JPH0259392A - 光記録媒体及び記録方法 - 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及び記録方法に関する。

〔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
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
に問題がある上に、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、有機系、特に低分子化合物の場合、一般に耐光性
や耐熱性に難点があり、記録・再生・消去など光照射に
対する繰り返し耐久性が悪いという欠点があった。

これに対し、高分子化合物の場合、耐光性、耐熱性の点
で低分子化合物よりも有利である上に、記録層の薄膜を
容易に作りやすいという優位性があるため、書き換え型
光メモリーとして有望視されている。

また、これらの高分子材料は、メモリー媒体以外にも像
形成媒体としても用いることが出来、大面積でかつ耐光
性に優れた書き換え可能な像形成媒体としても期待され
ている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
光メモリーでは記録密度向上のために、１ビツトの大き
さを小さくすることが望まれるのに対し、光を用いてい
る限り、その大きさは光の分解能で制限を受け（〜１μ
ｍ程度）それ以上の記録密度が得にくいという問題があ
った。

特開昭６２−２３１４３７及び特開昭６２−２３１４３
８には、高分子液晶性化合物を光記録層とし、これと光
吸収性断熱層からなる光記録ユニットを積層した多層書
き換え型光記録媒体が開示されている。

この場合、光吸収性色素と高分子液晶性化合物を別の層
として積層し、さらに層間のクロストーク防止のために
各記録ユニットに断熱層を設けているため、光記録媒体
の構成が複雑になるという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明に
よれば、２層以上積層した光記録層を有する多層型記録
媒体において、断熱性の高い断熱層を設けるか、さらに
は隣合う記録層の記録トラックと非記録トラックが交互
に配列するように記録することにより、再生時の出力信
号への隣の記録層の記録部の影響を排除することが出来
、媒体構成の簡素化が可能で、記録密度の大幅に向上し
たＳ／Ｎ比に優れた光記録媒体が得られる。

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
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、例えば、高分子液晶が挙げ
られる。この材料は、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
を用いることも可能である。

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、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。

ＣＨ３ 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。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。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）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、書き換え可
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。

光記録媒体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、例えば以下のような
ものが挙げられる。

Ｄ−４ 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。

本発明の光記録媒体は、このような材料から得られる光
記録層を少なくとも２層以上積層した構成の多層型記録
媒体において、具体例としては、第１図に示すような層
構成となる。

第１図で、光吸収色素を含有する光記録層１ａ〜ｌｃと
熱伝導率の小さい材料より成る断熱層２ａ、　２ｂを交
互に基板３上に積層する。

本発明においては、光記録層１ａ〜１ｃに含有されてい
る光吸収性色素の吸収波長は、各光吸収層間で異なって
も（第１図）また同じであっても（第２図）良い。

また、この記録方法においては光記録層１　ａ−１ｃが
光吸収性色素の吸収波長に対応した光照射によって加熱
され、加熱後の急冷あるいは徐冷によって１　ａ−１ｃ
の光透過率あるいは光反射率を可逆的に変化させること
が出来る。

本発明において、断熱層は熱伝導率の小さい（熱伝導率
が概ね０，００１ｃａ　１２７ｃｍ　−ｓｅｅ　−’Ｃ
以下）、薄膜形成性に優れた材料を使用することが好ま
しく、例えば、ポリメタクリル酸エステル、マレイン酸
エステルの重合体、フマル酸エステルの重合体、ポリメ
タクリル酸エステル−マレイン酸エステル共重合体、ス
チレン及びその誘導体の重合体、ポリカーボネート、無
水マレイン酸およびそのイミド化物を含む重合体又は共
重合体、ナイロン−６６６等のポリアミド、ポリアミド
イミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリフェニ
レンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスル
ホン、ボリアリレート等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエ
ステル、アクリレート系樹脂、エポキシ樹脂等の熱又は
紫外線硬化性の樹脂等が挙げられ、記録時・消去時の昇
温の程度により選択される。また、記録層に使用される
高分子液晶より相転移温度が高（、記録時・消去時の昇
温時にも変化しないような他の高分子液晶を使用するこ
とも可能であり、適宜選択される。

さらに、より好ましくは、上記の材料より小さい熱伝導
率を有する微小フィラー、例えばガラス中空バルーン、
プラスチック中空バルーン等の空気（熱伝導率６×１Ｏ
−６ｃａｌ／Ｃｍ−５ｅｃ・０Ｃ）その他の気体を内包
するものを使用することにより、断熱性能が向上し、断
熱層を薄くすることが出来る。

これらの断熱層２ａ、　　２ｂは光記録層１ａ〜１ｃが
選択的に加熱された時、それらのクロストークを防止す
る。

記録状態の再生は、各光記録層中に含まれる光吸収色素
の吸収波長に対応した光を用いる。光記録層の光学特性
を変化させない程度の低出力にした上で、その光記録層
に焦点を合わせ、光記録層及びそれを挟持する記録層の
光透過率あるいは光反射率を検出して行う。

吸収波長が同じ場合は、光記録層１ａ、　　ｌｂ、　　
ｌｃのそれぞれに同じ位置で焦点を合わせて書き込んだ
場合、第３図に示す様な透過光あるいは反射光強度とし
て記録信号が得られる。

次に記録の消去は、記録領域に低強度で比較的長いパル
ス巾を有するレーザー光を照射するか、電場等を同時に
印加する方法がある。

また、第４図に示す様に、隣合う記録層において、記録
トラックと非記録トラックが交互になる様に書き込み光
源を走査することにより、再生時の出力信号のＳ／Ｎ比
を向上することが可能となる。

各光記録層の光吸収性色素の吸収波長が異なる場合は、
記録部が媒体の縦断面方向に重なっていても、各光記録
層間の再生時におけるクロストークはほとんど無いため
、上記の様に記録位置を変えなくても出力信号のＳ／Ｎ
比を確保することが出来る。

以下、実施例により説明する。

〈実施例１〉 下記構造式の高分子液晶（ｉ）　１００重量部に半導体
レーザー光吸収性色素としてＤ−１（１１ページ）１重
量部をシクロへキサノン５００重１部に溶解させた溶液
を厚さ約３０μｍのＰＥＴフィルム上にグラビアコータ
で塗工し、１２０°Ｃで減圧乾燥して約５μｍの光記録
層８ａを形成した。この上に、平均直径０．５μｍのガ
ラス中空バルーン１０重１部、ポリメチルメタクリレー
ト５０重量部、ジクロロエタン５００重量部からなる混
合溶液を上記と同様に塗工し、８０℃で加熱乾燥して約
３０μｍの熱絶縁層を形成した。

上記光記録層のみを形成した積層体と熱絶縁層まで形成
した積層体を向い合わせて２枚の１　ｍ　ｍ厚のガラス
基板間に挟持し１６０℃に加熱後、端面を接着剤封止し
、室温まで徐冷することにより、第５図に示す構成の光
記録媒体を作成した。

この光記録層は液晶ポリドメイン状態（光散乱状態）で
保持されている。

この媒体への光記録、再生及び消去を第６図に示す装置
で、半導体レーザー１０（２ｍ　ａ　ｘ　＝　８３０　
ｎ　ｍ　）からのレーザー光を光記録層８ａ、　　８ｂ
にそれぞれ焦点を合わせて照射することにより行った。

光記録層８ａに出力５ｍＷのレーザー光を照射した。こ
の時、光記録層８ａ中の高分子液晶は約１２０００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
散乱強度が減少し記録を行うことが出来た。この際に、
光記録層８ｂには光学特性の変化は無かった。記録の再
生は、同じ半導体レーザー１０からの出力を０　、２　
ｍ　Ｗにして、光記録層８ａに焦点を合わせて光照射を
行い、その透過光強度をフォトダイオード１４で検出す
ることにより行った。

記録の消去は、半導体レーザー１０からの光照射時間（
パルス巾）や、照射スポット径を大きくすることにより
、あるいは照射パルス数を多（することにより高分子液
晶の等吉相温度以上に加熱後、徐冷する条件が得られ、
光記録層８ａを光散乱状態に戻すことが出来た。

以上の記録・再生および消去は光記録層８ｂについても
同様に行うことが出来た。

く比較例１〉 実施例１において、熱絶縁層形成時にガラス中空バルー
ンを使用しなかった以外は同様にして、第５図に示す構
成の光記録媒体を作成した。

この媒体への光記録を実施例１と同様に光記録層８ａに
対して行った所、８ａの記録時に、別の光記録層８ｂの
対応する位置の光散乱強度も８ａの記録部の２０％程度
減少し、その光学特性が変化した。

その記録部の再生を、同じ半導体レーザー１０からの出
力を０．２ｍＷにして、光記録層８ａの記録部に焦点を
合わせて行った所、実施例１よりも透過光強度が強くな
り、入力信号と異なる出力信号が得られた。

〈実施例２〉 以下の構造式の高分子液晶（ｉｉ　）の厚さ約３０μｍ
のフィルム上に 実施例１の高分子液晶（ｉ）　１００重量部に光吸収性
色素Ｄ−１１重量部をシクロへキサノン５００重量部に
溶解させた溶液を塗工し、１２０℃で減圧乾燥して約５
μｍの光記録層８ａを形成した。一方、光吸収性色素を
２色性色素Ｇ−３６６（日本感光色素■社製）にして前
述と同様に高分子液晶（ｉｉ　）のフィルム上に高分子
液晶（ｉ）から成る光記録層を形成する。

以上のようにして得られた２つの積層体の何れかの光記
録層上に紫外線硬化型エポキシ樹脂ＵＶＸＥ−２１１（
スリーポンド■製筒品名）１００重量部に平均直径０．
５μｍのガラス中空バルーン１０重量部を分散させたも
のを熱絶縁層として３０μｍ厚に塗工し、表面が完全硬
化しない程度に弱く紫外線照射させた後、上記２つの積
層体を向い合わせて２枚の１ｍｍ厚のガラス基板間に挟
持し１６０°Ｃに加熱後、室温まで徐冷し、端面を接着
剤で封止することによって、第５図に示す構成の光記録
媒体を作成した。前記の熱絶縁層は加熱時に硬化反応が
進み密着性が向上している。この時光記録層及び高分子
液晶層は液晶ポリドメイン状態（光散乱状態）で保持さ
れている。この光記録媒体への光記録及び再生、消去を
第７図に示す装置で、半導体レーザー１０（λｍ　ａ　
ｘ　＝　８３０　ｎ　ｍ　）とＡｒイオンレーザ−１０
′（λｍ　ａ　ｘ　＝　４８８　ｎ　ｍ　）からのレー
ザー光を光記録層８ａおよび８ｂにそれぞれ焦点を合わ
せて照射することにより行った。光記録層８ａへの光記
録、再生および消去は半導体レーザー１０により実施例
１と同様に行った。その際、光記録層８ｂには光学特性
の変化は無かった。

次に、光記録層８ｂへの光記録、再生および消去をＡｒ
イオンレーザ−１０′　　により同様に行うことが出来
、光記録層８ａの光学時変の変化は無かった。

〈実施例３〉 実施例１と同様にして作成した光記録媒体に、第８図に
示すように光記録層の記録部が隣り合う２層で交互にな
るように書き込み記録を行った。記録層１０ａとｌＯｂ
の記録部は記録中心部で１．５μｍずれるように書き込
んだ。

各光記録層の記録の再生を実施例１と同様にして行った
所、入力信号と同等の出力信号が得られた。

く比較例２〉 実施例３において、記録層８ａと８ｂの記録部が同じ位
置になる様にした以外は同様にして２層に書き込み、再
生を行った所、各記録層単独に書き込んで再生した時と
異なる出力信号が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、２層以上積層した光記録層を有す
る多層型記録媒体において、断熱性の高い断熱層を設け
るか、さらには隣合う記録層の記録トラックと非記録ト
ラックを交互に配列させることにより、簡素で薄型の媒
体構成が可能となり、再生時のＳ／Ｎ比に優れた多層型
記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の原理作用を示すための説明図
。 第５図は実施例１〜３の光記録媒体の断面図。 第６図は実施例１，３の記録、再生、消去装置の構成図
。 第７図は実施例２の記録、再生、消去装置の構成図。 第８図は実施例３の記録状態を表わす概念図。 １　ａ−１ｃ　、　８　ａ　、　８　ｂ・・・・・・・
光吸収性色素を含有する光記録層 ２ａ、２ｂ、９・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・断熱層３．７ａ、７ｂ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・基板４　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・非記録部
（液晶ポリドメイン状態） 記録部（等吉相状態） ・・・・・・・・・・・・・・・・レンズ半導体レーザ
ー Ａｒイオンレーザ− 光記録媒体 ステージ フォトダイオード 第 ワ 口 第８ 霞

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２層以上積層した光記録層を有する多層型記録媒
   体において、該光記録層が断熱層のみによって隔てられ
   た層構成を有することを特徴とする光記録媒体。
2. （２）光記録層が、光透過率又は光反射率が可逆的に変
   化する高分子液晶材料であることを特徴とする請求項（
   １）記載の光記録媒体。
3. （３）積層した光記録層の少なくとも１層中に光吸収性
   色素を含有していることを特徴とする請求項（１）記載
   の光記録媒体。
4. （４）前記断熱層が熱伝導率の小さい微小フィラーを含
   むことを特徴とする請求項（１）〜（３）記載の光記録
   媒体。
5. （５）隣接して２層以上積層した光記録層を有する多層
   型記録媒体において、隣接層の記録トラックと非記録ト
   ラックが交互に配列するように書き込むことを特徴とす
   る記録方法。