JPH01184640A - 光記録媒体へのデータ固定方法，光記録媒体，及びデータ記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光記録媒体に関する。

［従来の技術］ 従来、書き換え型光記録媒体には、光磁気メモリーやＴ
ｅＯｘ系の相変化型光メモリー等の無機材料を記録層に
用いた光記録媒体と、フォトクロミック材料や液晶材料
あるいは相分離ポリマー等の有機材料を記録層に用いた
光記録媒体とに大別される。無機材料を用いた光記録媒
体は記録層の環境安定性に問題があるＥに、製造に蒸着
などが必要でコストが高くなるという欠点がある。一方
、有機材料を用いた光記録媒体は一般に製造コストが安
い点で有利であり、特に相分離ポリマーや高分子液晶等
の高分子材料を用いた光記録媒体は、薄膜を容易に作り
やすく環境安定性にも優れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これら書き換え型光記録媒体は記録の消
去あるいはオーバーライドが可能である反面、誤消去あ
るいは誤記録に対する記録の保護に欠けるという問題点
があった。つまり、光記録媒体中の記録はソフトによる
保護は可能であるが、媒体自身すなわちハード的な保護
は、光記録媒体中の全記録を一括保護することは可能で
あるものの、光記録媒体中の各トラックあるいは各ビッ
ト単位での記録の保護は実現されていないという欠点が
あった。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、相分離ポリマーあるいは高分子液晶と
いった高分子材料を記録層に用いた書き換え型光記録媒
体において、記録あるいは消去が不可能な固定された領
域をつまり不可逆な記録領域を形成することで書き換え
型光記録媒体での誤消去あるいは誤記録を防止すること
を目的としたものである。

さらに、この固定された領域での再生劣化防止も目的と
したものである。

本発明において光記録媒体の記録層には、高分子材料が
用いられる。高分子材料は、光磁気メモリー、ＴｅＯｘ
系等の相変化型メモリーで用いられている無機材料やフ
ォトクロミック材料、低分子液晶等の有機化合物に比べ
、記ａｍの膜を容易に作ることが可能で、しかも酸化、
光劣化等に対する安定性に優れるため、環境安定性や記
録再生に対する耐久に優れた光記録媒体を安価に作るこ
とができる。また、高分子材料は光吸収色素等の添加剤
との相溶性が良好で、高分子材料同志のブレンドなども
可能で多種多様の光記録媒体を作ることができる。

かかる高分子材料としては２例えば相分離ポリマーと高
分子液晶が挙げられる。これらの材料は、加熱後の急冷
や徐冷の差によって、あるいは加熱後に電界や磁界を印
加するかしないかの差により、光反射率や光透過率を可
逆的に変化させることができ、しかもそれが一定温度下
で保持できるという特性があるため、書き換え型光記録
媒体の記録層として用いることができる。

記録層としては、フォトクロミック、サーモクロミック
等のクロミック化合物と高分子とのブレンド系や、クロ
ミック特性を有する分子構造を高分子中に導入した材料
も用いることも可能である。

相分離ポリマーとしては、例えば２種類以上の無定形ポ
リマーを混合した系が挙げられ、これらは温度によって
相溶状態と相分離状態とに変化をする。相分離状態では
、ある特定のポリマー組成物を有する微小領域に系が分
離し、それぞれの組成の光の屈折率が異なれば微小領域
の界面で光が強く散乱される。従って相分離状態は光散
乱状態である。一方、相溶状態では、このような界面が
存在しないため光は散乱さ、れない、この相分離状態と
相溶状態は、それぞれの光散乱特性に応じ。

例えば、光反射率や光透過率を検出することで識別でき
る。

温度による相溶−相分離の変化パターンによって、これ
らの相分離ポリマーにはＬＣ９丁（ＬｏｗｔｒＣｒｉｔ
ｉｃａｌ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅ＋５ｐｅｒａｔｕｒ
ｅ）型とＵＣＳ↑（ＵｐｐｅｒＣｒｉｔｉｃａｌ　５ｏ
ｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）型に区別され
、前者は高温側で相分離状態を示し、低温側では相溶状
態を示し、後者はその逆である。

ｕＣ８Ｔ型には１例えばポリスチレン−ポリイソブチン
系、ポリスチレン−ポリブタジェン系、ポリ・プロピレ
ンオキシド−ポリブタジェン系等が挙げられ、ＬＣＳＴ
型には、ポリ塩化ビニル−ポリメタクリル酸−ｎ−ヘキ
シル系、スチレンアクリロニトリル共重合体−ポリメタ
クリル酸メチル系、ポリフッ化ビニリデン−ポリアクリ
ル酸メチル系などが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。

また、これらの相分離ポリマーは加熱後徐冷することに
より、高温側での相溶あるいは相分離の状態を低温側の
状態に変化できる上に、加熱後急冷することにより、高
温側での状態を冷却後も保持できるという特徴があるた
め、書き換え型を含め光記録媒体に応用できる。

一方、高分子液晶は、サーモトロピック液晶であり、中
間相としてネマチック、スメクチック。

コレステリックのタイプが使用できる。高分子サーモト
ロピック液晶は、薄膜状態が得られるのみならず、低分
子液晶に比べ記録状態の保持が容易であるという利点を
有する。

例えば、本発明において利用できる高分子サーモトロピ
ック液晶（以下単に高分子液晶と記す）は１次の２つに
分類される。

■メソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子団が屈
曲性鎖で結ばれたもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子
団を有するもの。

これらの高分子液晶は異なる数種の高分子液晶と混合し
て用いることが可能である。また高分子液晶と低分子液
晶との混合物、高分子液晶と高分子との混合物として用
いることも可能である。

以下に高分子液晶の具体例を示すがこれらに限定される
ものではない。

これらの高分子液晶はガラス転移点以下の温度でその構
造状態を保持できる特徴があるため、例えば次のような
記録モードが可能である。

（１）の記録モードは、まず高分子液晶を液晶相が多数
のドメイン（分域）から成るポリドメイン状態に保持し
ておく０次に等吉相を示す温度以上に高分子液晶を加熱
後、ガラス転移点以下に急冷し高分子液晶を等吉相の状
態に保持することにより、記録が行なわれ、る。

（２）の記録モードは、まず高分子液晶を電界等を用い
液晶相が単一のドメインから成るモノドメイン状態に保
持しておく０次にガラス転移点以上に高分子液晶を加熱
後冷却することにより、液晶相をポリドメイン状態に保
持することで記録が行なわれる。

これら（１）、（２）いずれの記録モードでも、記録状
態を加熱後の徐冷が加熱と電界印加の組合せにより、初
期の状態に戻すことが可能であるため。

書Ｓ換え可能な光記録媒体として用いることができる。

従って、先非散乱−光散乱の各状態を逆転させて記録モ
ードとすることも可能になる。

光メモリーの記録層中の高分子材料を加熱する手法とし
ては、記録層中又は隣接層中に光吸収性色素を添加して
照射光を熱に変換する手法が一般的である。

照射光は単色性、直進性に優れたレーザー光が好ましく
、特にコンパクト性や低消費電力等の点で半導体レーザ
ーが好ましい、半導体レーザー光のような近赤外波長領
域に吸収を有する光吸収色素には１例えば以下のような
ものが挙げられる。

（以下余白） −Ｉ なお、■ｅ”Ｎｅレーザー光、Ａｒイオンレーザ−光等
を用いればそれぞれの波長に吸収を宥する光吸収性色素
を用いることができ、特に高分子液晶中に添加する場合
は相溶性の点で二色性色素を用いるのが好ましい。

さらに記録層中には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、造核
剤等の添加剤を添加しても良い。

本発明の方法は、と述した相分離ポリマーや高分子液晶
等、可逆的に光反射率や光透過率が変化する高分子材料
を記録層として用い、この記録層を有する書き換え型光
記録媒体上に記録あるいは消去のどちらか一方が不可能
な固定された領域を形成するものである。記録あるいは
消去が不可能な固定された領域を形成する具体的な方法
としては、記録層にピット又はホールといった熱変形を
与える方法や、記録層の結晶化、変質などを行なっても
良い。

高分子材料の記録層にピット又はホールを形成するには
、例えば書き換え型光メモリーの記録。

再生、消去に用いているレーザー光の出力を大巾に増大
させ、高分子材料を高温、つまり、相分離ポリマーでは
融点又は分解点以上の温度、高分子液晶では等吉相を示
す温度以上に加熱し、高分子材料の粘性を非常に小ざく
して熱変化させ記録層の層厚が減少した領域（ピット）
を形成させるか、あるいは、分解して高分子材料を除去
して、記録層のない領域（ホール）を形成させることに
よりなされる。

これらピット又はホールが形成された領域では、記録層
が全く無くなっているかあるいは、記録層の厚みが他の
領域よりも薄くなっていて、光透過率や光反射率は高く
なっている。従ってピット又はホール状になった領域に
書き換え型光記録媒体として用いているレーザー光を照
射しで、光透過率又は光反射率を減少させようとしても
、記録層の厚みが小さい場合はほとんど変化しないので
、ピット又はホールが形成された領域は記録あるいは消
去のどちらか一方が不可能な固定された領域となる。

本発明では、例えば高分子材料の光透過率又は光反射率
が大きい状態を消去状態とすると、形成されたピット又
はホールは、消去（光透過率又は光反射率が大きい）状
態として固定され、記録（光透過率又は光反射率が小さ
い）状態にすることができない、逆に、高分子材料の光
透過率又は光反射率が小さい状態を消去状態とすると、
形成されたピット又はホールは記録状態として固定され
、消去状態にすることができなくなる。

この場合ピット又はホールの大きさは書き換え型光記録
媒体として用いている際の記録又は消去のレーザー光ス
ポットよりも大きいのが好ましい、これは、ピット又は
ホールの周辺部に前述のレーザー光が照射された場合、
粘性が減少した周辺部の高分子材料がピット又はホール
を埋めるのを防ぐためである。

本発明は、書き換え型光記録媒体の記録層の特定領域に
何も記録されていない状態に直接、記録あるいは消去の
いずれか一方が不可能な領域を形成しても良いし、また
、既に記録形成が行なわれている場合でも、その記録情
報に対応して、記録あるいは消去のいずれか一方が不可
能な領域を形成（固定化と考えられる）しても良い。

次に本発明の記録再生方法の一例を示す。

光記録媒体の素子構成を第１図に示す、第１図において
、ｌは基板、２は高分子材料と光吸収色素を含む記録層
である。

光散乱状態が可逆的に変化し、かつその状態が保持でき
る高分子材料と光吸収性色素を含有する高分子組成物を
基板上に塗工する１次に記録層全面を加熱後徐冷して光
散乱状態で固定する。このようにして得られた光記録媒
体を第２図に示す構成の装置で記録、再生、消去を行な
う。

第２図において、３は光記録媒体、４はレーザー光源、
５．５′はレンズ、６は再生光検出装置である。

記録用レーザー４からのレーザーパルス光を光記録媒体
３に照射し、記録層を加熱後急冷することにより光散乱
強度を減少させる。そしてレーザー４の出力を低くして
光記録媒体に照射し光散乱強度の差を透過光量を検出す
ることで記録の再生を行なう。

また、レーザー４からのレーザー光のスポット径を大き
くして、光記録媒体に照射することで記録層を加熱後徐
冷し、再度、光散乱強度を増大させることで記録の消去
を行なう。

さらに、レーザー４からのレーザー光の出力を記録消去
時よりも増大させ光記録媒体に照射し、記録層にピット
を形成する。このピットの記録は光散乱強度が減少した
場合と同様の光透過率が得られ前述した消去のレーザー
光を照射しても光透過率に変化はなかった。

［実施例］ 実施例１ ウオレットサイズでフレグループを有する１ｍｍ厚のガ
ラス基板上にＡで反射膜を設け、その上に以下の構造式
の高分子液晶１００重量部 と、以下の構造式の光吸収性色素１重量部とをジクロロ
エタン５００　ｆｉ量部に溶解させた溶液をスピンコー
ド法によって塗工した。１１０℃で加熱乾燥し、そのま
ま室温まで徐冷することにより、記録層中の高分子液晶
をネマチック相のポリドメイン状態（光散乱状態）で保
持した。

以上のようにして得られた光カードの構成図を第３図に
示した。

次にこの光カードの記録、再生、消去並びに消去不可能
な固定された記録領域の形成を第４図の装置で行なった
。

レーザー光源には入ｍａＸ８３０ｎｍの半導体レーザー
１０を用いる。半導体レーザーｌＯからのレーザーｌＯ
を用いる。半導体レーザー１０からのレーザー光は１ノ
４波長板１３を通りレンズ５によって集光され、適当な
スポット径で光カードの記録層に照射される。Ａ２反射
膜からの反射光は再度レンズ５及び１／４波長板１３を
通過し偏光ビームスプリッタ−１１で入射光と分離され
、フォトダイオード１２で検出される。

光カードに書き換え可能な記録を形成するために、半導
体レーザー光の出力を８ｍＷとして、記録層上に約１μ
層のスポット径で照射した。この時、２８Ｍ中の高分子
液晶は等吉相を示す温度域まで加熱された後急冷される
ため１等方相状態で保持され光の散乱強度が減少し、記
録を行なうことができた。

光カード上の記録の再生は、半導体レーザーの出力を０
．２ｍＷにルて照射を行ない、記録層の光散乱強度に対
応したＡ２反射膜からの反射光強度をフォトダイオード
で検出して行ない、再生コントラスト比は１．２であっ
た。

である。

このようにして得られた光カード上の記録は以下の方法
で消去することができる。

半導体レーザー光の出力を１５層Ｗとして記録層上に約
１．３ｐｍのスポット径で記録部に照射した。この時、
記録部の高分子液晶は等吉相を示す温度域まで加熱され
た後徐冷されるため、ネマチック相のポリドメイン状態
で保持され、光散乱強度が増大し、消去を行なうことが
できた。

次に光カードに消去不可能な記録を形成するため、半導
体レーザー光の出力を５０ｍＷとして記録層上に約１．
５１のスポット径で照射した。この時記録層中の高分子
液晶は等吉相を示し、しかも粘性が非常に低下する温度
域（約２５０℃）まで加熱され、記録層は熱変形し、約
１．５１のピットが形成された。

ピット形成による記録部の再生は、書き換え可能な記録
部と同様に行なうことができ、再生コントラスト比は１
．４であった。またこのピット形成による記録部は前述
の消去の手法を行なっても光反射率は減少せず消去でき
なかった。

実施例２ 実施例１で用いた光カードにおいて、半導体レーザー光
を吸収する光吸収色素の他に、二色性色素（三菱化成Ｌ
ＳＤ−２７８、入ｓａ）＋　６３８ｎｍ）を高分子液晶
１００重量部に対し２重量部添加して、記録層に２種類
の光吸収性色素を含有する光カードを作成した。この光
カードを第５図に示した装置で記録再生、消去を行なっ
た。書き換え可能な記録の形成及び記録の再生、消去は
実施例１と同様に行ない再生コントラスト比は１．２で
あった。

一方、消去不可能な記録の形成はＨｅ−Ｍｅレーザー（
入−、、６３３ｎｍ　、出力１００ｍＷ）を記録層上に
スポット径約１．５μ霧で照射を行ない記録層上にホー
ルを形成して行なった。

ホールの再生コントラスト比はり、Ｓであり、消去のた
めの半導体レーザー光を照射しても消去されなかった。

実施例３ 実施例１と同様の光カードに対し、以下の方法で消去不
可能な記録を形成した。

第４図と同様の装置構成でＸＹ−ステージ７を加熱し光
カード３を高分子液晶のガラス転移点より約５℃低い温
度に保温した０次に半導体レーザー】０の出力を１５＋
ｓＷとして光照射を行なったところ、照射部の記録層に
ピットが生じた。生じたピー／　トの再生コントラスト
比は１．３であり消去はされなかった。

実施例４ 実施例１と同様の構成の光カードを作成し、この光カー
ドの記録層を１２０℃に加熱後急冷することにより、記
録層中の高分子液晶を等吉相状態（先非散乱状態）で保
持した。

光カードに書き換え可能な記録を形成する手法及びその
消去の手法は、実施例１でのそれぞれ消去及び記録の手
法を同様に用いた。また、記録の再生は実施例１と同様
に行なった。再生コントラスト比は−０，５４であった
。

次に記録不可能な領域の形成は、実施例１と同様に記録
層にピットを形成することにより行なった。この領域に
前述の記録の手法を行なっても光反射率は減少せず、記
録できなかった。

［発明の効果］ 本発明は光の透過率又は反射率が可逆的に変化する材料
を記録層とした書き換え型光記録媒体に対し、記録層に
記録あるいは消去が不可能な領域を形成することを特徴
とする記録方法であり、光記録媒体の特定領域で記録を
誤消去、誤記録から保護できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光記録媒体の構成図、第２図は本
発明に係る記録、再生、消去の装置構成図、第３図は実
施例１，２，３．４の光記録媒体の構成図、第４図は実
施例１，３．４の記録、再生、消去の装置構成図、第５
図は実施例２の記録、再生、消去の装置構成図である。 ｌ・・・基板　　　　　　２・・・記録層３・・・光記
録媒体　　　４・・・レーザー光源５．５′・・・レン
ズ　　６・・・光検出装置７・・・ＸＹステージ　　　
８・・・Ａ１反射膜９・・・ガラス基板 １０、１０’・・・半導体レーザー １１・・・偏光ビームスプリッタ １２・・・フォトダイオード １３・・弓７４波長板　　　１４・・・フィルター１５
・・・ハーフミラ−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過率又は光反射率が可逆的に変化する材料を
   記録層とした書き換え型光記録媒体であって、該記録層
   の特定領域に光学特性の変化しない固定された、不可逆
   な記録領域を形成することを特徴とする光記録媒体。
2. （２）前記不可逆な記録領域が、ピット又はホールであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光記
   録媒体。
3. （３）前記記録層を形成する材料が、光の散乱強度が可
   逆的に変化するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の光記録媒体。
4. （４）前記記録層を形成する材料が、高分子材料である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれか１項に記載の光記録媒体。
5. （５）前記高分子材料が、相分離ポリマー又は高分子液
   晶であることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
   の光記録媒体。