JP2006213939A - Organic and inorganic compound thin film, method of manufacturing the same, and optical recording medium using the same - Google Patents

Organic and inorganic compound thin film, method of manufacturing the same, and optical recording medium using the same Download PDF

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勉 佐藤
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辰也 戸村
Yasunobu Ueno
泰伸 植野
So Noguchi
宗 野口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic and inorganic compound thin film which is used for an optical recording element of an optical card of large capacity, a method of manufacturing the same, and an optical recording medium using the same. <P>SOLUTION: The organic and inorganic compound thin film has a polymer having a regularly two-dimensional lattice-like pattern on a substrate, and contains metal super-fine particles in each hole part of the lattice. The organic and inorganic compound thin film has high light resistance, and sufficiently demonstrates new functions such as the electronic nature, the conductive nature and the optical nature. Further, by using the organic and inorganic compound thin film for a recording layer of an optical recording medium, the area of a metal super-fine particle part can be formed smaller than the diffraction threshold of the irradiating light. The recording and reproduction can be performed with the recording density exceeding the diffraction threshold of a pickup lens, and the recording/reproducing signal having the reproduction stability can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子的性質、導電的性質、光学的性質などの新たな機能を発揮する機能性複合材料に関し、特に、大容量の光カードの光記録素子などに使用される有機無機複合薄膜、その製造方法、及びそれを利用した光記録媒体に関する。   The present invention relates to a functional composite material that exhibits new functions such as electronic properties, conductive properties, and optical properties, and in particular, an organic-inorganic composite thin film used for an optical recording element of a large-capacity optical card, The present invention relates to a manufacturing method thereof and an optical recording medium using the same.

サブミクロンサイズの規則的に並んだ機能性材料を作製することは、電子的性質、導電的性質、光学的性質、磁気的性質等の新たな機能を発揮する材料を得るのに重要な技術であり、従来から、機能性材料として金属超微粒子(金属ナノクラスター)を用いた金属−有機複合材料の研究開発は進められている。   Producing sub-micron sized functional materials is an important technology for obtaining materials that exhibit new functions such as electronic properties, conductive properties, optical properties, and magnetic properties. There has been research and development of metal-organic composite materials using ultrafine metal particles (metal nanoclusters) as functional materials.

しかしながら、二次元に規則的な格子状構造の再現性や均一性が未だ不足していて、電子的性質、導電的性質、光学的性質、磁気的性質等の新たな機能を充分に発揮できる有機無機複合薄膜には至っていないのが現状である。   However, the reproducibility and uniformity of a two-dimensional regular lattice structure is still insufficient, and an organic material that can fully exhibit new functions such as electronic properties, conductive properties, optical properties, magnetic properties, etc. At present, it has not reached inorganic composite thin films.

一方、光情報記録の分野では、基板上に反射層を有する光記録媒体であるCD規格、DVD規格に対応した記録可能な光記録媒体(CD−R、DVD−R)が商品化されている。今後このような光記録媒体において、さらなる記録容量向上と小型化、記録密度の向上が求められている。   On the other hand, in the field of optical information recording, recordable optical recording media (CD-R, DVD-R) corresponding to CD standard and DVD standard, which are optical recording media having a reflective layer on a substrate, have been commercialized. . In the future, further improvement in recording capacity, miniaturization, and improvement in recording density are required for such optical recording media.

現行システムでの記録容量向上の要素技術として、記録ピットの微小化技術とMPEG2に代表される画像圧縮技術がある。特に、記録ピットの微小化技術においては、記録再生光の短波長化や光学系の開口数NAの増大化が検討されているが、回折限界を超える記録再生は不可能である。   As elemental technologies for improving the recording capacity in the current system, there are a recording pit miniaturization technique and an image compression technique represented by MPEG2. In particular, in the recording pit miniaturization technology, it has been studied to shorten the wavelength of recording / reproducing light and increase the numerical aperture NA of the optical system, but recording / reproducing exceeding the diffraction limit is impossible.

そこで、最近、回折限界を超える記録再生が可能な超解像技術や近接場光を利用した光記録媒体・システムが研究・開発されているが、未だ実用化には至っていないのが現状である。   Therefore, recently, super-resolution technology capable of recording / reproduction exceeding the diffraction limit and optical recording media / systems using near-field light have been researched and developed, but they have not yet been put into practical use. .

これらの課題に対し、二次元に規則的な格子状構造を持つポリマーと、その格子の孔の部分に機能性色素を含有することを特徴とする有機薄膜とその製造方法及びそれを利用した光記録媒体を提案した。該提案により、基板表面を格子状にサブミクロンサイズのパターンを形成した後、格子の孔の部分に機能性色素を埋め込むことで、機能性色素がサブミクロンサイズで規則的に配列した有機薄膜を得ることができた。さらに、該有機薄膜を光記録媒体に利用することで、上記の従来の課題を克服した新しい構造の光記録媒体を提案した。   In response to these problems, a polymer having a two-dimensional regular lattice structure, an organic thin film characterized by containing a functional dye in the pores of the lattice, a method for producing the same, and light using the same A recording medium was proposed. According to this proposal, after forming a submicron size pattern in a lattice pattern on the substrate surface, an organic thin film in which functional dyes are regularly arranged in submicron size is embedded by embedding functional dyes in the holes of the lattice. I was able to get it. Furthermore, by using the organic thin film as an optical recording medium, an optical recording medium having a new structure overcoming the above-described conventional problems has been proposed.

特許文献1記載の有機薄膜を応用した光記録媒体は、高度に秩序化されて存在する記録層ドット(機能性部位)が非連続に存在する。かつ、記録層ドットのサイズが均一なサブミクロンサイズで形成されているため、最小記録ピットのサイズはレーザの発振波長やレンズのNAで決定されることなく、形成する記録層ドットのみで決定され、任意の記録密度の記録媒体が設計可能となる。さらにピットの最外周のエッジもこの有機薄膜の構造体で決定されているため、この記録層ドット全体を変化させるように記録することで、ピットのバラツキの無い高品質の信号特性を得る事が可能となる。
特開2003−123312号公報
In the optical recording medium to which the organic thin film described in Patent Document 1 is applied, recording layer dots (functional portions) that are highly ordered exist discontinuously. In addition, since the recording layer dots are formed in a uniform sub-micron size, the minimum recording pit size is determined only by the recording layer dots to be formed without being determined by the laser oscillation wavelength or lens NA. Thus, a recording medium having an arbitrary recording density can be designed. Furthermore, since the outermost peripheral edge of the pit is also determined by the structure of the organic thin film, high quality signal characteristics with no pit variation can be obtained by recording the entire recording layer dot. It becomes possible.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-12312

しかし、上記の発明は以下の問題を有している。   However, the above invention has the following problems.

従来の有機薄膜は、耐光性が弱く、光記録媒体としての再生光安定性が悪く、再生を繰り返すとエラー率が増大するという問題点もあった。また、この有機薄膜では、耐光性が弱く、電子的性質、導電的性質、光学的性質、磁気的性質等の新たな機能が次第に劣化する問題があり、ポリマーマトリックスのモルホロジーに起因するノイズのため、高S/Nの信号での記録再生が出来ないという問題点があった。またそれを利用した光記録媒体でも、再生光安定性が悪く、再生を繰り返すとエラー率が増大するという問題点もあった。   Conventional organic thin films have a problem that light resistance is weak, reproduction light stability as an optical recording medium is poor, and an error rate increases when reproduction is repeated. In addition, this organic thin film has low light resistance, and there is a problem that new functions such as electronic properties, conductive properties, optical properties, magnetic properties gradually deteriorate, and noise due to the morphology of the polymer matrix. There is a problem that recording / reproduction with a high S / N signal is impossible. Further, even in an optical recording medium using the same, there is a problem that the reproduction light stability is poor and the error rate increases when reproduction is repeated.

そこで、本発明は、従来のポリマー/色素からなる有機薄膜の代わりに、従来では実現不可能であったピックアップレンズの回折限界を越えた記録密度で記録再生可能な機能を持ち、サブミクロンサイズの二次元に規則的な格子状構造の孔の部分に金属超微粒子を含有する新たな形態の再生光安定性、耐光性に優れた有機無機複合薄膜、その製造方法、及びそれを利用した光記録媒体を提案することを目的としている。   Therefore, the present invention has a function capable of recording / reproducing at a recording density exceeding the diffraction limit of the pickup lens, which has been impossible to realize in the past, instead of the conventional organic thin film made of polymer / dye, and has a submicron size. Organic-inorganic composite thin film with a new form of regenerative light stability and light resistance, containing ultrafine metal particles in the pores of a two-dimensional regular lattice structure, a method for producing the same, and optical recording using the same The purpose is to propose a medium.

ポリマーで形成される規則的な格子構造を利用して、その孔の部分に金属超微粒子を含有させることにより、目的とする電子的性質、導電的性質、光学的性質等の新たな機能を発揮する機能性材料としての耐光性に優れた有機無機複合薄膜を得ることができた。また、有機無機複合薄膜中の金属超微粒子部位は照射光の回折限界よりも小さな面積を形成できるため、ピックアップレンズの回折限界を超える記録密度で記録再生が可能で再生光安定性に優れた光記録媒体が得られることが判明し本発明に至ったものである。   By utilizing the regular lattice structure formed by the polymer, ultrafine metal particles are included in the pores, and new functions such as the desired electronic properties, conductive properties, and optical properties are exhibited. As a functional material, an organic-inorganic composite thin film having excellent light resistance was obtained. In addition, because the ultrafine metal particle part in the organic / inorganic composite thin film can form an area smaller than the diffraction limit of the irradiated light, it can be recorded / reproduced at a recording density exceeding the diffraction limit of the pickup lens, and has excellent reproduction light stability. It has been found that a recording medium can be obtained, and the present invention has been achieved.

請求項1記載の有機無機複合薄膜は、基板上に規則的な二次元の格子状パターンを持つポリマーを有し、その格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする。   The organic-inorganic composite thin film according to claim 1 is characterized in that it has a polymer having a regular two-dimensional lattice pattern on a substrate, and contains ultrafine metal particles in pore portions of the lattice.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の有機無機複合薄膜において、前記ポリマーは、ポリイオンコンプレックスからなり、前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the organic-inorganic composite thin film according to the first aspect, the polymer is made of a polyion complex, and contains ultrafine metal particles in the holes of the lattice.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の有機無機複合薄膜において、前記ポリマーが自己組織的に規則配列することにより、格子状パターンを形成し、前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the organic-inorganic composite thin film according to the first or second aspect, a lattice-like pattern is formed by the polymer being regularly arranged in a self-organized manner, and a metal super It contains fine particles.

請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜において、前記ポリマーが疎水性有機溶媒に可溶であり、前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the organic-inorganic composite thin film according to any one of the first to third aspects, the polymer is soluble in a hydrophobic organic solvent, and ultrafine metal particles are formed in the holes of the lattice. It is characterized by containing.

請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜において、前記基板上の前記金属超微粒子が親水性であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the organic-inorganic composite thin film according to any one of the first to fourth aspects, the ultrafine metal particles on the substrate are hydrophilic.

請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜において、前期基板が親水性であることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is hydrophilic.

請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜の製造方法において、前記基板上にポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストすることにより格子状のパターンを形成し、更にその上から金属超微粒子分散液をキャストして膜形成することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the method for producing an organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 6, wherein a lattice-like pattern is formed by casting a hydrophobic organic solvent solution of a polymer on the substrate. And forming a film by casting the metal ultrafine particle dispersion from above.

請求項8記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜の製造方法において、前記基板上にポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストすることにより格子状のパターンを形成した後、その基板ごと金属超微粒子分散液に浸漬して膜形成することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the method for producing an organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 6, wherein a lattice-like pattern is formed by casting a hydrophobic organic solvent solution of a polymer on the substrate. After the formation, the substrate is immersed in a metal ultrafine particle dispersion to form a film.

請求項9記載の光記録媒体は、請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜を記録層として有することを特徴とする。   An optical recording medium according to claim 9 has the organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 6 as a recording layer.

請求項10記載の発明は、請求項9記載の光記録媒体において、前記有機無機複合薄膜のプラズモン吸収の最大吸収波長が、記録再生用のレーザの波長近傍にあることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the optical recording medium according to the ninth aspect, the maximum absorption wavelength of plasmon absorption of the organic-inorganic composite thin film is in the vicinity of the wavelength of a recording / reproducing laser.

請求項11記載の発明は、請求項9記載の光記録媒体において、前記有機無機複合薄膜の最大屈折率が記録再生用のレーザの波長近傍にあることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical recording medium according to the ninth aspect, the maximum refractive index of the organic-inorganic composite thin film is in the vicinity of the wavelength of a recording / reproducing laser.

請求項12記載の発明は、請求項9から11のいずれか1項記載の光記録媒体において、前記有機無機複合薄膜の金属超微粒子が金、銀、プラチナであることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical recording medium according to any one of the ninth to eleventh aspects, the ultrafine metal particles of the organic-inorganic composite thin film are gold, silver, or platinum.

本発明は、基板上に規則的な二次元の格子状パターンを持つポリマーを有し、その格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする有機無機複合薄膜により、耐光性が高くかつ、電子的性質、導電的性質、光学的性質等の新たな機能を充分に発揮することができる。   The present invention has a light resistance by an organic-inorganic composite thin film characterized in that it has a polymer having a regular two-dimensional lattice pattern on a substrate and contains ultrafine metal particles in the holes of the lattice. And can sufficiently exhibit new functions such as electronic properties, conductive properties, and optical properties.

また、本発明は、有機無機複合薄膜を光記録媒体の記録層に用いることにより、金属超微粒子部位を照射光の回折限界よりも小さな面積を形成でき、ピックアップレンズの回折限界を超える記録密度で記録再生が可能でかつ再生安定性に優れた記録/再生信号を得ることができる。   In addition, the present invention uses the organic-inorganic composite thin film for the recording layer of the optical recording medium, so that the metal ultrafine particle portion can be formed with an area smaller than the diffraction limit of the irradiation light, and the recording density exceeds the diffraction limit of the pickup lens. A recording / reproducing signal that can be recorded and reproduced and has excellent reproduction stability can be obtained.

以下に本発明の一実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明の有機無機複合薄膜Aの第1構成例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。   FIG. 1 is a view showing a first configuration example of an organic-inorganic composite thin film A of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view.

図1(a)に示された本発明の有機無機複合薄膜Aは、基板1(図1(b)参照)上に規則的な二次元の格子状パターン(構造)を持つポリマー5を有し、その格子の孔の部分にのみ金属超微粒子4を含有する構成からなる。   The organic-inorganic composite thin film A of the present invention shown in FIG. 1A has a polymer 5 having a regular two-dimensional lattice pattern (structure) on a substrate 1 (see FIG. 1B). The metal ultrafine particles 4 are contained only in the holes of the lattice.

この有機無機複合薄膜Aの特徴としては、金属超微粒子4がサブミクロンサイズで規則的に存在することにある。その規則的なパターン(構造)は、ポリマー5の配列を利用したものであるが、生産性を考慮すると、その配列は、自己組織的に形成されることが好ましい。その際、ポリマー5は有機溶媒、特に疎水性有機溶媒に可溶でキャストにより膜形成可能であることが好ましい。金属超微粒子4は格子状パターンを形成した後に孔に導入するため、金属超微粒子4の分散溶媒としては、ポリマー5の格子状パターンを侵さないものが好ましく、金属超微粒子4は基板1と同じ親水性であることが好ましい。   The organic-inorganic composite thin film A is characterized in that the ultrafine metal particles 4 are regularly present in a submicron size. The regular pattern (structure) utilizes the arrangement of the polymer 5, but in consideration of productivity, the arrangement is preferably formed in a self-organizing manner. At that time, the polymer 5 is preferably soluble in an organic solvent, particularly a hydrophobic organic solvent, and can be formed into a film by casting. Since the metal ultrafine particles 4 are introduced into the pores after forming the lattice pattern, the dispersion solvent of the metal ultrafine particles 4 is preferably one that does not attack the lattice pattern of the polymer 5, and the metal ultrafine particles 4 are the same as the substrate 1. It is preferably hydrophilic.

更に、基板1はポリマー5と逆の親水性である方が、自己組織化を助ける意味で好ましく、金属超微粒子4を吸着させる意味でも金属超微粒子4と同じ親水性であることが好ましい。   Further, it is preferable that the substrate 1 has a hydrophilicity opposite to that of the polymer 5 in terms of assisting self-organization, and it is preferable that the substrate 1 has the same hydrophilicity as the metal ultrafine particles 4 in terms of adsorbing the metal ultrafine particles 4.

このようにしてサブミクロンサイズの金属超微粒子4を規則的に再列させることにより、電子的性質、導電的性質、光学的性質等の新たな機能を発揮する機能性材料としての耐光性に優れた有機無機複合薄膜を得ることができる。   By regularly rearranging the submicron-sized ultrafine metal particles 4 in this way, the light resistance as a functional material that exhibits new functions such as electronic properties, conductive properties, and optical properties is excellent. An organic-inorganic composite thin film can be obtained.

図2は、本発明の有機無機複合薄膜Aの第2構成例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。   2A and 2B are diagrams showing a second configuration example of the organic-inorganic composite thin film A of the present invention, where FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view.

図2に明らかな通り、本構成例は、第1構成例とは異なりポリマーの格子状パターンの上に金属微粒子4の層が積層された構造である(図2(b)参照)。この場合も基板1側からみるとポリマー5の格子状パターンの孔の中に金属微粒子4が埋め込まれた構造である。   As is apparent from FIG. 2, this configuration example is different from the first configuration example in that a layer of metal fine particles 4 is laminated on a polymer lattice pattern (see FIG. 2B). Also in this case, when viewed from the substrate 1 side, the metal fine particles 4 are embedded in the holes of the lattice pattern of the polymer 5.

次に、本発明の有機無機複合薄膜の製造方法について述べる。格子状の規則的な表面のパターニング技術として、特定の構造を持つポリマー5の溶液を基板1上にキャストすることにより、サブミクロンサイズのパターンを持ったフィルムが得られることが知られている。本発明は斯かる現象を元に発案されたものである。   Next, the manufacturing method of the organic inorganic composite thin film of this invention is described. It is known that a film having a submicron size pattern can be obtained by casting a solution of polymer 5 having a specific structure on a substrate 1 as a regular patterning technique for a lattice-like surface. The present invention has been invented based on such a phenomenon.

即ち、上記の方法で基板1表面を格子状にパターニングした後、更に金属超微粒子4の分散液をキャストして、格子の孔の部分に金属超微粒子4を埋め込むことにより、金属超微粒子4がサブミクロンで規則的に配列した有機無機複合薄膜Aを得ることができる   That is, after patterning the surface of the substrate 1 in a lattice shape by the above-described method, the dispersion of the metal ultrafine particles 4 is further cast to embed the metal ultrafine particles 4 in the holes of the lattice. An organic-inorganic composite thin film A regularly arranged in submicrons can be obtained.

同様に、パターニング後にポリマー5のネットワークを金属超微粒子4の分散液に浸漬することによっても、格子の孔の部分に金属超微粒子4を埋め込むことができる。   Similarly, the metal ultrafine particles 4 can be embedded in the holes of the lattice by immersing the network of the polymer 5 in the dispersion of the metal ultrafine particles 4 after patterning.

第1構成例、第2構成例のいずれの場合も上記の方法で製造できる。ただし、金属微粒子分散液と基板1の表面およびポリマー5の格子状パターン表面の親和性により、第1構成例と第2構成例の製造法が異なる。即ち、金属微粒子4分散液と基板1表面の親和性が高く、金属微粒子4分散液とポリマー5の格子状パターン表面の親和性が低いときは第1構成例が製造でき、金属微粒子4分散液と基板1表面およびポリマー5の格子状パターン表面が共に親和性が高ければ第2構成例が製造できることになる。   Both the first configuration example and the second configuration example can be manufactured by the above method. However, the manufacturing methods of the first configuration example and the second configuration example differ depending on the affinity between the metal fine particle dispersion and the surface of the substrate 1 and the lattice pattern surface of the polymer 5. That is, when the affinity between the metal fine particle 4 dispersion and the surface of the substrate 1 is high, and the affinity between the metal fine particle 4 dispersion and the lattice pattern surface of the polymer 5 is low, the first configuration example can be manufactured. If both the surface of the substrate 1 and the surface of the lattice pattern of the polymer 5 have high affinity, the second configuration example can be manufactured.

次に、この有機無機複合薄膜を記録層として用いた光記録媒体Bについて、図3を参照しつつ説明する。(a)は第1の実施態様である基板と記録層のみを有する構成例を説明する断面図、(b)は第2の実施態様である基板、記録層、反射層の順に積層した構成例を説明する断面図、(c)は第3の実施態様である基板、反射層、記録層の順に積層した構成例を説明する断面図である。   Next, an optical recording medium B using this organic-inorganic composite thin film as a recording layer will be described with reference to FIG. (A) is sectional drawing explaining the structural example which has only the board | substrate and recording layer which are the 1st embodiment, (b) is the structural example laminated | stacked in order of the board | substrate which is 2nd embodiment, a recording layer, and a reflection layer. FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating a configuration example in which a substrate, a reflective layer, and a recording layer according to a third embodiment are laminated in this order.

従来の光記録媒体の記録層は連続した層をなし、そこにレーザビームを照射し、記録材料にレーザビームの形状に対応したなんらかの変化を形成して記録する。従って最小記録ピットのサイズは、発振波長とレンズのNAで決定されるレーザビームの径に依存するため、従来の記録再生システムでは、高密度化は基本的にレーザの発振波長やレンズのNAの実用化技術力に左右されてきた。   The recording layer of the conventional optical recording medium is a continuous layer, which is irradiated with a laser beam, and recording is performed by forming some change corresponding to the shape of the laser beam on the recording material. Therefore, since the size of the minimum recording pit depends on the laser beam diameter determined by the oscillation wavelength and the NA of the lens, in the conventional recording / reproducing system, the increase in the density is basically the laser oscillation wavelength and the lens NA. It has been influenced by practical technology.

また、ビーム形状がガウス分布した形状であること、記録材料として熱もしくは光に対し明瞭な閾値で変化する材料はほとんど存在しないこと等から、形成されるピットの最外周の大きさや変化量は均一とはならず、その再生信号品質にもバラツキの要因が存在し、高品質の信号特性を得るにも限界があった。   In addition, because the beam shape is a Gaussian distribution and there is almost no material that changes with a clear threshold for heat or light as the recording material, the size and amount of change in the outermost circumference of the pits formed are uniform. However, there are variations in the reproduction signal quality, and there is a limit to obtaining high quality signal characteristics.

本発明の光記録媒体Bは、前述の有機無機複合薄膜Aを記録材料2として用いた点に特徴がある。有機無機複合薄膜Aを記録材料2として用いることにより、再生安定性に優れかつ、最小記録ピットのサイズはレーザの発振波長やレンズのNAで決定されることなく、形成する記録層ドットのみで決定されるため、任意の記録密度の記録媒体が設計可能となった。さらにピットの最外周のエッジもこの有機無機複合薄膜の構造体で決定されているため、この記録層ドット全体を変化させるように記録することで、ピットのバラツキの無い高品質の信号特性が得られる光記録媒体が実現できた。   The optical recording medium B of the present invention is characterized in that the above-mentioned organic-inorganic composite thin film A is used as the recording material 2. By using the organic / inorganic composite thin film A as the recording material 2, the reproduction stability is excellent, and the size of the minimum recording pit is determined only by the recording layer dots to be formed without being determined by the laser oscillation wavelength or the lens NA. Therefore, a recording medium having an arbitrary recording density can be designed. Furthermore, since the outermost peripheral edge of the pit is also determined by this organic-inorganic composite thin film structure, high quality signal characteristics with no pit variation can be obtained by recording the entire recording layer dot. Can be realized.

<記録媒体の構成>
本発明の記録媒体は、通常の追記型光ディスクである構造(2枚貼合わせたいわゆるエアーサンドイッチ、又は密着貼合わせ構造としてもよい)あるいはCD−R用メディアの構造としてもよい。また、CD−R構造を貼り合わせた構造でもあるいはDVD−/+R用メディアの構造としても良い。以下記録媒体を構成する各層について順に説明する。
<Configuration of recording medium>
The recording medium of the present invention may have a structure that is a normal write-once type optical disk (a so-called air sandwich or a close-bonding structure in which two sheets are bonded together) or a CD-R medium structure. Further, it may be a structure in which a CD-R structure is bonded or a structure of a DVD-/ + R medium. Hereinafter, each layer constituting the recording medium will be described in order.

<基板>
基板1の必要特性としては基板1側より記録再生を行う場合のみ使用レーザ光に対して透明でなければならず、記録層2側から記録、再生を行う場合、基板1は透明である必要はない。
<Board>
The necessary characteristics of the substrate 1 must be transparent to the laser beam used only when recording / reproducing is performed from the substrate 1 side. When recording / reproducing is performed from the recording layer 2 side, the substrate 1 needs to be transparent. Absent.

基板1の材料としては例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラスチック、(石英)ガラス、セラミック、シリコンウェハーあるいは金属等を用いることができる。   As the material of the substrate 1, for example, polyester, acrylic resin, polyamide, polycarbonate resin, polyolefin resin, phenol resin, epoxy resin, polyimide or other plastic, (quartz) glass, ceramic, silicon wafer, metal, or the like can be used.

本発明の有機無機複合薄膜Aは、ポリマー5の孔の部分に金属超微粒子4が吸着される必要があるため、基板1も超微粒子吸着面が親水性材料であることが好ましい。疎水性材料の基板1の素材に親水性を与えるには、紫外線照射法やプラズマ処理法等の通常知られた方法を用いることも可能である。なお、基板1の表面には、トラッキング用の案内溝や案内ピット、さらにアドレス信号等のプレフォーマットが形成されていても良い。   In the organic-inorganic composite thin film A of the present invention, the ultrafine metal particles 4 need to be adsorbed to the pores of the polymer 5, and therefore, the ultrafine particle adsorption surface of the substrate 1 is preferably a hydrophilic material. In order to impart hydrophilicity to the material of the substrate 1 made of a hydrophobic material, a generally known method such as an ultraviolet irradiation method or a plasma treatment method can be used. A tracking guide groove or guide pit, and a preformat such as an address signal may be formed on the surface of the substrate 1.

<記録層>
記録層2レーザ光の照射によりなんらかの光学的変化を生じさせ、その変化により情報を記録・再生可能なものであって、その記録層2は、基板上1に二次元に規則的な格子状のパターンを持つポリマー5と、その格子の孔の部分に金属超微粒子4を含有する構造からなる。金属超微粒子4の光学特性としては、記録再生用レーザ波長に対しその吸収特性変化を利用して再生する場合にはレーザ波長近傍に最大吸収波長を持つことが好ましく、記録再生用レーザ波長に対しその屈折率変化を利用して再生する場合にはレーザ波長近傍に最大屈折率を持つことが好ましい。
<Recording layer>
Recording layer 2 An optical change caused by laser light irradiation and information can be recorded / reproduced by the change, and the recording layer 2 is formed in a two-dimensional regular lattice shape on the substrate 1 It consists of a polymer 5 having a pattern and a structure containing metal ultrafine particles 4 in the pores of the lattice. The optical characteristics of the ultrafine metal particles 4 preferably have a maximum absorption wavelength in the vicinity of the laser wavelength when reproducing using the change in absorption characteristics with respect to the recording / reproducing laser wavelength. When reproducing using the change in refractive index, it is preferable to have a maximum refractive index near the laser wavelength.

格子状のパターンを形成可能なポリマー5の例としては、ポリスチレンスルホン酸と長鎖ジアルキルアンモニウム塩に代表されるポリイオンコンプレックス、ポリスチレンとポリパラフェニレン等のブロック共重合体、アクリルアミドを主鎖骨格として側鎖に長鎖アルキル(疎水部)とカルボン酸や糖(親水部)を持った両親媒性ポリマー、等が挙げられ、分子量分布の制御や両親媒性の制御が容易で、二次元に規則的な格子状構造が容易に得られるポリイオンコンプレックスが特に好ましい。これらのポリマーは単独で用いても良いし、2種以上の組み合せても良い。   Examples of the polymer 5 capable of forming a lattice pattern include a polyion complex represented by polystyrene sulfonic acid and a long-chain dialkylammonium salt, a block copolymer such as polystyrene and polyparaphenylene, and acrylamide as a main chain skeleton. Examples include amphiphilic polymers with long-chain alkyl (hydrophobic part) and carboxylic acid or sugar (hydrophilic part) in the chain, and are easy to control molecular weight distribution and amphiphilicity, and are regular in two dimensions. A polyion complex that can easily obtain a simple lattice structure is particularly preferred. These polymers may be used alone or in combination of two or more.

ナノメータサイズの金属超微粒子は、通常、有機溶媒中に金属化合物とその還元剤を溶解し加熱することで得られる。本発明の金属超微粒子4は、分散剤で保護された金属超微粒子を利用することが好ましく、その製造法は、金属化合物とその還元剤を有機溶媒中に溶解し、分散剤の存在下で加熱還元することで得られる。   Nanometer-sized ultrafine metal particles are usually obtained by dissolving a metal compound and its reducing agent in an organic solvent and heating. The ultrafine metal particles 4 of the present invention preferably use ultrafine metal particles protected with a dispersant, and the production method thereof involves dissolving a metal compound and its reducing agent in an organic solvent, and in the presence of the dispersant. Obtained by heat reduction.

分散剤は、金属超微粒子の表面に対し強い吸着力を有する顔料親和性基(例えば、オルガノゾルに対し:第三級アミノ基、第四級アンモニウム基、塩基性窒素を有する複素環基、ヒドロキシ基、カルボキシル基等、ヒドロゾルに対し:フェニル基、ラウリル基、ステアリル基、ドデシル基、オレイル基等)を有する部位と、溶媒親和性基(溶媒和)を有する部位から構成されており、ポリマーの孔の部分に金属超微粒子を吸着させる必要があるため、基板同様に親水性であることが好ましい。   The dispersant is a pigment-affinity group having a strong adsorptive power to the surface of the ultrafine metal particles (for example, for organosol: tertiary amino group, quaternary ammonium group, heterocyclic group having basic nitrogen, hydroxy group) , Carboxyl group, etc. with respect to hydrosol: phenyl group, lauryl group, stearyl group, dodecyl group, oleyl group, etc.) and a part having a solvent affinity group (solvation) Since it is necessary to adsorb the ultrafine metal particles to this portion, it is preferable to be hydrophilic like the substrate.

本発明の光記録媒体には、金、銀、プラチナ、銅、錫、ロジウム、イリジウム等全ての分散剤で保護された金属超微粒子が利用できるが、保存安定性及び光学特性から、金、銀、プラチナ及びその合金の分散剤で保護された金属超微粒子が特に好ましい。上記の金属超微粒子を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合せて使用してもよい。   In the optical recording medium of the present invention, ultrafine metal particles protected with all dispersants such as gold, silver, platinum, copper, tin, rhodium, iridium, etc. can be used. Particularly preferred are ultrafine metal particles protected with a dispersant of platinum and its alloys. The above ultrafine metal particles may be used alone or in combination of two or more.

さらに金属超微粒子の光学特性を改良する目的で機能性色素を混合することも可能である。機能性色素としては、例えばレーザ光の照射エネルギーによりヒートモード(熱分解等)でその光学定数を変化させるポリメチン色素、ナフタロシアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、クロコニウム系、ピリリウム系、ナフトキノン系、アントラキノン(インダンスレン)系、キサンテン系、トリフェニルメタン系、アズレン系、テトラヒドロコリン系、フェナンスレン系、トリフェノチアジン系染料、及び金属キレート化合物等が挙げられ、また、レーザ光の照射エネルギーによりフォトンモードでその光学定数を変化させるフルギド類、ジアリールエテン類、アゾベンゼン類、スピロピラン類、スチルベン類、ジヒドロピレン類、チオインジゴ類、ビピリジン類、アジリジン類、芳香族多環類、アリチリデンアニリン類、キサンテン類等のフォトクロミック材料も例として挙げられる。   Furthermore, a functional dye can be mixed for the purpose of improving the optical properties of the ultrafine metal particles. Examples of functional dyes include polymethine dyes that change their optical constants in the heat mode (thermal decomposition, etc.) depending on the irradiation energy of laser light, naphthalocyanine-based, phthalocyanine-based, squarylium-based, croconium-based, pyrylium-based, naphthoquinone-based, anthraquinone (Indanthrene), xanthene, triphenylmethane, azulene, tetrahydrocholine, phenanthrene, triphenothiazine dyes, metal chelate compounds, etc. Frugides, diarylethenes, azobenzenes, spiropyrans, stilbenes, dihydropyrenes, thioindigos, bipyridines, aziridines, aromatic polycycles, allylidene anilines, oxalides that change their optical constants Photochromic materials such as ten such can be mentioned as examples.

さらに上記記録層2中に特性改良の目的で、安定剤(遷移金属錯体等)、紫外線吸収剤、分散剤、難燃剤、潤滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤などを添加しても良い。金属超微粒子4のドット径は、0.05〜5μmが適当である。   Further, stabilizers (transition metal complexes, etc.), ultraviolet absorbers, dispersants, flame retardants, lubricants, antistatic agents, surfactants, plasticizers, etc. are added to the recording layer 2 for the purpose of improving the characteristics. Also good. The dot diameter of the metal ultrafine particles 4 is suitably 0.05 to 5 μm.

<下引き層>
下引き層は(a)接着性の向上、(b)水、又はガス等のバリアー、(c)記録層の保存安定性の向上、(d)反射率の向上、(e)溶剤からの基板や記録層の保護、(f)案内溝・案内ピット・プレフォーマット等の形成等を目的として使用される。
<Underlayer>
The undercoat layer is (a) improved adhesion, (b) a barrier such as water or gas, (c) improved storage stability of the recording layer, (d) improved reflectance, (e) substrate from solvent And (f) formation of guide grooves / guide pits / preformats, etc.

(a)の目的に対しては高分子材料、例えばアイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル系樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴム等の種々の高分子物質、およびシランカップリング剤等を用いることができ、(b)及び(c)の目的に対しては、前記高分子材料以外に無機化合物、例えばSiO2、MgF2、SiO、TiO2、ZnO、TiN、SiN等、金属、又は半金属、例えばZn、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Au、Ag、Al等を用いることができる。また(d)の目的に対しては金属、例えばAl、Ag等や、金属光沢を有する有機薄膜、例えばメチン染料、キサンテン系染料等を用いることができ、(e)及び(f)の目的に対しては紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。下引き層の膜厚は0.01〜30μm、好ましくは0.05〜10μmが適当である。 For the purpose of (a), polymer materials such as ionomer resins, polyamide resins, vinyl resins, natural resins, natural polymers, silicones, liquid rubbers and various other polymer substances, and silane coupling agents are used. For the purposes of (b) and (c), in addition to the polymer material, inorganic compounds such as SiO 2 , MgF 2 , SiO, TiO 2 , ZnO, TiN, SiN, metals, or Semimetals such as Zn, Cu, Ni, Cr, Ge, Se, Au, Ag, Al, etc. can be used. For the purpose of (d), metals such as Al and Ag, and organic thin films having metallic luster such as methine dyes and xanthene dyes can be used. For the purposes of (e) and (f) In contrast, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like can be used. The thickness of the undercoat layer is 0.01 to 30 μm, preferably 0.05 to 10 μm.

<反射層>
反射層3は単体で高反射率の得られる腐食されにくい金属、半金属等が挙げられ、材料例としてはAu、Ag、Cr、Ni、Al、Fe、Sn、Cu等が挙げられるが、反射率、生産性の点からAu、Ag、Al、Cuが最も好ましく、これらの金属、半金属は単独で使用しても良く、2種以上の合金としても良い。膜形成法としては蒸着、スッパタリング等が挙げられ、膜厚としては50〜5000Å、好ましくは100〜3000Åである。
<Reflective layer>
The reflective layer 3 is made of a metal, semi-metal, etc. that is highly resistant to corrosion and is not easily corroded. Examples of materials include Au, Ag, Cr, Ni, Al, Fe, Sn, Cu, etc. Au, Ag, Al, and Cu are most preferable from the viewpoint of rate and productivity, and these metals and metalloids may be used alone or in combination of two or more. Examples of the film forming method include vapor deposition and sputtering, and the film thickness is 50 to 5000 mm, preferably 100 to 3000 mm.

<保護層、基板表面ハードコート層>
保護層、又は基板表面ハードコート層は(a)記録層(反射吸収層)を傷、ホコリ、汚れ等から保護する、(b)記録層(反射吸収層)の保存安定性の向上、(c)反射率の向上等を目的として使用される。これらの目的に対しては、前記中間層に示した材料を用いることができる。又、無機材料としてSiO、SiO2等も用いることができ、有機材料としてポリメチルアクリレート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、セルロース、脂肪族炭化水素樹脂、芳香属炭化水素樹脂、天然ゴム、スチレンブタジエン樹脂、クロロプレンゴム、ワックス、アルキッド樹脂、乾性油、ロジン等の熱軟化性、熱溶融性樹脂も用いることができる。
<Protective layer, substrate surface hard coat layer>
The protective layer or substrate surface hard coat layer (a) protects the recording layer (reflection / absorption layer) from scratches, dust, dirt, etc. (b) improves the storage stability of the recording layer (reflection / absorption layer), (c ) Used for the purpose of improving the reflectance. For these purposes, the materials shown in the intermediate layer can be used. In addition, SiO, SiO 2 etc. can be used as an inorganic material, and polymethyl acrylate, polycarbonate, epoxy resin, polystyrene, polyester resin, vinyl resin, cellulose, aliphatic hydrocarbon resin, aromatic hydrocarbon resin as organic material, Thermal softening and heat melting resins such as natural rubber, styrene butadiene resin, chloroprene rubber, wax, alkyd resin, drying oil and rosin can also be used.

前記材料のうち保護層、又は基板表面ハードコート層に最も好ましい例としては生産性に優れた紫外線硬化樹脂である。保護層又は基板面ハードコート層の膜圧は0.01〜30μm、好ましくは0.05〜10μmが適当である。   Among these materials, the most preferable example of the protective layer or the substrate surface hard coat layer is an ultraviolet curable resin excellent in productivity. The film pressure of the protective layer or the substrate surface hard coat layer is 0.01 to 30 μm, preferably 0.05 to 10 μm.

本発明において、前記下引き層、保護層、及び基板面ハードコート層には記録層の場合と同様に、安定剤、分散剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤等を含有させることができる。   In the present invention, the undercoat layer, the protective layer, and the substrate surface hard coat layer are the same as in the recording layer, such as a stabilizer, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, an antistatic agent, a surfactant, a plasticizer, and the like. Can be contained.

ポリスチレンスルホン酸塩(重量平均分子量:50000)とビスヘキサデシル−ジメチルアンモニウム塩とから得られるポリイオンコンプレックスをクロロホルムに溶解し(400mg/l)、温度35℃・湿度51%RHの状態下で、石英基板上にキャストし、静置することによりポリマー薄膜を形成した。こうして得られた有機薄膜の構造を、光学顕微鏡、原子間力顕微鏡およびレーザ顕微鏡等を用いて観察した結果、孔径が約0.8μm、深さ約0.2μmの格子状のポリマーネットワークが観察できた。   A polyion complex obtained from polystyrene sulfonate (weight average molecular weight: 50000) and bishexadecyl-dimethylammonium salt is dissolved in chloroform (400 mg / l), and quartz is obtained at a temperature of 35 ° C. and a humidity of 51% RH. A polymer thin film was formed by casting on a substrate and allowing to stand. As a result of observing the structure of the organic thin film thus obtained using an optical microscope, an atomic force microscope, a laser microscope, etc., a lattice-like polymer network having a pore diameter of about 0.8 μm and a depth of about 0.2 μm can be observed. It was.

純水(40ml)中に、塩化金酸(20mmol)と高分子含量分散剤(5.5g:ソルスパール27000/ゼネカ社)を溶解させた後、ジメチルアミノアルコール(2.0ml)を加え加熱し、金超微粒子を調整し、その後エタノール(20ml)とブタノール(5ml)を加え塗布液とした。   In pure water (40 ml), chloroauric acid (20 mmol) and a polymer content dispersant (5.5 g: Solspearl 27000 / Zeneca) were dissolved, and then dimethylamino alcohol (2.0 ml) was added and heated. Gold ultrafine particles were prepared, and then ethanol (20 ml) and butanol (5 ml) were added to prepare a coating solution.

先に作成したポリマーネットワーク上に、上記塗布液をスピンコートし金属超微粒子層を形成した。レーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの上に金属超微粒子層が積層されている有機無機複合薄膜が形成されていることを確認した。この状態を図4に示す。   The above coating solution was spin-coated on the previously created polymer network to form a metal ultrafine particle layer. From observation with a laser microscope, it was confirmed that an organic-inorganic composite thin film in which a metal ultrafine particle layer was laminated on a polymer network was formed. This state is shown in FIG.

ポリマーとして、それぞれ長鎖アルキル置換アクリルアミドと長鎖アルキルカルボン酸置換アクリルアミドのクロロホルム溶液(1g/l)を用い、温度35℃・湿度51%RHの状態で、マイカ基板上へキャストし、静置することによりポリマー薄膜を形成し、同様にポリマーネットワークの形成を確認した。   As the polymer, a chloroform solution (1 g / l) of a long-chain alkyl-substituted acrylamide and a long-chain alkylcarboxylic acid-substituted acrylamide, respectively, is cast onto a mica substrate at a temperature of 35 ° C. and a humidity of 51% RH, and left to stand. Thus, a polymer thin film was formed, and the formation of a polymer network was confirmed in the same manner.

純水(40ml)中に、硝酸酸性の硝酸銀(60mmol)と高分子含量分散剤(4.5g:ディスパービック180/ビックケミー社)を溶解させた後、ジメチルアミノアルコール(2.5ml)を加え加熱し、銀超微粒子を調整し、その後プロパノール(30ml)を加え塗布液とした。   Nitric acid acidic silver nitrate (60 mmol) and polymer content dispersant (4.5 g: Dispersic 180 / Big Chemie) are dissolved in pure water (40 ml), and then dimethylamino alcohol (2.5 ml) is added and heated. Then, ultrafine silver particles were prepared, and then propanol (30 ml) was added to obtain a coating solution.

先に作成したポリマーネットワーク上に、上記塗布液をスピンコートし金属超微粒子層を形成した。同様にレーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの上に金属超微粒子層が積層されている有機無機複合薄膜が形成されていることを確認した。   The above coating solution was spin-coated on the previously created polymer network to form a metal ultrafine particle layer. Similarly, from observation with a laser microscope, it was confirmed that an organic-inorganic composite thin film in which a metal ultrafine particle layer was laminated on a polymer network was formed.

実施例1でポリマーネットワーク上に、純水(40ml)中に、塩化金酸(15mmol))と高分子含量分散剤(4.5g)を溶解させた後、ジメチルアミノアルコール(1.5ml)を加え加熱し、金超微粒子を調整した溶液をスピンコートし金属超微粒子層を形成した。同様にレーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの中に金属超微粒子層が形成されている有機無機複合薄膜が形成されていることを確認した。   In Example 1, chloroauric acid (15 mmol)) and a polymer content dispersant (4.5 g) were dissolved in pure water (40 ml) on the polymer network, and then dimethylamino alcohol (1.5 ml) was added. The solution was heated and spin-coated with a solution prepared with gold ultrafine particles to form a metal ultrafine particle layer. Similarly, it was confirmed by observation with a laser microscope that an organic-inorganic composite thin film in which a metal ultrafine particle layer was formed in a polymer network was formed.

実施例2のポリマーネットワークを成形基板上に形成し、実施例3と同様にしてその上に金属超微粒子層を形成した。レーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの中に金属微粒子層が形成されている有機無機複合薄膜が形成されていることを確認した。   The polymer network of Example 2 was formed on a molded substrate, and a metal ultrafine particle layer was formed thereon as in Example 3. From observation with a laser microscope, it was confirmed that an organic-inorganic composite thin film having a metal fine particle layer formed in a polymer network was formed.

実施例1で得たポリマーネットワークを形成した基板を用い、実施例1の塗布液による浸漬塗布法で金属超微粒子層を形成した。レーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの上に金属超微粒子層が形成されている有機無機複合薄膜が形成されていることを確認した。   Using the substrate on which the polymer network obtained in Example 1 was formed, a metal ultrafine particle layer was formed by the dip coating method using the coating liquid of Example 1. From observation with a laser microscope, it was confirmed that an organic-inorganic composite thin film in which a metal ultrafine particle layer was formed on a polymer network was formed.

[比較例1]
実施例1のポリマーネットワーク上に、ニュートラルレッドのエタノール溶液をスピンコートし色素層を形成し、有機薄膜とした。レーザ顕微鏡による観察から、ポリマーネットワークの上に色素層が形成されている有機薄膜が形成されていることを確認した。
[Comparative Example 1]
On the polymer network of Example 1, a neutral red ethanol solution was spin-coated to form a dye layer to obtain an organic thin film. From observation with a laser microscope, it was confirmed that an organic thin film having a dye layer formed on the polymer network was formed.

[耐光性試験]
実施例1〜5及び比較例1で得た有機無機複合膜、有機薄膜を、キセノンランプ下(照度:60000Lux)に20時間放置し、その光学濃度変化を観察した。
[Light resistance test]
The organic-inorganic composite films and organic thin films obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were left under a xenon lamp (illuminance: 60000 Lux) for 20 hours, and changes in optical density were observed.

(結果)
実施例1〜5の有機無機複合膜の光学濃度は、照射前とほとんど変化なし。比較例1の有機薄膜の光学濃度は、照射前の半分以下となった。結果を表1に示す。
(result)
The optical density of the organic-inorganic composite films of Examples 1 to 5 is almost the same as that before irradiation. The optical density of the organic thin film of Comparative Example 1 was less than half that before irradiation. The results are shown in Table 1.

以上の結果から、本発明の方法で得られる有機無機複合薄膜は、サブミクロンサイズの二次元ポリマーネトワークとその中の金属超微粒子とからなる耐光性に優れた有機無機複合構造となることが明らかである。このような二次元な格子状構造を持つ有機無機複合薄膜により、新たな電子的性質、導電的性質、光学的性質等の発現が可能となる。   From the above results, it is clear that the organic-inorganic composite thin film obtained by the method of the present invention has an organic-inorganic composite structure excellent in light resistance composed of a submicron-sized two-dimensional polymer network and ultrafine metal particles therein. It is. With such an organic-inorganic composite thin film having a two-dimensional lattice structure, new electronic properties, conductive properties, optical properties and the like can be expressed.

実施例4で得た有機無機複合薄膜を記録層とし光記録媒体とした。この光記録媒体に、発振波長655nm、ビーム径0.6μmの半導体レーザを、水平方向、垂直方向に5μm間隔で各5mmスキャンさせた。このときの照射部および未照射部を原子間力顕微鏡・光学顕微鏡による観察、顕微分光法による透過率の測定を行った。   The organic-inorganic composite thin film obtained in Example 4 was used as a recording layer to obtain an optical recording medium. On this optical recording medium, a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 655 nm and a beam diameter of 0.6 μm was scanned 5 mm in the horizontal and vertical directions at 5 μm intervals. At this time, the irradiated part and the non-irradiated part were observed with an atomic force microscope and an optical microscope, and the transmittance was measured with a microspectroscopic method.

[比較例2]
比較例1の有機薄膜を記録層とし光記録媒体とし、実施例6同様の評価をした。結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
The organic thin film of Comparative Example 1 was used as a recording layer and an optical recording medium, and the same evaluation as in Example 6 was performed. The results are shown in Table 2.

本発明の有機無機複合薄膜は、有機薄膜同様にレーザ光により記録が可能なことは明らかである。さらに、上記の耐光性試験結果から、本発明の有機無機複合薄膜を用いた光記録媒体は、有機薄膜を用いた光記録媒体に比較し、再生安定性が優れていることは同様容易に推定できる。   It is clear that the organic-inorganic composite thin film of the present invention can be recorded by laser light in the same manner as the organic thin film. Furthermore, from the above light resistance test results, it is also easily estimated that the optical recording medium using the organic-inorganic composite thin film of the present invention has excellent reproduction stability compared to the optical recording medium using the organic thin film. it can.

本発明の有機無機複合薄膜の構成例の平面及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the structural example of the organic inorganic composite thin film of this invention. 本発明の有機無機複合薄膜の構成例の平面及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the structural example of the organic inorganic composite thin film of this invention. 本発明の光記録媒体の層構成の例を示す断面図であり、(a)は基板と記録層のみを有する構成例、(b)は基板、記録層、反射層の順に積層した構成例、(c)は基板、反射層、記録層の順に積層した構成例を示す。It is sectional drawing which shows the example of the layer structure of the optical recording medium of this invention, (a) is the structural example which has only a board | substrate and a recording layer, (b) is the structural example laminated | stacked in order of the board | substrate, the recording layer, and the reflective layer, (C) shows the structural example which laminated | stacked in order of the board | substrate, the reflection layer, and the recording layer. 実施例1のレーザ顕微鏡によって撮影した写真である。2 is a photograph taken with a laser microscope of Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 記録層
3 反射層
4 金属超微粒子
5 ポリマー
1 Substrate 2 Recording layer 3 Reflective layer 4 Ultrafine metal particles 5 Polymer

Claims (12)

基板上に規則的な二次元の格子状パターンを持つポリマーを有し、
その格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする有機無機複合薄膜。
Having a polymer with a regular two-dimensional lattice pattern on the substrate;
An organic-inorganic composite thin film characterized by containing ultrafine metal particles in the holes of the lattice.
前記ポリマーは、ポリイオンコンプレックスからなり、
前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする請求項1記載の有機無機複合薄膜。
The polymer comprises a polyion complex,
2. The organic-inorganic composite thin film according to claim 1, wherein ultrafine metal particles are contained in the holes of the lattice.
前記ポリマーが自己組織的に規則配列することにより、格子状パターンを形成し、
前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の有機無機複合薄膜。
The polymer is regularly arranged in a self-organized manner to form a lattice pattern,
3. The organic-inorganic composite thin film according to claim 1 or 2, wherein ultrafine metal particles are contained in the holes of the lattice.
前記ポリマーが疎水性有機溶媒に可溶であり、
前記格子の孔の部分に金属超微粒子を含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜。
The polymer is soluble in a hydrophobic organic solvent;
The organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein ultrafine metal particles are contained in the holes of the lattice.
前記基板上の前記金属超微粒子が親水性であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜。   The organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the ultrafine metal particles on the substrate are hydrophilic. 前期基板が親水性であることを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の有機無機複合薄膜。   The organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the first substrate is hydrophilic. 請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜の製造方法において、
前記基板上にポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストすることにより格子状のパターンを形成し、更にその上から金属超微粒子分散液をキャストして膜形成することを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method of the organic inorganic composite thin film of any one of Claim 1 to 6,
A manufacturing method comprising forming a film by forming a lattice-like pattern by casting a hydrophobic organic solvent solution of a polymer on the substrate, and further casting a metal ultrafine particle dispersion from thereover.
請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜の製造方法において、
前記基板上にポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストすることにより格子状のパターンを形成した後、その基板ごと金属超微粒子分散液に浸漬して膜形成することを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method of the organic inorganic composite thin film of any one of Claim 1 to 6,
A method of forming a film by forming a lattice-like pattern by casting a hydrophobic organic solvent solution of a polymer on the substrate, and then immersing the whole substrate in a metal ultrafine particle dispersion to form a film.
請求項1から6のいずれか1項記載の有機無機複合薄膜を記録層として有することを特徴とする光記録媒体。   An optical recording medium comprising the organic-inorganic composite thin film according to any one of claims 1 to 6 as a recording layer. 前記有機無機複合薄膜のプラズモン吸収の最大吸収波長が、記録再生用のレーザの波長近傍にあることを特徴とする請求項9記載の光記録媒体。   10. The optical recording medium according to claim 9, wherein the maximum absorption wavelength of plasmon absorption of the organic-inorganic composite thin film is in the vicinity of the wavelength of a recording / reproducing laser. 前記有機無機複合薄膜の最大屈折率が記録再生用のレーザの波長近傍にあることを特徴とする請求項9記載の光記録媒体。   10. The optical recording medium according to claim 9, wherein the maximum refractive index of the organic-inorganic composite thin film is in the vicinity of the wavelength of a recording / reproducing laser. 前記有機無機複合薄膜の金属超微粒子が金、銀、プラチナであることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項記載の光記録媒体。   The optical recording medium according to any one of claims 9 to 11, wherein the ultrafine metal particles of the organic-inorganic composite thin film are gold, silver, or platinum.
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