JPH087275A - 光記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 透明基板上に、直接あるいは誘電体層を介し
て形状記憶樹脂からなる記録層を設けた光記録媒体に、
基板側から集束光ビームを照射してピットを形成する光
記録方法において、集束光ビームを記録層の基板側界面
近傍に焦点を合わせるように照射して、記録層が該形状
記憶樹脂のガラス転移点以上の温度になるように、かつ
記録層の基板側界面近傍の温度が記録層の基板と反対側
の表層部の温度よりも高温になるように加熱して形状記
憶樹脂を熱膨張させることにより凸状ピットを形成する
ことを特徴とする光記録方法。 【効果】 廉価な書換え型光ディスクを用いた良好な光
記録方法を提供することができる。

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
的に情報の記録又は記録・消去を行うことのできる形状
記憶樹脂からなる記録層を有する光ディスクを用いた情
報の記録方法に関する。

【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、特開平
４−１０９８１号、特開平２−１８９７３８号、特開平
３−２５６２４１号及び特開平３−１６４２９３号等で
提案されており、廉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
の温度でゴム弾性を示し、ガラス転移点未満の温度、例
えば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。即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。記録層として形状記憶樹脂をを用いた光
記録媒体の場合、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することにより行
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行う。この場合、残留内
部応力が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記載されているように、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】記録層を用いたレーザ
ー光による情報の記録又は記録・消去を形状記憶樹脂か
らなる記録層の変形により行うディスクでは、廉価にリ
ライタブル又はライトワンスディスクが作成されること
が可能である。しかし、より良好な特性のディスクを得
るために必要な条件、特に記録層の変形が特に起こり易
い条件がこれまで提案されていなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、照射する
レーザーの焦点位置によって、形状記憶樹脂からなる記
録層に凸状ピットと凹状ピットの両方を形成することが
できることを見出し、本発明に到達した。本発明におい
て、凸状ピットは通常の形状記憶機能を有する消去可能
な部分であり、凹状ピットは消去不可能かつ安定に存在
する部分である。

【０００７】本発明の要旨は、透明基板上に、直接ある
いは誘電体層を介して形状記憶樹脂からなる記録層を設
けた光記録媒体に、基板側から集束光ビームを照射して
ピットを形成する光記録方法において、集束光ビームを
記録層の基板側界面近傍に焦点を合わせるように照射し
て、記録層が該形状記憶樹脂のガラス転移点以上の温度
になるように、かつ記録層の基板側界面近傍の温度が記
録層の基板と反対側の表層部の温度よりも高温になるよ
うに加熱して形状記憶樹脂を熱膨張させることにより凸
状ピットを形成することを特徴とする光記録方法、及び
透明基板上に、直接あるいは誘電体層を介して形状記憶
樹脂からなる記録層を設けた光記録媒体に、基板側から
集束光ビームを照射してピットを形成する光記録方法に
おいて、集束光ビームを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照射することにより、記録
層の基板とは反対側の表面近傍の温度を状記憶樹脂の融
点以上の温度に加熱して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】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、形状記憶樹脂からなる記録層に、記録層の基
板側界面近傍に焦点を合わせるように集束光ビームを照
射して、記録層を該形状記憶樹脂のガラス転移点以上の
温度になるように加熱することにより形状記憶樹脂を熱
膨張させ、凸状ピットを形成する。

【０００９】本発明によって得られる凸状ピットは、記
録層の基板側界面近傍の温度が凸状ピットを形成したと
きの温度よりやや低い温度になるようなパワーの集束光
ビームを照射した後、徐冷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。即ち、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集束光ビ
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
範囲をいう。焦点を合わせる方法としては、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方法等が挙げられ
る。

【００１０】このような本発明方法による集束光ビーム
の照射を行うと、集束光ビームの焦点位置である記録層
の基板側界面近傍の温度が、記録層の基板と反対側の表
層部の温度よりも高温になり、記録層の厚さ方向に温度
勾配が生じる。この温度勾配があることにより、記録層
が熱膨張を起こす際に、加熱された記録層に応力がかか
りやすく、変形が起こり易くなる。特に、記録層の基板
側と反対側の表層部の温度が形状記憶樹脂のガラス転移
点以上融点以下の温度になるように加熱し、また、記録
層の基板側界面近傍の温度が形状記憶樹脂の融点以上分
解点以下の温度になるように加熱した場合、樹脂の膨張
が十分起こり、かつ形状樹脂中の固定点を溶解すること
が少なく形状の記憶したもの（初期の平面状態）が失わ
れることなく、消去をおこない易いというメリットがあ
り、より好ましい。

【００１１】また、本発明においては、形状記憶樹脂か
らなる記録層に、集束光ビームを記録層の基板側とは反
対側の表面近傍に焦点を合わせるように照射して、記録
層の基板側とは反対側の表面近傍の温度を該形状記憶樹
脂の融点以上の温度に加熱することにより形状記憶樹脂
を熱膨張させ、凹状ピットを形成する。この方法によれ
ば消去不可能かつ安定な凹状ピットを形成することが可
能である。この場合形成される凹状ピットにはリムが存
在しない。

【００１２】このように、焦点位置を区別して照射する
ためには、記録層の膜厚は集束光ビームの焦点深度と同
程度の厚さであることが好ましい。通常、記録層の膜厚
は用いるレーザー光の波長程度の厚さとする。本発明の
光記録媒体は、通常、基板上に誘電体層を有し、その上
に形状記憶樹脂からなる記録層を有する層構成のもので
あるが、特に基板として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も可能となる。また、場合によって
は、その上に金属反射層、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、特に基板
としてアモルファスポリオレフィンを使用し、塗布溶媒
としてケトン系溶媒を用いた場合は、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。この
場合、基板上に直接形状記憶樹脂を塗布することが可能
となるため、工程が簡単になり、廉価にディスクを供給
することが可能となる。

【００１４】このようなアモルファスポリオレフィンの
種類としては、ノルボルネン系ポリマーの開環重合体の
水素添加物等の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上げられる。誘電体層としては、
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とくに限定されないが、例
えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｙｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｂ等の酸化物、窒化物又は硫化物
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。

【００１５】誘電体層の膜厚は、通常、１０〜５００ｎ
ｍの範囲であることが望ましい。誘電体層の厚みが１０
ｎｍ以下であると基板の変形防止効果が落ちる可能性が
あり、形状記憶樹脂塗布時に使用する溶媒が基板を侵食
する可能性がある。一方、誘電体層の厚みが５００ｎｍ
を越えると、誘電体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。

【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、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１／２
０〜１／１８０倍に急激に変化するものが好ましい。

【００１７】形状記憶樹脂の塗布溶媒としては、ケトン
系溶媒を使用することが好ましい。ケトン系溶媒は、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。ケトン系溶媒は、この優れた溶解性により、形状記
憶樹脂を容易に溶解することができ、更には発熱源とな
る色素をも溶解できる。また、ケトン系溶媒中のカルボ
ニル基が形状記憶樹脂中の構造、例えばウレタン結合等
を破壊しにくく、比較的安定な溶媒である。ケトン系溶
媒としては、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。また、鎖状ケトンとして
は、炭素数の少ないものの方が好ましい。

【００１８】これらのケトン溶媒の中でも、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、形状記憶樹脂の塗布溶媒において、例えばスピンコ
ート時の塗膜性を支配する沸点は高い方が良いとされて
いる。また、塗布した形状記憶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。そのため溶媒は、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６０〜３０
０℃のものが好ましい。前述の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】形状記憶樹脂を主成分とする記録層中には
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
りケトン溶媒に溶解するもので熱安定性に優れたもので
あればよく、特に限定されない。記録層中には、形状記
憶樹脂以外に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】次に本発明を実施例によりさらに具体的に説
明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の
実施例によって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で溶解した。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。ポリカーボ
ネート基板上に膜厚１１０ｎｍの酸化タンタルからなる
誘電体層をスパッタリングにより形成した上に、この溶
液を窒素雰囲気中５００ｒｐｍで３０秒間スピンコート
し、５分間オーブンで乾燥して、光記録媒体を製造し
た。形状記憶樹脂からなる記録層の膜厚は約３μｍであ
った。

【００２１】得られた光記録媒体を静止状態で、波長７
８０ｎｍのレーザー光でパルス強度４．８ｍＷ、パルス
幅５０μｓ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
凹状状態を記録することができた。即ち、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、深さ約１．２μ
ｍの凹状ピットが形成された。

【００２２】この時形成された凸状ピットにパルス強度
０．８ｍＷのレーザーを５０μｓのパルス幅で照射した
ところ膨れは縮んで元の状態に戻ったが、凹状ピットは
レーザーをどのように照射しても元の状態には戻らなか
った。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、廉価な書換え型光ディ
スクにおいて、記録層の変形が起こり易い光記録方法を
提供することができ、より良好な特性の情報の記録を行
うことができるため、工業上非常に有用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、直接あるいは誘電体層を
   介して形状記憶樹脂からなる記録層を設けた光記録媒体
   に、基板側から集束光ビームを照射してピットを形成す
   る光記録方法において、集束光ビームを記録層の基板側
   界面近傍に焦点を合わせるように照射して、記録層が該
   形状記憶樹脂のガラス転移点以上の温度になるように、
   かつ記録層の基板側界面近傍の温度が記録層の基板と反
   対側の表層部の温度よりも高温になるように加熱して形
   状記憶樹脂を熱膨張させることにより凸状ピットを形成
   することを特徴とする光記録方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の記録方法において、記録
   層の基板と反対側の表層部の温度が形状記憶樹脂のガラ
   ス転移点以上融点以下の温度になるように加熱すること
   を特徴とする光記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光記録方法にお
   いて、記録層の基板側界面近傍の温度が形状記憶樹脂の
   融点以上分解点以下の温度になるように加熱することを
   特徴とする光記録方法。
4. 【請求項４】 透明基板上に、直接あるいは誘電体層を
   介して形状記憶樹脂からなる記録層を設けた光記録媒体
   に、基板側から集束光ビームを照射してピットを形成す
   る光記録方法において、集束光ビームを記録層の基板側
   とは反対側の表面近傍に焦点を合わせるように照射する
   ことにより、記録層の基板側とは反対側の表面近傍の温
   度を状記憶樹脂の融点以上の温度に加熱して凹状ピット
   を形成することを特徴とする光記録方法。