JPH0210520A - 記録再生方法 - 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の記録再生方法に関する。

［従来の技術］ 従来、光記録媒体において、媒体中に液晶ポリドメイン
状態あるいは相分離ポリマーの相分離状態などの多数の
微小領域（ドメイン）が形成されている状態では、その
ドメイン界面によって光か散乱されるので、光散乱状態
となっている。

これらの液晶あるいは相分離ポリマー等の材料は、熱あ
るいは電界の印加等により、その光散乱強度を変化させ
ることができるため、光記録媒体としての応用が検討さ
れてきた。

例えば、このような材料に光吸収色素を混合した混合系
を記録層とした光記録媒体では、記録光は光吸収色素に
よって熱に転換され光記録層を加熱することにより記録
を行うことができる。

一方、再生は再生光を記録層に照射し、記録層からの光
散乱強度の差を反射光量あるいは透過光量の差で検出す
ることによって行うことができる。

このような光記録媒体の記録及び再生においては、単色
性、コヒーレント性、集光性に優れたレーザー光源を用
いることが多く、しかも、同一のレーザー光の出力を変
えることによって、記録光及び再生光として使用するの
が一般的であった。

［発明が解決しようとする課８］ しかしながら、光散乱強度が変化する材料を光記録媒体
に用いて、レーザー光の出力の差のみを変えた記録再生
方法では、以下のような欠点があった。

■記録再生装置のコンパクト性を考慮すると、光源とし
ては半導体レーザーが好ましいが、半導体レーザーのよ
うな長波長光では光散乱強度が十分に得られない。

■上記■の欠点を解消するために、記録層の層厚を大き
くすることか可能であるが、記録光と再生光が同じ波長
の場合、光吸収色素の吸収強度も増大するので、光透過
状態においても検出される再生光量が低下する。

これらの欠点により、レーザー光の出力差のみを変えた
従来の光記録媒体の記録再生方法では、ｌ−分な再生コ
ントラスト比が得られないという問題が生じていた。

本発明は、この様な従来技術の問題を改善するためにな
されたものであり、光の散乱強度を変化させることがで
きる材料と光吸収色素とを含有する記録層を有する光記
録媒体において、情報の再生を記録光の高次高調波で行
なうことにより。

再生コントラストを向上させることが可能な記録再生方
法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］および［作用］即ち、本
発明は、光の散乱強度が変化する材料と光吸収色素を含
有する記録層を有する光記録媒体の記録再生方法におい
て、記録光の高次高調波からなる再生光を用いて再生を
行なうことを特徴とする記録再生方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、光散乱とは液晶ポリメトイン状態又は
相分離ポリマーの相分離状態など、光記録媒体の光学的
な不均一性によって生じる散乱であり、この散乱強度は
、入射光波長か短いほど大きくなる。従って、本発明で
は、情報の再生光として用いる記録光の高次高調波は、
記録光よりも波長か短いために光散乱強度もより大きく
なる。

また、本発明に用いる光記録媒体の記録層には、光の散
乱強度が変化する材料以外に、記録光を吸収して記録層
を加熱させるための光吸収色素も含有されている。光の
散乱強度を大きくするためには、記録層の厚みを大きく
する必要がある反面、記録層の厚みが大きくなると、光
吸収色素による記録層の光吸収強度も大きくなる。

従って、記録光と再生光の波長が同じである従来の記録
再生方法においては、光の散乱状態が減少した状態でも
、光吸収色素によって入射した再生光のほとんどか吸収
されるので検出される記録層の光反射率や光透過率を大
きくとることがてきず、再生のコントラスト比が大きく
とれないという結果になる。また、再生用として、短波
長のレーザー光源を新たに設けることは、装置上、光学
上、不利な点が多い。

したがって２本発明では、再生光として、記録光の高次
高調波を用いることにより、短波長の再生用レーザー光
が容易に得られる上に再生コントラストの向上を実現す
ることができた。特に、記録光波長では、記録層中の光
吸収色素による吸収があり、しかも記録光波長における
光吸収色素の吸収強度が、再生光波長における光吸収色
素の吸収強度よりも大きいことが好ましく、さらには、
再生光波長では、光吸収色素による吸収がほとんどない
ことがコントラストの向上のためには好ましい。

本発明において、光の散乱強度が変化する材料としては
、高分子材料が用いられる。特に、高分子材料は、記録
層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ているため、環境安定性や記録
再生に対する耐久性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
との相溶性か良好て、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かできる。

かかる高分子材料としては、例えば相分離ポリマーまた
は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、光の散乱強度を可逆
的に変化させることがてき、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。

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Ａｈ折率か異なれば微小領域
の界面て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ＬＣ３Ｔ（Ｌｏ豐ｅｒＣｒｉｔ
ｉｃａｌ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
）型とＵ（：５Ｔ（Ｕｐｐｅｒ　Ｃｒ１ｔｉｃａｌ　５
ｏｌｕｔｉｏｎ　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。

ＵＣ３Ｔ型には、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、ＬＣ３Ｔ型
には、ポリ塩化ビニル−ポリメタクリル酸−ローヘキシ
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
温側て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
のタイプか使用できる。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、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
曲性類で結ばれたもの。

■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かこれらに限定される
ものではない。

Ｒ：　ＯＣＨ，。

Ｒ：　０ＣｘＨｔ Ｒ：　　ＣＮ ＣＨ。

ｅ 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１次のよう
な記録モートか可能である。

（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われる。

これら（１）、　（２）のいずれの記録モードでも、記
録状態を加熱後の徐冷か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、書き換え可
能な光記録媒体として用いることかできる。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。

光記録媒体の記ｊ２層中の高分子材料を加熱するＬ法と
しては、記録層中に光吸収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。

本発明において、記録光の高次高調波である再生光の波
長域としては、光吸収色素の吸収が少ない領域で、しか
も光学素子の吸収特性も考慮すると、近紫外〜可視域の
波長であることが好ましい、従って、記録光としては、
可視〜近赤外域の波長の光であることが必要である。

これらの点より、記録光は単色性、直進性に優れたレー
ザー光か好ましく、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。

次に、近赤外波長領域の光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。

車・ （注）但し、ｎは正の整数、またＲは芳香族ジアミン残
基、Ａは芳香族テトラカルボン酸残基を表わし、ａおよ
びｂはそれぞれ独立にＯまたは１〜５０の整数で、かつ
ａ＋ｂは１〜１０口の整数である。

なお、Ｈｅ−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有する光吸収色素
を用いることができる。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か好ましい。

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。

本発明において、高次高調波を得る手段としては、一般
に知られている非線形光学素子を用いて行うことができ
る。特に、半導体レーザー光を、近紫外−可視光に変換
させる点やその変換効率を考慮すると、第２高調波に変
換させる非線形光学素子が有効である。

高次高調波を発生させるために用いることかできる非線
形光学材料には、例えばＫＤＰ、　ＬｉＮｂ０．等の無
機結晶、あるいは尿素、２−メチル−４−ニトロアニリ
ン等の有機結晶を用いた素子が挙げられる。

無機結晶の場合、大きな単結晶を得やすい点があり、得
られた単結晶を特定の結晶面で切り出して位相整合を行
うことにより、第２高調波、あるいは第３高調波等の高
次高調波変換素子を得ることかできる。ただし、これら
の無機の非線形光学材料は、一般に非線形光学効果が小
さいのが難点である。

これに反し、有機結晶は無機結晶に比べて大きな非線形
光学効果を有するか、大きな単結晶か得られないために
、薄膜導波路やキャピラリー中に封入した形で位相整合
を取ることが可能である。

また、有機の非線形光学材料には、前述の有機結晶の他
にポリフッ化ビニリデン等の結晶性高分子や液晶（強誘
電性結晶）や高分子液晶も用いることかてきる。また、
ｐ−ニトロアニリンとポリエチレンオキサイドのような
複合系も用いることかてき、これらは素子化か容易な上
に配向等の手法を用いれば位相整合も簡単に行うことが
できる。

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有する記
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
る高分子材料と光色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０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、消去を行う。

第２図において、３は光記録媒体、４はレーザー光源、
５．５ａはレンズ、６は再生光検出装置、１７は非線形
光学素子、１８は、レーザー光（基本波）カット用のフ
ィルターである。

レーザー光源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。

次に、非線形光学素子１７をレーザー光源４とレンズ５
の間に置き、レーザー光源４からの光の第２高調波を光
記録媒体３に照射し、記録層の光散乱強度の差を透過光
量で検出することにより記録の再生を行う、この際、レ
ーザー光源４からのレーザー光の出力は、再生光として
用いる第２高調波の照射によって記録層の光散乱強度に
変化がないように調節されている。

また、再度、非線形光学素子１７を光照射光軸から移動
させ、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う。

［実施例］ 実施例１ 第３図に示す構成の光記録媒体（以下、光カードと記す
）を作製した。

まず、つオレットサイズでプレグル−ブを有する１ｍ■
厚のガラス基板９上にＡＩ！反射膜８を設け、その上に
下記の構造式（１）で表わされる高分子液晶１００重量
部と、 （Ｉ） 下記の構造式（ＩＩ）で表わされる光吸収性色素１重量
部 ｃｐｏ、ｅ （■） とをジクロロエタン５００重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°Ｃ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２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
示す。

次に、この光カードの記録、再生、消去を第４図に示す
装置で行った。レーザー光源には入ｗａｘ８３０　ｎｍ
の半導体レーザー１０を用いる。

レーザー光は１／４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。

１）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、さらにハーフミラ−１４で分離され、フ
ォトダイオード１５とフォトセル１６によって検出され
る。

また、偏光ビームスプリッタ−１１と半導体レーザー１
０との間に第２高調波を発生させる光学素子２０を設置
する。光学素子２０はＬｉＮｂＯ３から成る非線形光学
素子Ｉ７と発生する第２高調波を通し、半導体レーザー
ｌＯからのレーザー光をカットするフィルター１８から
構成される。

光カードへの記録は、半導体レーザー１０からのレーザ
ー光が光学素子２０に設けられた穴１９を通過するよう
に光学素子２Ｄを移動させ、λｗａｘ　８３０　ｎｍ出
力８ｍＷの基本波を記録層とに約１ｐｍのスポット径で
照射することにより行った。この時、記録層中の高分子
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、等吉相状態で保持され光の散乱強度が減少し、記
録を行うことがてきた。

光カート上の記録の再生は、半導体レーザーＩＯからの
レーザー光がＬｉＮｂ０：＋の非線形光学素子１７を通
るように光学素子２０を移動させ、半導体レーザーｌＯ
の出力を調整して、発生した第２高調波（λｗａｘ　４
１５　ｎｍ、出力０．２　ｍＷ）のみを記録層上に照射
する。そして、記録層の光散乱強度に対応したＡｉ）反
射膜からの反射光強度をフォトセルて検出して行い、再
生コントラスト比は１．５であった。

■ｏ　：非記録部（光散乱強度大）の反射光強度Ｉ　二
記録部（光散乱強度小）の反射光強度である。

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
で消去することがてきる。

記録時と同じ光学系で半導体レーザー光の出力を１５朧
Ｗとして記録層上に約１．３　ｇ−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、消去を行うことがてきた。

実施例２ 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°Ｃ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。

この光カードへの記録（高分子液晶の光散乱状Ｓ）及び
その消去（高分子液晶の先非散乱状態）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と同様に行った。再生コントラス
ト比は−０，６０であった。

実施例３ 実施例１と同様の構成の光カートを作成し、実施例１と
同様に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。

この光カードへの記録、再生及び消去を第５図に示す構
成の装置で行った。

入ｗａｘ　８３０　ｎｍ、出力２０ｍＷの半導体レーザ
ーｌＯからの光をハーフミラ−１４ａで２つに分ける。

レーザー光の一方は、光変調器２２で記録情報に応じて
、その強度か変調され、これを記録光とした。レーザー
光の他方はＬｉＮｂ０ｉの非線形光学素子１７に導かれ
、第２高調波が発生する。そしてバンドパスフィルター
１８によって第２高調波のみか取り出され、ＮＤフィル
ター２３によってその強度が調節され、これを再生光と
した。

このようにして得られた記録光、再生光をハーフミラ−
１４によって再度混合し、光カード上に約１１ｚｍのス
ポット径で照射した。この際、光カート上での記録光及
び再生光の出力は、それぞれ８ｍＷ及び０．２ｍＷであ
った。実施例１と同様に、記録光によって記録を行うこ
とができた。記録の再生はＡＩ！反射膜からの反射光を
実施例１と同様に偏光ビームスプリッタ−１１で分離し
、さらにバントパスフィルター１８ａを用いて第２高調
波のみをフォトセルＩ６によって検出することによって
行い、再生コントラスト比は、１．５であった。

また、記録の消去は、実施例１と同様に半導体レーザー
ＩＯの出力を２５ｍＷとし、λｗａｘ　８３０　ｎｍの
基本波を光カートの記録層上にスポット径約１．３ｐｍ
出力１５ｇ＋１１で照射することにより、行うことがで
きた。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明は、光の散乱強度が変化する
材料と光吸収色素を含有する記録層を有する光記録媒体
の記録再生方法において、再生光として記録光の高次高
調波を用いて再生を行なうことにより再生コントラスト
比を向上させることかできる。

また、記録再生装置、光学系のコンパクト化が可能とな
る効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録再生方法に用いられる光記録媒体
の一例を示す構成図、第２図は本発明に係る記録、再生
、消去方法に用いられる装置の一例を示す構成図、第３
図は実施例１．２の光記録媒体の構成図、第４図は実施
例１．２の記録、再生、消去に用いられる装置を示す構
成図および第５図は実施例３の記録、再生、消去に用い
られる装置を示す構成図である。 １−・・基板　　　　　　２・・・記録層３・・・光記
録媒体　　　４・・・レーザー光源５．５ａ・・・レン
ズ　　６・・・光検出装置７−−−　ＸＹ　Ｘ　テーラ
　　８−Ａｊ）反射膜９・・・ガラス基板　　　１０・
・・半導体レーザー１１・・・偏光ビームスプリッタ １２・・・光学素子の移動方向 １３−１／４波長板 １４、１４ａ・・・ハーフミラ− １５・・・フォトダイオード １６・・・フォトセル　　　１７・・・非線形光学素子
１８−・・フィルター １８ａ・・・バントパスフィルター １９・・・穴　　　　　　　２０・・・光学素子２１．
２１ａ・・・プリズム　　２２・・・光変調素子２３・
・・ＮＤフィルター 第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）光の散乱強度が変化する材料と光吸収色素を含有
   する記録層を有する光記録媒体の記録再生方法において
   、記録光の高次高調波からなる再生光を用いて再生を行
   なうことを特徴とする記録再生方法。
2. （２）記録光波長における光吸収色素の吸収強度が、再
   生光波長における光吸収色素の吸収強度よりも大きい請
   求項１記載の記録再生方法。
3. （３）再生光が記録光の第２高調波である請求項１又は
   ２記載の記録再生方法。
4. （４）光の散乱強度の変化が可逆変化である請求項１記
   載の記録再生方法。
5. （５）光の散乱強度が変化する材料が高分子材料を含有
   する請求項１記載の記録再生方法。
6. （６）高分子材料が高分子液晶又は相分離ポリマーであ
   る請求項５記載の記録再生方法。