JP3198781B2 - 光記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光記録方法に関し、光学
的に情報の記録・再生及び消去が可能な、すなわちリラ
イタブルな光記録と光学的に情報の記録・再生が可能
な、すなわちライトワンスな光記録が１枚のディスク上
で組み合わせて利用可能な光記録方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、レーザーを光源とした光ディスク
が種々開発されている。その中で、形状記憶樹脂を用い
た光記録媒体が、例えば特開平４−８５８３号公報、同
４−１０９８１号公報、同２−１８９７３８号公報、同
３−２５６２４１号公報及び同３−１６４２９３号公報
等で提案されており、安価な書換え型光ディスクとして
期待されている。

【０００３】形状記憶樹脂はガラス転移点以上融点以下
でゴム弾性を示しガラス転移点未満の室温等ではゴム弾
性を示さない樹脂であり、かかる特徴はその結晶化成分
や架橋に主に起因している。形状記憶樹脂をガラス転移
温度以上融点以下の温度に加熱した後、急冷すると加熱
時の形状のまま応力が凍結される。すなわちレーザー加
熱により膨張して生じた突起等がレーザーの照射を停止
すると、突起の形状は維持されたまま室温に戻る。そこ
で、この突起等が記録マークとなる。

【０００４】再生は照射部がガラス転移温度以上になら
ない程度のパワーのレーザーを照射して行う。消去は形
状記憶樹脂層をガラス転移温度以上融点以下に加熱し徐
冷することにより残留内部応力を消去され元の形状に戻
るので記録が消去される。このような形状記憶樹脂を用
いた光記録媒体では、前述の先行技術文献にもあるよう
に、通常形状記憶樹脂中に発熱源となり得る有機色素を
含有させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光学的に情報の記録・
再生及び消去が可能な光記録媒体と光学的に情報の記録
・再生が可能な光記録媒体を組み合わせることは、光記
録媒体の利用範囲の幅を広げることが出来るため、大変
有用である。しかし、これまで、光ディスクのライトワ
ンス部とリライタブル部を同一ディスク内に存在させる
ことは、記録層の種類や組成を同一ディスク内で変えた
り、ディスク層構成を同一ディスク内で変化させたり
と、製造が大変困難かつ、高価なディスクとなり、実現
性が乏しかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者たちは形状記憶
樹脂からなる記録層が、照射するレーザーの焦点位置に
より、凸部と凹部の両方を形成することが確認できた。
この、凸部は、通常の形状記憶機能を有する部分とな
り、凹部は消去不可能かつ安定に存在する部分である。

【０００７】本発明者らは、この機能を利用すること
で、同一記録層上にライトワンスとリライタブルの記録
を行うことが可能であることを見い出し、本発明に到達
した。すなわち、本発明の要旨は、透明基板上に形状記
憶樹脂からなる記録層を設けた光記録媒体を用い、光記
録媒体の基板側からエネルギービームを照射することに
よりピットを形成する光記録方法において、基板と記録
層の界面近傍に焦点を合わせたエネルギービームを照射
することにより凸状ピットを形成し、記録層の基板とは
反対側の表面近傍に焦点を合わせたエネルギービームを
照射することにより凹状ピットを形成することを特徴と
する光記録方法に存する。

【０００８】本発明において、凸状ピットは、基板と記
録層との界面近傍に焦点を合わせるように基板側からエ
ネルギービームを照射して、焦点の合った位置の記録層
の温度を記録層を形成している形状記憶樹脂の融点未満
の温度に、記録層の基板と反対側の表面の温度をほぼ該
形状記憶樹脂のガラス転移温度近傍に加熱することによ
り形成される。

【０００９】この凸状ピットは、凸状ピットを形成した
温度よりやや低い温度のエネルギービームを照射するこ
とにより元の平坦な状態に戻すことが可能である。すな
わち、リライタブル性を有している。このような凸状ピ
ットを形成するには、形状記憶樹脂からなる記録層と基
板との界面近傍にレーザー等のエネルギービームの焦点
を合わせることが必要である。ここで界面近傍とは、望
ましくは界面から厚さ方向５００ｎｍまでの範囲を指
す。エネルギービームの照射に際しては、例えば、形状
記憶樹脂からなる記録層中に色素を混入し、基板と記録
層界面での反射光量を大きくする等が有利である。上記
の動作を確実にするためには、記録層膜厚が集束光ビー
ムの焦点深度より厚いことが必要である。例えば波長７
８０ｎｍの半導体レーザー光をＮＡ０.５５のレンズで
集束させた場合の焦点深度は約１μｍである。

【００１０】また、記録層の基板とは反対側の表面近傍
に焦点を合わせるように基板側からエネルギービームを
照射し、該表面の近傍の記録層を記録層を形成している
形状記憶樹脂のガラス転移温度以上に加熱することによ
り、消去不可能かつ安定な凹状ピットを形成することが
できる。この時の凹状ピットには低融点金属をエネルギ
ービームで溶融蒸発させる従来型ライトワンス媒体のよ
うに、ピット周辺部にノイズの原因となるリムが形成さ
れることはない。

【００１１】上記の光記録方法で記録する場合、１つの
媒体において、凸状ピットを形成する領域と凹状ピット
を形成する領域を区分して記録を行うことが好ましい。
ライトワンスとリライタブルの領域を分けることで、再
生・記録・消去時のアクセス時間が短縮され、光記録の
高速化に有効である。領域を分ける方法としては、特定
の半径の内側と外側でライトワンス領域とリライタブル
領域をわけてもよい。スパイラルまたは同心円状の溝を
形成しておいて、ランド部とグルーブ部のそれぞれを、
ライトワンスまたはリライタブルの一方の記録に割り当
てることもできる。

【００１２】本発明の光記録を行う光記録媒体は、好ま
しくは基板上に誘電体保護層を有し、その上に形状記憶
樹脂からなる記録層を有するが、特に基板にアモルファ
スポリオレフィンを用いた場合には、基板上に直接形状
記憶樹脂からなる記録層を有する層構成となる。また、
場合によっては、その上に金属反射層、更に保護コート
層を設けてもよい。

【００１３】基板としては、ポリカーボネート、ポリメ
チルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート等の
ポリエステル等、公知のものが使用できるが、ケトン系
溶媒を用いた場合、基板にアモルファスポリオレフィン
を使用すると、基板を溶解することなく、形状記憶樹脂
を塗布することが可能である。直接基板上に形状記憶樹
脂を塗布することが可能となることで、工程上、廉価に
ディスクを供給することができる。

【００１４】アモルファスポリオレフィンの種類として
は、ポリノルボルネン系ポリマー、ポリビニルシクロヘ
キセン等が使用できる。誘電体保護層としては、耐熱性
に優れ、基板の熱的変形防止効果があり、基板との密着
性の強いものであればよく、膜厚は１０から５００ｎｍ
の範囲であることが望ましい。一般に誘電体保護層の厚
みが１０ｎｍ以下であると基板の変形防止効果が落ち、
溶媒が基板を侵食する可能性がある。一方、プラスチッ
ク基板を用いた場合５００ｎｍを越えると、誘電体保護
層自体の内部応力や基板との弾性特性の差が顕著になっ
て、クラックが発生し易くなる。

【００１５】誘電体保護層には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｂ等
の酸化物、窒化物、硫化物や、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ等のフ
ッ化物を用いることができる。これらの酸化物、窒化
物、硫化物、フッ化物は必ずしも化学量論的組成をとる
必要はなく、屈折率等の制御のために組成を制御した
り、混合して用いることも有効である。特に、酸化タン
タル、酸化ケイ素、硫化亜鉛やこれらの混合物が好まし
い。

【００１６】形状記憶樹脂層の主成分である形状記憶樹
脂としては、ポリウレタン樹脂、架橋ポリエチレン樹
脂、架橋フッ素樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、トラ
ンスポリイソプレン、ポリノルボルネン、シンジオタク
チック１，２−ポリブタジエン等公知のものが使用で
き、特には、ガラス転移温度が４０℃以上でありガラス
転移温度を境にして動的粘弾性率（Ｅ’／Ｅ”）が１／
２０〜１／１８０倍に急激に変化するものが好ましい。

【００１７】形状記憶樹脂の溶剤には、ケトン系溶剤を
使用することが好ましい。ケトン溶剤は、カルボニル基
を有するため適当な極性があり、その構造中の炭化水素
部の構造を種々変化させることで極性溶媒から非極性溶
媒の間の溶解性を上手くコントロールできる。また、ケ
トン溶剤中のカルボニル基は形状記憶樹脂中の構造、例
えばウレタン結合等を破壊しにくい比較的安定な溶剤で
ある。この優れた溶解性により、形状記憶樹脂を溶解す
ることができる。更には発熱源となる色素をも溶解でき
る。ケトンとしては、シクロヘキサノン、イソホロン、
アセトフェノン等の環状構造を有するケトン、アセト
ン、メチルエチルケトン等が挙げられる。鎖状ケトンで
は、炭素数の少ないものの方が好ましい。

【００１８】このケトン溶剤の中でも、特に環状構造を
有するケトンは形状記憶樹脂との混合性に優れている。
環状構造を有するケトンは、構造上形状記憶樹脂の白濁
凝固を促す水分の含有を抑えることができる。更に、ス
ピンコーターでの塗膜性を支配する溶剤の沸点は高い方
が良いとされている。一方、塗布した記録層樹脂は乾燥
させるが、乾燥が不十分で残留溶媒があると記録及び消
去特性に悪影響を及ぼすとされている。そのため溶剤
は、沸点が高すぎると樹脂中に残留しやすくなり、低す
ぎると塗膜性が悪くなるという兼ね合いから、一般に沸
点６０〜３００℃が好ましい。環状構造を有するケトン
は、この条件を満たすものが多い。

【００１９】形状記憶樹脂には発熱源として色素を含有
させることが多いが、その場合の色素としては再生光波
長付近に吸収帯をもつものであり、ケトン溶剤に溶解す
るものであればよい。形状記憶樹脂には、形状記憶樹脂
との相溶性の良い熱可塑性の紫外線硬化性樹脂を含有さ
せても良い。また他の添加剤や低分子量の熱可塑性樹脂
を含有させてもよい。

【００２０】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えないかぎり実施例により限
定されるものではない。 実施例１ 市販の形状記憶樹脂をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに
２：１で溶解し透明になった液１ｍｌに、Ｎｉインドア
ニリン色素４０ｍｇとシクロヘキサノン０．５ｍｌを混
合し、これを１０分間超音波攪拌した。この溶液をポリ
カーボネート基板上に１１０ｎｍの酸化タンタルからな
る誘電体層をスパッタリングした上に、窒素雰囲気中５
００ｒｐｍで３０秒間スピンコートし、５分間オーブン
で乾燥した。この時記録層の膜厚は約１．０μｍであっ
た。

【００２１】このディスクを静止状態で、４．８ｍＷの
波長７８０ｎｍのレーザー光で５０μｓのパルス幅で記
録した。この時レーザーの焦点位置をずらすことによ
り、同じディスクにポリマーの膨れ状態と凹み状態を記
録することができた。焦点が形状記憶樹脂記録層と誘電
体層の界面近傍に合った時に高さ約２μｍの膨れた凸状
ピットが形成され、焦点位置が形状記憶樹脂記録層と誘
電体層の界面近傍から離れて、記録層と大気の界面に近
付くにつれて膨れの高さが低くなり記録層と大気の界面
近傍に焦点が合った時には、深さ約１．２μｍの凹みの
凹状ピットが形成された。

【００２２】形成された凸状ピットにパルス強度０．８
ｍＷのレーザーを５０μｓのパルス幅で照射したところ
凸状ピットは縮んでもとに戻ったが、凹みはレーザーを
どのように照射しても元には戻らなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、形状記憶樹脂からなる
記録層を有するディスクにレーザーの焦点位置をかえる
だけでライトワンスとリライタブルの記録を行うことが
可能になり、安価なディスクを用いて光記録媒体の利用
の幅を広げることができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５２２ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５２２Ｖ (56)参考文献 特開 平３−238628（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288345（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−256243（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−165343（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246587（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95241（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G11B 7/24 B41M 5/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に形状記憶樹脂を主成分とす
   る記録層を設けた光記録媒体を用い、光記録媒体の基板
   側からエネルギービームを照射することによりピットを
   形成する光記録方法において、基板と記録層の界面近傍
   に焦点を合わせたエネルギービームを照射することによ
   り凸状ピットを形成し、記録層の基板とは反対側の表面
   近傍に焦点を合わせたエネルギービームを照射すること
   により凹状ピットを形成することを特徴とする光記録方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光記録方法において、用
   いる光記録媒体は、凸状ピットを形成する領域と凹状ピ
   ットを形成する領域が区分けされている光記録方法。