JP2002105404A - 光記録媒体に用いられる金属微粒子分散液の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリカーボネート基板上に薄膜を作製でき、
かつ特定可視域を光吸収する金もしくは銀微粒子を用い
て追記型の記録を行なう光ディスクのような光記録媒体
の材料である金属微粒子分散液の製造方法を提供する。 【解決手段】 光記録媒体１は、ポリカーボネート基板
２上に金属微粒子分散液の薄膜からなる光記録層３を形
成したものである。該金属微粒子分散液は、金そして／
あるいは銀の金属微粒子をキシレン、トルエン、テレピ
ネオールから選ばれる溶剤に分散させた溶液と、前記溶
剤に不溶で且つ低沸点アルコールに可溶な高分子とを接
触させて、金属微粒子−高分子複合体を作製した後、該
金属微粒子−高分子複合体を低沸点アルコールに溶解し
て金属微粒子を分散させた金属微粒子／低沸点アルコー
ル／高分子からなるペースト状混合液として得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクといった
光記録媒体の記録層に用いられる金属微粒子分散液の製
造方法に係り、詳しくはポリカーボネート基板上に膜化
可能な金属微粒子／低沸点アルコール／高分子のペース
ト状混合液からなる金属微粒子分散液の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報を高密度に記録できる光記録媒体に
は、情報信号を構造的変化として記録し、光学的に再生
する光ディスクが知られている。この光ディスクは非接
触で記録と再生ができ、取り扱いが容易で記憶容量の多
いことが特長になっている。こうした特長を生かした製
品として、今日再生専用型、またユーザーが自由に書き
込み、消去させる書き換え可能型が種々提案されてい
る。

【０００３】今日、追記型の光記録媒体としては、Ｔｅ
化合物を始めとしてカルコゲナイト元素などの無機系材
料、及びシアニン誘導体、フタロシアニン誘導体，ポル
フィリン誘導体、金属ポルフィリン誘導体などの色素を
有機材料中に分散させた記録材料を基板上に塗布、薄膜
化し光ディスクを作製することが知られている。

【０００４】かかる薄膜を作製する方法としては主とし
てスピンコーティング法、電解法などのウエットプロセ
スや、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマ重合法などの
ドライプロセスに分類されるが、一般的にはスピンコー
ティング法、電解法、真空蒸着法が用いられている。

【０００５】このうち、スピンコーティング法はジクロ
ロメタンのような適当な溶媒に溶かした上記有機系色素
の溶液を基板の上に滴下し、基板を回転させることでそ
の上に薄膜を作製するものであり、一般に行われてい
る。

【０００６】しかし、これらの薄膜作製法で得られた薄
膜は、有機色素系光ディスクでは光による劣化が起こり
やすく再生光による劣化や紫外線による劣化の対策が必
要になってきた。これを改善したものとして、本願出願
人は先にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの
透明な高分子をｐ−キシレン、テレピネオールと混合し
てペーストを作製し、このＰＭＭＡペーストにトルエン
分散金微粒子を混合させて金微粒子分散ＰＭＭＡペース
トを作製し、この薄膜を基板上に作製した光ディスクに
利用可能な光記録媒体材料を提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この光記録媒
体材料では、金微粒子分散ＰＭＭＡペーストにｐ−キシ
レン、テレピネオール、トルエンなどの溶剤が含まれて
いるために、汎用されているポリカーボネート基板上に
薄膜を形成してもこの種の溶剤によってポリカーボネー
トが溶けて白化し、また平坦な膜形成が困難であるとい
った不具合が発生した。

【０００８】これはポリカーボネート基板上に作製され
た記録信号の案内溝を潰してしまうため信号の読み取り
ができなくなり、また記録、再生信号を基板側からレー
ザを照射して読み取るため、基板の白化によって記録層
までにレーザ光が散乱され、記録信号書込みや記録層で
の反射率変化の読み取りが不可になる。

【０００９】こういった問題を解決すべく、本願出願人
は特願２０００−２２６３４３号においてｐ−キシレ
ン、テレピネオール、トルエンなどの溶剤を含まず、ポ
リカーボネート基板上にも薄膜を作製することが可能
で、かつ特定可視域を光吸収する金もしくは銀微粒子を
用いて追記型の記録を行なう光ディスクのような光記録
媒体の材料である金属微粒子分散液及びその製造方法を
提案した。前記製造方法とは、金そして／あるいは銀の
金属微粒子を溶剤中に分散させた液に低沸点アルコール
に可溶な高分子を溶かして、金属微粒子／低沸点アルコ
ールに可溶な高分子／溶剤からなるペースト状混合液に
した後、この混合液中の溶剤を揮発させて金属微粒子／
低沸点アルコールに可溶な高分子からなる固形物にし、
更にこの固形物に低沸点アルコールを添加して金属微粒
子を分散させた金属微粒子／低沸点アルコール／低沸点
アルコールに可溶な高分子からなるペースト状混合液に
するポリカーボネート基板上に膜化可能な金属微粒子分
散液の製造方法にある。本発明では更に鋭意研究を重
ね、工程を減らし、安全面に配慮した光記録媒体に用い
られる金属微粒子分散液の製造方法を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本願請求項１記載
の発明では、基板に光記録媒体となる薄膜を形成する際
に使用する金属微粒子分散液の製造方法であり、金そし
て／あるいは銀の金属微粒子をＡ溶剤に分散させた溶液
と、Ａ溶剤に不溶で且つ低沸点アルコールに可溶な高分
子とを接触させて、金属微粒子−高分子複合体を作製し
た後、該金属微粒子−高分子複合体を低沸点アルコール
に溶解して金属微粒子を分散させた金属微粒子／低沸点
アルコール／高分子からなるペースト状混合液とするこ
とを特徴とした金属微粒子分散液の製造方法にあって、
ポリカーボネート基板上に薄膜を形成してもこれを溶か
す溶剤が含まれていないために、基板が白化することが
なく、また凹凸のない平滑な膜を形成することができ
る。また特願２０００−２２６３４３号記載の製造方法
と比較して、溶媒を揮発させる工程が不要となる為に工
程数を減少できると共に、溶媒が可燃性であった場合は
安全面でも好ましい。

【００１１】本願請求項２記載の発明では、請求項１記
載の光記録媒体に用いられる金属微粒子分散溶液の製造
方法において、低沸点アルコールが低沸点アルコールと
は、エタノール，２−メチル−１−プロパノール，１−
ブタノール，２−エトキシエタノール，２−エチル−１
−ヘキサノール，２−（２−エトキシエトキシ）エタノ
ールから選ばれてなることを特徴とする。

【００１２】本願請求項３記載の発明では、請求項１又
は２記載の光記録媒体に用いられる金属微粒子分散液の
製造方法において、Ａ溶剤とは、キシレン、トルエン、
テレピネオールから選ばれてなることを特徴とする。

【００１３】本願請求項４記載の発明では、請求項１乃
至３記載の光記録媒体に用いられる金属微粒子分散液の
製造方法において、高分子はカルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレンオキ
サイド、ポリビニルブチラールから選ばれてなることを
特徴とする。

【００１４】本願請求項５記載の発明では、請求項１乃
至４記載の光記録媒体に用いられる金属微粒子分散液の
製造方法において、ペースト状混合液には紫外線硬化樹
脂が配合されてなることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る金属微粒子分
散液を用いて光記録媒体となる薄膜をポリカーボネート
基板上に作製した光記録媒体の断面図である。光記録媒
体１はポリカーボネート基板２上に厚さ０．１〜５μｍ
程度にスピンコート法により成膜された光記録層３から
構成されている。

【００１６】この光記録層３の金属微粒子分散液は、金
そして／あるいは銀の金属微粒子を低沸点アルコールと
これに可溶な高分子中に分散させたペースト状混合液で
あり、このペースト状混合液をスピンコート法によりポ
リカーボネート基板２上に薄膜化させ、その後乾燥させ
ることにより光記録層３が得られる。スピンコートの回
転数、金属微粒子分散液の粘度を適当にすることにより
適当な厚さに製膜される。

【００１７】この金属微粒子分散液の製造方法として
は、まず（１）金そして／あるいは銀の金属微粒子をＡ
溶剤中に独立分散させた溶液と、前記Ａ溶剤に不溶で低
沸点アルコールに可溶な高分子とを接触させて、金属微
粒子−高分子複合体を作製する。具体的には、金そして
／あるいは銀の金属微粒子をＡ溶剤中に独立分散させた
溶液に粉末状の該高分子を浸漬させて金属微粒子−高分
子複合体を作製し、濾過等により溶剤から取り出し乾燥
させる。

【００１８】上記金そして／もしくは銀の金属微粒子を
Ａ溶剤中に独立分散させた溶液は、例えば特開平３−３
４２１１号公報に開示されているようなガス中蒸発法と
呼ばれる方法によって製造される。即ち、チャンバ内に
ヘリウム不活性ガスを導入して上記金属を蒸発させ、不
活性ガスとの衝突により冷却され凝縮して得られるが、
この場合生成直後の粒子が孤立状態にある段階で有機溶
剤の蒸気を導入して粒子表面の被覆を行っている。Ａ溶
剤としては、ｐ-キシレン、トルエン、α−テレピネオ
ールなどの溶剤が用いられる。上記金そして／あるいは
銀の金属微粒子の添加量は、目的とする膜厚、反射率に
より選択することができ、特に制限されないが、好まし
くは１〜４０重量％である。

【００１９】尚、図２は金属微粒子−高分子複合体の固
形物のモデルを示す図であり、それぞれの金属微粒子１
５は、Ａ溶剤に不溶で且つ低沸点アルコールに可溶な高
分子１６を包囲するような形で複合化し、該高分子１６
に独立して分散している。

【００２０】続いて、（２）金属微粒子−高分子複合体
と低沸点アルコールを混合攪拌して金属微粒子／低沸点
アルコール／高分子からなるペースト状混合液を作製す
る。

【００２１】低沸点アルコールは、具体的に例示すると
エタノール，２−メチル−１−プロパノール，１−ブタ
ノール，２−エトキシエタノール，２−エチル−１−ヘ
キサノール，２−（２−エトキシエトキシ）エタノール
から選ばれた少なくとも１種であり、沸点が７８〜２０
２°Ｃである。低沸点アルコールを使用すると、ポリカ
ーボネート基板２上に薄膜を形成してもこれを溶かす溶
剤が含まれていないために、基板２が白化することがな
く、また凹凸のない平滑な光記録層３を形成することが
できる。

【００２２】上記低沸点アルコールに可溶な高分子は、
例えばエチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
などのセルロース系高分子、あるいはその他にポリビニ
ルブチラール、ポリエチレンオキサイド等が挙げられ
る。但し、該高分子は、金そして／もしくは銀の金属微
粒子を独立分散させた溶液に用いられているＡ溶剤に不
溶であることを必須条件とする。Ａ溶剤にｐ-キシレ
ン、トルエン、α−テレピネオールから選ばれる溶剤を
使用した場合は、該高分子はｐ-キシレン、トルエン、
α−テレピネオールに不溶で、且つ、低沸点アルコール
に可溶な高分子、具体的にはカルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレンオキ
サイド、ポリビニルブチラールなどが挙げられる。

【００２３】尚、紫外線硬化樹脂を配合して耐熱性を付
与してもよい。紫外線硬化樹脂とは、超高圧水銀ランプ
等の紫外光を照射することによって硬化する樹脂であっ
て、代表的なものとしてエポキシアクリレート系、ウレ
タンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系ある
いはシリコーンアクリル系が挙げられる。それぞれ末端
に反応基としての二重結合を２〜６個有するオリゴマー
であって、低粘度の液体から半固体状まで幅広く存在す
る。照射された紫外線の作用によって触媒として含有さ
れている光重合開始剤がラジカルを発生し、これがオリ
ゴマーの末端二重結合に反応し、重合を開始させる。光
開始重合剤には多種の化合物があるが、一般的にはベン
ゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオ
キサントン系が使用される。また、光重合開始剤の開始
反応を促進させる目的で、増感剤と呼ばれる助剤を併用
してもよい。紫外線硬化樹脂の反応過程は、反応開始に
始まり、成長反応と連鎖移動反応を連鎖的に繰返しなが
ら停止反応で終結する。一連の反応は瞬時に行なわれ、
最終的に３次元網目構造の硬化皮膜を形成する。

【００２４】上記紫外線硬化樹脂の上記高分子に対する
添加量は、５０重量％から９５重量％であって、５０重
量％未満では得られる光記録媒体に十分な耐熱性が付与
されない。一方９５重量％を超えると十分な吸光度が得
られず、光記録媒体としての感度が低下する。尚、紫外
線硬化樹脂は、金属微粒子−高分子複合体と低沸点アル
コールを攪拌混合後に添加する。

【００２５】上記製造方法により得られた金属微粒子分
散液を用いて製膜した光記録層３では、金属微粒子とし
て金を使用した場合には５２０〜５３０ｎｍ付近に吸収
ピークを、銀を使用した場合には４００〜４５０ｎｍ付
近に吸収ピークを有する。Ａ溶剤に不溶且つ低沸点アル
コールに可溶な高分子中での金属微粒子の分散状態が良
くない場合には、ブロードな吸収スペクトルを示すた
め、金属微粒子は該高分子内で良好に分散することが望
ましい。基板上に形成された薄膜は光吸収ピークを示す
範囲のレーザ光源を用いて集光照射により記録が可能で
ある。本発明の記録媒体上で記録が行われている領域は
光学顕微鏡, 膜厚計, 目視により形態変化していること
が確認でき、形態変化した照射点を情報の記録に利用す
ることができる。

【００２６】この光記録媒体への記録の書き込みに用い
る光源としては、波長領域が金属微粒子の光吸収波長付
近のものであり、薄膜中の金属微粒子が光エネルギーを
吸収し、吸収した光エネルギーを熱エネルギーに変えて
放出し、金属微粒子周辺の高分子の物性を変化させる。
このため、適当な強度のレーザ光を照射することで照射
点に記録することができる。

【００２７】このように形態変化した記録点として光情
報の記録に利用することができる。本発明の光記録媒体
への記録の書込みに用いる光源としては, 波長領域が金
属微粒子の光吸収波長付近のものでＡ溶媒に不溶且つ低
沸点アルコールに可溶な高分子に応じたレーザ強度に設
定することで記録が可能である。また、本発明の光記録
媒体は閾値が存在するためある程度強度の弱いレーザ照
射では屈折率変化など物性変化はみられないため再生光
に対して耐性をもつ。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例を示し、本
発明をさらに詳細に説明する。 実施例１〜３ 実施例１では粉末状ポリエチレンオキサイド、実施例２
では粉末状カルボキシメチルセルロース、そして実施例
３では粉末状ポリビニルブチラールをトルエン分散金微
粒子（金微粒子含有量２０．０重量％）に各々浸漬した
後取り出し、室温にて数分間乾燥させて固形物を得た。
その後、上記固形物０．５ｇにエタノール５ｍｌを加え
て攪拌し、金微粒子／低沸点アルコール／高分子からな
るペーストを作製した。

【００２９】スピンコーターを用いポリカーボネート基
板（ＰＣ基板）上に金微粒子／低沸点アルコール／高分
子のペーストを薄膜化した。膜厚はスピンコーターの回
転数、回転時間によって調節した。

【００３０】この結果、実施例１〜３とも膜化可能であ
るとともに均一な厚みの膜が形成できた。尚、実施例１
について得られた薄膜（光記録層）の可視吸収スペクト
ルを測定したところ、図４の如く明確な光吸収ピークを
示すことから、金微粒子がマトリクス中に良分散してい
る状態が判る。

【００３１】比較例１〜４ 比較例１ではニトロセルロース、比較例２ポリエチレン
グリコール、比較例３ではポリビニルアルコール、そし
て比較例４ではポリビニルピロリドンを上記トルエン分
散金微粒子に各々浸漬した後取り出し、室温にて数分間
乾燥させて固形物を得た。その後、固形物０．５ｇにエ
タノール５ｍｌを加えて攪拌したところ、前記固形物は
アルコールに溶解せず、比較例１〜４ともに膜化不可能
な状態であった。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本願請求項記載の金属微粒
子分散液の製造方法では、金そして／あるいは銀の金属
微粒子をＡ溶剤に独立分散させた溶液と、Ａ溶剤に不溶
且つ低沸点アルコールに可溶な高分子を接触させ、金属
微粒子−高分子複合体を作製した後、該金属微粒子−高
分子複合体を低沸点アルコールに溶解して金属微粒子を
分散させた金属微粒子／低沸点アルコール／高分子から
なるペースト状混合液とすることを特徴とした光記録媒
体に用いられる金属微粒子分散液の製造方法であり、ポ
リカーボネート基板上に薄膜を形成してもこれを溶かす
溶剤が含まれていないために、基板が白化することがな
く、また凹凸のない平滑な膜を形成することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光記録媒体の断面図である。

【図２】金属微粒子−高分子複合体の固形物のモデル図
を示す。

【図３】記録に係る測定装置の光学系の模式図を示す。

【図４】本発明に係る光記録層の可視吸収スペクトルを
示す。

【符号の説明】

１ 光記録媒体 ２ ポリカーボネート基板 ３ 光記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 茂彦 兵庫県神戸市兵庫区下三条町２番６号 (72)発明者 入江 正浩 福岡県福岡市早良区室見４丁目24番25号− 706 Ｆターム(参考） 4J038 BA091 CE071 DF021 HA066 JA05 JA19 JA22 JA26 KA20 MA07 MA08 MA10 PA17 PB11 PC08 5D121 AA01 EE22 EE23 GG02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に光記録媒体となる薄膜を形成する
   際に使用する金属微粒子分散液の製造方法であり、金そ
   して／あるいは銀の金属微粒子をＡ溶剤に分散させた溶
   液と、Ａ溶剤に不溶で且つ低沸点アルコールに可溶な高
   分子とを接触させて、金属微粒子−高分子複合体を作製
   した後、該金属微粒子−高分子複合体を低沸点アルコー
   ルに溶解して金属微粒子を分散させた金属微粒子／低沸
   点アルコール／高分子からなるペースト状混合液とする
   ことを特徴とした光記録媒体に用いられる金属微粒子分
   散液の製造方法。
2. 【請求項２】 低沸点アルコールとは、エタノール，２
   −メチル−１−プロパノール，１−ブタノール，２−エ
   トキシエタノール，２−エチル−１−ヘキサノール，２
   −（２−エトキシエトキシ）エタノールから選ばれた少
   なくとも一種である請求項１記載の光記録媒体に用いら
   れる金属微粒子分散液の製造方法。
3. 【請求項３】 Ａ溶剤とは、キシレン、トルエン、テレ
   ピネオールから選ばれた少なくとも一種である請求項１
   又は２記載の光記録媒体に用いられる金属微粒子分散溶
   液の製造方法。
4. 【請求項４】 高分子は、カルボキシメチルセルロー
   ス、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレンオキ
   サイド、ポリビニルブチラールから選ばれた少なくとも
   一種である請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒
   体に用いられる金属微粒子分散液の製造方法。
5. 【請求項５】 ペースト状混合液には紫外線硬化樹脂が
   配合されてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の光記
   録媒体に用いられる金属微粒子分散液の製造方法。