JPH0155120B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的記録要素における、あるケト
ン染料組成物の使用に関する。このケトン染料
は、488nmで高い吸光係数を有し、有機溶媒に良
好な溶解度を示し、そして通常の結合剤と混合で
きる。このように、本発明は、結合剤と上述の染
料とを含む無定形物質から成る層を有する光学的
記録要素に関する。

物質の物理的構造を熱的に変えることによつて
情報を記録する要素は知られている。そのような
要素の一つは、支持体上に塗布されたプラスチツ
ク材料の層から成る。プラスチツク材料は、その
プラスチツク材料の一部が光線によつて照らされ
る領域においておしのけられるように、書き込み
光線（通常レーザー光線が用いられる）によつて
熱的に変形させられることができる。書き込み光
線の照射を止めた後、この変形パターンはその形
を保持する。得られる変形パターンは、このパタ
ーンを目視スクリーン上に投影することによつて
読むことができる。

さらに最近では、小さな面積に多量のデイジタ
ル情報をすばやく記録するための要素と方法が提
供された。これらの要素はノイズに対する高信号
比（Signal−to−noise ratio）（SNR）で読み出
すことのできるビデオ情報を記録する方法を提供
する。これらの要素は、支持体上に真空蒸着され
ている一定の金属物質または有機物質の薄い記録
層を使用する。記録は、レーザー光線のような高
エネルギー密度照射線によつて達成される。典型
的には、レーザー光線を要素の記録層の表面上に
焦点をあわせる。記録層の照射部位は、レーザー
光線からエネルギーを吸収してその層の小部分が
燃え、蒸発し、あるいは、それと違つて、これら
の部分からおしのけられるようなものである。こ
の技術は通常「融蝕性記録」と吸ばれる。普通に
は、レーザーとこの層の間に連続的な動きがあつ
て、レーザーがパルスされるかあるいは変調され
るとき、大きさの異なる独立したピツトまたは穴
が層中に作製される。これらの穴の大きさおよび
間隔が、記号化された情報を構成する。この型の
一つの要素は普通この分野では「ビデオデイス
ク」と呼ばれている。

融蝕型のビデオデイスクは要素に記録するため
に使用するものと同様のレーザー光線を用いて読
み出すことができる。一般に行なわれている融蝕
性ビデオデイスクにおいては、読み取りビームは
また、記録層によつてかなり吸収されなくてはな
らない。連続的な読みとりビームは記録層上に集
中させられ、そしてピツトされた領域とピツトさ
れていない領域の間の光学濃度の差が光検出器に
よつて検出される。もし記録に対する物理的損傷
を避けなければならない場合、記録層は、記録ビ
ームから吸収するよりもかなり少ないエネルギー
を読み取りビームから吸収しなくてはならないこ
とが容易にわかるであろう。このことは普通、記
録ビームよりもはるかに力の弱い読み取りビーム
を用いることによつて達成される。

もし、記録層中に形成される変形が一定のタイ
プのものであるならば、これらの変形によつて表
現される情報は、記録層に吸収されない読み取り
ビームを用いて読み取ることができる。極端に高
い吸光性を有する無定形物質の層を用いることに
よつて、シヤープに限定されたうね（ridge）を
有する変形を形成できることが見出された。記録
層によつて吸収されないレーザーを用いて読みと
る能力は、シヤープに限定されたうねからの光散
乱または相移動の結果であるという理論がたてら
れる。どんな理由であろうと、より強力なレーザ
ー読みとり光線を用い、これによつてノイズに対
するより高い信号比（SN比）の出力を供給する
ことが今や可能である。記録要素および読み取り
方法は、トーマス（Thomas）およびローベル
（Wrbel）によつて1979年７月12日に公開された
国際出願第404号に記載されている。

前記のトーマスおよびローベルの方法において
は、記録波長でのできるだけ高い吸光係数を有す
る記録層を供給することが望ましい。記録層によ
つて吸収されない読みとりビームによつて読みと
ることのできる変形を形成するには、20を以上の
吸光係数が必要であることが測定された。吸光係
数は、染料の分子量（MW）で割つた、染料−結
合剤組成物中に含まれる染料の重量パーセントと
記録ビームの波長（ελ）での染料の分子吸光係
数との積として定義される。吸収係数は、リツト
ル／グラム−センチメートル単位で示される。こ
のように、特定の染料−結合剤の無定形記録用組
成物の最大吸光係数は、分子吸光係数および染料
の結合剤との混和性の両方によつて限定される。
高エネルギー密度照射線源の一つは、約488nmで
発光するアルゴン−レーザーである。このレーザ
ーを用いて記録するときは、無定形組成物中にあ
る染料はこの波長で極めて高い分子吸光係数をも
つことが望ましい。さらに、この染料は結合剤と
高濃度で混和し得ることが望ましい。前項で引用
したトーマスおよびローベルの米国特許出願中に
示された物質は、必要なタイプの変形を形成させ
るに十分なほど高い吸光係数を供給するが、それ
よりさらに高い吸光係数を提供する物質が追求さ
れ続けている。

ビデオデイスク記録要素において特に有用な性
質を有する染料が発見された。これらの染料は
488nmで極めて高い分子吸光係数を有し、また普
通の有機溶媒に対してすぐれた溶媒性を有する。
これらの染料は、ビデオデイスク記録層において
有用である結合剤と高濃度で混和することがで
き、そしてこれらの層中に使用されて極めて高い
吸光係数を供給することができる。

この染料は（４−ジアルキルアミノベンジリデ
ン）ケトン化合物である。さらに具体的には、こ
の染料は、構造式： であらわされる。式中、ｎは０−５の整数であ
り、各Ｒは別個に、メチル、エチル、イソプロピ
ル、ｔ−ブチル基およびこれに類似のもののよう
な、炭素原子数１−６個の直鎖および分枝鎖状ア
ルキル基より成る群から選択される。（ｎ＝０の
とき、アセトンから誘導された化合物およびシク
ロプロパノンから誘導された化合物の両方を包含
するものである。） 本発明においては、結合剤と塗料から成る無定
形組成物の層がその上に被覆されている支持体か
ら成る記録要素が提供される。ここで： 上述の無定形物質は、488nmで20以上の吸光係
数を有し、 上述の染料は上記したような（４−ジアルキル
アミノベンジリデン）ケトンである。

本願発明の要素における情報の記録は、前記の
ように無定形の染料と結合剤との組成物の層にお
ける多数の変形によつてなされる。これらの変形
は1.5ミクロンより小さいサイズを有し、鋭く限
定されたうねによつて囲まれたくぼみから成る。
これらの変形は、無定形組成物によつて吸収され
ない高エネルギー密度輻射線を用いて検知できる
ようなものである。

本発明による有用な染料は、構造式： であらわされる。

これらの染料は、488nmで非常に高い分子吸光
係数を有しており、典型的にはこの波長で約
65000を超える分子吸光係数を有している。加え
て、これらの染料は、それらをビデオデイスク用
途に使用するのに有用なものとする通常の結合剤
と、比較的高濃度で混和性である。これらの染料
は、シクロヘキサノン、アセトン、ベンゼン、キ
シレンおよびこれに類似するもの、のような通常
の溶媒に可溶性である。

上の構造式中の各Ｒは、前述したようなアルキ
ル基である。本発明の目的のためには、例えば、
ハロゲンで置換されたアルキル、例えばクロロメ
チル、ブロモエチルおよびこれに類するもの、の
ような置換されたアルキル基を有する染料は同効
物であると考えられる。さらに、ベンジリデン基
は、これらの置換基が発色団に悪影響を及ぼさな
いかぎり、他の位置においてアミノアルキル基以
外の基で置換されていてもよい。環状ケトン環が
存在する場合には、同様に置換されていても良
い。有用な置換規としては、例えば、ハロゲンお
よび低級アルキル基が含まれる。しかしながら、
これらの置換基は分子量を増し、そのためελ／
MW値を減少させるため、これらの置換分をもた
ない染料が好適である。

上記の染料は、アセトン、またはシクロペンタ
ノンのような環状ケトンを、ジアルキルアミノベ
ンツアルデヒドと反応させることによつて製造で
きる。本発明に有用な染料を製造するための出発
物質は当技術分野においては周知である。この染
料は、有機溶剤を含むアルカリ性溶液中で、アル
デヒドとケトンとを縮合させることによつて製造
される。この溶液は、水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウムおよびこれに類するもの、のような適当
な塩基を添加することによつてアルカリ性にする
ことができる。有用な有機溶媒には、メタノール
およびエタノールが含まれる。この反応溶液を還
流下で加熱して、所望の生成物を生成することが
できる。

この方法で製造された染料の例としては： ２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
ン）シクロペンタノン ２，６−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
ン）シクロヘキサノン １，３−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
ン）アセトン が含まれる。

他の有用な染料としては： ２，３−ビス（４−ジメチルアミノベンジリデ
ン）シクロプロパノン ２，５−ビス〔４−（Ｎ−ｔ−ブチル−Ｎ−メ
チルアミノ）ベンジリデン〕シクロペンタノン が挙げられる。

上記の染料は、レーザー記録要素素子を製造す
るのに有用な結合剤と混和性である。「混和性」
は、この染料と結合剤の層を塗布し、乾燥させた
後、結晶化することなく、この染料が、要求され
る吸光係数、例えば20以上の吸光係数を与えるに
十分な濃度で、結合剤と混和され得ることを意味
する。さらに高い濃度およびそれによつてより高
い吸光係数が可能であるけれども、典型的には、
上記の染料は、重量で少なくとも50パーセントの
染料を含有する染料−結合剤組成物中に混和性で
ある。488nmでの本発明の染料の高い分子吸光係
数およびそれらの通常の結合剤とのすぐれた混和
性のために、これらの染料は、20を越える吸光係
数を保持しながら、非常に広い濃度範囲にわたつ
て組成物中に含有されることができる。このこと
は、要素の最適効率化を容易にする。

有用な結合剤には、レーザー光線のような高エ
ネルギー密度の輻射線に暴露することによつて変
形できる、すべてのフイルム−形成物質が包含さ
れる。有用な結合剤としては、酢酪酸セルロー
ス、ポリスチレン類、ポリスルホンアミド類、ポ
リカーボネート類、硝酸セルロース、ポリ（エチ
ルメタクリレート）ポリ（ビニルブチラール）お
よびそれに類するもの、が包含される。複数の結
合剤の組み合わせ物もまた使用されることができ
る。硝酸セルロースが好適な結合剤である。

有用なレーザー記録要素は、この結合剤中に含
まれる染料の層をその上に塗布されている支持体
から成る。所望の要素の読み取り様式によつて、
支持体は反射性あるいは透明のどちらかであるこ
とができる。反射性の支持体の場合には、支持体
の両面が反射性であることができ、記録層を両面
に作ることができる。この支持体は、ガラス、ポ
リ（エチレンテレフタレート）または酢酸セルロ
ースのような自己支持性重合体フイルム、または
金属、を包含する多くの物質のどれであつてもよ
い。この支持体は、記録中の支持体の変形を避け
るために、比較的高い融点を有していなくてはな
らない。この支持体はノイズおよびドロツプアウ
トを最小にするために非常になめらかであるのが
望ましい。ある好適な具体化においては、支持体
は、反射面および上記染料−結合剤組成物の塗布
に先だつて平滑化層で被覆される。

平滑化層として使用される組成物は好適には、
支持体の表面上に塗布することのできる、粘度の
低い、重合性流体である。塗布に続いて、この流
体を重合させると、支持体上に非常になめらかな
表面が生成される。この支持体は、なめらかな表
面の真空蒸着によつて反射性にすることもでき
る。好適な具体化においては、重合性の流体は光
重合性単量体から成る。好適には、この単量体ま
たは単量体の混合物は、溶媒の不存在下で低粘度
の流体である。有用な重合性の流体組成物は、米
国特許第4092173号および第4171979号に記載され
ている。

上記の染料および結合剤からなる記録層は、
種々の多くの方法によつて塗布することができ
る。最も便利には、染料および結合剤は通常の溶
媒から、またはその代わりに混和性溶媒の混合物
から塗布される。この染料−結合剤組成物は、吹
付塗、エアナイフ塗布、回転塗布によつて、ある
いは、他の適当な方法によつて塗布することがで
きる。本発明に従う記録層の厚さは臨界的ではな
い；しかしながら、層の厚さが約0.1ないし10ミ
クロンである時最もよい結果が得られる。

上記の記録組成物は、鋭く限定されたうねによ
つて囲まれたくぼみまたは穴を生成することがで
きる。このタイプの変形は、記録層によつてあま
り吸収されない読みとりビームを用いて読み出す
ことができる。「鋭く限定されたうね」は、うね
および穴／くぼみが顕著な境界を有すること、お
よび層の未変形外表面を含む平面内に測定したと
き、うねの幅は穴のくぼみの幅よりも小さいかま
たは等しいこと、を意味する。これらの寸法は電
子顕微鏡写真から測定することができる。

以下の実施例が示される。

製造例 １ ：２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンジリ
デン）シクロペンタノンの製造 約110ｇのｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒ
ドを、1000mlのメタノール中80ｇの水酸化カリウ
ムの溶液中に溶解させた。約26ｇのシクロペンタ
ノンをかくはんしながら加え、反応混合物を蒸気
浴上で還流させながら３時間加熱した。フリーザ
ー内で冷却した後、固体沈でん物を集めて、アル
コールで洗浄し、アルコールとアセトニトリルと
の混合物から再結晶させた。そのNMRスペクト
ルによつて、表題化合物が確認された。この染料
は、濃度100％で〓488／MW188／ｇ・cmを有す
る。

実施例 １ ：ビデオ記録要素 この実施例は、上に引用したホウエ（Howe）
およびローベル（Wrobel）の米国特許出願の実
施例と同じである。

低rpm（約80−100rpm）でガラス支持体に多量
の平滑化組成物をかけ、その後、速度を約
500rpmまで上げて塗布を均一にすることによつ
て、直径110mmの円形ガラス支持体に表面平滑化
組成物を回転塗布した。表面平滑化組成物は次の
ものから成つていた： テトラアクリル酸ペンタエリスリトール 20ｇ 低粘度ウレタンアクリレート単量体 20ｇ （UV−硬化性トツプコート874−Ｃ−2002 ，
フラー・オブライエン社） ２−エトキシエタノール 60ｇ タマリン増感剤組成物 ３ｇ 界面活性剤 ３滴 塗布し、乾燥させた表面平滑化組成物は3000ワ
ツトのパルス発光するキセノンアーク灯を18イン
チで４分間照射することによつて硬化させた。

このようにして平滑化した支持体の表面を、そ
の後蒸着によつて500Åの厚さのアルミニウムの
反射層で被覆した。

低rpmで反射層に多量の染料−結合剤組成物を
かけ、その後約1300rpmで塗布を均一にすること
によつて、反射層上に記録層を回転塗布した。染
料−結合剤組成物は、硝酸セルロース１ｇおよび
製造１で製造した染料１ｇを60ｇのシクロヘキサ
ノン中に溶解させることによつて形成した。

乾燥後、記録層の吸光係数は94／ｇ・cmであ
り、デイスクはすぐ使用できた。

トラツクは、デイスクが1800rpmで回転してい
る間に開口数NAｇ＝0.525で焦点を合わせたアル
ゴン−イオンレーザー光線（488nm）を使用し
て、デイスクの記録層中に記録された。（NAｇ」
はそのe^-2輻射体直径に対して測定された、焦点
を合わせたガウス型強度分布をもつた光束の開口
数をあらわす。）記録されたトラツクは、その後、
同様に焦点を合わせた、デイスク表面上で約１ｍ
Ｗの電力を有するヘリウム−キセノンレーザー光
線（633nm）を用いて読み出された。約10ｍＷの
入射記録電力に対して、読み取出しに関する
SNRは約50であつた。それに比べて、染料が３，
3′−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリ
ン）であることを除いて、この実施例のそれと同
一である記録層は、SNR50で読み出すことがで
きる記録を形成するために約15ｍＷの入射書き込
み電力を必要とした。

本発明はその好適な具体化と特に関連させてか
なり詳細に記述したけれども、本発明の精神およ
び範囲内で、いろいろな変化および改良を行なう
ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 488nmの波長における高エネルギー密度輻射
   線に暗号化された情報を記録するための要素であ
   つて、該要素は結合剤および選択吸収染料から成
   る無定形組成物の層をその上に被覆されている支
   持体より成り、該無定形組成物が488nmで少なく
   とも20／ｇ・cmの吸光係数を有し、そして該染
   料が式： （式中、ｎは整数０−５であり、各Ｒは独立し
   て、炭素数１−６の直鎖状または分枝鎖状アルキ
   ル基である、） であらわされることを特徴とする、記録要素。 ２ 前記支持体が反射性である、特許請求の範囲
   第１項に記載の記録要素。 ３ 前記結合剤が硝酸セルロースである、特許請
   求の範囲第１項に記載の記録要素。 ４ 前記染料が： ２，５−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
   ン）シクロペンタノン、 ２，６−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
   ン）シクロヘキサノン および １，３−ビス（４−ジエチルアミノベンジリデ
   ン）アセトン より成る群から選択される、特許請求の範囲第２
   項に記載の記録要素。