JP2006241278A - Organic thin film, method for producing the same and optical recording medium using the same organic thin film - Google Patents

Organic thin film, method for producing the same and optical recording medium using the same organic thin film Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new organic thin film constructing a dispersed structure of a functional dye of a nano-meter size in an organic polymer, to provide a method for producing the same and to provide an ultrahigh-density optical recording medium carrying out recording and reproduction at a recording density which is impossible to achieve with a conventional optical recording medium and exceeds the diffraction limit of a pick-up lens by applying the organic thin film to the optical recording medium and thereby providingthe optical recording medium in which the area itself of recording layer dots is smaller than the diffraction limit of irradiated light and the recording layer dots are oriented. <P>SOLUTION: The organic thin film has a micro-phase separation structure formed with a block copolymer containing at least one kind of ionic polymer block. The organic thin film comprises the functional dye subjected to ionic bonding to the ionic polymer block forming one phase of the micro-phase separation structure. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ナノメータサイズの機能性色素を高分子内に導入して複合化することにより、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複合材料としての有機薄膜とその製造方法、及び該有機薄膜を利用した超高密度光記録媒体に関する。   The present invention provides an organic compound as a functional composite material that exhibits new functions such as electronic properties, conductive properties, optical properties, etc. by introducing a nanometer-sized functional dye into a polymer and compositing it. The present invention relates to a thin film, a manufacturing method thereof, and an ultrahigh density optical recording medium using the organic thin film.

互いに非相溶なポリマー鎖を持つブロック共重合体のミクロ相分離構造を機能材料として利用することは公知である(特許文献1〜9など)。また、ナノメータサイズの機能性材料を高分子内に導入して複合化することは、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機能性複合材料を得るのに重要な技術であり、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−有機複合材料について研究開発が進められている(特許文献1〜6など)。更に、機能性材料として色素を用い、光記録媒体に応用した例も公知である(特許文献8〜9)。しかしながら、無限の材料自由度と機能性が期待できるナノメータサイズの機能性有機材料と高分子との複合材料の研究開発はまだ十分には進められていないのが現状である。また、上記特許文献8〜9は本出願人の先願に係るものであるが、これらの発明では、相分離の一方の相にのみ色素を偏析させる相互作用が、ブロックポリマーと色素の相溶性の差を利用している。従って、ブロックポリマーと色素の相溶性の差があまり大きくない場合は、色素が一方の相にのみ偏析する状態を必ずしもうまく形成できない場合も多々生じた。これに対し本発明では、その相互作用を静電的なイオン結合で形成するため、確実に相分離の一方の相にのみ色素を偏析させることが可能となる。   It is known that a microphase separation structure of a block copolymer having polymer chains that are incompatible with each other is used as a functional material (Patent Documents 1 to 9 and the like). In addition, introducing a nanometer-sized functional material into a polymer and compositing it makes it possible to create a functional composite material that exhibits new functions such as electronic properties, conductive properties, optical properties, and magnetic properties. This is an important technique for obtaining metal-organic composite materials using ultrafine metal particles (metal nanoclusters) as functional materials (Patent Documents 1 to 6, etc.). Furthermore, examples in which a dye is used as a functional material and applied to an optical recording medium are also known (Patent Documents 8 to 9). However, the research and development of composite materials of nanometer-sized functional organic materials and polymers that can be expected to have unlimited material flexibility and functionality have not been sufficiently advanced. Moreover, although the said patent documents 8-9 are based on the prior application of this applicant, in these invention, the interaction which segregates a pigment | dye only to one phase of phase separation is compatibility of a block polymer and a pigment | dye. The difference is utilized. Therefore, when the difference in compatibility between the block polymer and the dye is not so large, there are many cases in which the state where the dye segregates only in one phase cannot always be formed well. On the other hand, in the present invention, since the interaction is formed by electrostatic ionic bonds, the dye can be surely segregated only in one phase of phase separation.

一方、光メモリ分野では、基板上に反射層を有する光記録媒体であって、CD規格、DVD規格に対応した記録可能なCD−R、DVD−R、DVD+Rが商品化されている。このような光記録媒体において、更なる記録容量の増大と小型化が望まれており、これを実現するための更なる記録密度の向上が求められている。
現行システムでの記録容量向上のための要素技術としては、記録ピットの微小化技術、MPEG2に代表される画像圧縮技術がある。記録ピットの微小化技術としては、記録再生光の短波長化や回折限界の向上を図るための光学系の開口数NAの増大が検討されているが、その回折限界を越える記録再生は不可能である。
そこで回折限界を越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メモリシステムが、有力な手段として注目されてきたが、技術的なハードルの高さから未だ実用化には至っていない。
On the other hand, in the optical memory field, CD-R, DVD-R, and DVD + R that are recordable CD-R, DVD-R, and DVD + R, which are optical recording media having a reflective layer on a substrate, have been commercialized. In such an optical recording medium, further increase in recording capacity and downsizing are desired, and further improvement in recording density is required to realize this.
As elemental technologies for improving the recording capacity in the current system, there are recording pit miniaturization technology and image compression technology represented by MPEG2. As technology for miniaturization of recording pits, it has been studied to increase the numerical aperture NA of the optical system in order to shorten the wavelength of recording / reproducing light and improve the diffraction limit, but recording / reproducing exceeding the diffraction limit is impossible. It is.
Therefore, super-resolution technology capable of recording and reproduction exceeding the diffraction limit and optical memory systems using near-field light have attracted attention as promising means, but they have not yet been put into practical use due to the high technical hurdles. .

また、従来の光記録媒体の記録層(記録材料が存在する層)は、通常、連続した層をな
しており、その層にレーザビームを照射して、記録材料にレーザビームの形状に対応した何らかの変化を起させて記録している。従って、最小記録ピットのサイズは、発振波長とレンズの開口数NAで決定されるレーザビーム径に依存するため、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の実用化技術に左右されてきた。また、ビーム形状がガウス分布した形状であること、及び、記録材料として熱又は光に対し明瞭な閾値で変化する材料は殆ど存在しないことから、形成されるピットの最外周の大きさや変化量は必ずしも均一にならず、その再生信号品質にもバラツキ要因が必ず存在し、高品質の信号特性を得るのに限界があった。
In addition, the recording layer of the conventional optical recording medium (layer in which the recording material exists) is usually a continuous layer, and the recording material is irradiated with a laser beam to correspond to the shape of the laser beam on the recording material. Recorded with some change. Therefore, since the size of the minimum recording pit depends on the laser beam diameter determined by the oscillation wavelength and the numerical aperture NA of the lens, in the conventional recording / reproducing system, the increase in density is basically the oscillation wavelength of the laser or the lens. It has been influenced by the practical technology of NA. In addition, since the beam shape is a Gaussian distribution and there is almost no material that changes with a clear threshold for heat or light as a recording material, the size and amount of change of the outermost circumference of the pits to be formed are It is not always uniform, and there is always a variation factor in the reproduction signal quality, and there is a limit in obtaining high quality signal characteristics.

特開平10−330492号公報JP-A-10-330492 特開平10−330528号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330528 特開平11−60891号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-60891 特開2000−72951号公報JP 2000-72951 A 特開2000−72952号公報JP 2000-72952 A 特開平10−330528号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330528 特開2004−306404号公報JP 2004-306404 A 特開2003−89269号公報JP 2003-89269 A 特開2003−94825号公報JP 2003-94825 A

本発明は、電子材料、光学材料として応用が期待される、ナノメータサイズの機能性色素分散構造を有機ポリマー中に構築した新規な有機薄膜とその製造方法を提供すること、及び、該有機薄膜を光記録媒体に応用して、記録層ドットの面積自体が照射光の回折限界よりも小さく、かつ記録層ドットが配列した光記録媒体とすることにより、従来の光記録媒体では実現不可能な、ピックアップレンズの回折限界を超えた記録密度で記録再生可能な超高密度光記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention provides a novel organic thin film in which a nanometer-sized functional dye dispersion structure, which is expected to be applied as an electronic material and an optical material, is constructed in an organic polymer, and a method for producing the same, and the organic thin film By applying to an optical recording medium, the recording layer dot area itself is smaller than the diffraction limit of the irradiation light, and by making the recording layer dot arrayed, it is impossible to realize with a conventional optical recording medium, An object of the present invention is to provide an ultra-high density optical recording medium capable of recording / reproducing at a recording density exceeding the diffraction limit of a pickup lens.

本発明者等は、鋭意検討の結果、少なくとも1種のイオン性ポリマーを含むブロック共重合体のミクロ相分離現象を利用して、該相分離した一方の相を形成するイオン性ポリマーとイオン結合させて機能性色素を含有させることにより、ナノメータサイズの機能性色素を高分子内に導入して複合化し、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複合材料としての有機薄膜を得ることに成功した。
更に、該有機薄膜を光記録媒体に利用することにより、記録体の面積自体が照射光の回折限界よりも小さく、記録体がドット列化した光記録媒体を得ることに成功し、レーザピックアップの回折限界を越える記録密度で記録再生可能な超高密度光記録媒体を得るに至った。
即ち、前記課題は、次の1)〜10)の発明(以下、本発明1〜10という)によって解決される。
1) 少なくとも1種のイオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体により形成されたミクロ相分離構造を有し、該ミクロ相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する有機薄膜。
2) 相分離構造が、球状、柱状、ラメラ状、共連続状、又はそれらの類似構造である1)記載の有機薄膜。
3) イオン性ポリマーブロック以外のブロックを形成するポリマーが疎水性ポリマーである1)又は2)記載の有機薄膜。
4) 機能性色素が、光又は熱によりその光学特性を変化させる機能を有するイオン性色素からなる1)〜3)の何れかに記載の有機薄膜。
5) イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体とイオン性色素とを含有する溶液を調合した後、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成する、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する1)〜4)の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。
6) イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成した後、イオン性色素を含有する溶液と接触させる、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する1)〜4)の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。
7) イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成し、その上にイオン性色素を積層させたのち加熱拡散させる、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する1)〜4)の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。
8) 記録層が、1)〜4)の何れかに記載の有機薄膜からなる光記録媒体。
9) 記録再生用レーザの波長近傍に最大吸収波長を持つように波長制御した機能性色素を含有する8)記載の光記録媒体。
10) 記録再生用レーザの波長近傍に最大屈折率を持つように波長制御した機能性色素を含有する8)記載の光記録媒体。
As a result of intensive studies, the present inventors have made use of the microphase separation phenomenon of a block copolymer containing at least one kind of ionic polymer to form an ionic bond with the ionic polymer that forms one of the phases separated from each other. Incorporating a functional dye into a polymer, a nanometer-sized functional dye is introduced into the polymer to form a composite, and a new functional function such as electronic properties, conductive properties, and optical properties is exhibited. We succeeded in obtaining an organic thin film as a material.
Furthermore, by using the organic thin film as an optical recording medium, the area of the recording body itself is smaller than the diffraction limit of the irradiation light, and the optical recording medium in which the recording body is arranged in a dot array has been successfully obtained. An ultra-high density optical recording medium capable of recording and reproducing at a recording density exceeding the diffraction limit has been obtained.
That is, the said subject is solved by the following 1) -10 invention (henceforth this invention 1-10).
1) Functionality having a microphase separation structure formed by a block copolymer including at least one ionic polymer block, and ion-bonding with an ionic polymer block forming one phase of the microphase separation structure Organic thin film containing pigment.
2) The organic thin film according to 1), wherein the phase separation structure is spherical, columnar, lamellar, co-continuous, or a similar structure thereof.
3) The organic thin film according to 1) or 2), wherein the polymer that forms blocks other than the ionic polymer block is a hydrophobic polymer.
4) The organic thin film according to any one of 1) to 3), wherein the functional dye comprises an ionic dye having a function of changing its optical properties by light or heat.
5) After preparing a solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block and an ionic dye, one phase of the phase separation structure is formed by forming a thin film by a solution coating method to form a phase separation structure. The manufacturing method of the organic thin film in any one of 1) -4) containing the functional pigment | dye ion-bonded with the ionic polymer block to form.
6) A solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block is prepared, a thin film is formed by a solution coating method to form a phase separation structure, and then contacted with a solution containing an ionic dye. The manufacturing method of the organic thin film in any one of 1) -4) containing the functional dye ion-bonded with the ionic polymer block which forms one phase of a structure.
7) A solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block is prepared, a thin film is formed by a solution coating method to form a phase separation structure, an ionic dye is laminated thereon, and then heat diffusion is performed. The method for producing an organic thin film according to any one of 1) to 4), which contains a functional dye ionically bonded to an ionic polymer block that forms one phase of a phase separation structure.
8) An optical recording medium wherein the recording layer comprises the organic thin film according to any one of 1) to 4).
9) The optical recording medium according to 8), which contains a functional dye whose wavelength is controlled to have a maximum absorption wavelength near the wavelength of the recording / reproducing laser.
10) The optical recording medium according to 8), which contains a functional dye whose wavelength is controlled to have a maximum refractive index in the vicinity of the wavelength of the recording / reproducing laser.

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の有機薄膜は、少なくとも1種のイオン性ポリマーを含むブロック共重合体であって、該相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーとイオン結合した機能性色素が含有されているものである。この有機薄膜の特徴は、機能性色素がナノメータサイズで高分子マトリックス内に高度に秩序化されて存在することである。そのドライビングフォースとしてブロック共重合体のミクロ相分離現象を利用する。ミクロ相分離構造としては、球状、柱状、ラメラ状等の共連続状、又はそれらの類似構造が好ましく、機能性色素としては、光又は熱によりその光学特性を変化させる機能を有する色素が好ましい。
図1(a)〜(c)に、球状、柱状、ラメラ状構造の中に、機能性色素が含有されている例を示す。
上記のように、ナノメータサイズの機能性色素を高分子内に導入し、三次元的に高度に構造制御して複合化することにより、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有機薄膜が得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organic thin film of the present invention is a block copolymer containing at least one ionic polymer, and contains a functional dye ionically bonded to the ionic polymer forming one phase of the phase separation structure. Is. A feature of this organic thin film is that the functional dye is nanometer-sized and highly ordered in the polymer matrix. The micro phase separation phenomenon of the block copolymer is used as the driving force. The microphase-separated structure is preferably a co-continuous shape such as a spherical shape, a columnar shape, or a lamellar shape, or a similar structure thereof, and the functional dye is preferably a dye having a function of changing its optical properties by light or heat.
1A to 1C show examples in which a functional pigment is contained in a spherical, columnar, or lamellar structure.
As described above, by introducing a nanometer-sized functional dye into a polymer and complexing it with three-dimensional highly structural control, new electronic properties, conductive properties, optical properties, etc. An organic thin film that exhibits its function can be obtained.

次に、上記有機薄膜の製造方法について説明する。
互いに非相溶の2種以上のポリマーブロックからなるブロック共重合体が、溶媒キャスト又は温度変化によりミクロ相分離構造を形成することは本出願前公知であるが、本発明の有機薄膜は、この公知の現象を利用した次のような方法で製造される。
即ち、第一の方法は、イオン性ポリマーを含むブロック共重合体とイオン性色素とを含有する溶液を調合した後、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成する方法である。
第二の方法は、イオン性ポリマーを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成し、次いで加熱処理を行なって相分離構造を形成した後、イオン性色素を含有する溶液と接触させる方法である。
第三の方法は、イオン性ポリマーを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成し、次いで加熱処理を行なって相分離構造を形成し、その上にイオン性色素を積層させたのち加熱拡散させる方法である。
なお、上記何れの方法においても、ブロック共重合体のガラス転移点以上の温度で加熱して相分離構造体の形成を促進させても良い。また、このような相分離構造をより発現し易くするためには、イオン性ポリマーを含むブロック以外のブロックポリマーが疎水性ポリマーであるブロック共重合とすることがより好ましく、更に相分離を促進させるため、ブロック共重合体以外に他のポリマーを添加しても良い。
Next, the manufacturing method of the said organic thin film is demonstrated.
It has been known before this application that a block copolymer composed of two or more types of polymer blocks that are incompatible with each other forms a microphase separation structure by solvent casting or temperature change. It is manufactured by the following method utilizing a known phenomenon.
That is, the first method is a method of preparing a phase separation structure by preparing a solution containing a block copolymer containing an ionic polymer and an ionic dye and then forming a thin film by a solution coating method.
In the second method, a solution containing a block copolymer containing an ionic polymer is prepared, a thin film is formed by a solution coating method, and then a heat treatment is performed to form a phase separation structure. It is the method of making it contact with the solution to contain.
In the third method, a solution containing a block copolymer containing an ionic polymer is prepared, a thin film is formed by a solution coating method, and then a heat treatment is performed to form a phase separation structure, on which an ionic property is formed. This is a method of heating and diffusing after laminating the dye.
In any of the above methods, the formation of the phase separation structure may be promoted by heating at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the block copolymer. In order to make such a phase separation structure easier to express, it is more preferable that the block polymer other than the block containing the ionic polymer is a block copolymer which is a hydrophobic polymer, and further promotes phase separation. Therefore, other polymers may be added in addition to the block copolymer.

次に、上記有機薄膜を記録層材料として用いた光記録媒体について説明する。
本発明の有機薄膜を用いた光記録媒体では、連続した層中に、高度に秩序化されて存在する記録層ドットがマトリックスを介して非連続に存在し、かつその記録層ドットのサイズが均一なナノメータサイズ(10〜500nm)で形成されている。従って、最小記録ピットのサイズは、レーザ発振波長やレンズのNAで決定されることなく、形成される記録層ドットのみで決定され、任意の記録密度の光記録媒体が設計可能となる。
更に、従来の光記録媒体では記録層が均一膜で形成されているため、レーザで照射するとその光強度分布に応じて、記録層上に光吸収の分布が、更には熱変換された熱分布が形成される。そしてフォトンモード及びヒートモード反応の閾値以上の部分で反応が生じ、ピットが形成される。しかしながら、通常の反応では、その閾値があまり明確ではなく、形成されるピットの境界がバラツク、つまりピット形状がバラツクことになりデータエラーの原因となる。これに対し、本発明の構造では、光吸収する部分が孤立しており(相分離構造の一方の層)、その相分離構造の大きさがピット形状となるため、上記のようなピット最外周が変動するようなことがない。即ち、ピットの最外周のエッジも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。
Next, an optical recording medium using the organic thin film as a recording layer material will be described.
In the optical recording medium using the organic thin film of the present invention, recording layer dots that are highly ordered exist in a continuous layer in a discontinuous manner through a matrix, and the size of the recording layer dots is uniform. Nanometer size (10-500 nm) is formed. Therefore, the size of the minimum recording pit is not determined by the laser oscillation wavelength or the lens NA, but is determined only by the recording layer dots to be formed, and an optical recording medium having an arbitrary recording density can be designed.
Further, in the conventional optical recording medium, since the recording layer is formed of a uniform film, when irradiated with a laser, the light absorption distribution on the recording layer is further changed according to the light intensity distribution, and further, the heat distribution is converted into heat. Is formed. And reaction occurs in the part more than the threshold value of photon mode and heat mode reaction, and a pit is formed. However, in a normal reaction, the threshold value is not so clear, and the boundary of formed pits varies, that is, the pit shape varies, causing a data error. On the other hand, in the structure of the present invention, the portion that absorbs light is isolated (one layer of the phase separation structure), and the size of the phase separation structure is a pit shape. Does not fluctuate. That is, since the outermost peripheral edge of the pit is also determined by the structure of the organic thin film, it is possible to obtain high-quality signal characteristics free from pit variations by recording this entire recording layer dot. It becomes possible.

次に、光記録媒体の層構成及び各層の必要物性について述べる。
《記録媒体の層構成》
本発明の光記録媒体の層構成としては、追記型光ディスクの構造(基板上に記録層を設けたものを2枚貼り合わせたいわゆるエアーサンドイッチ構造)としてもよく、CD−R構造(基板上に記録層、反射層、保護層を有する構造)としても良く、CD−R構造を貼り合わせたDVD構造としても良い。図2(a)〜(c)に典型的な層構成の例を示す。図中、1は基板、2は記録層、3は反射層である。
《基板》
基板は、基板側から記録再生を行なう場合には使用レーザーに対して透明でなければならないが、記録層側(基板と反対側)から記録再生を行なう場合には使用レーザーに対して透明である必要はない。
基板材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、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、ポリイミド樹脂などのプラスチック、ガラス、セラミック、金属などを用いることができる。なお、基板の表面にトラッキング用の案内溝や、案内ピット、更にアドレス信号などのプリフォーマットなどが形成されていてもよい。
Next, the layer configuration of the optical recording medium and the necessary physical properties of each layer will be described.
<Layer structure of recording medium>
The layer structure of the optical recording medium of the present invention may be a write-once optical disk structure (a so-called air sandwich structure in which two recording layers are provided on a substrate) and a CD-R structure (on a substrate). A structure having a recording layer, a reflective layer, and a protective layer) or a DVD structure in which a CD-R structure is bonded. An example of a typical layer structure is shown in FIGS. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a recording layer, and 3 is a reflective layer.
"substrate"
The substrate must be transparent to the laser used when recording / reproduction is performed from the substrate side, but is transparent to the laser used when recording / reproduction is performed from the recording layer side (the side opposite to the substrate). There is no need.
As the substrate material, for example, plastics such as polyester resin, acrylic resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, glass, ceramic, metal, and the like can be used. Note that a guide groove for tracking, a guide pit, and a preformat such as an address signal may be formed on the surface of the substrate.

《記録層》
記録層は、レーザ光の照射により何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できるものであり、少なくとも1種のイオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体により形成されたミクロ相分離構造を有し、該ミクロ相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素(光記録性色素)を含有する有機薄膜からなる。
機能性色素(光記録性色素)が保持すべき光学特性は種々あるが、記録再生用レーザ波長に対し、その吸収特性変化(透過率変化)を利用して再生する場合には、レーザ波長近傍に最大吸収波長を持つように波長制御することが好ましく、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ように波長制御することが好ましい。また、レーザ光照射により色素の蛍光特性に変化を与え、その変化を利用して再生する方法の場合には、上記透過率変化や屈折率変化を利用する場合に比べてS/N比が大きく、僅かな変化でも高コントラストな再生が可能であって、本発明の光記録媒体のような記録ピットの大きさが始めから定められている場合には、従来法に比べて非常に低エネルギーで記録が可能となるので特に好ましい。従来法では、記録により明瞭なピット形状を形成しなければならず、レーザ光照射よる記録層材料の反応率が高くなければ記録できなかった。これに対し、ピットが既に形成されている本発明の光記録媒体では、僅かな反応率でも再生が可能であり、特に蛍光再生は有効である。
<Recording layer>
The recording layer is capable of causing some optical change upon irradiation with laser light, and recording and reproducing information by the change, and is a microphase separation formed by a block copolymer including at least one ionic polymer block. It consists of an organic thin film containing a functional dye (optical recording dye) ionically bonded to an ionic polymer block that has a structure and forms one phase of the microphase separation structure.
There are various optical characteristics that functional dyes (optical recording dyes) should retain, but when reproducing using the change in absorption characteristics (change in transmittance) with respect to the recording / reproducing laser wavelength, the vicinity of the laser wavelength It is preferable to control the wavelength so that it has the maximum absorption wavelength. When reproducing using the change in refractive index of the recording / reproducing laser wavelength, the wavelength is controlled so that the maximum refractive index is in the vicinity of the laser wavelength. It is preferable to do. In addition, in the case of a method in which the fluorescence characteristics of the dye are changed by laser light irradiation and reproduction is performed using the change, the S / N ratio is larger than in the case of using the change in transmittance or the change in refractive index. Even if a slight change is possible, reproduction with high contrast is possible, and when the size of the recording pit as in the optical recording medium of the present invention is determined from the beginning, the energy is very low compared to the conventional method. This is particularly preferable because recording is possible. In the conventional method, a clear pit shape must be formed by recording, and recording cannot be performed unless the reaction rate of the recording layer material by laser light irradiation is high. On the other hand, in the optical recording medium of the present invention in which pits are already formed, reproduction is possible even with a small reaction rate, and fluorescence reproduction is particularly effective.

本発明で用いるブロック共重合体は、少なくとも1種のイオン性ポリマーブロックを含む2種以上のポリマーブロックを形成するモノマーを組み合わせて合成する。その合成法としては、モノマーの末端から重合するリビング重合法、ポリマー鎖の中央から合成するリビング重合法、末端官能性ポリマーの末端を結合させる合成法などが採用される。相分離構造を促進させるには、ブロックを形成するポリマーが互いに非相溶であることが好ましく、イオン性ポリマーブロック以外のブロックを形成するポリマーが疎水性ポリマーであることがより好ましい。
イオン性ポリマーとは、主鎖となるポリマーに、イオン性官能基が側鎖として共有結合しているポリマーを言い、主鎖となるポリマーは特に限定されない。イオン性官能基がアニオン性官能基の場合、得られるポリマーをアニオン性ポリマーと言い、カチオン性官能基の場合はカチオン性ポリマーと言う。
The block copolymer used in the present invention is synthesized by combining monomers that form two or more types of polymer blocks including at least one type of ionic polymer block. Examples of the synthesis method include a living polymerization method in which polymerization is performed from the end of the monomer, a living polymerization method in which synthesis is performed from the center of the polymer chain, and a synthesis method in which the ends of the terminal functional polymer are bonded. In order to promote the phase separation structure, it is preferable that the polymers forming the blocks are incompatible with each other, and the polymer forming the blocks other than the ionic polymer block is more preferably a hydrophobic polymer.
The ionic polymer refers to a polymer in which an ionic functional group is covalently bonded as a side chain to a polymer serving as a main chain, and the polymer serving as a main chain is not particularly limited. When the ionic functional group is an anionic functional group, the resulting polymer is called an anionic polymer, and when the ionic functional group is a cationic functional group, it is called a cationic polymer.

イオン性官能基としては、アニオン性官能基又はカチオン性官能基が挙げられる。
アニオン性官能基としては、例えば、−CO (カルボン酸基)、−SO (スルホン酸基)、−OSO 2−(硫酸基)、−PO 3−(リン酸基)、−B(OH) (ボロン酸)などが挙げられる。このようなアニオン性官能基は、金属陽イオン又は有機陽イオンと結合していてもよい。金属陽イオンとしては、例えば、Na(ナトリウム陽イオン)、K(カリウム陽イオン)、Ca(カルシウム陽イオン)などのアルカリ金属が挙げられる。有機陽イオンとしては、MeH(トリメチルアンモニウム陽イオン)、EtH(トリエチルアンモニウム陽イオン)、Me(ジメチルアンモニウム陽イオン)などが挙げられる。
カチオン性官能基としては、例えば、グアニジウムイオン、−NH 、−NH(CH、−NH(CH2+、−N(CH3+、下記〔化1〕で表わされる基などが挙げられる。このようなカチオン性官能基は、塩素、臭素などのハロゲン陰イオン、硫酸陰イオン、スルホン酸陰イオン、燐酸陰イオン、カルボン酸陰イオンなどと結合して塩を形成していてもよい。
Examples of the ionic functional group include an anionic functional group and a cationic functional group.
Examples of the anionic functional group include —CO 2 (carboxylic acid group), —SO 3 (sulfonic acid group), —OSO 3 2− (sulfuric acid group), —PO 4 3− (phosphoric acid group), -B (OH) 2 - and the like (boronic acid). Such an anionic functional group may be bonded to a metal cation or an organic cation. Examples of the metal cation include alkali metals such as Na + (sodium cation), K + (potassium cation), and Ca + (calcium cation). Examples of the organic cation include Me 3 N + H (trimethylammonium cation), Et 3 N + H (triethylammonium cation), Me 2 N + H 2 (dimethylammonium cation), and the like.
Examples of the cationic functional group include guanidinium ion, —NH 3 + , —NH 2 (CH 3 ) + , —NH (CH 3 ) 2+ , —N (CH 3 ) 3+ , and the following [Chemical Formula 1]: And the group represented. Such a cationic functional group may be combined with a halogen anion such as chlorine or bromine, a sulfate anion, a sulfonate anion, a phosphate anion, a carboxylate anion or the like to form a salt.

Figure 2006241278
上記した中で、アニオン性官能基としては、−CO 、−SO が好ましく、カチオン性官能基としては、−NH 、−N(CH 、上記〔化1〕の基が好ましい。更に好ましいのは、−N(CH 、及び上記〔化1〕を含む基である。
このようなイオン性官能基は、主鎖となるポリマーに直接結合していても、他の結合基、例えば、炭素原子数1〜6のアルキレン基、フェニレン基、エチレンオキシ基〔(CO)n〕などを介してポリマーの主鎖に結合していてもよい
Figure 2006241278
Among the above, the anionic functional group is preferably —CO 2 or —SO 3 , and the cationic functional group is —NH 3 + , —N (CH 3 ) 3 + , or the above [Chemical Formula 1]. Are preferred. Further preferred is a group containing —N (CH 3 ) 3 + and the above [Chemical Formula 1].
Even if such an ionic functional group is directly bonded to the polymer as the main chain, other bonding groups such as an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, an ethyleneoxy group [(C 2 H 4 O) n] or the like may be bonded to the main chain of the polymer.

記録性色素としてはイオン性色素が用いられる。イオン性色素とはイオン性官能基が共有結合している色素を言う。イオン性官能基としては上記と同様のものが用いられる。
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イオン性の、ポリメチン系、スクアリリウム系、ピリリウム系、ポルフィリン系、ポルフィラジン系、アゾ系、アゾメチン系色素等、及びそれらの金属錯体化合物、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が挙げられ、記録の書き換えが可能なフォトクロミック材料が特に好ましい。上記の色素は単独で用いてもよいし、2種以上の組み合わせにしてもよい。
更に、記録層中に、特性改良の目的で、安定剤(例えば遷移金属錯体)、紫外線吸収剤、分散剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤などを添加することもできる。機能性色素(光記録性色素)のドット径は、5〜500nm、好ましくは10〜200nmが適当である。
An ionic dye is used as the recording dye. An ionic dye refers to a dye having an ionic functional group covalently bonded thereto. As the ionic functional group, those similar to the above are used.
For example, ionic, polymethine-based, squarylium-based, pyrylium-based, porphyrin-based, porphyrazine-based, azo-based, azomethine-based dyes that change their optical constants in the heat mode (thermal decomposition, etc.) by the irradiation energy of laser light, And their metal complex compounds, fulgides whose optical constants are changed in photon mode by the irradiation energy of laser light, diarylethenes, azobenzenes, spiropyrans, stilbenes, dihydropyrenes, thioindigos, bipyridines, aziridines, Photochromic materials such as aromatic polycycles, allylidene anilines, and xanthenes can be mentioned, and photochromic materials capable of rewriting recording are particularly preferable. The above dyes may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, a stabilizer (for example, a transition metal complex), an ultraviolet absorber, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, an antistatic agent, a surfactant, a plasticizer, etc. may be added to the recording layer for the purpose of improving characteristics. it can. The dot diameter of the functional dye (optical recording dye) is 5 to 500 nm, preferably 10 to 200 nm.

《下引き層》
下引き層は、a)接着性の向上、b)水やガスなどのバリアー、c)記録層の保存安定性の向上、d)反射率の向上、e)溶剤からの基板の保護、f)案内溝、案内ピット、プレフォーマットの形成、などを目的として使用される。a)の目的に対しては、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴムなどの種々の高分子化合物、及び、シランカップリング剤などの高分子材料を用いることができ、b)〜c)の目的に対しては、上記高分子材料以外に、SiO、MgF、SiO、TiO、ZnO、TiN、SiNなどの無機化合物、Zn、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Au、Ag、Al、などの金属又は半金属を用いることができる。また、d)の目的に対しては、Al、Au、Agなどの金属や、メチン染料、キサンテン系染料などの金属光沢を有する有機薄膜を用いることができ、e)〜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とする。
<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) protection of the substrate from the solvent, f) Used for the purpose of forming guide grooves, guide pits, preformats, etc. For the purpose of a), various polymer compounds such as ionomer resins, polyamide resins, vinyl resins, natural resins, natural polymers, silicones, liquid rubbers, and polymer materials such as silane coupling agents are used. it can, b) for the purposes of the to c), in addition to the polymeric materials, SiO, MgF, SiO 2, TiO, ZnO, TiN, an inorganic compound such as SiN, Zn, Cu, Ni, Cr, A metal or a semimetal such as Ge, Se, Au, Ag, or Al can be used. For the purpose of d), metals such as Al, Au and Ag, and organic thin films having metallic luster such as methine dyes and xanthene dyes can be used, and for the purposes of e) to f). For example, 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.

《金属反射層》
金属反射層は、求められる反射率に応じて必要な場合に用いる。
金属反射層の材料としては、単体で高反射率の得られる腐食され難い金属や半金属などが挙げられ、具体例としてAu、Ag、Cr、Ni、Al、Fe、Snなどが挙げられるが、反射率、生産性の点からAu、Ag、Alが最も好ましい。これらの金属や半金属は単独で使用しても良く、2種の合金としても良い。
反射膜の形成法としては、蒸着、スッパタリングなどが挙げられ、膜厚は50〜5000Å、好ましくは100〜3000Åとする。
《Metal reflective layer》
The metal reflective layer is used when necessary according to the required reflectance.
Examples of the material for the metal reflective layer include metals and semi-metals that are not easily corroded and have high reflectivity, and specific examples include Au, Ag, Cr, Ni, Al, Fe, and Sn. Au, Ag, and Al are most preferable from the viewpoint of reflectance and productivity. These metals and metalloids may be used alone or as two kinds of alloys.
Examples of the method for forming the reflective film include vapor deposition and sputtering, and the film thickness is 50 to 5000 mm, preferably 100 to 3000 mm.

《保護層、基板面ハードコート層》
保護層及び基板面ハードコート層は、a)傷、ホコリ、汚れなどからの記録層(反射吸収層)の保護、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、などを目的として使用される。これらの目的に対しては、前記下引き層に示した材料を用いることができる。また、無機材料として、SiO、SiOなど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、ビニル樹脂、セルロース、脂肪族炭化水素樹脂、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。上記材料のうち最も好ましいのは、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厚は、0.01〜30μm、好ましくは0.05〜10μmとする。
なお、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。
《Protective layer, hard coat layer on substrate surface》
The protective layer and the substrate hard coat layer are: a) protection of the recording layer (reflection / absorption layer) from scratches, dust, dirt, etc., b) improvement of storage stability of the recording layer (reflection / absorption layer), and c) reflectance. It is used for the purpose of improvement. For these purposes, the materials shown for the undercoat layer can be used. In addition, SiO, SiO 2 or the like can be used as the inorganic material, and polymethyl acrylate, polycarbonate, epoxy resin, polystyrene, polyester, vinyl resin, cellulose, aliphatic hydrocarbon resin, natural rubber, styrene butadiene resin as the organic material. Also, heat softening and heat melting resins such as chloroprene rubber, wax, alkyd resin, drying oil and rosin can be used. The most preferable among the above materials is an ultraviolet curable resin excellent in productivity.
The film thickness of the protective layer or the substrate surface hard coat layer is 0.01 to 30 μm, preferably 0.05 to 10 μm.
The undercoat layer, protective layer, and substrate side hard coat layer are provided with a stabilizer, a dispersant, a flame retardant, a lubricant, an antistatic agent, a surfactant, a plasticizer, etc., as in the case of the recording layer. It can be included.

本発明によれば、電子材料、光学材料として応用が期待される、ナノメータサイズの機能性色素分散構造を有機ポリマー中に構築した新規な有機薄膜とその製造方法を提供することができる。また、該有機薄膜を光記録媒体に応用して、記録層ドットの面積自体が照射光の回折限界よりも小さく、かつ記録層ドットが配列した光記録媒体とすることにより、従来の光記録媒体では実現不可能な、ピックアップレンズの回折限界を超えた記録密度で記録再生可能な超高密度光記録媒体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel organic thin film which constructed | assembled the functional pigment | dye dispersion | distribution structure of a nanometer size expected in an electronic material and an optical material in the organic polymer, and its manufacturing method can be provided. Further, by applying the organic thin film to an optical recording medium, the recording layer dot area itself is smaller than the diffraction limit of irradiation light, and the recording layer dot is arranged into an optical recording medium. Thus, it is possible to provide an ultra-high density optical recording medium that can be recorded and reproduced at a recording density exceeding the diffraction limit of the pickup lens, which is impossible to realize.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples.

《実施例1、2》
数平均分子量約95,000のポリ(p−ターシャルブチル)スチレンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムとからなり、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの体積分率が21体積%(実施例1)及び32体積%(実施例2)であるブロック共重合体をリビング重合法で合成した。
これらの共重合体をピリジンに溶解し、マイカ上にキャスト膜を形成した。
SAXS測定、TEM観察により、キャスト膜の相分離構造は、それぞれ数十nm以下の球状構造、柱状構造であることが確認できた。
次に、これらのキャスト膜を、下記〔化2〕の色素の0.5重量%メタノール/ブタノール(5/1重量比)溶液の中に浸漬させた。これらのキャスト膜の表面層のTEM観察により、色素はポリスチレンスルホン酸からなる球状構造、柱状構造内に存在することが確認できた。

Figure 2006241278
<< Examples 1 and 2 >>
It consists of poly (p-tertiarybutyl) styrene having a number average molecular weight of about 95,000 and sodium polystyrene sulfonate, and the volume fraction of sodium polystyrene sulfonate is 21% by volume (Example 1) and 32% by volume (Example). 2) was synthesized by a living polymerization method.
These copolymers were dissolved in pyridine to form a cast film on mica.
By SAXS measurement and TEM observation, it was confirmed that the phase separation structure of the cast film was a spherical structure and a columnar structure of several tens of nm or less, respectively.
Next, these cast films were immersed in a 0.5 wt% methanol / butanol (5/1 weight ratio) solution of the dye of the following [Chemical Formula 2]. By TEM observation of the surface layer of these cast films, it was confirmed that the dye was present in a spherical structure or a columnar structure made of polystyrenesulfonic acid.
Figure 2006241278

《実施例3》
数平均分子量約65,000のポリヒドロキシエチルメタクリレートとポリスチレンスルホン酸ナトリウムとからなり、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの体積分率が49体積%であるブロック共重合体をリビング重合法で合成した。
この共重合体を用いて、実施例1と同様にしてマイカ上にキャスト膜を形成し、その後110℃で12時間アニール処理した。
SAXS測定、TEM観察により、キャスト膜の相分離構造は、ラメラ柱状構造であることが確認できた。
このキャスト膜上に、下記〔化3〕の色素の0.5重量%メタノール/ブタノール(9/1重量比)溶液をスピンコートして色素膜を積層した。
その後、110℃で5時間加熱した後、エタノール洗浄し表面の色素層を取り除いた。このキャスト膜の表面層のTEM観察により、色素はポリスチレンスルホン酸からなるラメラ構造内に存在することが確認できた。

Figure 2006241278
Example 3
A block copolymer consisting of polyhydroxyethyl methacrylate having a number average molecular weight of about 65,000 and sodium polystyrene sulfonate and having a volume fraction of 49% by volume of sodium polystyrene sulfonate was synthesized by a living polymerization method.
Using this copolymer, a cast film was formed on mica in the same manner as in Example 1, and then annealed at 110 ° C. for 12 hours.
It was confirmed by SAXS measurement and TEM observation that the phase separation structure of the cast membrane was a lamellar columnar structure.
On this cast film, a 0.5 wt% methanol / butanol (9/1 weight ratio) solution of the dye of the following [Chemical Formula 3] was spin-coated to laminate a dye film.
Then, after heating at 110 degreeC for 5 hours, ethanol washing | cleaning was carried out and the surface dye layer was removed. By TEM observation of the surface layer of this cast film, it was confirmed that the dye was present in the lamellar structure made of polystyrene sulfonic acid.
Figure 2006241278

《実施例4》
数平均分子量約95,000のポリ(p−ターシャルブチル)スチレンとポリアクリル酸ナトリウムとからなり、ポリアクリル酸ナトリウムの体積分率が31体積%であるブロック共重合体をリビング重合法で合成した。
このブロック共重合体と前記〔化2〕の色素を、200/1重量比でピリジンに溶解し、石英上にキャスト膜を形成し、その後110℃で12時間アニール処理した。
SAXS測定、TEM観察により、キャスト膜の相分離構造は、数十nm以下の柱状構造であり、色素はポリアクリル酸からなる柱状構造内に存在することが確認できた。
Example 4
A block copolymer composed of poly (p-tertiarybutyl) styrene having a number average molecular weight of about 95,000 and sodium polyacrylate and having a volume fraction of sodium polyacrylate of 31% by volume is synthesized by a living polymerization method. did.
This block copolymer and the dye of [Chemical Formula 2] were dissolved in pyridine at a weight ratio of 200/1 to form a cast film on quartz, and then annealed at 110 ° C. for 12 hours.
By SAXS measurement and TEM observation, it was confirmed that the phase separation structure of the cast film was a columnar structure of several tens of nm or less, and the dye was present in the columnar structure made of polyacrylic acid.

《実施例5》
数平均分子量約95,000のポリ(p−ターシャルブチル)スチレンとポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドとからなり、ポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドの体積分率が32体積%であるブロック共重合体をリビング重合法で合成した。
このブロック共重合体と下記〔化4〕の色素を、200/1重量比でピリジンに溶解し、石英上にキャスト膜を形成した。
SAXS測定、TEM観察により、キャスト膜の相分離構造は、数十nm以下の柱状構造であり、色素はポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムからなる柱状構造内に存在することが確認できた。

Figure 2006241278
Example 5
A block copolymer comprising poly (p-tertiarybutyl) styrene having a number average molecular weight of about 95,000 and polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride, wherein the volume fraction of polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride is 32% by volume. Was synthesized by a living polymerization method.
The block copolymer and the dye of the following [Chemical Formula 4] were dissolved in pyridine at a 200/1 weight ratio to form a cast film on quartz.
By SAXS measurement and TEM observation, it was confirmed that the phase separation structure of the cast membrane was a columnar structure of several tens of nm or less, and the dye was present in a columnar structure composed of polymethacryloxyethyltrimethylammonium.
Figure 2006241278

《実施例6》
ポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドの代りにポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドとn−ブチルアクリレート(体積分率56/44)の共重合体を用いた点以外は実施例5と同様にしてキャスト膜を形成した。
SAXS測定、TEM観察により、キャスト膜の相分離構造は、数十nm以下の柱状構造であり、色素はポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムとn−ブチルアクリレートとの共重合体からなる柱状構造内に存在することが確認できた。
Example 6
A cast film was prepared in the same manner as in Example 5 except that instead of polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride, a copolymer of polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride and n-butyl acrylate (volume fraction 56/44) was used. Formed.
According to the SAXS measurement and TEM observation, the phase separation structure of the cast film is a columnar structure of several tens of nm or less, and the dye is present in the columnar structure composed of a copolymer of polymethacryloxyethyltrimethylammonium and n-butylacrylate. I was able to confirm.

以上の結果から、実施例1〜6で作成した有機薄膜は、ナノメータサイズの球状、柱状、ラメラ状の機能性色素分散構造が有機ポリマー中に構築された有機薄膜であることが明らかとなった。機能性色素の機能及び高度に秩序化された構造から、新たな電子的性質、導電的性質、光学的性質の発現が期待される。   From the above results, it was revealed that the organic thin films prepared in Examples 1 to 6 were organic thin films in which nanometer-sized spherical, columnar, and lamellar functional dye dispersion structures were constructed in an organic polymer. . Due to the function of the functional dye and the highly ordered structure, new electronic properties, conductive properties, and optical properties are expected to be expressed.

《実施例7》
基板をマイカからアクリル系のフォトポリマーで表面硬化させたPMMA基板に変えた点以外は、実施例1と同様にして有機薄膜(膜厚:約80nm)を形成し、該有機薄膜を記録層とする光記録媒体を得た。相分離構造は実施例1と同様であった。
Example 7
An organic thin film (film thickness: about 80 nm) was formed in the same manner as in Example 1 except that the substrate was changed from mica to a PMMA substrate surface-cured with an acrylic photopolymer, and the organic thin film was used as a recording layer. An optical recording medium was obtained. The phase separation structure was the same as in Example 1.

《実施例8》
基板をマイカからアクリル系のフォトポリマーで表面硬化させたPMMA基板に変えた点以外は、実施例3と同様にして有機薄膜(膜厚:約60nm)を形成し、該有機薄膜を記録層とする光記録媒体を得た。相分離構造は実施例3と同様であった。
Example 8
An organic thin film (film thickness: about 60 nm) was formed in the same manner as in Example 3 except that the substrate was changed from mica to a PMMA substrate surface-cured with an acrylic photopolymer, and the organic thin film was used as a recording layer. An optical recording medium was obtained. The phase separation structure was the same as in Example 3.

《実施例9》
基板をマイカからアクリル系のフォトポリマーで表面硬化させたPMMA基板に変えた点以外は、実施例4と同様にして有機薄膜(膜厚:約70nm)を形成し、該有機薄膜を記録層とする光記録媒体を得た。相分離構造は実施例4と同様であった。
Example 9
An organic thin film (film thickness: about 70 nm) was formed in the same manner as in Example 4 except that the substrate was changed from mica to a PMMA substrate surface-cured with an acrylic photopolymer, and the organic thin film was used as a recording layer. An optical recording medium was obtained. The phase separation structure was the same as in Example 4.

《実施例10》
基板をマイカからアクリル系のフォトポリマーで表面硬化させたPMMA基板に変えた点以外は、実施例5と同様にして有機薄膜(膜厚:約70nm)を形成し、該有機薄膜を記録層とする光記録媒体を得た。相分離構造は実施例4と同様であった。
Example 10
An organic thin film (film thickness: about 70 nm) was formed in the same manner as in Example 5 except that the substrate was changed from mica to a PMMA substrate surface-cured with an acrylic photopolymer, and the organic thin film was used as a recording layer. An optical recording medium was obtained. The phase separation structure was the same as in Example 4.

《比較例1》
ポリ(p−ターシャルブチル)スチレンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムとからなり、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの体積分率が21体積%であるブロック共重合体のキャスト膜のみを記録層とした点以外は、実施例7と同様にして光記録媒体を得た。
<< Comparative Example 1 >>
Except for the point that only a block copolymer cast film composed of poly (p-tertiarybutyl) styrene and sodium polystyrenesulfonate has a volume fraction of 21 vol% is used as the recording layer. An optical recording medium was obtained in the same manner as in Example 7.

《比較例2》
ポリ(p−ターシャルブチル)スチレンとポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドとからなり、ポリメタクリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドの体積分率が32体積%であるブロック共重合体のキャスト膜のみを記録層とした点以外は、実施例10と同様にして光記録媒体を得た。
<< Comparative Example 2 >>
Only a block copolymer cast film comprising poly (p-tertiarybutyl) styrene and polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride and having a volume fraction of polymethacryloxyethyltrimethylammonium chloride of 32% by volume is used as a recording layer. Except for the points described above, an optical recording medium was obtained in the same manner as in Example 10.

これらの光記録媒体に、発振波780nm、ビーム径1.6μmの半導体レーザを、水平方向に2.0μm間隔で1.0cmスキャンさせた。この照射部及び未照射部を、TEM、光学顕微鏡による観察、分光器による透過率の測定を行った。結果を表1に示す。

Figure 2006241278
上記の結果から、ナノメータサイズの球状、柱状、ラメラ状の機能性色素分散構造を有機ポリマー中に構築された有機薄膜に記録が可能なことが明らかである。
本実験では、ナノメータサイズの色素分散構造に比較し大きなビーム径(1.6μm)の光源を用いたため、多数の色素分散構造を一度に記録したが、色素分散構造と同程度のビーム径で記録すれば、色素分散構造に対し個別に記録することが可能である。
このように本発明の有機薄膜を光記録媒体に応用することにより、従来の光記録媒体では実現不可能なピックアップレンズの回折限界を越えた記録密度での記録再生が可能となることが確認された。 On these optical recording media, a semiconductor laser having an oscillation wave of 780 nm and a beam diameter of 1.6 μm was scanned 1.0 cm 2 at intervals of 2.0 μm in the horizontal direction. The irradiated part and the unirradiated part were observed with a TEM, an optical microscope, and the transmittance was measured with a spectroscope. The results are shown in Table 1.
Figure 2006241278
From the above results, it is clear that nanometer-sized spherical, columnar, and lamellar functional dye dispersion structures can be recorded on an organic thin film constructed in an organic polymer.
In this experiment, since a light source with a larger beam diameter (1.6 μm) was used compared to a nanometer-size dye dispersion structure, a large number of dye dispersion structures were recorded at one time, but with a beam diameter comparable to the dye dispersion structure. Then, it is possible to record individually on the dye dispersion structure.
Thus, it was confirmed that recording and reproduction at a recording density exceeding the diffraction limit of the pickup lens, which cannot be realized with a conventional optical recording medium, can be achieved by applying the organic thin film of the present invention to an optical recording medium. It was.

本発明の有機薄膜の代表的なミクロ相分離構造を示す模式図。(a)球状構造(海島構造)、(b)柱状構造、(c)交互ラメラ構造。The schematic diagram which shows the typical micro phase-separation structure of the organic thin film of this invention. (A) Spherical structure (sea-island structure), (b) columnar structure, (c) alternating lamellar structure. 本発明の光記録媒体の典型的な層構成を示す図。(a)基板上に記録層を有する構成、(b)更に反射層を有する構成、(c)基板上に反射層と記録層をこの順に有する構成。1 is a diagram showing a typical layer configuration of an optical recording medium of the present invention. (A) Configuration having a recording layer on a substrate, (b) Configuration having a reflective layer, and (c) Configuration having a reflective layer and a recording layer in this order on the substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 記録層
3 反射層
1 Substrate 2 Recording layer 3 Reflective layer

Claims (10)

少なくとも1種のイオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体により形成されたミクロ相分離構造を有し、該ミクロ相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する有機薄膜。   A functional dye having a microphase separation structure formed of a block copolymer containing at least one ionic polymer block, and ionically bonded to the ionic polymer block forming one phase of the microphase separation structure Contains organic thin film. 相分離構造が、球状、柱状、ラメラ状、共連続状、又はそれらの類似構造である請求項1記載の有機薄膜。   The organic thin film according to claim 1, wherein the phase separation structure is spherical, columnar, lamellar, co-continuous, or a similar structure thereof. イオン性ポリマーブロック以外のブロックを形成するポリマーが疎水性ポリマーである請求項1又は2記載の有機薄膜。   The organic thin film according to claim 1 or 2, wherein the polymer forming the block other than the ionic polymer block is a hydrophobic polymer. 機能性色素が、光又は熱によりその光学特性を変化させる機能を有するイオン性色素からなる請求項1〜3の何れかに記載の有機薄膜。   The organic thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the functional dye comprises an ionic dye having a function of changing its optical properties by light or heat. イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体とイオン性色素とを含有する溶液を調合した後、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成する、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する請求項1〜4の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。   After preparing a solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block and an ionic dye, a thin film is formed by a solution coating method to form a phase separation structure, and one phase of the phase separation structure is formed The manufacturing method of the organic thin film in any one of Claims 1-4 containing the functional pigment | dye ion-bonded with the ionic polymer block. イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成した後、イオン性色素を含有する溶液と接触させる、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する請求項1〜4の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。   A solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block is prepared, a thin film is formed by a solution coating method to form a phase separation structure, and then contacted with a solution containing an ionic dye. The manufacturing method of the organic thin film in any one of Claims 1-4 containing the functional pigment | dye ion-bonded with the ionic polymer block which forms one phase. イオン性ポリマーブロックを含むブロック共重合体を含有する溶液を調合し、溶液塗布法により薄膜を形成して相分離構造を形成し、その上にイオン性色素を積層させたのち加熱拡散させる、相分離構造の一方の相を形成するイオン性ポリマーブロックとイオン結合した機能性色素を含有する請求項1〜4の何れかに記載の有機薄膜の製造方法。   A solution containing a block copolymer containing an ionic polymer block is prepared, a thin film is formed by a solution coating method to form a phase separation structure, an ionic dye is laminated thereon, and then heated and diffused. The manufacturing method of the organic thin film in any one of Claims 1-4 containing the functional dye ion-bonded with the ionic polymer block which forms one phase of a isolation | separation structure. 記録層が、請求項1〜4の何れかに記載の有機薄膜からなる光記録媒体。   An optical recording medium, wherein the recording layer comprises the organic thin film according to claim 1. 記録再生用レーザの波長近傍に最大吸収波長を持つように波長制御した機能性色素を含有する請求項8記載の光記録媒体。   9. The optical recording medium according to claim 8, comprising a functional dye whose wavelength is controlled to have a maximum absorption wavelength in the vicinity of the wavelength of the recording / reproducing laser. 記録再生用レーザの波長近傍に最大屈折率を持つように波長制御した機能性色素を含有する請求項8記載の光記録媒体。
9. The optical recording medium according to claim 8, comprising a functional dye whose wavelength is controlled to have a maximum refractive index in the vicinity of the wavelength of the recording / reproducing laser.
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