JP2658332B2 - 光学情報記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機色素を含む記録層と該記録層を保護す
るための高分子層が塗料の塗布により形成されてなる光
学情報記録媒体の製造方法に関し、特に塗布工程の簡便
化に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上に有機色素層と高分子層とが順次形
成されてなる光学情報記録媒体の製造方法において、互
いに相溶しない有機色素と高分子とを同一の溶媒に溶解
してなる塗料を基板上に塗布することにより、上記有機
色素層と高分子層とを同時に形成し、かつ、材料の選択
の幅を広げることを可能とするものである。

〔従来の技術〕

近年、情報記録の分野においては光学情報記録方式に
関する研究が各所で進められている。この光学情報記録
方式は、非接触で記録・再生が行えること、磁器記録媒
体に比べて一桁以上も高い記録密度が達成できること、
再生専用型、，追記型，書換え可能型のそれぞれのメモ
リー形態に対応できること等の数々の利点を有し、安価
な大容量ファイルの実現を可能とする方式として産業用
から民生用まで幅広い用途が考えられているものであ
る。

上述のメモリー形態のうち追記型は、エンドユーザー
において記録と再生とが行えるものであり、消去ができ
ないことから、主にデータの長期保存用ファイルとして
使用される。記録に際しては、記録材料が光エネルギー
を吸収して熱エネルギーに変換することにより生ずる記
録層の局部的な非可逆的物理変化を利用している。この
非可逆的物理変化としては、記録層の形状変化（ピット
の形成）、表面性変化、結晶状態変化等が知られてい
る。

現在実用化されている追記型光学情報記録媒体は、そ
のほとんどがテルル合金またはテルル化合物を記録材料
とするものである。しかし近年、媒体の量産性や経済性
をより向上させる観点から、これらテルル系材料に代わ
って有機色素が注目されている。上記有機色素は、記録
再生に使用される半導体レーザーの近赤外領域において
大きな吸収を示すことが必要であり、これまでにメチン
系色素，ベンゼンジチオールニッケル錯体，金属フタロ
シアニン色素，ナフトキノン系色素，スクアリリウム系
色素等が知られている。

有機色素層を形成するには、これらの有機色素を必要
に応じて使用される添加剤や結合剤等と共に適当な有機
溶媒に溶解し、このようにして調製された塗料をプラス
チックやガラス等からなる基板の上に塗布した後、有機
溶媒を蒸発させる方法が一般にとられている。

さらに通常、上記有機色素層の上には該有機色素層の
保護を目的として高分子層が設けられる。この高分子層
は、適当な有機溶媒に高分子を溶解してなる塗料を有機
色素層の上に塗布することにより形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、高分子を有機溶媒に溶解してなる塗料を有
機色素層の上に塗布する場合には、有機色素が高分子層
中に溶出することを防ぐために、上記有機溶媒として有
機色素を溶解しないものを選択する必要がある。しか
し、このことは使用できる有機溶媒の種類を限定するの
みならず、溶解される高分子の種類をも限定することに
なり、経済性を低下させたり、均一な塗布を困難にする
等の問題を生じる。ここで、有機色素として容易に溶出
されない化合物を選択する方法もあるが、有機色素自身
が溶媒に溶解された状態で塗布されることを考えると、
実用的な方法とは言えない。あるいは、高分子層を蒸着
等の真空薄膜形成技術により形成することも考えられる
が、多くの高分子は蒸発源を加熱する際に分解してしま
い、成膜は困難である。

そこで本発明は上述の問題点を解決し、基板に損傷を
与えず、均一な有機色素層を形成し、信頼性の高い光学
情報記録媒体の製造を可能とする光学情報記録媒体の製
造方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上述の目的を達成するために検討を重ね
た結果、互いに相溶しない有機色素と高分子を選択し、
これらを同一の有機溶媒に溶解してなる塗料を基板上に
塗布すれば従来の問題点が解決されることを見出し、本
発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明にかかる光学情報記録媒体の製造方
法は、基板上に有機色素層と高分子層とが順次形成され
てなる光学情報記録媒体の製造方法であって、上記有機
色素層と高分子層とが互いに相溶しない有機色素と高分
子とを同一の溶媒に溶解してなる塗料を塗布することに
より同時に形成されることを特徴とするものである。

まず、本発明の光学情報記録媒体の構成は第１図に示
すように、必要に応じてプリグループ（案内溝）を形成
した透明な基板（１）の上に、半導体レーザー光を吸収
して光熱変換を行う有機色素層（２）と、該有機色素層
（２）を保護するための高分子層（３）が順次積層され
たものである。

上述のような塗料を調製する際に使用される有機溶媒
は、通常、光記録の分野において使用さている有機溶媒
の中から適宜選択して良いが、このとき有機色素と高分
子に対いて十分な溶解度を有し、かつ基板に損傷を与え
ない化合物を選択することが肝要である。

上記有機色素としては、通常、光記録の分野において
使用されている有機色素が使用可能であるが、後述の高
分子と相溶しないものを選ぶ必要がある。

また上記高分子としては、ポリビニルメチルエーテ
ル，ポリビニルエチルエーテル，ポリビニルブチルエー
テル，ポリビニルプロピオネート等のビニル系樹脂、ポ
リスチレン等の芳香族系樹脂、ポリブチルアクリレー
ト，ポリオクチルアクリレート，ポリラウリルアクリレ
ート，ポリオクタデシルアクリレート等のアクリル系樹
脂、ポリイソプロピルメタクリレート，ポリブチルメタ
クリレート，ポリイソブチルメタクリレート，ポリヘキ
シルメタクリレート，ポリイソデシルメタクリレート，
ポリラウリルメタクリレート，ポリイソデシルメタクリ
レート，ポリオクタデシルメタクリレート，ポリイソボ
ルニルメタクリレート等のメタクリル系樹脂、ポリブタ
ジエン，ポリイソプレン等のゴムその他が挙げられる。
これらの高分子は、前述の有機色素と相溶しないものを
選択する。この相溶性の判断の目安として溶解度係数を
用いる。溶解度係数（sp値）が二物質間で互いに隔たっ
ているほどこれらの物質は相溶しにくいことがわかる。
上述の高分子は溶解度係数がいずれも６〜11であり、溶
解度係数が約20である前述の有機色素とはいずれも相溶
しない。

上記記録層にはヒンダードアミン等の各種添加剤や、
成膜性を向上させる目的で添加される高分子結合剤等も
種類によっては溶解することができる。以上の有機色
素、各種添加剤、高分子結合剤等は、上述の有機溶媒中
に各々の濃度が0.5〜５重量％程度となるように溶解さ
れることが好ましい。

基板の材料としては、通常の光学情報記録媒体に使用
されているものが使用可能であるが、特にポリカーボネ
ーオは上述の有機溶媒に対する濡れ性に優れており、均
一な有機色素層を形成する上で好適である。

塗布方法としてはスピンコート法、ドクターブレード
法、グラビアコート法、ウェッブコート法等が適用可能
であるが、なかでもスピンコート法は特に実用性が高
い。

なお、この光学情報記録媒体には必要に応じて下地
膜、金属反射膜等が形成されていても良い。

〔作用〕

本発明においては、互いに相溶しない有機色素と高分
子とを同一の有機溶媒に溶解して塗料を調製し、これを
基板上に塗布する。このとき、塗膜から有機溶媒が蒸発
するまでの間に有機色素と高分子との間の比重の差、あ
るいは基板材料との親和性の差等により両者が分離し、
塗膜が乾燥したときには有機色素層と高分子層とが積層
された状態となる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもと
づいて説明する。

実施例１ 本実施例は、ガラス基板上にシアニン系色素（日本感
光色素社製，商品名NK−125）からなる有機色素層とポ
リブチルメタクリレートからなる高分子層とを形成した
光学情報記録媒体の例である。

まず、以下の構造式（Ｉ） で示されるシアニン系色素（日本感光色素社製，商品名
NK−125）とポリブチルメタクリレート粉末を1:1の重量
比にて混合し、クロロホルムに濃度が１〜２重量％とな
るように溶解して塗料を調製した。この塗料をスピンコ
ートによりガラス基板上に塗布して乾燥させた。このと
き、ガラス基板の回転数を変化させることにより種々の
膜厚の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させてそれぞれ光学情
報記録媒体を作成した。

まず、この光学情報記録媒体の積層構造を調べるため
のシュミレーションを行った。すなわち、種々の膜厚の
塗膜を形成したサンプルについて透過率と塗膜側からの
反射率を測定し、これらのデータにもとづいて電磁器学
的な解析を行い、各層の複素屈折率を求めて可能な積層
構造と各層の層厚を推定した。第２図に、透過率と塗膜
側から測定した反射率の膜厚依存性を示す。図中、縦軸
は透過率（100〜０％）あるいは反射率（０〜100％）、
横軸は塗膜の膜厚（Å）を表す。解析の結果、塗膜は２
層に分離しており、ガラス基板に接する層の複素屈折率
は2.65−1.75i、その上の層の複素屈折率は1.55−0.05i
であり、これらの層は17:23の膜厚比で形成されている
ことがわかった。上記シアニン系色素とポリブチルメタ
クリレートの複素屈折率がそれぞれ2.7−1.8iおよび1.4
8−0iとそれぞれ上記の値に近似していることから、ガ
ラス基板に接する層はシアニン系色素に富む有機色素
層、その上の層はポリブチルメタクリレートに富む高分
子層であると結論された。

実施例２ 本実施例は、ガラス基板上にシアニン系色素（日本感
光色素社製，商品名NK−125）からなる有機色素層とポ
リスチレンからなる高分子層を形成した光学情報記録媒
体の例である。

まず、シアニン系色素と重量平均分子量5240のポリス
チレン粉末を1:1の重量比にて混合し、この混合粉末を
濃度が１〜２重量％となるようにクロロホルムに溶解し
て塗料を調製した。次に、中央に直径1.5cmの回転装置
結合用の穴を有する直径12cmのガラス基板をスピンコー
ターにセットした。このガラス基板を回転させながら前
述の塗料をディスペンサを用いて滴下した。このとき、
ガラス基板の回転数を変化させることにより種々の膜厚
の塗膜を形成し、塗膜を乾燥させてそれぞれ光学情報記
録媒体を作成した。

これらの光学情報記録媒体について、780nmの波長に
おける透過率と反射率を測定した。反射率は塗膜側と基
板側の両方から測定した。これらの測定値を乾燥後の塗
膜の膜厚に対してプロットした結果を第３図に示す。図
中、縦軸は透過率（％）あるいは反射率（％）を表し、
横軸は乾燥後の塗膜の膜厚（Å）を表す。また三角
（△）のプロットは透過率、白丸のプロット（○）は塗
膜側から測定した反射率、黒丸（●）は基板側から測定
した反射率をそれぞれ表す。

まず透過率は、塗膜の膜厚が大きくなるにつれて漸減
している。この透過率が膜厚の増大と共に一様になだら
かに減少してゆくのに対し、記録層側から測定した反射
率は膜厚1700Å付近において増大が緩やかになってい
る。このような現象は、塗膜が単層膜である場合には有
り得ないことであり、この事実からも塗膜が有機色素層
と高分子層の２層に分離していることが裏付けられる。
すなわち、上述のように反射率の増加傾向に変化が生ず
るのは、塗膜が２層に分離することによって生じた複数
の界面からの反射が相互に干渉し、みかけの反射率を低
下させたためであると考えられるからである。

実施例３ 本実施例は、実施例２と同じくガラス基板上にシアニ
ン系色素（日本感光色素社製，商品名NK−125）からな
る有機色素層とポリスチレンからなる高分子層とを形成
した光学情報記録媒体の例である。

光学情報記録媒体の作成方法は上述の実施例２と同様
である。ただし、ポリスチレンの重量平均分子量は9500
とし、該ポリスチレンと上記シアニン系色素2:1の重量
比で混合し、この混合粉末を濃度が３重量％となるよう
にクロロホルムに溶解して塗料を調製した。この塗料を
スピンコートによりガラス基板上に塗布して乾燥させ、
膜厚200Åの塗膜を形成した。

この光学情報記録媒体について同様に反射率を測定し
たところ、塗膜側からの測定値は5.6％、基板側からの
測定値は21.6％であり、多重干渉による反射率の低下が
観察された。よって、塗膜は有機色素層と高分子層とに
分離していることが確認された。

実施例４ 本実施例は、ポリエチレンテレフタレート（PET）基
板上にシアニン系色素（日本感光色素社製，商品名NK−
125）からなる有機色素層とポリブチルメタクリレート
からなる高分子層とを形成した光学情報記録媒体の例で
ある。

まず、シアニン系色素（日本感光色素社製，商品名NK
−125）とポリブチルメタクリレート粉末を1:1の重量比
にて混合し、この混合粉末をジクロロエタン,1,1,2,2−
テトラクロロエタン，エタノール，シクロヘキサンの混
合溶媒（混合重量比14:4:1:1）に濃度が２重量％となる
ように溶解して塗料を調製した。この塗料をマイクログ
ラビアコーティングによりPET基板上に塗布して乾燥さ
せ、膜厚2500Åの塗膜を形成した。

この光学情報記録媒体について同様に反射率を測定し
たところ、塗膜側からの測定値は8.3％、基板側からの
測定値は19.4％であり、多重干渉による反射率の低下が
観察された。したがって、塗膜は有機色素層と高分子層
とに分離していることが確認された。

実施例５ 本実施例は、ガラス基板上にシアニン系色素（日本感
光色素社製，商品名NK−125）からなる有機色素層とポ
リヘキシルメタクリレートからなる高分子層とを形成し
た光学情報記録媒体の例である。

まず、シアニン系色素（日本感光色素社製，商品名NK
−125）とポリヘキシルメタクリレート粉末を1:1の重量
比にて混合し、この混合粉末をメチルエチルケトンとク
ロロホルムの混合溶媒（混合重量比8:7）に濃度が１重
量％となるように溶解して塗料を調製した。この塗料を
スピンコートによりガラス基板上に塗布して乾燥させ、
膜厚2000Åの塗膜を形成した。

この光学情報記録媒体について同様に反射率を測定し
たところ、塗膜側からの測定値は11.4％、基板側からの
測定値は26.7％であり、多重干渉による反射率の低下が
観察された。よって、塗膜は有機色素層と高分子層とに
分離していることが確認された。

実施例６ 実施例５におけるシアニン系色素（日本感光色素社
製，商品名NK−125）に代えて以下の構造式（II） で表されるシアニン系色素（日本感光色素社製，商品名
NK−529）を使用した他は、実施例５と同様に光学情報
記録媒体を作成した。

この光学情報記録媒体について波長650nmにおける反
射率を測定したところ、塗膜側からの測定値は5.2％、
基板側からの測定値は16.4％であり、多重干渉による反
射率の低下が観察された。よって、塗膜は有機色素層と
高分子層とに分離していることが確認された。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明を適用すれ
ば、従来大きな制約のあった有機色素，高分子，有機溶
媒の選択幅を大幅に広げることが可能となり、光学情報
記録媒体の設計の自由度を高めることが可能となる。し
かも、有機色素層と高分子層とが１回の塗布工程で同時
に形成されるため、経済性や生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光学情報記録媒体の構成を示
す要部拡大断面図である。第２図は本発明を適用した光
学情報記録媒体の一例についてその透過率および反射率
と塗膜の膜厚との関係を示す特性図である。第３図は本
発明を適用した光学情報記録媒体の他の例についてその
透過率および反射率と塗膜の膜厚との関係を示す特性図
である。 １……基板 ２……有機色素層 ３……高分子層

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に有機色素層と高分子層とが順次形
   成されてなる光学情報記録媒体の製造方法において、 上記有機色素層と高分子層とが互いに相溶しない有機色
   素と高分子とを同一の溶媒に溶解してなる塗料を塗布す
   ることにより同時に形成されることを特徴とする光学情
   報記録媒体の製造方法。