JP2005329629A - 有機色素薄膜の製造方法、これを用いた光記録層及び光記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 均一性が高く、実使用特性に優れた有機色素薄膜及びこれを用いた光記録媒体を提供する。
【解決手段】 有機色素が溶剤に溶解した有機色素溶液を調製し、有機色素溶液を成膜面に塗工し、成膜面から溶剤を留去する有機色素薄膜の製造方法であり、溶剤として、飽和炭化水素からなる主溶剤と、エーテル結合を有してもよい飽和アルコールからなる副溶剤とを含有する混合溶剤を用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機色素薄膜の製造方法、及び、この方法によって有機色素薄膜を配してレーザー光により情報の記録及び再生が可能な光記録層及び光記録媒体に関するものである。

光記録媒体、エレクトロルミネッセンスデバイス、カラーフィルター、太陽電池などの様々な分野において、シアニン、フタロシアニン等の有機色素を成膜した有機色素薄膜が使用されている。

有機色素薄膜を形成する方法は、ウェットプロセスによる方法とドライプロセスによる方法とに大別することができ、ウェットプロセスによる方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法、スリットコート法あるいはＬＢ（ラングミュア−ブロジェット）法による方法が知られている。これらのうち、経済的に優れているスピンコート法及びスリットコート法が選択される場合が多い。

スピンコート法及びスリットコート法の薄膜形成において用いる溶剤には、さまざまな種類が提示されている。

例えば、下記特許文献１には、フタロシアニン化合物を含有する光記録媒体用組成物が開示され、使用する溶媒としては、例えば、アルコール系、ケトン系、セロソルブ系、ハロゲン系、炭化水素系、フロン系溶媒等の汎用の有機溶媒が例示されている。

又、下記特許文献２には、α−アルコキシフタロシアニン化合物を用いた光記録媒体が記載され、使用する溶媒として、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエチレン、ジクロロ時フルオロエタン等のハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテルなどのエーテル類、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類が例示されている。上記の溶媒は、基板の耐溶剤性の観点から選択していることが記載されている。

他方、下記特許文献３は、感光性成分、光重合開始剤、顔料等の色素材及び色素剤を分散させる溶剤を含有する感光性着色組成物を基板に塗布して薄膜とすることを開示し、溶剤として、シクロヘキサノン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の例示があり、単独もしくは混合して用いることが記載されている。

また、下記特許文献４には、色素を主成分とする光吸収層をスピンコーティングにより基板上に設ける光記録媒体が開示され、スピンコートする際の溶媒として、フッ素化アルコールに特定のアルコールを混合して用いる提案がなされている。この混合は、基板材料を溶解しない点で優れているフッ素化アルコールを使用した場合の問題点である基板の溝の埋まりを、他方のアルコールを加えることによって解消するものであることが記載されている。

一方、下記の非特許文献１では、エチルシクロヘキサンとｔ−ブチルベンゼンとの混合溶剤に溶解したフタロシアニン染料を塗工することが紹介されている。
特開平９−２０２０４７号公報 特開平４−３４８１６８号公報 特開平６−２３０２１２号公報 特許３０８１６９５号（特開平５−１４４０９８号公報） Ciba Specialty Chemicals, "Ciba IRGAPHOR Ultragreen MX, Product Dossier & Process Guidelines", VERSION 4.01(ECH Solvent Process) April, 2003

有機色素薄膜を用いた記録媒体の場合、成膜した薄膜が不均一であると、記録の確実性及び精密さが低下して、記録容量の向上に支障が生じ、記録の書き込み及び読み取りにおいて誤りを生じ易い。従って、薄膜の均一性を向上させることは、記録媒体の記録容量拡大や記録特性の向上において極めて重要である。

ところが、上記のように、特許文献１及び特許文献２には、得られる薄膜の均一性に関する言及は全くなく、有機色素薄膜の成膜に影響を及ぼす要素や処法について何等得ることはできない。特許文献３においても、薄膜の均一性に関する言及はなく、有機色素薄膜の成膜に対する影響等については言及がない。

また、特許文献４においても、基板の表面形状や耐溶剤性に関連する理由などに基づいて成膜時に使用する溶剤を特定しているが、色素薄膜の均一性に関連する言及はない。被特許文献１では、得られる有機色素薄膜の均一性に関する言及はなく、実際に記載内容に従って得られる薄膜は、均一性が不十分である。

従って、本発明の目的は、均一性が高く、実使用において優れた特性を発揮できる有機色素薄膜を形成することができる有機色素薄膜の製造方法、及び、これを用いて得られる記録特性に優れた光記録層及び光記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、有機色素薄膜を形成する際に使用する溶剤を特定し、これにより、得られる薄膜の均一性を向上させて吸光度のばらつきが小さい有機色素薄膜の提供を可能とする。

本発明の一態様によれば、有機色素薄膜の製造方法は、有機色素が溶剤に溶解した有機色素溶液を調製し、前記有機色素溶液を成膜面に塗工し、前記成膜面から前記溶剤を留去する有機色素薄膜の製造方法であって、前記溶剤が、飽和炭化水素からなる主溶剤と、エーテル結合を有してもよい飽和アルコールからなる副溶剤とを含有する混合溶剤であることを要旨とする。

前記副溶剤は、飽和脂肪族アルコール及びエーテル結合含有飽和脂肪族アルコールのうちの少なくとも１つであり、前記副溶剤の沸点は、前記主溶剤の沸点より５〜１００℃高いものとすることができる。

前記主溶剤の沸点は９０〜１３０℃の範囲にあり、前記副溶剤の沸点は２００℃以下とすることができる。

前記飽和アルコールは、グリコールモノアルキルエーテルを含んでよい。

前記有機色素は、フタロシアニン化合物とすることができる。

前記有機色素溶液は、スピンコートによって塗工してよい。

又、本発明の一態様によれば、光記録層は、上記の製造方法によって製造される有機色素薄膜からなることを要旨とする。

又、本発明の一態様によれば、光記録媒体は、光透過性基板と、上記の製造方法によって前記光透過性基板上に設けられる有機色素薄膜からなる光記録層とを有する。

膜厚の均一性が高い有機色素薄膜の提供が可能になり、光記録媒体の光記録層に適用することにより、記録特性に優れた光記録媒体が得られる。

有機色素薄膜は、溶剤に有機色素を配合した液状物をスピンコート法、ディップ法等のウェットプロセスによって基板等の成膜面上に塗工し、溶剤を除去することによって製造することができる。得られる有機色素薄膜は、ＣＤ−Ｒ等の光記録媒体の記録膜やカラーフィルター等として利用でき、特にフタロシアニン化合物は耐光性、耐久性に優れ、光記録媒体の安定性、耐久性の高さの点で好適である。本発明では、主にフタロシアニン化合物に関して、光記録媒体の記録膜として好適に利用できる有機色素薄膜の製造について説明する。

光記録媒体の記録膜として重要なことは膜の均一性である。膜の均一性に影響を与える１つの要素として、成膜に用いる溶剤に対する有機色素の溶解性がある。つまり、有機色素の分散液を用いた場合よりも有機色素溶液を用いた方が、有機色素膜は成膜面上に均一に形成され易い。従って、有機色素に対して溶解性を示す溶剤を用いる必用がある。但し、成膜する基板材料に対する影響は基本的に防止する必用があり、一般的に用いられる基板材料が耐え得る溶剤が選択される。

シアニン、フタロシアニン化合物等のような有機色素を溶解可能な溶剤には、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、アルコール類、セロソルブ、芳香族類等があるが、有機色素は、共役不飽和結合を発色団とし、概して溶剤に対する有機色素の溶解性は高くなく、特にフタロシアニン化合物は溶剤に溶解し難い。上記溶剤の中では、芳香族類は、有機色素の発色団に対して相互作用し易く、成膜の制御が難しくなることにより均一な成膜の障害となり易い。これに対し、アルコール類及びセロソルブなどの極性が高い溶剤は、発色団の親和性の低さにより有機色素の溶解性が低くなる傾向がある。ハロゲン化炭化水素は、環境上の問題等から使用が制限される傾向にある。一方、飽和炭化水素は、有機色素に対してある程度の溶解性を示し、基板材料への影響も少ない。特に、光記録媒体の基板材料として用いられるポリカーボネートは、芳香族、不飽和炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ケトン等に溶解するが、飽和炭化水素による影響は殆どない。これらの点から、飽和炭化水素を溶剤として使用することは適切である。

しかし、溶剤の単独使用では膜の均一性の向上に限界があり、上記の何れを用いても均一性の高い薄膜は得られない。これに関し、溶剤の混合使用について検討したところ、主溶剤として飽和炭化水素を用い、副溶剤として飽和脂肪族アルコールを組み合わせた時に好適な成膜用溶剤が得られ、基板材料に影響を及ぼすことなく有機色素薄膜の均一性が改善できることが判明した。

主溶剤及び副溶剤について以下に具体的に説明する。尚、本願において、用語「脂肪族」は、鎖状化合物だけでなく脂環式化合物をも包含し、広く「非芳香族」の化合物が属する範囲を意味するものとする。

上記主溶剤として使用可能な溶剤は、常温で液体の飽和炭化水素であり、その構造は鎖状であっても環状であってもよい。また、鎖状部分と環状部分との両方を有していてもよく、これらを複数部分備えていてもよい。つまり、特性基を有しない非芳香族系飽和化合物である。光記録媒体の色素薄膜の成膜に常温スピンコートが利用される点や副溶剤との関係を考慮すると、主溶剤の沸点は、９０〜１３０℃程度であることが好ましい。このような主溶剤の具体例として、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン等の炭素数が６〜１０の非環式又は環式飽和炭化水素が挙げられる。中でも、シクロヘキサンやアルキル置換シクロヘキサン等の環状部分を有する炭化水素が好ましい。

上記副溶剤は、飽和アルコールつまりヒドロキシル基を有する飽和脂肪族化合物であって、エーテル結合を有してもよい。具体的には、飽和脂肪族アルコール又はエーテル結合含有飽和脂肪族アルコールであり、ヒドロキシル基及びエーテル結合以外の特性基や芳香族基をもたない飽和炭化水素である。ヒドロキシル基は１つでも複数でもよい。主溶剤と同様に、副溶剤の飽和炭化水素部分は鎖状であっても環状であってもよく、鎖状部分と環状部分との両方を有していてもよく、これらが複数部分あってもよい。また、第１、第２及び第３アルコールのいずれの構造でもよい。副溶剤は、その主要部分が主溶剤と共通する飽和炭化水素であるので、主溶剤との親和性を備えるが、ヒドロキシル基により有機色素の発色団との親和性は低下する。エーテル結合のない副溶剤の典型例にはアルカノール類があり、エーテル結合を有する副溶剤の典型例には、グリコールモノアルキルエーテルがある。副溶剤の具体例として、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、１−オクタノール、３−オクタノール等の炭素数が１〜１０のアルカノール；シクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール等の炭素数が６〜１０のシクロアルカノール；プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の炭素数が３〜１０のグリコールモノアルキルエーテル；グリセリンジメチルエーテル等の炭素数が５〜１１のグリセリンジアルキルエーテルなどが挙げられる。

上記溶剤の組合せにおいて、副溶剤の沸点が主溶剤より高いと、色素薄膜の均一性が向上する傾向があり、副溶剤がエーテル結合のないアルコールである場合には比較的顕著である。この理由は定かではないが、副溶剤より沸点の低い主溶剤の減少が先行することによって、有機色素を取り巻く溶剤の容積減少に比べて溶解性の低下が大きくなることが一因とも考えられる。つまり、色素溶液の容積が僅かに減少する間に溶解性が大きく低下することにより、溶液中で有機色素の微細な析出が生じると共に析出色素が均一に堆積し、この後に溶剤の容積が減少する間に残りの僅かな量の有機色素が析出するため、析出物の粒子成長や不均一な堆積が抑制されることが推測される。副溶剤の沸点が主溶剤より５〜１００℃程度高くなるように主溶剤と副溶剤とを組合せると好ましい。但し、基板材料及び色素の耐熱性の観点から、溶剤の沸点は２００℃以下とする。

上記主溶剤及び副溶剤は、不飽和炭素−炭素結合を含まない飽和炭化水素構造を共に有するので、化学的に安定であると共に、π電子に起因する有機色素の発色団との相互作用が防止され、基板材料への影響も少ない。又、カルボニル基やアミノ基、カルボキシル基などの官能基を含まないことにより、π電子及びイオン性に起因する有機色素との相互作用が防止される。つまり、溶解性以外の点で、有機色素に及ぼす影響が少ない。

上記主溶剤及び副溶剤の一方又は各々が、複数種の化合物を組み合わせた混合物であってもよい。この際、副溶剤全種の沸点が主溶剤全種の沸点より高くなるように組み合わせると好ましい。

主溶剤に対する副溶剤の使用割合は、有機色素の溶解性に応じて適宜調節することができるが、通常、主溶剤１００質量部に対して副溶剤の割合が０．５質量部以上において副溶剤の使用効果が顕著になり、３００質量部を越えると主溶剤の機能を消失するので、０．５〜３００質量部の副溶剤を用いるのが好ましく、より好ましくは０．６〜３０質量部とする。この割合の混合溶剤系を使用することによって、成膜時に溶剤が良好に気散し、均一性の高い有機色素薄膜が得られる。

本発明においては、発明の主旨を逸脱しない範囲内で、溶剤系の溶解性を調整するなどの目的により、第３溶剤を使用してもよい。その際、基板材料に影響を与えず、上記主溶剤及び副溶剤の機能を妨げないことを考慮し、使用割合は、溶剤全量の５質量％を上限とし、副溶剤より少ない割合で配合する。使用可能な溶剤には、トルエン、キシレン、メシチレン、ｔ−ブチルベンゼンなどの芳香族炭化水素や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、ジアセトンアルコール、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類が例として挙げられ、
有機色素薄膜は、上記のような溶剤系に有機色素を溶解した溶液を用いて形成する。有機色素溶液は、混合溶媒に有機色素を溶解して調製しても、単独溶媒の有機色素溶液に他の溶媒を添加して調製してもよい。本発明では、耐光性及び耐久性に優れたフタロシアニン色素薄膜の製造を主目的とするが、本発明を適用可能な有機色素はこれに限られず、上記溶剤系に溶解可能な範囲の各種有機色素を適用可能であり、所望の色相、必用な耐性を勘案して適宜選択すればよい。例えば、シアニン色素、アズレニウム色素、スクアリリウム色素、ポリメチン色素、ピリリウム色素、チオピリリウム色素、インドアニリン色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、トリアリルメタン色素、アミニウム色素、ジイモニウム色素等から適宜選択して使用できる。一般に、フタロシアニン色素は、溶剤への溶解性が低いが、フタロシアニン環に置換基を導入することにより溶解性が上がり、導入する置換基がかさ高いほど溶剤への溶解性が向上する。フタロシアニン環の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、フタルイミドメチル基、スルホンアミド基、アルキル基、アリール基、脂環基、アラルキル基、複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等が挙げられ、これらの基が更に置換基を有していてもよい。色素の合成の点では置換基としてアルコキシ基を導入したものが比較的容易である。アルコキシ基による４置換フタロシアニン色素の場合、対称性の低い構造異性体の割合が多いと溶解度が向上する。また、中心金属からフタロシアニン環平面に垂直方向にアキシャル置換基を導入することによって更に溶解度を上げることができる。アキシャル置換基としては、例えば、シロキシ基、リン酸エステル基、スルホン酸基等が挙げられる。フタロシアニン色素の中心金属には、Ａｌ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ等があり、このような金属を中心金属とする各種色素から適宜選択して使用できる。下記のフタロシアニン化合物（Ａ），（Ｂ）は、本発明に従って好適に有機色素薄膜が形成されるフタロシアニン色素の例であり、これらの化合物の置換基を上記に例示するような置換基に代えたものを用いてもよい。

薄膜形成に必用な量の有機色素を基板上に適切に保持可能とするために、有機色素薄膜を形成するための有機色素溶液は、その有機色素濃度の下限を約０．２質量％とし、上限を上記混合溶剤系における飽和濃度とする。有機色素溶液の色素濃度が高いほど、厚い色素薄膜が形成され、所望の膜厚に応じて適宜有機色素溶液の濃度を調節すればよい。

本発明では、必用に応じて高分子バインダーを有機色素溶液に添加してもよく、高分子バインダーの配合割合には特に制限はないが、色素薄膜としての機能を担保するために、有機色素に対して３０質量％以下であることが好ましい。使用可能な高分子バインダーとしては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シクロペンタジエン樹脂、シクロヘキサジエン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ニトロセルロース樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。また、熱や活性エネルギー線で硬化する高分子バインダー前駆体を添加して、有機色素薄膜形成後に硬化させてもよい。更に、重合開始剤、重合促進剤などを含んでもよい。

上述の配合割合に従って調製した有機色素溶液を、公知の塗工方法で基板に塗工し、風乾、加熱、減圧等の公知の気散方法によって溶剤を留去することにより、基板表面に有機色素薄膜が形成される。塗工方法は、生産性及び薄膜の均一性の点からスピンコート法が好ましいが、他のウェットプロセスによる塗工を排除するものではない。有機色素溶液の濃度及び形成する色素薄膜の厚さを勘案して有機色素溶液の塗工量を調節する。基板の素材に特に制限はなく、上記溶剤系に耐性を有するものを適宜選択して使用することができる。例えば、各種金属や、金属で表面被覆された各種プラスチック、ガラス等が挙げられ、透明基板を使用すれば、基板を透過した光を利用する用途に適用できる。特定の波長の放射線が透過可能な基板を使用して、該放射線を利用する適用としてもよい。

有機色素薄膜の均一性は、薄膜の複数箇所における吸光度を測定して、それらの比（吸光度比）を算出することにより評価することができる。吸光度比は、膜厚のばらつき程度の目安となり、吸光度比が１に近いほど膜の均一性が高い。本発明では、上述の混合溶剤系を用いて有機色素薄膜を形成することにより、均一性の高い有機色素薄膜が得られ、その吸光度比を０．９０〜１．１０の範囲に収めることができる。薄膜の吸光度比がこの範囲を外れると、光記録媒体として使用する際に記録速度の低下を招き、使用困難となる。

有機色素薄膜を追記型光記録媒体（ＣＤ−Ｒ）等の光記録媒体の記録層として用いる場合、基板は、信号の書き込みや読み出しを行うための光の透過率が好ましくは８５％以上であり、光学異方性が小さい光透過性基板であることが好ましい。このような基板を構成する基板材料として、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中では、成型の容易さから熱可塑性樹脂が好ましく、さらに光学特性、機械特性及びコストを勘案すると、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂が特に好ましい。また、基板に形成する有機色素薄膜の厚さは、有機色素の種類に応じて記録層として適した範囲に設定すれば良いが、概して、約５００〜３０００オングストロームが好ましく、最適な膜厚は約８００〜１５００オングストロームである。

追記型光記録媒体には標準仕様があり、色素薄膜からなる記録層、透過光を反射するための反射層、及び、これらを保護するための保護層が透明基板上に順次積層された構造であるのが一般的であり、通常、ＣＤフォーマットあるいはＣＤ−ＲＯＭフォーマットに準拠して製造・使用される。本発明によって製造される有機色素薄膜を有する光記録媒体がＣＤディスクあるいはＣＤ−ＲＯＭディスクとして機能するために、ＣＤあるいはＣＤ−ＲＯＭの規格（レッドブック）及びＣＤ−Ｒの規格（オレンジブック）に準拠していることが好ましい。

透明基板の記録層を形成する面には案内溝が形成される。その形状については特に制限はなく、台形、Ｕ字型あるいはＶ字型であってもよい。また、案内溝の寸法の最適値は、記録層を構成する材料の種類および組合せ等によりそれぞれ異なるが、半値幅（溝深さの１／２の位置の幅）が０．４５〜０．６５μｍ、溝深さが１００〜２２０ｎｍの範囲であることが好ましい。

透明基板上に有機色素薄膜による記録層を設けた後、反射率の高い材料で反射層を形成する。反射層の素材としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、コバルト、スズ等の金属、及び、これらを主成分とした合金、酸化物、窒化物等が挙げられるが、絶対反射率が高いことから、金又は銀が最適である。また、場合によっては有機化合物膜の高反射層を使用することも可能である。このような反射層の成膜方法としては、ドライプロセス、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法が最も好ましいが、これらに限定されるものではない。反射膜層の最適膜厚には特に制限はないが、４０〜１６０ｎｍの範囲が好ましい。

保護層の形成は、紫外線硬化樹脂をスピンコート法によって塗布し、紫外線照射により硬化させる方法が好ましいが、これに限定されるものではない。保護層が薄い場合には保護効果が低下し、厚い場合には樹脂の硬化時の収縮によってディスクの反りや歪みが生じ、機械特性の悪化の原因となる。従って、保護層の膜厚は、２〜２０μｍの範囲が好ましい。

以下に、実施例を参照して本発明を具体的に説明する。

［単独溶剤による成膜］
有機色素として前記フタロシアニン化合物（Ａ）を用い、溶剤として、シクロヘキサン、ｎ−オクタン、ベンゼン、ジブチルエーテル、ｎ−ペンタノール、エチルセロソルブの各々を用いて、有機色素０．１２ｇを１０ｍｌに溶解して有機色素溶液を調製し、０．４５μｍのフィルタを通した後、表面が平滑な１０ｃｍ角の無アルカリガラスにスピンコーターを用いて塗工して風乾することにより溶剤を留去し、有機色素薄膜を形成した。この際、得られる有機色素薄膜の中心において有機色素の最大吸収波長における吸光度が約０．７になるように有機色素溶液の塗工量を調節して膜厚を制御した。得られた有機色素薄膜の中心及び中心から４０ｍｍの位置の最大吸収波長における吸光度を測定し、中心の吸光度に対する４０ｍｍの位置の吸光度の比を算出した。各溶剤を用いた場合の結果を表１に示す。

表１において、ｎ−ペンタノール及びエチルセロソルブを用いた場合は、有機色素が十分に溶解せず、所定の吸光度を示す厚さの膜が形成できなかった。従って、アルコール系溶剤は、色素の溶解性の低さから、成膜用の主溶媒には適さない。一方、炭化水素溶剤を用いた場合、所定の吸光度を示す膜が形成できたが、吸光度比からあまり均一性が高くないことが解る。芳香族溶剤及びエーテルにおいても薄膜の均一性はあまり高くない。

（表１）
溶剤 薄膜の吸光度比
シクロヘキサン ０．７９
ｎ−オクタン ０．７７
ベンゼン ０．７１
ジブチルエーテル ０．７５
ｎ−ペンタノール −
エチルセロソルブ −

［混合溶剤による成膜］
表２に従って、有機色素としてフタロシアニン化合物（Ａ）０．１２ｇ又はフタロシアニン化合物（Ｂ）０．０７８ｇを用い、下記の混合溶剤Ｓ１〜Ｓ１４（混合割合は質量％）の各々を用いて、有機色素を混合溶剤１０ｍｌに溶解して有機色素溶液を調製し、０．４５μｍのフィルタにかけた後、表面が平滑な１０ｃｍ角の無アルカリガラスにスピンコーターを用いて塗工して風乾することにより溶剤を留去し、有機色素薄膜を形成した。この際、得られる有機色素薄膜の中心において有機色素の最大吸収波長における吸光度が約０．７になるように有機色素溶液の塗工量を調節して膜厚を制御した。中心及び中心から４０ｍｍの位置の最大吸収波長における吸光度を測定し、中心の吸光度に対する４０ｍｍの位置の吸光度の比を算出した。各混合溶剤を用いた場合の結果を表２に示す。

［混合溶剤］
Ｓ１ ５％ｎ−ペンタノール／９５％シクロヘキサン
Ｓ２ ５０％ｎ−ペンタノール／５０％シクロヘキサン
Ｓ３ １０％ｎ−ペンタノール／９０％メチルシクロヘキサン
Ｓ４ ５％ｎ−オクタノール／９５％エチルシクロヘキサン
Ｓ５ ５％プロパノール／９５％エチルシクロヘキサン
Ｓ６ ５％プロピレングリコールモノエチルエーテル／
９５％エチルシクロヘキサン
Ｓ７ ５％ｎ−オクタノール／９５％１，１−ジメチルシクロヘキサン
Ｓ８ ５％ｎ−オクタノール／９５％ｎ−デカン
Ｓ９ ５％ジアセトンアルコール／９５％シクロヘキサン
Ｓ１０ ５％ｔ−ブチルベンゼン／９５％エチルシクロヘキサン
Ｓ１１ ５％１，２，３−トリメチルベンゼン／９５％ｎ−デカン
Ｓ１２ ９％メトキシエタノール／９１％テトラフルオロプロパノール
Ｓ１３ ５％ｎ−ペンタノール／９５％ベンゼン
Ｓ１４ ５％ｎ−ペンタノール／９５％ジブチルエーテル
［色素薄膜の評価］
表２から、混合溶剤Ｓ１〜Ｓ８を用いた場合に得られる色素薄膜の均一性は、他の混合溶剤Ｓ９〜１４を用いた場合に比べて高いことが解る。しかも、前述の表１の結果を参照すると、混合溶剤Ｓ１の結果は、これを構成する各溶剤を単独で用いた場合の結果と比較して格段に色素薄膜の均一性が高いことを示すことから、組合せ使用による特有の効果であることが解る。混合溶剤Ｓ４，Ｓ６，Ｓ９は何れも主溶剤がエチルシクロヘキサンであり、副溶剤がアルコールであるが、副溶剤がカルボニル基を含有するＳ９の場合に吸光度比が均一性の低下を示している。従って、副溶剤のアルコールがエーテル結合以外の特性基を有するのは好ましくない。また、芳香族溶剤を用いたＳ１３の場合も色素薄膜の均一性は低い。

従って、飽和炭化水素溶剤と飽和脂肪族アルコールとの組み合わせが有効であり、このような組合せの混合溶剤を用いた場合に色素薄膜の吸光度比が１に近くなり、厚みのばらつきが小さい色素薄膜が得られると言える。

（表２）
溶剤 有機色素 薄膜の吸光度比
Ｓ１ Ａ １．００
Ｓ２ Ａ ０．９３
Ｓ３ Ａ ０．９８
Ｓ４ Ａ ０．９９
Ｓ５ Ａ ０．９２
Ｓ６ Ａ ０．９９
Ｓ７ Ｂ ０．９８
Ｓ８ Ｂ ０．９４
Ｓ９ Ａ ０．８６
Ｓ１０ Ａ ０．７３
Ｓ１１ Ｂ ０．６０
Ｓ１２ Ａ ０．６８
Ｓ１３ Ａ ０．８４
Ｓ１４ Ａ ０．７５

深さ２００ｎｍ、半値幅５３０ｎｍ、トラックピッチ１．６μｍの案内溝を有し、外径１２０ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート製基板を準備した。

次に、溶剤として実施例１の混合溶剤Ｓ１，Ｓ３，Ｓ９〜Ｓ１１及び下記混合溶剤Ｓ３’，Ｓ４’，Ｓ７’（混合割合は質量％）の各々を用い、有機色素としてフタロシアニン化合物（Ａ）０．１０ｇを溶剤１０ｍｌに溶解して有機色素溶液を調製し、０．２μｍのフィルタを通した後、基板上にスピンコーターを用いて塗工して７０℃で１０分間加熱することにより溶剤を留去し、有機色素薄膜を形成した。この際、得られる有機色素薄膜の基板中心から４０ｍｍにおいて有機色素の最大吸収波長における吸光度が約０．５０になるように有機色素溶液の塗工量を調節して膜厚を制御した。基板中心から３０ｍｍの位置の最大吸収波長における有機色素薄膜の吸光度を測定し、中心から４０ｍｍの位置の吸光度に対する３０ｍｍの位置の吸光度の比を算出した。更に、有機色素薄膜上に、反射層として厚さ７０ｎｍのＡｇ膜をスパッタリングにより設け、保護層として紫外線硬化樹脂で被覆してＣＤ−Ｒディスクを作成した。

作成したＣＤ−Ｒディスクに、ＣＤ−Ｒ記録機（LTR52327S、Lite-On社製）を用いて７８０ｎｍの半導体レーザーによりＥＦＭ信号の５２倍速での記録を試みた。記録状態及び前記吸光度比を表３に示す。

［混合溶剤］
Ｓ３’ ５％ｎ−ペンタノール／９５％メチルシクロヘキサン
Ｓ４’ ３％ｎ−オクタノール／９７％エチルシクロヘキサン
Ｓ７’ ２％ｎ−オクタノール／９８％１，１−ジメチルシクロヘキサン
［記録状態の評価］
表３に示すように、混合溶剤Ｓ１，Ｓ３、Ｓ３’，Ｓ４’及びＳ７’を用いた場合、色素薄膜の吸光度比は何れも１に近く、信号の記録も良好であった。混合溶剤Ｓ９，Ｓ１０を用いた場合、色素薄膜の吸光度比は１．１を越え、信号の記録速度を所定速度に上げることができなかった。又、混合溶剤Ｓ１１を用いた場合、記録機によるディスクの認識がなされず、信号の記録は不可能であった。このように、色素薄膜の吸光度比が０．９〜１．１の範囲から外れると、記録層としての機能が低下することが明らかである。つまり、色素薄膜の均一性は記録層への記録速度に影響を与える。従って、色素薄膜を光記録媒体の記録層として用いる上で、吸光度比が０．９〜１．１となるような均一性の高い色素薄膜を形成することが重要であり、光記録媒体の製造における記録層の成膜溶剤として、飽和炭化水素と飽和アルコール化合物とを組み合わせた混合溶剤が非常に有効であることが明らかである。

（表３）
溶剤 有機色素 吸光度比 記録状態
Ｓ１ Ａ １．０３ 良好
Ｓ３ Ａ １．０３ 良好
Ｓ３’ Ａ １．０３ 良好
Ｓ４’ Ａ １．０２ 良好
Ｓ７’ Ａ １．０４ 良好
Ｓ９ Ａ １．２０ 記録速度低下
Ｓ１０ Ａ １．１８ 記録速度低下
Ｓ１１ Ａ ０．８２ 記録不可

本発明によれば、光記録媒体の記録層として有用な均一性が高い有機色素薄膜が提供され、カラーフィルタ、光記録媒体のみならず、エレクトロルミネッセンスデバイス、太陽電池等に利用可能である。

Claims (8)

1. 有機色素が溶剤に溶解した有機色素溶液を調製し、前記有機色素溶液を成膜面に塗工し、前記成膜面から前記溶剤を留去する有機色素薄膜の製造方法であって、前記溶剤が、飽和炭化水素からなる主溶剤と、エーテル結合を有してもよい飽和アルコールからなる副溶剤とを含有する混合溶剤であることを特徴とする有機色素薄膜の製造方法。
2. 前記副溶剤は、飽和脂肪族アルコール及びエーテル結合含有飽和脂肪族アルコールのうちの少なくとも１つであり、前記副溶剤の沸点は、前記主溶剤の沸点より５〜１００℃高い請求項１記載の製造方法。
3. 前記主溶剤の沸点は９０〜１３０℃の範囲にあり、前記副溶剤の沸点は２００℃以下である請求項１又は２記載の製造方法。
4. 前記飽和アルコールは、グリコールモノアルキルエーテルを含む請求項１〜３の何れかに記載の製造方法。
5. 前記有機色素が、フタロシアニン化合物である請求項１〜４の何れかに記載の製造方法。
6. 前記有機色素溶液は、スピンコートによって塗工する請求項１〜５の何れかに記載の製造方法。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の製造方法によって製造される有機色素薄膜からなる光記録層。
8. 光透過性基板と、請求項１〜６の何れかに記載の製造方法によって前記光透過性基板上に設けられる有機色素薄膜からなる光記録層とを有する光記録媒体。