JPH06103606A - 有機光記録媒体とその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】基板上１に光による情報記録が可能な有機光記
録材料からなる記録層２と、該記録層２上に記録層の極
大反射率を維持する反射率維持層３を設けた有機光記録
媒体であって、前記反射率維持層が結晶性高分子材料で
形成されていることを特徴とする有機光記録媒体。 【効果】結晶性高分子膜からなる反射率維持層３は、厚
膜化しても極大反射率を維持することができ、該反射率
維持層は記録層の損傷や汚染等も防ぐ保護層となるの
で、取扱い時の信頼性が高い有機光記録媒体が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光によって情報を記録、
再生する有機光記録媒体に係り、特に、記録層の極大反
射率を損なうことのない反射率維持層を記録層上に設け
た有機光記録媒体とその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクが記録媒体として広く
用いられている。これはディスク面上に形成した記録層
に、半導体レーザーに変換しタ情報をピットに形成し、
該ピットの有無による光の反射率の変化を再生する。従
って、光ディスクでは記録層への傷や汚れは記録情報の
エラーとなる可能性が高い。このような傷や汚れの発生
を防止するためには、保護層が不可欠である。

【０００３】光ディスクにおける保護層の形成法として
は、有機高分子をスピンコートする、高分子のフイルム
を貼付ける、または、金属を蒸着する等の方法がが知ら
れている（特開平２−１３７１３８号、同２−１９２９
９０号公報、特公平３−７８６９９号公報、特開平４−
８５８４号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクが市場のニ
ーズに答えるためにはディスクが安価に量産できなけれ
ばならない。記録層材料として有機溶媒に可溶な有機色
素を用い、記録層の形成法に簡便なスピンコート法を用
いることができればこうした光ディスクを量産すること
ができる。

【０００５】このような目的に合致した有機材料として
シアニン系色素が考えられるが、太陽光に対する安定性
に問題がない訳ではない。耐光性の良い材料としてはナ
フタロシアニン（特開平４−８５８４号公報）及びフタ
ロシアニン系色素が有望視されている。しかし、いずれ
の有機色素を用いるにしても、記録層が有機材料である
かぎり該記録層が傷つき易いと云う問題が生ずる。

【０００６】記録層を保護する簡便な方法として、スピ
ンコート法により有機高分子膜を記録層上に形成する方
法が考えられる。しかし、この方法ではスピンコートに
用いる溶剤によっては記録層自体が溶解すると云う問題
がある。そこで有機色素の記録層を溶解しない溶剤とし
て、水、アルコール等が選ばれる。これらの溶剤に可溶
な高分子としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ラ
テックス等がよく知られている。

【０００７】ＰＶＡを保護層とした場合、ＰＶＡが大気
中の水分を吸収して、記録層と保護層との界面に水の層
が形成され、反射率が低下すると云う問題がある。ま
た、ラテックス膜の場合、膜自身ははっ水性を有する
が、保護層としての機能を十分に発揮するにはある程度
以上の膜厚が必要である。しかし、ラテックス膜の膜厚
を大きくすると反射率が大幅に低下してしまい、今度
は、反射率維持層としての機能が損なわれるという問題
が生ずる。

【０００８】また、水、アルコール等に可溶な有機高分
子を保護層として用いる場合、記録層の色素の種類によ
っては記録層の表面がはっ水性となるために、該保護層
を均一に塗布できないと云う問題もある。更にまた、高
分子のフイルムを貼付ける方法が簡便ではあるが、フイ
ルムの種類によってはレーザー光によるピットの形成が
できなかったり、高パワーのレーザー光を照射すること
が必要であるなどの問題がある。

【０００９】なお、無機材料の保護層ではその形成には
蒸着法等によらざるを得ないため、量産性が悪く安価な
ディスクは望めない。

【００１０】有機光記録材料を記録層に用いた光ディス
クは、前記のように量産性が優れたものでなければ実用
的ではない。

【００１１】図１は、有機光記録層を形成した光ディス
クの構成を示す模式断面図である。基板１上に記録層
２、該記録層２の上に反射率維持層３がスピンコート等
により形成されている。基板１の材料としては、通常プ
ラスチック、ガラス等が多く用いられるが、軽量で破損
しにくいプラスチックが望ましく、特に、ポリカーボネ
ートが光の透過性などの点でも優れている。

【００１２】前記のように構成された光ディスクは、透
明な基板１側から半導体レーザー光５を集光レンズ４に
よって記録層２に集光させる。集光されたレーザー光の
熱により記録層２は溶融、分解等の熱変化を起こし、記
録層２にピットを形成することによって情報が記録され
る。記録された情報の再生は、ピットと、ピットが形成
されていない部分の光の反射率の差を読み取ることによ
って行なわれる。

【００１３】この場合、反射率維持層３は、光ディスク
取扱時に記録層２の損傷や汚染を防止する。更に、記録
層のピット形成時に適度に熱変形等を起して、記録層の
ピット形成を阻害しないことも要求される。こうした反
射率維持層３としては適度の軟らかさを備えている材料
が望まれる。こうした条件を満たす反射率維持層の形成
法として、形成時に基板１や記録層２を溶かさず、ま
た、膜質を適度の軟らかさにコントロールできるものと
して、水性ラテックスの使用を本発明者らは既に提案し
ている（特願平２−２３８７３６号）。

【００１４】しかし、水性ラテックスを用いて反射率維
持層３を形成するに当たっては、記録層２の表面を親水
性に改質しないと、均一な膜に形成できない。また、こ
のラテックス膜は膜厚が２０ｎｍ以上の厚さになると、
２５０〜１５００ｎｍの波長で反射率を１０％以下に低
下させてしまうこと、また、膜厚２０ｎｍ以下では傷等
から記録層２を守ることができないと云う問題があるこ
とが分かった。

【００１５】本発明の目的は、広い波長領域で十分な反
射率と記録層の保護機能とを有する有機光記録媒体とそ
の製法を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、上記有機光記録媒体
を構成する記録層、保護層及び反射率維持層の優れた形
成法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは反射率維持
層の形成に伴う前記の問題点を解決すべく鋭意検討を重
ね本発明に到達した。本発明の要旨は次のとおりであ
る。

【００１８】(１) 基板上に光による情報記録が可能な
有機光記録材料からなる記録層と、該記録層上に記録層
の極大反射率を維持する反射率維持層を設けた有機光記
録媒体であって、前記反射率維持層が結晶性高分子材料
で形成されていることを特徴とする有機光記録媒体。

【００１９】(２) 前記反射率維持層が４２ｋＶ，２０
０ｍＡ，銅ターゲットによるＸ線回折した場合、結晶ピ
ークが回折角１５〜２５度に強度が０.５〜３ｋｃｐｓ
である結晶性高分子材料で形成されている。

【００２０】上記において、反射率維持層として使用さ
れる結晶性高分子材料は水またはアルコールを分散媒と
するエマルジョンからなり、該エマルジョンを塗布する
ことにより形成される。なお、前記記録層および反射率
維持層はスピンコート法により形成するのがよい。

【００２１】前記記録層としての特性を低下させないよ
う、プラズマ処理等により表面を改質し、その上に反射
率維持層を形成するのがよい。プラズマ処理は、水との
接触角が５０度以下となる程度に実施することが望まし
い。これにより均一で密着性の優れた反射率維持層を形
成することができ、記録層本来の反射率を損なうことな
く記録・再生特性の優れた有機光記録媒体が得られる。

【００２２】また、本発明の光記録媒体の記録・再生に
使用される半導体レーザー光の波長は４００〜１０００
ｎｍが望ましい。

【００２３】前記記録層材料としては、ナフタロシアニ
ン系色素、フタロシアニン系色素が耐光性および耐湿性
の点で望ましい。

【００２４】また、前記反射率維持層材料としては、結
晶性を示す有機高分子材料、特にポリエチレン、ナイロ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリスチレン等が選ばれる。な
お、結晶性高分子は結晶性が高くなるほど透明度が低下
（高分子材料：２９頁：オーム社発行）し、また、情報
を記録するピットの形成のレーザー光の出力等を考慮す
ると、その膜厚は０.５〜１.５μｍが望ましい。

【００２５】また、図２に示すように、前記記録層２と
前記反射率維持層３との間に両者の密着性向上のため、
水性のカップリング剤からなる密着層６を設けるのが好
ましい。

【００２６】

【作用】本発明による反射率維持層が反射率の維持と記
録層の保護と云う両特性が、なぜ発現するのかその理由
は明らかではない。結晶性高分子の膜中では結晶質の部
分と非晶質の部分が混在しているため、屈折率の分布が
生じている。この分布が反射率維持層の上記の特異な特
性を発現する原因ではないかと考える。

【００２７】

【実施例】

〔実施例１〕化１式で示されるテトラキス(ｎ−オクチ
ルオキシカルボニル)−ビス−(トリブチルシロキシ)ゲ
ルマニウムナフタロシアニン色素を四塩化炭素に溶解
し、濃度０.７重量％の溶液を調製した。

【００２８】

【化１】

【００２９】厚さ１.２ｍｍ×外径１３０ｍｍ×内径１
５ｍｍの板にピッチ１.６μｍ×深さ９０ｎｍのスパイ
ラル状の溝が形成されたポリカーボネート製の基板１
を、溝面を上にしてスピンコータに取付け、２０００ｒ
ｐｍで回転させながら、上記溶液を該基板１上に滴下し
てスピンコートし、記録層２を形成した。該記録層２の
膜厚は０.０７μｍであった。

【００３０】この記録層２の表面は若干はっ水性を有す
るので、反射率が低下しない程度に窒素プラズマ処理を
行い、表面を親水性に改質した。改質された記録層表面
の水の接触角は５０度以下であり、記録層の反射率の低
下は５％以下であった。

【００３１】次に、ナイロンのエマルジョンであるトレ
ジンＦ−３０（帝国化学産業製）をメタノール７部、水
３部の混合溶剤で２０％に希釈し、これを記録層２の場
合と同様にスピンコートした。塗布された基板を１００
℃，１時間乾燥し、記録層２上に膜厚１.２μｍの反射
率維持層３を形成した。

【００３２】上記の光記録媒体を所定の寸法に切断し、
分光光度計（日立製：３４０型）により反射率を測定し
たところ、８３０ｎｍの波長における反射率は３０％で
あった。また、反射率維持層単独膜（膜厚１.２μｍ）
の４００〜１０００ｎｍの波長領域での透過率は９７％
であった。

【００３３】該光記録媒体を光学評価装置（ナカミチ
製：ＯＭＳ−２０００型）を用いて、図１に示すように
基板１の裏側からレーザー光５を照射し、集光レンズ４
で記録層２に集光して光学特性を評価した。その結果、
記録周波数３.７ＭＨｚ、デユーティ比５０：５０、記
録レーザーのパワー６ｍＷで記録し、再生レーザーのパ
ワー１ｍＷで、ＣＮ比が５３ｄＢであった。

【００３４】また、レーザーパワー１ｍＷにおけるバイ
トエラー特性は、１×１０⁶回以上でもエラー無しと確
認された。

【００３５】上記の特性評価結果は、反射率維持層３を
形成しない場合とほゞ同じであることを確認した。前記
光記録媒体の塗布面に表面性測定装置（ヘイドン製：１
４Ｄ型）を用い、１０ｇの荷重を乗せた直径１０ｍｍ鋼
球を接触させ、３０ｍ／分の速度で掃引させ耐擦過性を
調べたところ、傷跡深さは０.１μｍで、反射率維持層
３が十分に記録層２の保護層として効果があることが分
かった。ちなみに、前記トレジンＦ−３０膜をＸ線回折
装置（理学電機製：ＲＵ２００型）で４０ｋＶ、２００
ｍＡ、Ｃｕターゲットと云う条件でＸ線回折したとこ
ろ、回折角２０.２度に強度２.５ｋｃｐｓの結晶のピー
クがみられ、結晶性高分子であることを確認した。

【００３６】〔実施例２〕実施例１の基板１を用い、化
２式で示すフタロシアニン色素の１.０重量％四塩化炭
素溶液を用いて、実施例１と同様にして基板１上にスピ
ンコートし記録層２を形成した。

【００３７】

【化２】

【００３８】上記の記録層２の膜厚は０.１μｍであっ
た。次に、実施例１と同様にポリエチレンエマルジョン
のエレンゾールＮ−３１（昭和高分子製）を水で２０％
に希釈し、これを記録層２上に塗布し、反射率維持層３
を形成した。該反射率維持層３の膜厚は０.８μｍであ
った。

【００３９】上記光記録媒体の分光光度計で調べた最大
反射率ピークは波長７８０ｎｍにあり、その反射率は３
４％であった。反射率維持層単独膜（膜厚０.８μｍ）
の４００〜１０００ｎｍの波長領域での透過率は９８％
であった。

【００４０】上記光記録媒体を用いて、実施例１と同様
に光学特性および耐擦過特性を評価したところ、６ｍＷ
でＣＮ比が５２ｄＢ、バイトエラーは１ｍＷで１×１０
⁶回以上、また、傷跡深さは０.１μｍであり、十分に記
録層２を保護できることが分かった。特に、光学特性は
反射率維持層３の無い場合と同程度の値を示す。ちなみ
に、前記エレンゾールＮ−３１の膜をＸ線回折で調べた
ところ回折角２１.５度に強度２.１ｋｃｐｓの結晶のピ
ークがみられ、結晶性高分子であることを確認した。

【００４１】〔実施例３〕実施例１と同様に記録層２を
基板１に形成し、ポリエステルのエマルジョンであるガ
ブセンＥＳ−９０２０（帝国化学産業製）を水で２０％
に希釈し、記録層２上に実施例１と同様に形成し、１.
１μｍの膜厚の反射率維持層３を得た。このディスクを
実施例１と同様に評価したところ、反射率が２３％、透
過率が９１％、ＣＮ比が４８ｄＢ、バイトエラーが１×
１０⁶回以上でエラー無であった。また、耐擦過性試験
の結果、傷跡深さは０.１μｍで記録層２を十分保護で
きる反射率維持層３であることを確認した。また、Ｘ線
回折結果も、回折角２０.５度に強度２.９ｋｃｐｓの結
晶ピークがみられ、結晶性高分子であることを確認し
た。

【００４２】〔実施例４〕実施例１と同様に記録層２を
基板１に形成し、ポリスチレンのエマルジョンであるポ
リゾールＣ−１０（昭和高分子製）を水で２０％に希釈
し、記録層２上に実施例１と同様に形成し、１.３μｍ
の反射率維持層３を形成した。このディスクを実施例１
と同様に評価したところ、反射率２０.３％、透過率９
０％、ＣＮ比が４８ｄＢ、バイトエラーが１×１０⁶回
以上でエラー無であった。また、耐擦過性試験の結果、
傷跡深さは０.１５μｍで記録層２を十分保護できる反
射率維持層３であることを確認した。また、Ｘ線回折結
果も、回折角１９.６度に強度０.５６ｋｃｐｓの結晶ピ
ークがみられ、結晶性高分子であることを確認した。

【００４３】〔実施例５〕前記実施例１と同様に、基板
１上に記録層２を形成しプラズマ処理をした。実施例１
と同様に記録層２の上にスピンコータでアミノシランＳ
３３０（チッソ製）０.１ｇを水１０ｇで希釈した溶液
で、図２に示す密着層６を形成した。この上にナイロン
エマルジョンのトレジンＦＳ−５００（帝国化学産業
製）をメタノール１部、水１部の混合溶剤で２０％に希
釈した溶液で実施例１と同様に、膜厚１.１μｍの反射
率維持層３を形成し、図２に示すようなディスクを作製
した。このディスクを実施例１と同様に評価したとこ
ろ、同じ結果が得られた。

【００４４】次に、外径２６ｍｍ×厚さ１.２ｍｍのポ
リカーボネート基板１に前記図２のよう反射率維持層３
を形成し、その表面をスーパーテープＴ−Ｈ１２（コク
ヨ製）を用いて剥離試験を行ったところ、ＦＳ−５００
単体よりも若干密着性が向上した。ちなみに、前記トレ
ジンＦＳ−５００膜をＸ線回折で調べたところ、回折角
２０.５度のところに強度１.２ｋｃｐｓの結晶のピーク
がみられ、結晶性高分子であることを確認した。

【００４５】〔比較例１〕前記実施例１で用いた化１式
で示す色素の０.７重量％四塩化炭素溶液を調製し、基
板１上に記録層２を形成した。該記録層２の膜厚は０.
０７μｍで、最大反射率は波長８２０ｎｍで３８％であ
る。

【００４６】この記録層２の上に水性のポリアクリレー
トラテックス２０％水溶液（特公平３−７８６９９号）
を用いて、前記実施例１と同様に膜厚０.６μｍの保護
層を形成した。該保護層を形成した記録媒体の最大反射
率は、波長９００ｎｍ付近で１０％程度であり、ピーク
もブロードであった。保護膜単体の膜厚０.６μｍの４
００〜１０００ｎｍの波長領域での透過率は９８％であ
った。反射率が小さいため、光学特性の測定ができなか
った。ちなみに、前記ポリアクリレートラテックス膜を
Ｘ線回折で調べたところ、回折角２８.５度で、Ｘ線強
度が０.２５ｋｃｐｓで非常に小さい結晶のピークがみ
られ、極めて結晶度が小さい高分子膜であることを確認
した。

【００４７】〔比較例２〕実施例１と同様に基板１に記
録層２を形成し、該記録層２の上に反射率維持層３を形
成した。但し、反射率維持層３はＦ−３０の５０％を用
いて膜厚３.４μｍに形成した。該記録媒体の反射率は
１３％、透過率は８５％であった。

【００４８】光特性では６ｍＷの記録レーザーパワーで
は記録されないため１５ｍＷで記録した。再生光レーザ
ーパワー１ｍＷでＣＮ比は３６ｄＢ、バイトエラーは１
×１０⁴回であった。耐擦過性は満足できるものゝ、Ｘ
線回折では回折角２０.２度に強度３.６ｋｃｐｓを示す
結晶性高分子であることを確認した。しかし、あまりに
も膜厚が大きいため、上記のように反射率、透過率が低
下し、光記録・再生特性でも高パワーを要する割には、
低ＣＮ比である。

【００４９】前記の実施例及び比較例のＸ線強度と反射
率との関係を纏めて図３に示した。図の横軸は反射率維
持層３の結晶性の目安であるＸ線強度を示し、縦軸はデ
ィスクの反射率を示している。現在、市販されている光
学評価装置で検出できる反射率は２０％である。結晶性
高分子としてこれ以上の反射率を得るには、Ｘ線強度で
０.５〜３ｋｃｐｓが望ましい。

【００５０】

【発明の効果】本発明の結晶性高分子膜からなる反射率
維持層は、厚膜化しても極大反射率を維持することがで
きる有機光記録媒体が得られる。また、前記反射率維持
層は記録層の損傷や汚染等を防ぐ保護層を兼ねるので、
取扱い時の信頼性が高い有機光記録媒体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光記録媒体の部分模式
断面図である。

【図２】本発明の他の一実施例である光記録媒体の部分
模式断面図である。

【図３】結晶性の目安であるＸ線強度と反射率との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１…基板、２…記録層、３…反射率移動層、４…集光レ
ンズ、５…レーザー光、６…密着層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今関 周治 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 村尾 健二 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に光による情報記録が可能な有機
   光記録材料からなる記録層と、該記録層上に記録層の極
   大反射率を維持する反射率維持層を設けた有機光記録媒
   体であって、前記反射率維持層が結晶性高分子材料で形
   成されていることを特徴とする有機光記録媒体。
2. 【請求項２】 基板上に光による情報記録が可能な有機
   光記録材料からなる記録層と、該記録層上に記録層の極
   大反射率を維持する反射率維持層を設けた有機光記録媒
   体であって、前記反射率維持層が４２ｋＶ，２００ｍ
   Ａ，銅ターゲットによるＸ線回折した場合、結晶ピーク
   が回折角１５〜２５度に強度が０.５〜３ｋｃｐｓであ
   る結晶性高分子材料で形成されていることを特徴とする
   有機光記録媒体。
3. 【請求項３】 前記反射率維持層の厚さが１００μｍの
   場合、４００〜１０００ｎｍの波長領域において、透過
   率が８０〜９５％である請求項１または２に記載の有機
   光記録媒体。
4. 【請求項４】 前記反射率維持層の厚さが０.５〜１.５
   μｍで４００〜１０００ｎｍの波長領域において、透過
   率が９０〜９８％の結晶性高分子で形成されている請求
   項１または２に記載の有機光記録媒体。
5. 【請求項５】 前記反射率維持層がポリエチレン、ナイ
   ロン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステ
   ル、ポリプロピレン、ポリスチレンの結晶性高分子のい
   ずれかで形成されている請求項１〜４に記載の有機光記
   録媒体。
6. 【請求項６】 前記記録層と前記反射率維持層との間に
   両者の密着性を向上させる密着層が設けられている請求
   項１〜５に記載の有機光記録媒体。
7. 【請求項７】 前記記録層が波長４００〜１０００ｎｍ
   半導体レーザ光で光記録可能な光特性を有する請求項１
   〜６に記載の有機光記録媒体。
8. 【請求項８】 前記記録層がナフタロシアニン系色素ま
   たはフタロシアニン系色素を含む請求項７に記載の有機
   光記録媒体。
9. 【請求項９】 基板上に光による情報記録が可能な有機
   光記録材料からなる記録層を塗布し、該記録層上に記録
   層の極大反射率を維持する反射率維持層を塗布した有機
   光記録媒体の製法において、前記反射率維持層は結晶性
   高分子材料の水またはアルコール系溶媒を用いたエマル
   ジョンを塗布することを特徴とする有機光記録媒体の製
   法。
10. 【請求項１０】 前記記録層および反射率維持層のそれ
    ぞれをスピンコート法により形成する請求項９に記載の
    有機光記録媒体の製法。
11. 【請求項１１】 前記記録層表面を水との接触角が５０
    度以下となるよう改質し、その上に前記反射率維持層を
    形成する請求項９または１０に記載の有機光記録媒体の
    製法。
12. 【請求項１２】 前記記録層表面の改質手段がプラズマ
    処理である請求項１１に記載の有機光記録媒体の製法。