媒体に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光情報記録媒体としては、円盤状の光情報記録媒体が広く普及しており、一般にＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等が用いられている。
【０００３】
一方、かかる光情報記録媒体に対応した光情報記録再生装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を当該光情報記録媒体に記録するようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光情報記録媒体に記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。
【０００４】
そこで、光情報記録媒体を大容量化する手法の一つとして、光情報記録媒体の厚み方向に３次元的に情報を記録するようになされた光情報記録媒体が提案されている。この光情報記録媒体の中には、記録層中に２光子吸収によって発泡する２光子吸収材料を含有させておき、光ビームを照射することにより気泡でなる記録マークを形成するようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでかかる構成の光情報記録媒体では、ＣＤやＤＶＤで使用されている赤色（例えば６００〜７５０［ｎｍ］）の光ビームを２光子吸収して記録マークを形成するようになされている。
【０００６】
ここで一般的にレーザ光を対物レンズによって集光したときのスポットサイズは光ビームの波長と対物レンズの開口数によって決定されることが知られている。このため記録マークのサイズを小さくして光情報記録媒体を大容量化するためには、波長の短い光ビームを使用してスポットサイズを小さくすることが望ましい。
【０００７】
また２光子吸収材料は、光強度の２乗に比例して光を吸収する。このため光情報記録媒体では、最も光強度の大きいスポットの中心部分にのみ記録マークが形成されることになる。この光ビームは、スポットサイズが大きいと単位面積あたりの光強度が低下することになる。このため光情報記録媒体では、中心部分の光強度を大きくするために光ビームの出射光強度を大きくさせる必要が生じてしまう。
【０００８】
この場合光情報記録媒体では、光ビームの中心部分のみに応じて記録マークを形成することになるため、光ビームにおいて記録マークの形成に関与しない部分を増大させてしまい、光ビームの利用効率が低下させることになる。
【０００９】
しかしながら、例えばＢＤで使用されている波長が４０５［ｎｍ］でなる青紫色光ビームのように、波長が６００［ｎｍ］未満でなる短波長の光ビームに対して２光子吸収反応を生じる２光子吸収材料については２光子吸収反応を生じる条件を満たすものが発見されておらず、未だ提案されていない。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、短波長の光ビームに対して２光子吸収反応を生じ得る２光子吸収材料及び当該２光子吸収材料を用いた光情報記録媒体を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため本発明の光情報記録媒体においては、一般式（２）で表される２光子吸収材料を含有し、情報記録時に集光される記録光に応じて２光子吸収反応により記録マークを形成する記録層を有し、当該２光子吸収材料を、第１位及び第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を有し、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基でなるものとした。
【００１２】
【化２】
0005104532.tif 000002
【００１３】
これにより、一般式（２）で表される２光子吸収材料が短波長でなる光ビームに対して２光子吸収反応を生じる条件を満たすことができる。
【００１４】
また本発明の２光子吸収材料においては一般式（２）で表され、第１位及び第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を有し、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基でなる化合物でなり、光に応じて２光子吸収反応を生じるようにした。
【００１５】
これにより、一般式（２）で表される２光子吸収材料が短波長でなる光ビームに対して２光子吸収反応を生じる条件を満たすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、かくして短波長の光ビームに対して２光子吸収反応を生じ得る２光子吸収材料及び当該２光子吸収材料を用いた光情報記録媒体を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１８】
（１）光情報記録媒体の構成
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光情報記録媒体１００は、基板１０２及び１０３の間に記録層１０１を形成することにより、全体として情報を記録するメディアとして機能するようになされている。
【００１９】
基板１０２及び１０３はガラス基板でなり、光を高い割合で透過させるようになされている。また基板１０２及び１０３は、Ｘ方向の長さｄｘ及びＹ方向の長さｄｙがそれぞれ約５０［ｍｍ］程度、厚さｔ２及びｔ３が約０．６〜１．１［ｍｍ］でなる正方形板状又は長方形板状に構成されている。
【００２０】
この基板１０２及び１０３の外側表面（記録層１０１と接触しない面）には、波長が例えば４０５［ｎｍ］及び３００［ｎｍ］でなる光ビームに対して無反射となるような多層無機層（例えば、Ｎｂ２Ｏ２／ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の４層）のＡＲ（AntiReflection coating）処理を施している。
【００２１】
また基板１０２及び１０３としては、材料の選択や表面処理により波長が４００［ｎｍ］未満でなる紫外光を遮断するようにしても良い。これにより基板１０２及び１０３は、記録層１０１に紫外光が曝露されるのを防止することができ、記録層１０１の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
なお基板１０２及び１０３としては、ガラス板に限られず、例えばアクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂など種々の光学材料を用いることができる。例えば基板１０２及び１０３としてポリカーボネイト樹脂を用いることにより、基板１０２及び１０３に紫外光を遮断する機能を付加することができる。基板１０２及び１０３の厚さｔ２及びｔ３は、上記に限定されるものではなく、０．０５［ｍｍ］〜１．２［ｍｍ］の範囲から適宜選択することができる。この厚さｔ２及びｔ３は、同一の厚さであっても異なっていても良い。また、基板１０２及び１０３の外側表面にＡＲ処理を必ずしも施さなくても良い。
【００２３】
記録層１０１は、その厚さｔ１（＝０．０１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］）が記録マークＲＭの高さよりも充分に大きくなるよう設計されている。このため記録層１０１は、光情報記録媒体１００の面方向だけでなく厚さ方向に複数の記録マークを形成し、当該記録マークを３次元的に配列させるようになされている。
【００２４】
記録層１０１は主成分となるバインダー樹脂に対し、光ビームを２光子吸収して発泡する２光子吸収材料が分散されてなる。
【００２５】
バインダー樹脂としては、光ビームに対する透過率の高い各種樹脂材料を用いることができる。例えば熱によって軟化する熱可塑性樹脂や、光による架橋又は重合反応によって硬化する光硬化型樹脂、熱による架橋または重合反応によって硬化する熱硬化型樹脂などを用いることができる。
【００２６】
なお樹脂材料としては特に限定されないが、耐候性や光透過率などの観点から、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）樹脂や、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ノルボルネン樹脂、ニトロセルロースなどが用いられることが好ましい。
【００２７】
またバインダー樹脂としては、耐候性の問題から、４００［ｎｍ］未満でなる紫外光ビームを透過しない樹脂材料を用いたり、紫外線を吸収する紫外線吸収材料などを樹脂材料に添加しても良い。さらにバインダー樹脂には、記録特性や製造上の特性、強度特性などの観点から、種々の添加剤を添加することができる。
【００２８】
２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上６００［ｎｍ］未満でなる光ビームに対して２光子吸収反応を生じ発熱する特性を有するものが用いられる。さらに２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］未満の青紫色光ビームに対して２光子吸収反応を生じるものが好ましい。この２光子吸収による発泡は、熱分解による反応、すなわちヒートモードで起こるものをいう。
【００２９】
ここで一般的に２光子吸収材料としては、その分子軌道において以下の点を満たす場合に２光子吸収を生じることが知られている。
【００３０】
まず電子によって占有されている分子軌道のうち最もエネルギーの高い最高被占分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital、以下、ＨＯＭＯと呼ぶ）では、光吸収に関与する部位の両端に対称的に電子密度が偏在することが要求される。
【００３１】
また電子によって占有されていない分子軌道のうち最もエネルギーの低い最低空分子軌道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital、以下、ＬＵＭＯと呼ぶ）では、光吸収に関与する部位の中央部に対称的に電子密度が偏在することが要求される。
【００３２】
さらに２光子吸収材料としては、エネルギーの高い青紫色光ビームを２光子吸収するために、ＨＯＭＯとＬＵＭＯにおける電子エネルギーの差異が赤色光ビームを２光子吸収する化合物よりも大きいことが要求される。
【００３３】
具体的に２光子吸収材料としては、一般式（２）で表されるようにヘキサジイン構造を有する化合物が用いられる。
【００３４】
ヘキサジイン構造では、６つの炭素のうち中心となる第３位及び第４位の炭素が単結合を形成すると共に、第２位及び第３位の炭素並びに第４位及び第５位の炭素が３重結合を形成している。このヘキサジインは、第３位の炭素と第４位の炭素との中央を中心とした対象構造をとる誘導体を構成することができる。
【００３５】
また２光子吸収材料としては、Ｒ１〜Ｒ３に結合する第１位の炭素及びＲ４〜Ｒ６に結合する第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を形成すると共に、一般式（２）におけるＲ１〜Ｒ３のうち少なくとも１つ、及びＲ４〜Ｒ６のうち少なくとも１つが共にフェニル基でなることが好ましい。なおフェニル基は、塩素やメトキシル基、水酸基、アルキル基などの各種置換基を有していても良い。
【００３６】
これにより２光子吸収材料は、フェニル基によるπ電子による軌道を形成することができると共に、第１位及び第６位の炭素と共にＳＰ３混成軌道を形成して当該π電子をヘキサジイン構造の中心へ広げさせない。このため２光子吸収材料は、ＨＯＭＯにおいて分子の両端に相当するフェニル基に電子密度を偏在させ得るようになされると共に、波長４００［ｎｍ］以上の可視光領域における通常の光吸収である１光子吸収が生じないようになされている。
【００３７】
この２光子吸収材料としては、例えば一般式（３）に示す１，１，６，６−Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌ−ｈｅｘａ−２，４−ｄｉｙｎｅ−１，６−ｄｉｏｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ製  Ｓ５４５２７）、一般式（４）に示す１，６−Ｂｉｓ（２−ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−１，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２，４−ｈｅｘａｄｉｙｎｅ−１，６−ｄｉｏｌ）（東京化成製、Ｂ１５０８）、一般式（５）に示す１，１，６，６−Ｔｅｔｒａｋｉｓ−（３−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｐｈｅｎｙｌ）−ｈｅｘａ−２，４−ｄｉｙｎｅ−１，６−ｄｉｏｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ製、  Ｓ１０９５０９）、一般式（６）に示す１，６−Ｂｉｓ−（４−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｐｈｅｎｙｌ）−１，６−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｈｅｘａ−２，４−ｄｉｙｎｅ−１，６−ｄｉｏｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ製、  Ｓ５７０５４）などが好適に用いられる。
【００３８】
【化３】
0005104532.tif 000003
【００３９】
【化４】
0005104532.tif 000004
【００４０】
【化５】
0005104532.tif 000005
【００４１】
【化６】
0005104532.tif 000006
【００４２】
例えばバインダー樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、加熱した熱可塑性樹脂に２光子吸収材料を添加し、混練機で混練することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【００４３】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、冷却させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤を用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【００４４】
また熱可塑性樹脂を有機溶剤などで希釈する場合（以下、この熱可塑性樹脂を溶剤希釈型樹脂と呼び、加熱により成型する熱可塑性樹脂と区別する）には、予め２光子吸収材料を有機溶剤に分散してから当該有機溶剤に溶剤希釈型樹脂を溶解させたり、有機溶剤で希釈した溶剤希釈型樹脂に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【００４５】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、加熱乾燥させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤を用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【００４６】
さらにバインダー樹脂として熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の樹脂材料に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収２光子吸収材料を分散させる。
【００４７】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、未硬化の記録層１０１に対して基板１０３が載置された状態で光硬化又は熱硬化させることにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【００４８】
また２光子吸収材料をバインダー樹脂に結合させるようにしても良い。この場合２光子吸収材料は、バインダー樹脂に分散された後、加熱などによりバインダー樹脂に結合されることになる。２光子吸収材料が有する官能基を用いてバインダー樹脂に直接結合されるようにしても良く、また、カップリング剤などを用いてバインダー樹脂に間接的に結合されるようにしても良い。
【００４９】
（２）光情報記録再生装置の構成
図２において光情報記録再生装置１は、全体として光情報記録媒体１００における記録層１０１に対して光を照射することにより、記録層１０１において想定される複数の記録マーク層（以下、これを仮想記録マーク層と呼ぶ）に情報を記録し、また当該情報を再生するようになされている。なお記録層１０１に形成される記録マークＲＭは非可逆的なものである。このため光情報記録再生装置１は、記録層１０１に対し追記的に情報の記録を実行するようになされている。
【００５０】
光情報記録再生装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなる制御部２により全体を統括制御するようになされており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）から基本プログラムや情報記録プログラム、情報再生プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。
【００５１】
制御部２は、光ピックアップ５を制御することにより、当該光ピックアップ５から光情報記録媒体１００の光ビームが照射されるべき位置（以下、これを目標マーク位置と呼ぶ）に対して光ビームを照射させ、また当該光情報記録媒体１００から戻ってきた光ビームを受光するようになされている。
【００５２】
ここで一般的に対物レンズの開口数をＮＡ、光ビームの波長をλとすると、光ビームが集光されるときのスポット径ｄは、以下の式によって表される。
【００５３】
【数１】
0005104532.tif 000007
【００５４】
すなわち同一の対物レンズ１３を用いる場合、開口数ＮＡが一定となるためスポット径ｄは光ビームの波長λに比例することになる。
【００５５】
２光子吸収の場合、同時に２光子を吸収したときにのみ反応が生じるため、光強度の２乗に比例して光反応が生じる。このため本実施の形態による光情報記録媒体１００では、図３に示すように、記録光ビームＬ１において光強度の非常に大きい焦点Ｆｂ近傍にのみ記録マークＲＭが形成される。
【００５６】
この記録マークＲＭは、記録光ビームＬ１のスポット径ｄと比して小さいサイズとなり、その直径ｄａも小さくなる。このため光情報記録媒体１００では、高密度で記録マークＲＭを形成させることにより記憶容量の大容量化が可能となる。しかしながら仮に当該記録光ビームＬ１と同一波長でなる読出光ビームＬ２を照射した場合、記録マークＲＭに直接照射されない読出光ビームＬ２の割合が大きくなり読出光ビームＬ２の損失が大きくなる他、目標マーク位置に隣接する記録マークＲＭによって読出光ビームＬ２が反射され戻り光ビームＬ３に干渉する、いわゆるクロストークを生じさせる可能性がある。もちろん、必要とされる記録密度によっては、記録光と読出光の波長を同一にすることも可能である。
【００５７】
本実施の形態における光情報再生記録装置１における光ピックアップ５は、光源として記録光源１０と再生光源１５とを有しており、情報記録処理の際には例えば５００［ｎｍ］の記録光ビームＬ１を用いる一方、情報再生処理の際には情報記録処理よりも短い波長（例えば４０５［ｎｍ］）の読出光ビームＬ２を用いるようになされている。
【００５８】
図４に示すように光ピックアップ５は、情報記録処理の際、制御部２の制御に基づき、例えばピコ秒レーザでなる記録光源１０から波長５００［ｎｍ］の記録光ビームＬ１を出射させ、当該記録光ビームＬ１をコリメータレンズ１１により発散光から平行光に変換した上でダイクロイックプリズム１２に入射させるようになされている。
【００５９】
ダイクロイックプリズム１２は、波長に応じて光ビームを反射又は透過させる反射透過面１２Ｓを有している。反射透過面１２Ｓは記録光ビームＬ１が入射されると当該記録光ビームＬ１を透過させ、対物レンズ１３へ入射させる。対物レンズ１３は、記録光ビームＬ１を集光することにより、光情報記録媒体１００内の任意の箇所に合焦させ、例えば2光子吸収材料を蒸発させることにより気泡でなる記録マークＲＭを形成させるようになされている。
【００６０】
このとき記録光ビームＬ１の焦点Ｆｂでは、短い波長に応じて記録光ビームＬ１のスポット径ｄが比較的小さく、焦点Ｆｂ近傍における記録光ビームＬ１の面積が小さくなるため、その光強度が大きくなる。
【００６１】
このため光情報記録媒体１００では、焦点Ｆｂにおける２光子吸収材料もしくはバインダーの分解反応により迅速に記録マークＲＭを形成することができる。また光情報記録媒体１００では、光強度の大きい部分でのみ２光子吸収反応を生じさせるため記録光ビームＬ２の焦点Ｆｂ近傍に当該記録光ビームＬ２のスポット径ｄと比して小さい直径ｄａを有する記録マークＲＭを形成する。
【００６２】
また図５に示すように光ピックアップ５は、情報再生処理の際、制御部２の制御に基づき、再生光源１５から波長４０５［ｎｍ］の読出光ビームＬ２を出射させ、当該読出光ビームＬ２をコリメータレンズ１６により発散光から平行光に変換した上でビームスプリッタ１７に入射させる。
【００６３】
ビームスプリッタ１７は、所定の割合で読出光ビームＬ２を透過させ、ダイクロイックプリズム１２に入射させる。
【００６４】
ダイクロイックプリズム１２は、反射透過面１２Ｓによって読出光ビームＬ２を反射させ、対物レンズ１３へ入射させる。対物レンズ１３は、読出光ビームＬ２を集光することにより、光情報記録媒体１００内の任意の箇所に合焦させるようになされている。
【００６５】
ここで光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていた場合、記録層１０１と記録マークＲＭとの屈折率の差異によって当該読出光ビームＬ２を反射し、戻り光ビームＬ３を生成する。また光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていない場合、読出光ビームＬ２を通過させ、戻り光ビームＬ３を生成することはない。
【００６６】
対物レンズ１３は、光情報記録媒体１００から戻り光ビームＬ３が戻ってきた場合、当該戻り光ビームＬ３を平行光に変換し、ダイクロイックプリズム１２へ入射させる。このときダイクロイックプリズム１２は、戻り光ビームＬ３を反射透過面１２Ｓにより反射し、ビームスプリッタ１７へ入射させる。
【００６７】
ビームスプリッタ１７は、戻り光ビームＬ３の一部を反射し、集光レンズ１８へ入射させる。集光レンズ１８は、戻り光ビームＬ３を集光して受光素子１９に照射する。
【００６８】
これに応じて受光素子１９は、戻り光ビームＬ３の光量を検出し、当該光量に応じた検出信号を生成して制御部２へ送出する。これにより制御部２は、検出信号を基に戻り光ビームＬ３の検出状態を認識し得るようになされている。
【００６９】
ところで光ピックアップ５は、図示しない駆動部が設けられており、制御部２の制御により、記録光ビームＬ１の光軸方向であるＺ方向、及び当該Ｚ方向と垂直なＸ方向及びＹ方向の３軸方向に自在に移動し得るようになされている。これにより光ピックアップ５は、記録層１０１内に３次元的に配列された目標マーク位置に記録マークＲＭを自在に形成することができる。
【００７０】
実際上、制御部２は、当該光ピックアップ５の位置を制御することにより、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２の焦点位置を所望の目標マーク位置に合わせ得るようになされている。
【００７１】
このように光情報記録再生装置１は、波長の短い記録光ビームＬ１を焦点Ｆｂに小さく集中させて照射することにより、当該焦点Ｆｂにおいて効率良く２光子吸収材料を光反応させると共に、波長に応じて小さい記録マークＲＭを形成することができる。
【００７２】
また光情報記録再生装置１は、記録光ビームＬ１よりも小さいスポット径を有する読出光ビームＬ２を照射する。これにより光情報記録再生装置１は、記録マークＲＭに適したスポット径でなる読出光ビームＬ２を照射し得、読出光ビームＬ２の損失やクロストークを抑制し得るようになされている。
【００７３】
（３）実施例
本実施例では、上述した一般式（３）〜一般式（６）の化合物について、分子軌道法に従ってＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける電子密度及び電子エネルギーを算出した。表１に核化合物についてのＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける電子エネルギーと、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける当該電子エネルギーの差（以下、これをエネルギー差と呼ぶ）の一覧を示す。なお以下、一般式（３）、一般式（４）、一般式（５）及び一般式（６）の化合物をそれぞれ化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃ及び化合物Ｄと呼ぶ。
【００７４】
【表１】
0005104532.tif 000008
【００７５】
上述したように波長の短い青紫色光ビームに対して２光子吸収を生じるためには、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおけるエネルギー差が大きい必要があり、この分子軌道法による計算では、８．０〜１０．０［ｅＶ］であることが望ましい。
【００７６】
表からわかるように、化合物Ａ〜化合物Ｄのいずれについても、エネルギー差が約９．０〜９．５［ｅＶ］であり、エネルギー差が大きいという条件を満たしている。
【００７７】
なお化合物Ｄでは、ＨＯＭＯとして電子エネルギーの値がほぼ同一でなる２つの軌道が存在したため、ＨＯＭＯについて２つの電子エネルギーの値が示されている。
【００７８】
また図６〜図１０に、化合物Ａ〜化合物ＤのＨＯＭＯ及びＬＵＭＯについての電子密度を示す。なお図における線の濃淡は、分子軌道の位相（プラス又はマイナス）の差異を示している。
【００７９】
上述したように波長の短い青紫色光ビームに対して２光子吸収を生じるためには、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの双方において２つのアセチレン基を中心として電子密度が対称性を有すると共に、ＨＯＭＯにおいて外側に電子密度が局在する一方、ＬＵＭＯにおいて内側に電子密度が局在する必要がある。
【００８０】
化合物Ａは、一般式（２）におけるＲ１、Ｒ３Ｒ４及びＲ６がフェニル基でなり、Ｒ２及びＲ５が水酸基でなるものである。
【００８１】
図６（Ａ）に示すように、化合物Ａでは、ＨＯＭＯにおいて電子密度が対称性を維持した状態で外側のフェニル基近傍に電子密度が局在している。また図６（Ｂ）に示すように、化合物Ａでは、ＬＵＭＯにおいて電子密度が対称性を維持した状態で内側のヘキサジイン構造近傍に電子密度が局在している。
【００８２】
このことから化合物Ａでは、青紫色光ビームに対して２光子吸収による光反応を生じさせる可能性が高いといえる。
【００８３】
また化合物Ｂは、一般式（２）におけるＲ２Ｒ３、Ｒ５及びＲ６がフェニル基でなり、Ｒ２及びＲ５のフェニル基における第２位（メタ位）に塩素（Ｃｌ）を有しており、Ｒ１及びＲ４が水酸基（ＯＨ）でなるものである。
【００８４】
図７に示すように、化合物Ｂでは、電子吸引基である塩素の影響により化合物Ａと比較して電子密度に変化が生じているものの、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける電子密度が化合物Ａと類似している。
【００８５】
化合物Ｃは、一般式（２）におけるＲ２Ｒ３、Ｒ５及びＲ６がフェニル基でなり、当該４つのフェニル基における第３位（オルト位）がメトキシル基（ＯＣＨ３）を有しており、Ｒ１及びＲ４が水酸基でなるものである。
【００８６】
化合物Ｄは、一般式（２）におけるＲ２Ｒ３、Ｒ５及びＲ６がフェニル基でなり、Ｒ２及びＲ５のフェニル基における第３位（パラ位）にメトキシル基を有しており、Ｒ１及びＲ４が水酸基でなるものである。
【００８７】
図８〜図１０に示すように、化合物Ｃ及び化合物Ｄにおいてもメトキシル基の影響により化合物Ａと比較して電子密度に変化が生じているものの、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける電子密度が化合物Ａと類似している。
【００８８】
このように一般式（２）を満たす化合物Ａ〜化合物Ｄでは、いずれもＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおいて２つのアセチレン基を中心として電子密度が対称性を有すると共に、ＨＯＭＯにおいて外側に電子密度が局在する一方、ＬＵＭＯにおいて内側に電子密度が局在しており、青紫色光ビームに対して２光子吸収を生じさせる条件を満たしている。
【００８９】
（４）動作及び効果
以上の構成において、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、一般式（２）で表されるヘキサジイン構造を有する２光子吸収材料を含有し、情報記録時に集光される記録光に応じて２光子吸収反応により記録マークを形成するようにした。
【００９０】
これにより記録層１０１は、６００［ｎｍ］未満の短波長でなる記録光ビームＬ１に応じて記録マークを形成することができるため、６００［ｎｍ］以上の赤色光ビームと比して記録光ビームＬ１のスポット径ｄを小さくすることができる。
【００９１】
この結果記録層１０１は、同一の光強度で出射された赤色光ビームと比して、焦点Ｆｂにおける光強度を向上させることができ、記録光ビームＬ１の光利用効率を高め、記録光ビームＬ１が出射されるときの光強度を低下させることができる。
【００９２】
このため記録層１０１は、記録用光源１０として極めて高い光強度でなるレーザ光を出射し得るフェムト秒レーザではなく、例えば半導体レーザでなるピコ秒レーザを使用させることが可能となり、光情報記録再生装置１としての構成を簡易にすることができる。
【００９３】
また記録層１０１は、記録光ビームＬ１のスポット径ｄに応じて記録マークＲＭのサイズを小さくすることができるため、光情報記録媒体１００としての記録容量を向上させることができる。
【００９４】
また一般的に、２光子吸収材料が２光子吸収を生じる確率は、光強度の２乗に比例することが知られている。このため記録層１０１は、記録光ビームＬ１の焦点Ｆｂ１近傍、すなわち目標マーク位置付近でのみ記録光ビームＬ１を吸収させることができ、当該目標マーク位置の属する仮想記録マーク層（以下、これを照射記録マーク層と呼ぶ）とは異なる仮想記録マーク層（以下、これを他記録マーク層と呼ぶ）において記録光ビームＬ１を殆ど吸収せずに済む。
【００９５】
この結果記録層１０１では、記録層１０１総体としての記録光ビームＬ１に対する透過率を向上させることができ、当該記録光ビームＬ１を効率良く目標マーク位置に照射することができる。
【００９６】
また記録層１０１は、一般式（２）における第１位及び第６位の炭素がＳＰ３混成軌道を有し、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基でなる２光子吸収材料を用いるようにした。
【００９７】
これにより２光子吸収材料は、ＨＯＭＯにおける電子密度を外側に偏在させることができ、２光子吸収を生じ易くさせることができる。
【００９８】
さらに記録層１０１は、Ｒ１及びＲ４、Ｒ２及びＲ５、並びにＲ３及びＲ６に同一の置換基を有することにより２つのアセチレン基を中心として対称の構造を有する化合物を２光子吸収材料として使用するようにした。
【００９９】
これにより記録層１０１は、２光子吸収材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯにおける電子密度をほぼ対称にすることができる。
【０１００】
また記録層１０１では、２光子吸収材料が青紫色光ビームに対して２光子吸収反応を生じるようにした。
【０１０１】
ここで従来の赤色光ビームを吸収する２光子吸収材料は、当該赤色光ビームよりも波長の短い青紫色光及び紫外光を吸収して劣化するため、記録層に用いるためには青紫色光及び紫外光を遮断する必要があり、コストアップの要因となっていた。
【０１０２】
本発明の２光子吸収材料を記録層１０１に用いるためには、青紫色光でなる記録光ビームＬ１よりも波長の短い紫外光のみを遮断すれば良い。また紫外光を吸収する材料は青紫色光を吸収する材料と比して汎用的に使用されており選択の幅が高く、安価である。このため２光子吸収材料は、光情報記録媒体１００としての設計の自由度を向上させることができると共に、コストダウンをすることができる。
【０１０３】
また記録層１０１は、気泡でなる記録マークＲＭを形成することにより、一方向から照射される記録光ビームＬ１に応じて記録マークＲＭを形成できるため、光情報記録再生装置１の構成を簡易にすることができる。
【０１０４】
さらに記録層１０１は、記録光ビームＬ１の光軸方向及び当該光軸方向に垂直な垂直方向に複数の記録マークＲＭを形成することにより、記録マークを３次元的に形成するようにした。
【０１０５】
これにより記録層１０１では、記録光ビームＬ１が入射される基板１０２側にある他記録マーク層を通過させることにより照射記録マーク層に対して記録光ビームＬ１を照射する必要がある。このため記録層１０１では、特に基板１０２近傍の仮想記録マーク層に対して複数回に渡って繰り返し記録光ビームＬ１が曝露されることになる。
【０１０６】
光情報記録媒体１００のような記録マークＲＭを３次元的に記録する体積型記録媒体では、仮想記録マーク層の数が多く、例えば基板１０２から１層目の仮想記録マーク層では、２０層目の仮想記録マーク層に情報が記録されるまでの間に少なくとも１９回に渡って他記録マーク層に対する記録光ビームＬ１が曝露されることになる。
【０１０７】
しかしながら記録層１０１では、他記録マーク層において２光子吸収材料が記録光ビームＬ１を殆ど吸収しないため、照射記録マーク層に照射される記録光ビームＬ１の影響を他記録マーク層に殆ど与えることがない。この結果記録層１０１は、光強度に比例して生じる１光子吸収や熱反応によって記録マークＲＭを形成する記録層と比較して、記録層１０１としての耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
また光情報記録媒体１００では、基板１０２及び１０３における材料の選定又は表面処理により記録層１０１を挟んで形成され、紫外光を透過しない紫外光遮断層を設けるようにした。
【０１０９】
これにより光情報記録媒体１００では、記録層１０１に紫外光を曝露しなくて済むため、紫外線の曝露による２光子吸収材料の劣化を防止し得ると共に、記録層１０１の劣化をも防止することができる。
【０１１０】
以上の構成によれば、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、ヘキサジイン構造を有する２光子吸収材料を含有することにより、短波長でなる記録光ビームＬ１に応じて記録マークＲＭを形成することができ、かくして短波長の光ビームを２光子吸収する２光子吸収材料及び当該２光子吸収材料を用いた光情報記録媒体を実現できる。
【０１１１】
（５）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６のうち各１以上がフェニル基又は置換基を有するフェニル基を有するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしもフェニル基又は置換基を有するフェニル基を有さなくても良い。
【０１１２】
また上述した実施の形態においては、２光子吸収材料がバインダー樹脂に分散又は結合されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばガラスなどの無機材料に分散されるようにしても良い。
【０１１３】
さらに上述した実施の形態においては、バインダー樹脂として各種樹脂材料が用いられるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば必要に応じて各種添加剤や例えばシアニン系、クマリン系、キノリン系色素などの増感色素などを加える等しても良い。
【０１１４】
さらに上述した実施の形態においては、波長５００［ｎｍ］でなる記録光ビームＬ１に対して２光子吸収反応を生じるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、６００［ｎｍ］未満の短波長の光ビームに対して２光子吸収反応を生じれば良い。
【０１１５】
さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の基板１０２側の面から記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２をそれぞれ照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録光ビームＬ１を基板１０３側の面から照射するようにする等、各光又は光ビームをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。
【０１１６】
さらに上述した実施の形態においては、記録光ビームＬ１よりも短い波長でなる読出光ビームＬ２を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限られない。例えば開口数の異なる２つの対物レンズを切り替えて使用したり、絞り機構を用いて光束径を変化することにより同一波長でなる記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を使用しつつスポット径を変更するようにしても良い。また、記録光ビームＬ１の光利用効率を向上させて比較的大きい記録マークＲＭを形成することにより対物レンズの開口を変化させなくても同一波長でなる記録光ビームＬ１と読出光ビームＬ２とを用いることができる可能性もある。
【０１１７】
さらに上述した第２の実施の形態においては、記録再生光源１０から出射される記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２の波長を波長５００［ｎｍ］及び４０５［ｎｍ］とする以外にも、他の波長とするようにしても良く、要は記録層１０１内における目標マーク位置の近傍に気泡による記録マークＲＭを適切に形成できれば良い。
【０１１８】
さらに上述した実施の形態においては、記録マークＲＭを３次元的に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば仮想マーク記録層を１層のみ有することにより記録マークＲＭを２次元的に形成しても良い。
【０１１９】
さらに上述した実施の形態においては、例えば２光子吸収材料が２光子吸収反応によって蒸発することにより気泡でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば２光子吸収材料が２光子吸収反応によって屈折率を変化させることにより記録マークＲＭを形成するようにしても良い。この場合、一の光源から出射した記録光ビームＬ１を２つに分離し、互いに反対方向から同一の目標マーク位置に照射することにより、ホログラムでなる記録マークＲＭを形成することも可能である。
【０１２０】
さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の記録層１０１を一辺約５０［ｍｍ］、厚さｔ１を約０．０５〜１．０［ｍｍ］の正方形又は長方形状に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の任意の寸法とするようにし、或いは様々な寸法でなる直方体状等、種々の形状としても良い。この場合、Ｚ方向の厚さｔ１に関しては、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２の透過率等を考慮した上で定めることが望ましい。
【０１２１】
また光情報記録媒体１００を円盤状に形成し、当該光情報記録媒体１００を回転させながら同心円状又はらせん状に並んで記録マークＲＭが形成されるよう記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を照射しても良い。例えば記録容量が５０ＧＢでなる２層ＢＤの５倍以上の容量を得るためには、記録層１０１の厚みは１００［μｍ］以上とすることが望ましい。
【０１２２】
これに応じて基板１０２及び１０３の形状については、正方形板状又は長方形板状に限らず、記録層１０１に合わせた種々の形状であれば良い。また当該基板１０２及び１０３の材料については、ガラスに限らず、例えばポリカーボネイト等でも良く、要は記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２並びに戻り光ビームＬ３をある程度高い透過率で透過させれば良い。また、戻り光ビームＬ３の代わりに、読出光ビームＬ２の透過光を受光する受光素子を配置して記録マークＲＭの有無に応じた読出光ビームＬ２の光変調を検出することにより、当該読出光ビームＬ２の光変調を基に情報を再生するようにしても良い。さらには、記録層１０１単体で所望の強度が得られる場合等に、光情報記録媒体１００から当該基板１０２及び１０３を省略しても良い。
【０１２３】
さらに上述した実施の形態においては、記録層としての記録層１０１によって光情報記録媒体としての光情報記録媒体１００を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる記録層によって光情報記録媒体を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光情報記録媒体等の記録媒体に記録し又は再生する光情報記録再生装置等でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】光情報記録媒体の構成を示す略線図である。
【図２】光情報記録再生装置の構成を示す略線図である。
【図３】２光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線図である。
【図４】情報の記録の説明に供する略線図である。
【図５】情報の再生の説明に供する略線図である。
【図６】化合物Ａの電子密度を示す略線図である。
【図７】化合物Ｂの電子密度を示す略線図である。
【図８】化合物Ｃの電子密度を示す略線図である。
【図９】化合物ＤのＨＯＭＯにおける電子密度を示す略線図である。
【図１０】化合物ＤのＬＵＭＯにおける電子密度を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１……光情報記録再生装置、２……制御部、５……光ピックアップ、１０……記録光源、１３……対物レンズ、１５……再生光源、１９……受光素子、１００、１５０……光情報記録媒体、１０１、１５１……記録層、ｔ１、ｔ２、ｔ３……厚さ、Ｌ１……記録光ビーム、Ｌ２……読出光ビーム、Ｌ３……戻り光ビーム、ＲＭ……記録マーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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