JP2003109245A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度化を可能としながら、製造工程が従来
に比べて大幅に簡素化された光記録媒体を提供する。 【解決手段】平均粒径１ｎｍ〜５０ｎｍの金属または金
属化合物超微粒子と、３００Kにおける熱拡散係数が
０．５〜２０．０W/m・Kである材料を共存させることを
特徴とする書換型光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】光記録材料の高密度化は鋭意改良されて
きた。従来は波長６００ｎｍ以上のレーザー光が用いら
れており、記録媒体もこの波長域で最適な性能を発現す
るように開発設計されていた。光の波長がｎ分の１にな
ると、情報の記録密度はｎ×ｎ倍になることは良く知ら
れており、そのため、波長４００ｎｍ近傍の短波長レー
ザを用いた高密度記録の実用化が急がれている。このよ
うに波長が短波化し記録密度が向上するに伴い、光記録
媒体への高密度化の要求はますます高くなってきてい
る。 【０００３】これらの目的で超微粒子を用いる技術とし
ては、特開平５−６２２３９に開示されているようなサ
イズの異なる超微粒子の量子サイズ効果の違いを利用し
て波長多重記録をおこなうものや、特開平１０−２６１
２４４に開示されてるような微細な凹凸パターンを有す
る基体上に金属微粒子をカルコゲン化合物中に分散した
記録層、または貴金属とカルコゲンの複合微粒子を誘電
体材料に分散した記録層からなる光記録媒体がある。し
かし、これらは、スパッタリング法で形成されたもので
あった。スパッタリングによる薄膜形成法は、膜形成の
自由度の大きい、ドライな雰囲気で膜形成できる等の利
点を有するものの、薄膜を形成する微粒子はコロイド法
で形成された微粒子に比べ、サイズおよびサイズ分布の
制御、粒子の構造制御、バインダーあるいは誘電体媒体
への分散が困難であり、その結果、記録／未記録部分の
識別性、記録域のダウンサイズ化、記録材料の安定性等
の向上が難しいという欠点を有している。 【０００４】これらの欠点を克服する技術として、表面
が吸着性化合物で修飾された金属カルコゲナイドナノ粒
子を用いる手法が特願２０００−１６９２０２に開示さ
れている。しかし、レーザー照射時の反射層への急激な
熱拡散と、記録層の流動を防止するため、記録層を２つ
の誘電体保護層ではさみこむことが必須であり、製造工
程が煩雑になるという問題を有していた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況を
鑑み、レーザー光を照射することにより記録、再生もし
くは消去を可能とする記録層を、ナノ粒子コロイドをス
ピンコートまたはウェブ塗布することによって形成する
ことにより高密度化を可能としながら、記録層と反射層
の間の誘電体層の設置を省くことにより製造工程の大幅
な簡素化を達成した光記録媒体を提供することを目的と
する。 【０００６】 【課題を解決するための手段】鋭意検討の結果、上記課
題は下記の手段により達成された。 １．平均粒径１ｎｍ〜５０ｎｍ（１ｎｍ以上５０ｎｍ以
下）の少なくとも一種類の金属または金属化合物の超微
粒子を記録層に含有し、かつ３００Ｋにおけるバルクの
熱拡散係数（熱伝導率）が０．５〜２０．０W/ｍ・Kで
ある材料を該記録層に共存させることを特徴とする書換
型光記録媒体。 ２．前記超微粒子が、少なくとも１種類のカルコゲン元
素を含有することを特徴とする１．に記載の書換型光記
録媒体。 ３．基板上に誘電体保護層、記録層、反射層をこの順に
有し、記録層と反射層との間に誘電体層を設けないこと
を特徴とする１．または２．に記載の書換型光記録媒
体。 【０００７】 【発明の実施の形態】書換型光記録媒体に広く採用され
ている記録層と反射層の間の誘電体保護層の機能は、レ
ーザー照射時の記録層の冷却速度の制御と記録層の流動
の防止である。金属または金属化合物微粒子からなる記
録層では、適当なマトリックス材料またはそれに準ずる
材料を同層に共存させることにより、記録層自身が該機
能を担うことが可能である。すなわち、レーザー照射に
より加熱された微粒子から、適度な冷却速度となるよう
な周囲への熱拡散を可能とし、また、微粒子自身が流動
しないように固定化できる材料を共存させることにより
可能となる。 【０００８】本発明で記録層の超微粒子と共存させる材
料は、３００Kにおけるバルクの熱拡散係数（熱伝導
率）が０．５〜２０．０W/m・Kであるが、好ましくは
０．５〜１０．０W/m・K、さらに好ましくは０．５〜５W
/ｍ・K、もっとも好ましくは０．５〜２．０W/m・Kであ
る。２０．０W/m・Kより大の材料の使用は冷却速度が速
すぎるため書換性能が悪化する。また、０．５W/m・K未
満の材料では冷却速度コントロールと記録層温度の均一
化が著しく困難となる。 【０００９】本発明で記録層に超微粒子と共存させる前
記の熱拡散係数を有する材料は、金属化合物微粒子分散
物に均一混合して使用してもよいし、金属化合物微粒子
の表面に吸着する化合物を介して、記録層設置以降に縮
合重合してマトリックスを形成するような材料であって
もよい。 【００１０】金属化合物微粒子分散物に均一混合させる
前記の熱拡散係数を有する材料として、具体的にはＳｉ
Ｏ₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＣａＣＯ₃などが挙げられる。
特に好ましくはＳｉＯ₂である。金属化合物微粒子の表
面は吸着性化合物によって吸着させてもよく、係る吸着
性化合物の具体的な例には、メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン（ＭＰＳ）、アミノプロピルトリメトキシ
シラン（ＡＰＳ）などのシランカップリング剤などが挙
げられる。縮合重合によりマトリックスを形成させる材
料の具体的な例には、前記のシランカップリング剤のほ
か、テトラメトキシシリケート、テトラメトキシチタネ
ートなどのゾルゲル反応試薬などが挙げられる。シラン
カップリング剤とゾルゲル反応試薬の組み合わせも有効
である。 【００１１】本発明で記録層に超微粒子と共存させる前
記の熱拡散係数を有する材料の好ましい添加量は、材料
の種類・混合状態・構造・粒子径によって異なるが、金
属化合物微粒子に対して体積比で１００％〜５００％の
範囲であることが好ましく、より好ましくは１００％〜
３００％である。添加量が少な過ぎると本発明の効果は
十分に得られない。また、多過ぎると超微粒子の密度低
下を伴うため著しくCNRが劣化する。 【００１２】本発明で用いられる金属化合物超粒子の粒
径は平均で１ｎｍ〜５０ｎｍであるが、好ましくは、１
〜２０ｎｍ、さらに好ましくは１〜１０ｎｍ、もっとも
好ましくは１〜４ｎｍである。５０ｎｍより大きいサイ
ズになると、記録特性が悪化する。また、粒子分布の小
さい、いわゆる単分散粒子である方が記録部と非記録部
の差別化が良好である。本発明でいうところの単分散粒
子とは、変動係数が好ましくは３０％以下、より好まし
くは２０％以下、もっとも好ましくは１０％以下であ
る。 【００１３】本発明の記録層に用いる金属化合物は、単
体でも合金でもよい。合金は均一構造でも、また、内殻
／外殻構造でも良い。また、カルコゲン元素を含む材料
として、具体的にはＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、
ＧｅＴｅ、Ａｇ₂ Ｔｅ、ＡｇＩｎＴｅ₂ 、ＡｇＳｂＴｅ
₂ 、ＣｕＩｎＳｅ₂ 、ＣｕＩｎＴｅ₂ 、ＡｇＳｂＴｅ、
ＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＴｅＳ、ＧｅＳｅＳ、ＧｅＳｅＳ
ｂ、ＧｅＡｓＳｅ、ＩｎＴｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、Ｇ
ｅＴｅＡｕ、ＧｅＴｅＳｅＳｂ、ＧｅＴｅＳｎＡｕ、Ｇ
ｅＴｅＰｂ、ＧｅＴｅＳｂＳなどが挙げられる。特に好
ましくはＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ、
Ａｇ₂ Ｔｅ、ＡｇＩｎＴｅ₂ 、ＡｇＳｂＴｅ₂ 、ＣｕＩ
ｎＳｅ₂ 、ＣｕＩｎＴｅ₂のいずれかである。原子比を
全て整数で表示したが、所望の記録特性・保存性・強度
などの特性を得る為に、原子比を整数比からずらすこと
もできる。 【００１４】以下に、本発明の光記録媒体の製造法を説
明する。本発明の書換型光記録媒体では、基板上に誘電
体保護層、記録層、反射層を左記の順に設けるのが好ま
しいが、さらに必要に応じて、保護層を積層しても良
い。特に、あらかじめ誘電体保護層などの耐熱層を設置
した基板を用いれば、記録層、反射層（必要に応じて更
に保護層の積層する）を積層することのみでよく、従来
に比べて製造工程を大幅に簡素化することができる。ま
た、必要に応じて、基板と誘電体保護層との間、誘電体
保護層と記録層との間、反射層と保護層との間の中間層
を設けても良い。 記録層を形成する基板と反対側から
記録再生光を入射する場合は、基板上に、反射層、記録
層、保護層を左記の順に設けるのが好ましい。更に、基
板と反射層との間、反射層と記録層との間に中間層を設
けても良い。中間層は１カ所でも複数カ所でも良い。ま
た、おのおのの層が複数の層から形成されてもよい。 【００１５】本発明で用いられる記録層の厚みは超微粒
子の粒径と相関するが、５〜３００ｎｍの範囲で設計可
能であり、５〜２００ｎｍでも良く、５〜１００ｎｍで
あることが好ましく、５〜５０ｎｍが最も好ましい。 【００１６】誘電体保護層には、ＺｎＳ、ＳｉＯ₂ 、Ｔ
ｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＮ、ＳｉＣ、窒化ケイ素、Ｍ
ｇＦ₂ 、ＣａＦ₂ 、ＬｉＦ₂ 、ＳｉＯ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、Ｚ
ｎＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ、ＳｉＣ、ＺｒＯ、ＺｒＯ₂ 、Ｎ
ｂ₂ Ｏ₅ 、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂Ｏ₃ 、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｚｒ
Ｎ、Ｉｎ₂ Ｓ₃ 、ＴａＳ₄ 、ＴａＣ、Ｂ₄ Ｃ、ＷＣ、Ｔ
ｉＣ、ＺｒＣ等を少なくとも一種用いる。特にＺｎＳ、
ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＮ、ＳｉＣ、窒
化ケイ素、ＭｇＦ₂ 、ＣａＦ₂ 、ＬｉＦ₂ 、ＳｉＯ、Ｓ
ｉ₃ Ｎ₄ が好ましい。ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物が最
も好ましい。誘電体保護層の厚みは１０〜２００ｎｍの
範囲が好ましい。記録層を形成する基板側から記録再生
光を入射する場合、誘電体保護層は特に３０〜１５０ｎ
ｍが特に好ましい。 【００１７】反射層はＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ等
の単体あるいはこれらの一種以上を含む合金等の高反射
率金属から構成すれば良い。特に、ＡｇまたはＡｌのい
ずれかの金属または、これらを主成分とする合金である
ことが好ましい。膜厚は３０〜３００ｎｍが好ましく、
５０〜２００ｎｍが特に好ましい。反射層、誘電体層の
材料もナノ粒子コロイド化し、それぞれ塗設することが
できる。 【００１８】反射層の上の保護層に用いられる材料とし
ては、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂ 、ＭｇＦ₂ 、ＳｎＯ
₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ などの無機物質、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等の有機物質を挙げることがで
きる。保護層は樹脂で形成されていることが好ましい。
また、記録層と反射層の間に断熱性保護層を設けること
もできる。 【００１９】保護層は、たとえばプラスチックの押出加
工で得られたフィルムを、接着層を介して反射層上及び
／または基板上にラミネートすることにより形成するこ
とができる。あるいは真空蒸着、スパッタリング、塗布
等の方法により保護層を設けてもよい。また、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂の場合には、これらを適当な溶剤に
溶解して塗布液を調製したのち、この塗布液を塗布し、
乾燥することによって保護層を形成することができる。
ＵＶ硬化性樹脂の場合には、そのままもしくは適当な溶
剤に溶解して塗布液を調製したのちこの塗布液を塗布
し、ＵＶ光を照射して硬化させることによって保護層を
形成することができる。これらの塗布液中には、更に帯
電防止剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤等の各種添加剤を目
的に応じて添加してもよい。記録再生光を記録層を形成
する基板側から入射する場合、保護層の層厚は０．１〜
１００μｍが好ましく、更に好ましくは１〜５０μｍ、
最も好ましくは２〜２０μｍである。記録再生光を記録
層を形成する基板と反対側から入射する場合、保護層の
層厚は１〜３００μｍが好ましく、更に好ましくは１０
〜２００μｍ、最も好ましくは５０〜１５０μｍであ
る。 【００２０】以上の工程により、基板上に誘電体保護層
層、記録層、反射層、所望により保護層を設けた記録媒
体を作製することができる。そして得られた二枚の記録
媒体を各々の記録層が内側となるように接着剤等で貼り
合わせることにより、二つの記録層を持つ光記録媒体を
製造することもできる。また得られた記録媒体と、該記
録媒体の基板と略同じ寸法の円盤状保護基板とを、その
記録層が内側となるように接着剤等で貼り合わせること
により、片側のみに記録層をもつ光記録媒体を製造する
ことができる。接着には、前記保護層の形成に用いたＵ
Ｖ硬化性樹脂を用いてもよいし、あるいは合成接着剤を
用いてもよい。あるいはまた両面テープなどを用いても
よい。接着剤層は、通常は０．１〜１００μｍ（好まし
くは、５〜８０μｍ）の範囲の厚みで設けられる。 【００２１】光記録媒体に記録した情報をタイトルや図
柄を用いて表示しておくことは管理上便利である。その
ためには、媒体の表面（記録再生用のレーザ光が照射さ
れる側とは反対側の表面）がそのような表示をするのに
適した表面であることが必要になる。近年、インクジェ
ットプリンタによる印字法が一般に利用されている。イ
ンクジェットプリンタを用いて光記録媒体の表面に印字
を施す場合には、インクは水性であるために、媒体の表
面は親水性であることが必要になる。しかし、光記録媒
体の表面は通常疎水性である。このため、光記録媒体の
表面を水性インクが定着し易いように親水性の表面に改
良することが必要になる。このような親水性の印刷面
（親水性表面層）を持つ光記録媒体については、例え
ば、特開平７−１６９７００号、同１０−１６２４３８
号などの各公報に種々提案されている。本発明の光記録
媒体についても親水性表面層を設けることができる。そ
して、親水性樹脂表面層を設ける場合、該表面層は、紫
外線硬化性樹脂（バインダ）中にタンパク質粒子などの
親水性有機高分子からなる粒子を分散させた層として構
成することが有利である。 【００２２】本発明では２００ｎｍから６００ｎｍの適
当な波長範囲を用いることで記録媒体の高密度性を発揮
しうる。特に５００ｎｍ以下が好ましく、４３０ｎｍ以
下が最も好ましく、青紫色レーザーや第二高調波発生素
子（ＳＨＧ素子）により短波長変換されたレーザー光を
用いることができる。 【００２３】 【実施例】以下に本発明をより詳細に説明するために、
その実施例を記載するが、これは本発明を例示の範囲に
限定するものではない。 【００２４】[実施例] １）金属カルコゲン化合物超微粒子分散物塗布液の調製 ＡｇＩｎＴｅ₂ 超微粒子分散物塗布液（Ｉ）の調製 不活性気体雰囲気下でTeを懸濁した脱酸素水（０．２M
相当）１０ｍLに、NaBH₄水溶液（５．２９M）２ｍLを添
加、70℃30分攪拌混合した。反応液を室温まで冷却した
後、NaBH₄水溶液（５．２９M）２ｍL追添加、30分攪拌
混合しTe^2-イオン水溶液を得た。得られた液に８３ｍL
の脱酸素水を添加したのち、クエン酸ナトリウム２０ｍ
ｇを添加、さらにCH₃COOH ３ｍLを添加して余剰ＮａＢ
Ｈ₄ を失活させた。（Te^{2 -}水溶液） 次に酢酸銀（６２．５ｍM）１ｍLとシュウ酸インジウム
（６２．５ｍM）１ｍLを混合した液をTe^2-水溶液に攪拌
添加しAｇInTe₂コロイドを得た。このコロイドを１００
ｍL脱水メタノールで希釈した後、クエン酸ナトリウム
１．６ｍｇを添加し、室温で攪拌混合した。反応液を限
外ろ過（分画分子量３０、０００）で１００ｍLにまで
濃縮を３回繰り返し行い脱塩した。３回目はエトキシエ
タノールで溶媒置換を行った。粒子表面にＡＰＳが吸着
していることはＴＥＭで粒子間に一定間隔があること、
および化学分析によって確認できた。 【００２５】 ＡｇＩｎＴｅ₂超微粒子分散物塗布液
（II）の調製 ２回目に添加するクエン酸ナトリウムの代わりに等モル
のMPS(３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン）を
添加する以外はと全く同様にして調製した。 【００２６】 オルガノ無機コロイド混合分散物塗布
液の調製 表１に記載の市販オルガノ無機コロイドのエトキシエタ
ノール希釈液と分散液を攪拌混合して均一分散液を調
製した。 【００２７】 マトリックス形成剤の併用塗布液の調
製 テトラメトキシシリケート（TMS）１質量％をＨＮＯ₃で
ｐH３に調整した調製液１０ｍLに、分散液を１質量％
になるよう希釈した調製液１０ｍLを均一混合した。 【００２８】２）光ディスクの作製 直径１２０ｍｍ厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板
上に表１の層構成およびその形成法により光ディスクを
作製した。完成したディスクはパルステック社製初期化
装置ＤＤＩ−１０００を用い、１Ｗの８０８ｎｍレーザ
ー出力で初期化した。 【００２９】 【表１】 【００３０】３）評価 記録特性 パルステック製記録再生評価機ＤＤＵ１０００を用いて
記録特性を評価した。レーザー波長４０５ｎｍ、ＮＡ
０．６５のピックアップを用いて、線速３．５ｍ／ｓ、
記録周波数４．３５ＭＨｚ、デューティ５０％、記録パ
ワー１０ｍＷ、消去パワー３ｍＷで記録した。読み取り
は０．３ｍＷでおこなった。レーザー光は基板側から入
射した。さらに、１０００回書換え後の記録特性の評価
も行った。なお、超微粒子とオルガノ無機コロイドの混
合比はもっとも記録特性の高い比率を選択している。 【００３１】結果を表２に示した。本発明の特定の熱拡
散係数を有する材料を用いた試料では第２誘電体層がな
くても優れた記録特性を維持することがわかる。 【００３２】 【表２】【００３３】 【発明の効果】本発明により、レーザー光を照射するこ
とにより記録、再生もしくは消去を可能とする記録層
を、ナノ粒子コロイドをスピンコートまたはウェブ塗布
することによって形成することにより高密度化を可能と
しながら、誘電体層の設置を省くことにより製造工程が
従来に比べて大幅に簡素化された書換型光記録媒体を提
供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】平均粒径１ｎｍ〜５０ｎｍの少なくとも一
   種類の金属または金属化合物の超微粒子を記録層に含有
   し、かつ３００Kにおける熱拡散係数が０．５〜２０．
   ０W/ｍ・Kである材料を該記録層に共存させることを特
   徴とする書換型光記録媒体。