JP4084251B2 - Recording medium manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文書、音声、映像などの情報を記録、再生をする追記型または書き換え可能な記録媒体の製造方法、およびその製造装置に関する。更に、微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造方法、およびその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
記録層中に微粒子含む記録媒体は、記録ビット形成の活性化エネルギーの低下、光吸収効率向上、記録ビットの安定化などのメリットがあることから研究開発がなされており、たとえば、特許文献1には、微粒子径100nm以下の微粒子を含む記録層を有する記録媒体の技術が開示されている。特許文献1では、100nm以下の粒径にすることにより、光の散乱を抑制できるので記録ビット形成のために外部から供給するエネルギーのロスが少なくなる効果があるとしている。
【0003】
記録層の基本構成は、バインダーと該バインダー中に分散された微粒子である。このような構成の記録層の製造方法としては、特許文献1では、予め作製された微粒子を、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などからなるバインダー中に混練などの方法で分散させ、塗布後に硬化させる方法が開示されている。
【0004】
上記の方法で用いられる微粒子は蒸気の断熱膨張急冷による方法や、レーザー蒸発法などの方法で作製される。
【0005】
また、特許文献2には、スパッタリング法を用いて金属微粒子がカルコゲン化合物中に分散した記録層を形成する技術が開示されている。しかし、スパッタリング法や共蒸着法のような、真空装置による製造方法は、装置が複雑で、高価である上、膜を作製する速度も遅いので生産性が悪い。
【0006】
【特許文献1】
特開平4−59285号公報
【0007】
【特許文献2】
特開平5−62239号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
微粒子は、体積に対する表面積の比率が大きいことに由来してバルク状態よりも、反応性が高くなるので、単体として作製された微粒子では、保存中に凝集し易く、また、劣化もし易いため、保存や取り扱いに手間がかかる。また、凝集しやすいため重合体中に均一に分散させることも困難である。分散性を高めるために、微粒子を他の材料でコートする技術もあるが、コート材により微粒子本来の機能が減縮される場合がある。
【0009】
そこで、本発明の目的は、微粒子を含む記録層を有する記録媒体において、微粒子のバインダー中での分散性や均一性がよい記録層を簡便かつ低コストで製造する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造方法では、有機材料微粒子を作製する方法としてだけではなく、有機材料微粒子を形成させながら、その過程を妨げることなく、かつ、形成された微粒子の機能を損なうことなく、前記有機材料微粒子とは別の有機材料中に均一に分散させる方法に関する。
【0011】
本発明による有機微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造方法は、第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散した第1の溶液と、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解又は分散した第2の溶液を混合し、第2の有機材料の微粒子が前記第1の溶液と第2の溶液の混合溶液中に分散した第3の溶液を形成する工程と、該第3の溶液を基板上に供給して前記第1の有機材料中に前記第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜の記録層を形成する工程を備えることを特徴としている。
【0012】
従来の方法では、第1の有機材料中に第2有機材料からなる微粒子が分散した混合材料を作製するためには、前記第2の有機材料からなる微粒子をまず単体で作製し、これを第1の有機材料中に均一に混合するために混練などの方法を用いなければならなかったが、本発明の製造方法によれば、前記第2の有機材料の微粒子の製造と、該微粒子と前記第1の有機材料とを混合する工程が一度の工程で済み、工程が簡単になる。また、前記第2の有機材料の微粒子を単体あるいは分散液として取り扱うことがないので、保存中に凝集したり、劣化する恐れがなく、保存や取り扱いに手間も必要がない。また、均一に分散させることも容易であり、分散性を高めるために微粒子を他の材料でコートするなどの処理も必要ない。
【0013】
前記第2の有機材料の第1の溶媒に対する溶解度が、第2の有機材料の第2の溶媒に対する溶解度よりも小さいことが好ましい。第2の有機材料の第1の溶媒に対する溶解度が、第2の有機材料の第2の溶媒に対する溶解度よりも小さい場合、第1の溶液と第2の溶液を混合した第3の溶液中において、第2の有機材料の第3の溶液に対する溶解度が小さくなり、第2の有機材料が過飽和となり第2の有機材料が微粒子として析出しやすくなる。
【0014】
本発明において、第3の溶液を基板上に供給して第1の有機材料中に第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜を形成する工程は、スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法のいずれかが採用できる。
【0015】
スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法は、基本的には、第3の溶液を基板上に供給し、膜を形成しつつ溶媒を除去して、固体の薄膜を形成する方法であるので、真空蒸着法など他の薄膜形成法と比較して、極めて簡便かつ低コストで薄膜形成が可能である。また、インクジェット法やスクリーン印刷法では、任意のパターンの薄膜を容易に作製できる。
【0016】
本発明において、第2の有機材料が、結晶性の有機化合物であってもよい。第2の有機材料が、結晶性の有機化合物であれば、結晶性の微粒子を形成することが可能である。結晶状態の微粒子に外部からエネルギーを与えて加熱し、急冷すると非晶質状態になり、非晶質状態の微粒子に外部からエネルギーを与えることにより加熱し、徐冷すると結晶状態になるので、結晶状態と非晶質状態を可逆的に変化させることができることは公知である。また、一般に結晶状態と非晶質状態では、たとえば光の吸収率や反射率などの物性が異なることよく知られているので、この様な物性の変化を利用することで、書き換え可能な記録媒体が実現できる。
【0017】
第1の有機材料が、重合体であってもよい。重合体は、置換基の導入やドーピングなどの方法により、絶縁体、半導体、導電体の制御が可能であり、スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法などの方法で容易に薄膜が形成できる。また、形状のフレキシビリティも高いので、壊れにくい。
【0018】
第1の有機材料がモノマー、オリゴマー、または、前駆体であって、基板上に第1の有機材料中に第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜を形成する工程の後に重合体に変成されてもよい。重合体などのポリマーは、それが可溶な溶媒が限定されたり、溶解度が著しく小さい場合があり、重合度(分子量)が大きいほど、この傾向が顕著になる。これに対し、第1の有機材料としてモノマー、オリゴマー、または、前駆体を用いることにより、使用できる共重合体や溶媒の選択の範囲が広くなる。
【0019】
本発明において、モノマー、オリゴマー、または、前駆体から重合体に変成される工程は、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射のいずれか、または、これらの組み合わせであってもよい。光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線を用いる場合、所定のマスクを通して照射することにより、照射部のみ変成させたのち、未照射部を除去することで、所定のパターンを形成することが可能である。また、加熱により変成される場合には、レーザーなどの光を照射して照射部のみを加熱することが可能であるので、前記の方法と同様にして、所定のパターンを形成できる。たとえば、トラッキングに利用できる溝状構造(ランド−グルーブ構造)を容易に形成できる。
【0020】
前述の製造方法により、有機微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造装置は、第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散して第1の溶液を作製する手段と、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解した第2の溶液を作製する手段と、前記第1の溶液と前記第2の溶液とを混合し、前記第2の有機材料の微粒子が分散した第3の溶液を形成する手段と、該第3の溶液を基板上に供給して前記第1の有機材料中に、前記第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜の記録層を形成する手段を備えることにより実現される。
【0021】
また、基板上に塗布した膜中から前記第3の溶液の溶媒を除去する場合や、モノマー、オリゴマー、または、前駆体から重合体に変成する場合は、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射をする手段を備えた製造装置としてもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に基づく記録媒体の製造方法の実施の形態について説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0023】
(実施の形態1)
<記録層の製造工程>
図1(a)〜図1(c)は、本発明による記録媒体の記録層の製造工程を示すフロー図である。
【0024】
まず、第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散して第1の溶液11を作製する。前記第1の有機材料を構成する材料は、分子状になって前記第1の溶媒に溶解していてもよいし、分子の集合体(例えばコロイドやミセル状など)を形成して前記第1の溶媒中に分散していてもよい。第1の有機材料の濃度についても特に限定はないが、溶液中に安定に溶解または分散している状態が好ましく、例えば、少しの温度変化などで前記第1の有機材料が凝集し、沈殿するような飽和濃度近傍の濃度は好ましくない。フィルターを通して通過するもののみを、次の工程で使用するようにしてもよい。フィルターを通すことによって、不溶の不純物や沈殿物を除くことができる。
【0025】
次に、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解又は分散して第2の溶液12を作製する。前記第2の有機材料を構成する材料は、分子状になって前記第2の溶媒に溶解していてもよいし、分子の集合体(例えばコロイドやミセル状など)を形成して前記第2の溶媒中に分散していてもよい。第2の有機材料の濃度についても特に限定はないが、溶液中に安定に溶解または分散している状態が好ましく、少しの条件変化(例えば温度変化など)で前記第2の有機材料が凝集し、沈殿するような飽和濃度近傍の濃度は好ましくない。フィルターを通して通過するもののみを、次の工程で使用するようにしてもよい。フィルターを通すことによって、不溶の不純物や沈殿物を除くことができる。
【0026】
室温程度の温度で大気圧では、前記第2の有機材料の前記第2の溶媒への溶解度が十分でない場合には、前記第2の溶媒として高温高圧の超臨界流体を用いても良い。
【0027】
次に図1(a)、図1(b)に示す如く、前記第1の溶液11と前記第2の溶液12とを混合して、撹拌し、前記第2の有機材料の微粒子14が分散した第3の溶液13を形成する。一般には、微粒子を形成したい有機材料を含む溶液を、他方の溶液の中に投入する。微粒子の直径は、前記第1の溶液11および第2の溶液12の濃度、前記第1の溶液11および第2の溶液12の温度、撹拌速度などによって制御することが可能である。混合時の温度は、概ね0℃〜100℃の範囲であり、室温程度であることが望ましい。撹拌速度は、100rpm〜5000rpmの範囲が好ましい。圧力は、大気圧程度が望ましい。
【0028】
次いで、図1(c)に示す如く、基板15上に前記第3の溶液13を供給して、前記第1の有機材料中に前記第2の有機材料からなる微粒子14が分散した混合膜17を形成する。具体的な混合膜形成方法としては、例えば、スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法などが挙げられる。前記混合膜17の記録層を形成した後、加熱をしてもよい。前記溶媒の沸点近傍の温度で加熱する事により、記録層中に残留する溶媒や不純物成分などを除去することが出来る。加熱の際は、真空下または、不活性ガスの雰囲気下、あるいは水素ガス雰囲気下などの還元性雰囲気下などの環境下であることが望ましい。
【0029】
図3に、前記の製造方法で得られた記録媒体の一例の断面図を示す。
層が形成された基板35上に、第2の有機材料からなる微粒子34が、第1の有機材料36のバインダー中に分散された混合膜の記録層37が形成されている。
【0030】
前記微粒子34の平均直径は、1nm〜500nmより好ましくは1nm〜100m、特に数nm〜数10nmが好ましい。前記微粒子34の構造は特に限定はなく、非晶質であってもよいし、多結晶または単結晶であってもよい。前記第2の有機材料からなる微粒子34と前記第1の有機材料36の混合比は、体積比で4:1〜1:100程度、好ましくは4:1〜1:10程度である。前記微粒子34の分散状態としては、均一な密度で前記第1の有機材料36の中に分散されていることが望ましい。
【0031】
分散状態は、例えば、記録媒体の断面における第2の有機材料からなる微粒子の領域の面積と第1の有機材料の領域の面積の比率で評価することができる。数ヶ所から数十ヶ所で計測し、その平均値を出すことで精度を高めることが出来る。記録層の断面は、ミクロトームなどの切断機器を用いて記録層の断面を出し、該断面を光学顕微鏡、走査電子顕微鏡(SEM)や蛍光顕微鏡で観察を行うことが出来る。断面における第2の有機材料からなる微粒子の領域と第1の有機材料の領域は、光学顕微鏡では、光の反射率の差として、SEMでは、電子線の反射率や2次電子生成効率の差として、蛍光顕微鏡では、入射光の吸収により生成する蛍光の波長や強度の差として区別される。
【0032】
本発明による記録媒体は、図4に示す如く、基板45の上に形成された前記記録層47の表面側に、保護層48を設けてもよい。該保護層48の作製方法は、特に限定されないが、例えば、蒸着法、スパッタリング法、CVD法、スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法などが用いられうる。保護層を設けることにより、外部からの気体、または液体の記録層47内部への侵入を防止したり、機械的な傷を防止したりする効果がある。
【0033】
本発明の記録媒体は、図5(a)または、(b)に示す如く反射層59aまたは反射層59bを含むものであってもよい。反射層は、光の入射側に対して記録層の反対側の位置に配置される。例えば、図5(a)に示す如く反射層59aが基板55aと記録層57aの間に配置され、保護層58aにより被覆されていてもよいし、図5(b)に示す如く基板55b上に形成された記録層57bの表面側に反射層59bが配置され保護層58bにより被覆されてしてもよい。反射層があることにより、記録層に入射した光が反射層で反射され再度記録層に入射するので、記録、再生において光を有効に利用することが可能となる。
【0034】
また、本発明の記録媒体は、記録層の少なくとも一方の側に、記録層よりも屈折率の低い材料からなる層を有していてもよい。記録層よりも屈折率の低い材料からなる層を有することにより、光の閉じ込め効果により記録、再生において光を有効に利用することが可能となる。
【0035】
<第1の有機材料および第2の有機材料>
記録ビットを形成する微粒子を構成する第2の有機材料としては、例えば、ポリメチン系色素、ポルフィリン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系色素、ナフトキノン系色素、ジチオール金属錯体系色素などが用いられうる。また、前記第2の有機材料としては、フォトクロミズムを示す下記の有機材料を用いることができる。例えば、スピロピラン系、フルギド系、ジヒドロピレン系、チオインジゴ系、ピピリジン系、アジリジン系、多環芳香族系、アゾベンゼン系、サリチリデンアニリン系、キサンテン系、オキサジン系の各材料が用いられうる。
【0036】
バインダーを構成する第1の有機材料としては、ポリウレタン、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、UVなどによる光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂を使用することができる。また、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルアミン、ポリアクリルアミドなどの水溶性ポリマーやポリビニルフェノールなどが用いられうる。
【0037】
バインダーを構成する前記第1の有機材料および微粒子を構成する第2の有機材料の組み合わせとしては、一方の有機材料の溶媒に対する他方の有機材料の溶解度が小さい組み合わせが用いられる。第1有機材料の溶媒に対する可溶性は、適当な官能基や側鎖を分子に付加することにより制御することが可能である。例えば、アルキル基やアルコキシ基などのようにアルキル鎖を有する官能基を付加することにより、非極性溶媒への溶解度を向上させることが可能であるし、カルボキシル基、硫酸基、水酸基、スルホニウム基などを含む官能基を付加することにより、水や極性溶媒への溶解度を向上させることが可能である。また、付加された前記の官能基は、第2の有機材料からなる微粒子が、第1の有機材料のバインダー中に分散された混合膜が形成された後、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線のいずれか、または、これらを組み合わせた方法により、除去されてもよい。
【0038】
<溶媒>
第1の溶媒、第2の溶媒については、第1の有機材料と第2の有機材料のうち、一方の有機材料の他方が溶解または分散している溶媒に対する溶解度が小さいか、ほとんど溶解しないことが必要である。また、前記第1の溶媒と前記第2の溶媒とは、相溶性であることが望ましい。そのような溶媒の組み合わせとしては、例えば、水とアセトン、水とアルコール類、アルコール類とアセトンなどがあるが、これらに限定されるものではなく、前記第1の有機材料と前記第2の有機材料によって、適当なものが選択される。
【0039】
<基板>
本発明において使用される基板は、材質や厚さは特に限定されない。例えば、ステンレスなど金属類や合金、ガラス、樹脂、紙、布などが挙げられる。光を基板側から入射させる場合には、素子で要求される波長範囲で所定の透明性を有する材料が用いられる。特に好ましい材料としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィン、ポリスチレン、ガラスなどがある。
<保護層>
保護層には、例えば、無機物質のシリコン酸化物、窒化シリコン、酸化スズなどのほか、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、UVなどによる光硬化性樹脂などの有機材料が用いられる。保護層の膜厚は、数10nm〜数100μmであり、数100nm〜数10μmが好ましい。保護層は、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、塗布法などにより作製される。
<反射層の材料>
反射層の材料としては、金、白金、アルミニウムなどの金属類、あるいは合金などのこれらの一種以上の金属を含む材料などが用いられる。膜厚は、十分な反射率が得られれば特に限定されないが、数10nm〜1000nm程度が好ましい。
<記録媒体の製造装置>
本発明は、有機微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造装置である。
【0040】
ここで本発明の記録媒体の製造装置は、次の(1)〜(4)の手段を含むことを特徴とする。
(1)第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散して第1の溶液を作製する手段。
(2)第2の有機材料を第2の溶媒に溶解した第2の溶液を作製する手段。
(3)前記第1の溶液と前記第2の溶液を混合し、前記第2の有機材料の微粒子が前記第1の溶液中に分散した第3の溶液を形成する手段。
(4)該第3の溶液を基板上に供給して前記第1の有機材料と、前記第2の有機材料からなる微粒子との混合膜を形成する手段。
【0041】
<製造方法及び装置の効果>
従来、第1の有機材料中に第2有機材料からなる微粒子が分散した混合材料を作製するためには、前記第2の有機材料からなる微粒子をまず単体で作製し、これを第1の有機材料中に均一に混合するために混練などの方法を用いなければならなかった。本発明の製造方法及び製造装置によれば、前記第2の有機材料の微粒子の製造と、該微粒子と前記の第1の有機材料とを混合する工程が一度の工程で済み、前記第2の有機材料の微粒子を単体あるいは分散液として取り扱うことがないので、微粒子が保存中に凝集したり、劣化する恐れがなく、保存や取り扱いに手間も必要がない。また、均一に分散させることも容易であり、分散性を高めるために微粒子を他の材料でコートするような処理も必要がない。
【0042】
第1の有機材料と第2の有機材料の混合膜を形成する方法としてのスピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法は、基本的には、前記第3の溶液を基板上に供給し、膜を形成しつつ溶媒を除去して、固体の薄膜を形成する方法であるので、真空蒸着法など他の薄膜形成法と比較して、極めて簡便かつ低コストで薄膜形成が可能である。また、インクジェット法やスクリーン印刷法では、任意のパターンの薄膜を容易に作製できる。
【0043】
(実施の形態2)
基板上に前記混合膜を形成する工程の後に、モノマー、オリゴマー、または、前駆体等の第1の有機材料が重合体に変成されて混合膜が形成される場合について説明する。第1の有機材料が重合体で第2の有機材料がモノマー、オリゴマー、または、前駆体であって、変成されて重合体になってもよいし、第1の有機材料と第2の有機材料の両方がモノマー、オリゴマー、または、前駆体であって、これらが変成されて重合体になってもよい。
【0044】
また、本発明の記録媒体は、実施の形態1で記載と同様に、保護層、反射層や記録層の少なくとも一方の側の記録層よりも屈折率の低い材料からなる層を有していてもよい。
【0045】
<製造方法>
図2(a)〜図2(d)は、この発明による記録媒体の製造工程を示すフロー図である。
【0046】
第1の有機材料のモノマー、オリゴマー、または、前駆体を第1の溶媒に溶解又は分散した第1の溶液21を作製する。
【0047】
図2(a)、(b)に示す如く、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解した第2の溶液22を第1の溶液21中に投入して、第2の有機材料の微粒子24が分散した第3の溶液23を形成し、該第3の溶液23を、予め第1の電極を形成した基板25上に供給して、図2(c)に示す如く前記第1の有機材料中に前記第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜271を形成するまでは、実施の形態1の記載と同様である。
【0048】
次いで、図2(d)に示す如く、前記第1の有機材料の、オリゴマー、または、前駆体を変成して、第2の有機材料からなる微粒子と重合体との混合膜で構成される記録層272を形成する。混合膜を変成させる方法としては、例えば、前記混合膜271に対し、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射を行う方法がある。加熱の方法には、加熱炉に入れて全体を加熱する方法もあるが、レーザーや赤外線などの光を照射して、照射部近傍のみを加熱する方法も利用しうる。従って、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射などの方法により、部分的に重合を生じさせて、所望のパターンを形成することも可能である。
【0049】
<第1の有機材料および第2の有機材料>
モノマー、オリゴマー、または、前駆体材料としては、実施の形態1に記載した高分子材料を製造するモノマー、オリゴマー、または、前駆体が利用されうる。
【0050】
好適なものとしては、これらに限定されるわけではないが、例えば、アクリル酸メチルなどのアクリル酸系モノマーやメタクリル酸メチルなどのメタクリル酸系のモノマーが利用されうる。
【0051】
第1の有機材料としての前駆体が、水溶性スルホニウム塩ポリマーまたは、アルコキシ基を有する有機溶媒可溶性ポリマーであってもよい。例えば、ポリ(アリーレンビニレン)類の前駆体となる水溶性スルホニウム塩ポリマーまたは、アルコキシ基を有する有機溶媒可溶性ポリマーは、溶媒に対する可溶性が高い上に、加熱などにより、ポリ(アリーレンビニレン)類へと比較的容易に変成できる。
【0052】
ここで、水溶性スルホニウム塩ポリマーは、溶媒として水が利用できる。有機半導体は、水に難溶または不溶であるものが多く、また、水は、比較的多くの有機溶媒と相溶性があるので、本発明には好適に採用される。
【0053】
前記第1の溶媒および第2の溶媒、基板25に使用する材料については、実施の形態1記載と同様である。本実施の形態2においても、記録層272の表面側に保護層を設けることができる。その場合には、実施の形態1記載と同様の材料、作製方法を利用できる。
<記録媒体の製造装置>
本発明の記録媒体の製造装置は、前述の(1)〜(4)の手段よりなる実施の形態1の製造装置に、更に次の(5)の手段を付加して構成される。
(5)第1の有機材料および/または第2の有機材料に、モノマー、オリゴマーまたは前駆体を用いた場合に、混合膜中のこれらの成分を重合体に変成させるために光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射をする手段。
<製造方法及び製造装置の効果>
本発明の製造方法及び製造装置によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果に加えて、次のような効果がある。
【0054】
重合体は、可溶な溶媒が限定されたり、溶解度が著しく小さい場合があり、重合度(分子量)が大きいほど、この傾向が顕著になる。これに対し、モノマー、オリゴマー、または前駆体は、一般に溶媒に対する可溶性が高いので溶媒の選択の範囲が広い。
【0055】
光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線を用いる場合、所定のマスクを通して照射することにより、照射部のみ重合させたのち、未照射部のモノマー状態の部分を除去することで、所定のパターンを形成することが可能である。また、加熱により重合するモノマーも場合には、レーザーなどの光を照射して照射部のみを加熱することが可能であるので、前記の方法と同様にして、所定のパターンを形成できる。
【0056】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明するが、これらに限定されない。
【0057】
(実施例1)
図1において第2の溶液12としてのペリレンのアセトン溶液(約0.5mM)を、撹拌されている第1の溶液11としてのポリビニルアルコールの水溶液(約1wt%)中に滴下し、溶液中に結晶性の微粒子14であるのペリレン微粒子が分散した第3の溶液13を作製した。微粒子14の平均直径は約80nmであった。次に、基板15としてのガラス板の上に、前記の結晶性のペリレン微粒子が分散した第3の溶液13をスピンコート法で塗布し、膜厚約300nmの混合膜を形成した。次いで混合膜を形成した基板を、窒素雰囲気下で約100℃の温度で加熱して記録層17を形成した。以上の過程で第1の有機材料のポリビニルアルコール中に第2の有機材料のペリレン微粒子14が分散した混合膜の記録層17がITO上に形成された。次に、反射層として、約150nmの膜厚のアルミニウムの薄膜を真空蒸着法で前記の混合膜17の上に形成した。
【0058】
以上の工程で、本発明に基づく光記録媒体が形成された。
以上の工程で作成された光記録媒体の記録層におけるペリレン微粒子の分散性を評価するために、記録媒体をミクロトームで切断し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。記録層の断面像では、ポリビニルアルコールの層の領域の中にペリレン微粒子の領域が分布している様子が観察され、ペリレン微粒子の領域は、ポリビニルアルコールの領域中にほぼ均一に分布していた。光記録媒体の10箇所の断面を観察し、ポリビニルアルコールの領域の面積とペリレン微粒子の領域の面積の比の平均値を計算したところ、およそ1:0.3であった。
【0059】
(実施例2)
図2において第2の溶液22としてのペリレンのアセトン溶液(約0.5mM)を、撹拌されている第1の溶液21のメタクリル酸メチルのメタノール溶液(約1.5wt%)中に滴下し、メタクリル酸メチルのメタノール溶液中に、結晶性の微粒子24であるペリレン微粒子が分散した第3の溶液23を形成した。微粒子の直径は約80nmであった。前記の結晶性の微粒子24であるペリレン微粒子が分散した第3の溶液13に重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル)を加えたものを基板25としてのガラス板の上にスピンコート法で塗布し、膜厚約300nmの混合膜271を形成した。次いで混合膜271を形成した基板を加熱してメタクリル酸メチルを重合し、厚さ約280nmの記録層272を得た。次に、約150nmの膜厚のアルミニウムの薄膜を真空蒸着法で前記の記録層272の上に形成し、反射層とした。
【0060】
以上の工程で、本発明に基づく光記録媒体が形成された。
以上の工程で作成された光記録媒体の記録層におけるペリレン微粒子の分散性を評価するために、ミクロトームで記録媒体を切断し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。記録層の断面内では、PMMAの層の領域の中にペリレン微粒子の領域が分布している様子が観察され、ペリレン微粒子の領域は、PMMAの領域中にほぼ均一に分布していた。光記録媒体の10箇所の断面を観察し、PMMAの領域の面積とペリレン微粒子の領域の面積の比の平均値を計算したところ、およそ1:0.2であった。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、微粒子を含む記録層を有する記録媒体において、微粒子が均一に分散した記録層を簡便かつ低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1に基づく記録媒体の製造工程を示すフロー図である。
【図2】 本発明の実施形態2に基づく記録媒体の製造工程を示すフロー図である。
【図3】 本発明の記録媒体の断面図である。
【図4】 本発明の記録媒体の断面図である。
【図5】 本発明の記録媒体の断面図である。
【符号の説明】
11,21 第1の溶液、12,22 第2の溶液、13,23 第3の溶液、14,24,34,44,54a,54b 第2の有機材料の微粒子、15,25,35,45,55a,55b 基板、36,46,56a,56b 第1の有機材料、271 混合膜、17,272,37,47,57a,57b 記録層、48,58a,58b 保護層、59a,59b 反射層。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a write-once or rewritable recording medium that records and reproduces information such as a document, audio, and video, and a manufacturing apparatus therefor. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing a recording medium having a recording layer containing fine particles, and an apparatus for manufacturing the recording medium.
[0002]
[Prior art]
The recording medium containing fine particles in the recording layer has been researched and developed for its advantages such as a decrease in activation energy for forming a recording bit, an improvement in light absorption efficiency, and a stabilization of the recording bit. Discloses a technique of a recording medium having a recording layer containing fine particles having a fine particle diameter of 100 nm or less. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 states that by reducing the particle diameter to 100 nm or less, light scattering can be suppressed, so that the loss of energy supplied from the outside for forming a recording bit is reduced.
[0003]
The basic structure of the recording layer is a binder and fine particles dispersed in the binder. As a method for producing a recording layer having such a structure, in Patent Document 1, fine particles prepared in advance are kneaded into a binder made of a thermosetting resin, a photocurable resin, an electron beam curable resin, or the like. And a method of curing after coating is disclosed.
[0004]
The fine particles used in the above method are produced by a method such as adiabatic expansion and quenching of vapor or a laser evaporation method.
[0005]
Patent Document 2 discloses a technique for forming a recording layer in which metal fine particles are dispersed in a chalcogen compound using a sputtering method. However, a manufacturing method using a vacuum apparatus, such as a sputtering method or a co-evaporation method, is complicated and expensive, and has a low productivity because a film is formed at a low speed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-4-59285
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-5-62239
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since fine particles have a higher surface area to volume ratio and become more reactive than the bulk state, fine particles produced as a single substance are prone to agglomerate during storage and easily deteriorate. And it takes time to handle. Moreover, since it is easy to aggregate, it is difficult to disperse | distribute uniformly in a polymer. In order to improve dispersibility, there is a technique for coating fine particles with other materials, but the original function of the fine particles may be reduced by the coating material.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily and inexpensively producing a recording layer having good dispersion and uniformity of fine particles in a binder in a recording medium having a recording layer containing fine particles. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the method for producing a recording medium having a recording layer containing fine particles of the present invention, not only as a method for producing organic material fine particles, but also while forming organic material fine particles, the fine particles formed without interfering with the process The present invention relates to a method of uniformly dispersing in an organic material different from the organic material fine particles without impairing the function.
[0011]
A method for producing a recording medium having a recording layer containing organic fine particles according to the present invention includes a first solution in which a first organic material is dissolved or dispersed in a first solvent, and a second organic material as a second solvent. Mixing the dissolved or dispersed second solution to form a third solution in which fine particles of the second organic material are dispersed in the mixed solution of the first solution and the second solution; And a step of supplying the solution onto a substrate to form a recording layer of a mixed film in which fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material.
[0012]
In the conventional method, in order to produce a mixed material in which fine particles made of the second organic material are dispersed in the first organic material, the fine particles made of the second organic material are first produced alone, In order to mix uniformly in one organic material, a method such as kneading had to be used. However, according to the production method of the present invention, the production of the fine particles of the second organic material, The process of mixing the first organic material is a single process, and the process is simplified. Further, since the fine particles of the second organic material are not handled as a single substance or a dispersion liquid, there is no fear of aggregation or deterioration during storage, and no effort is required for storage and handling. Further, it is easy to uniformly disperse, and there is no need for a treatment such as coating fine particles with another material in order to improve dispersibility.
[0013]
The solubility of the second organic material in the first solvent is preferably smaller than the solubility of the second organic material in the second solvent. When the solubility of the second organic material in the first solvent is smaller than the solubility of the second organic material in the second solvent, in the third solution obtained by mixing the first solution and the second solution, The solubility of the second organic material in the third solution becomes small, the second organic material becomes supersaturated, and the second organic material is likely to precipitate as fine particles.
[0014]
In the present invention, the step of supplying the third solution onto the substrate to form a mixed film in which the fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material includes spin coating, spraying, and screen printing. Any of the inkjet printing methods can be employed.
[0015]
The spin coating method, spray method, screen printing method, and inkjet printing method are basically methods in which a third solution is supplied onto a substrate and a solvent is removed while forming a film to form a solid thin film. Therefore, it is possible to form a thin film extremely easily and at a low cost as compared with other thin film forming methods such as vacuum deposition. In addition, an ink-jet method or a screen printing method can easily form a thin film having an arbitrary pattern.
[0016]
In the present invention, the second organic material may be a crystalline organic compound. If the second organic material is a crystalline organic compound, crystalline fine particles can be formed. The crystalline fine particles are heated by applying energy from the outside and rapidly cooled to be in an amorphous state. The amorphous fine particles are heated by applying energy from the outside, and are slowly cooled to be in a crystalline state. It is known that the state and the amorphous state can be reversibly changed. In general, it is well known that physical properties such as light absorptivity and reflectance are different between a crystalline state and an amorphous state. Therefore, by utilizing such a change in physical properties, a rewritable recording medium is used. Can be realized.
[0017]
The first organic material may be a polymer. Polymers can control insulators, semiconductors, and conductors by methods such as introduction of substituents and doping, and thin films can be easily formed by methods such as spin coating, spraying, screen printing, and inkjet printing. Can be formed. In addition, the shape flexibility is high, so it is hard to break.
[0018]
The first organic material is a monomer, oligomer, or precursor, and is converted to a polymer after the step of forming a mixed film in which fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material on the substrate. May be. A polymer such as a polymer may have a limited solvent in which it is soluble or may have extremely low solubility. This tendency becomes more pronounced as the degree of polymerization (molecular weight) increases. On the other hand, by using a monomer, an oligomer, or a precursor as the first organic material, the range of selection of a copolymer or a solvent that can be used is widened.
[0019]
In the present invention, the step of transforming the monomer, oligomer, or precursor into the polymer may be performed by heating, light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, particle beam irradiation, or a combination thereof. There may be. When light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or particle beam is used, a predetermined pattern is formed by transforming only the irradiated part by irradiating through a predetermined mask and then removing the unirradiated part Is possible. Further, when the modification is performed by heating, it is possible to heat only the irradiated portion by irradiating light such as a laser, so that a predetermined pattern can be formed in the same manner as the above method. For example, a grooved structure (land-groove structure) that can be used for tracking can be easily formed.
[0020]
According to the above-described manufacturing method, a recording medium manufacturing apparatus having a recording layer containing organic fine particles has a means for preparing a first solution by dissolving or dispersing a first organic material in a first solvent; A means for preparing a second solution in which an organic material is dissolved in a second solvent, the first solution and the second solution are mixed, and a third solution in which fine particles of the second organic material are dispersed. Means for forming a solution, and means for supplying the third solution onto a substrate to form a recording layer of a mixed film in which fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material. Is realized.
[0021]
Also, when removing the solvent of the third solution from the film applied on the substrate, or when changing from monomer, oligomer, or precursor to polymer, heating, light irradiation, microwave irradiation, electron It is good also as a manufacturing apparatus provided with the means to perform beam irradiation or particle beam irradiation.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a recording medium manufacturing method according to the present invention will be described below. The present invention is not limited to these examples.
[0023]
(Embodiment 1)
<Manufacturing process of recording layer>
FIG. 1A to FIG. 1C are flowcharts showing manufacturing steps of a recording layer of a recording medium according to the present invention.
[0024]
First, the first organic material is dissolved or dispersed in a first solvent to prepare the first solution 11. The material constituting the first organic material may be in the form of a molecule and dissolved in the first solvent, or may form a molecular aggregate (for example, a colloid or a micelle) to form the first organic material. It may be dispersed in the solvent. The concentration of the first organic material is not particularly limited, but is preferably in a state where it is stably dissolved or dispersed in the solution. For example, the first organic material aggregates and precipitates due to a slight temperature change or the like. Such a concentration near the saturated concentration is not preferable. Only what passes through the filter may be used in the next step. By passing through a filter, insoluble impurities and precipitates can be removed.
[0025]
Next, the second organic material is dissolved or dispersed in the second solvent to produce the second solution 12. The material constituting the second organic material may be in the form of a molecule and dissolved in the second solvent, or may form a molecular aggregate (for example, a colloid or a micelle) to form the second organic material. It may be dispersed in the solvent. The concentration of the second organic material is not particularly limited, but it is preferably in a state where it is stably dissolved or dispersed in the solution, and the second organic material aggregates with a slight change in conditions (for example, temperature change). A concentration in the vicinity of the saturated concentration that precipitates is not preferable. Only what passes through the filter may be used in the next step. By passing through a filter, insoluble impurities and precipitates can be removed.
[0026]
If the solubility of the second organic material in the second solvent is not sufficient at a temperature of about room temperature and atmospheric pressure, a high-temperature and high-pressure supercritical fluid may be used as the second solvent.
[0027]
Next, as shown in FIGS. 1A and 1B, the first solution 11 and the second solution 12 are mixed and stirred to disperse the fine particles 14 of the second organic material. The third solution 13 is formed. In general, a solution containing an organic material for which fine particles are to be formed is put into the other solution. The diameter of the fine particles can be controlled by the concentration of the first solution 11 and the second solution 12, the temperature of the first solution 11 and the second solution 12, the stirring speed, and the like. The temperature at the time of mixing is generally in the range of 0 ° C to 100 ° C, and is preferably about room temperature. The stirring speed is preferably in the range of 100 rpm to 5000 rpm. The pressure is preferably about atmospheric pressure.
[0028]
Next, as shown in FIG. 1C, the third solution 13 is supplied onto the substrate 15, and the mixed film 17 in which the fine particles 14 made of the second organic material are dispersed in the first organic material. Form. Specific examples of the mixed film forming method include a spin coating method, a spray method, a screen printing method, and an ink jet printing method. Heating may be performed after the recording layer of the mixed film 17 is formed. By heating at a temperature in the vicinity of the boiling point of the solvent, the solvent and impurity components remaining in the recording layer can be removed. When heating, it is desirable to be in an environment such as a vacuum, an inert gas atmosphere, or a reducing atmosphere such as a hydrogen gas atmosphere.
[0029]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of an example of a recording medium obtained by the manufacturing method.
A recording layer 37 of a mixed film in which fine particles 34 made of the second organic material are dispersed in a binder of the first organic material 36 is formed on the substrate 35 on which the layer is formed.
[0030]
The average diameter of the fine particles 34 is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 1 nm to 100 m, and particularly preferably several nm to several tens of nm. The structure of the fine particles 34 is not particularly limited, and may be amorphous, polycrystalline or single crystal. The mixing ratio of the fine particles 34 made of the second organic material and the first organic material 36 is about 4: 1 to 1: 100, preferably about 4: 1 to 1:10 by volume. The dispersed state of the fine particles 34 is desirably dispersed in the first organic material 36 with a uniform density.
[0031]
The dispersion state can be evaluated by, for example, the ratio of the area of the fine particle region made of the second organic material to the area of the first organic material region in the cross section of the recording medium. The accuracy can be improved by measuring at several to several tens of points and taking the average value. As for the cross section of the recording layer, the cross section of the recording layer can be obtained using a cutting device such as a microtome, and the cross section can be observed with an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), or a fluorescence microscope. In the cross section, the region of the fine particles made of the second organic material and the region of the first organic material are the difference in light reflectance in the optical microscope, and the difference in electron beam reflectance and secondary electron generation efficiency in the SEM. In a fluorescence microscope, it is distinguished as a difference in wavelength and intensity of fluorescence generated by absorption of incident light.
[0032]
The recording medium according to the present invention may be provided with a protective layer 48 on the surface side of the recording layer 47 formed on the substrate 45 as shown in FIG. The method for producing the protective layer 48 is not particularly limited, and for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a spin coating method, a spray method, a screen printing method, an ink jet printing method, or the like can be used. Providing the protective layer has an effect of preventing gas or liquid from the outside from entering the recording layer 47 and preventing mechanical scratches.
[0033]
The recording medium of the present invention may include a reflective layer 59a or a reflective layer 59b as shown in FIG. 5 (a) or (b). The reflection layer is disposed at a position opposite to the recording layer with respect to the light incident side. For example, as shown in FIG. 5A, the reflective layer 59a may be disposed between the substrate 55a and the recording layer 57a and covered with the protective layer 58a, or may be covered on the substrate 55b as shown in FIG. 5B. The reflective layer 59b may be disposed on the surface side of the formed recording layer 57b and covered with the protective layer 58b. Due to the presence of the reflective layer, the light incident on the recording layer is reflected by the reflective layer and is incident on the recording layer again, so that the light can be effectively used for recording and reproduction.
[0034]
The recording medium of the present invention may have a layer made of a material having a refractive index lower than that of the recording layer on at least one side of the recording layer. By having a layer made of a material having a refractive index lower than that of the recording layer, it becomes possible to effectively use light in recording and reproduction due to the light confinement effect.
[0035]
<First organic material and second organic material>
As the second organic material constituting the fine particles forming the recording bit, for example, polymethine dyes, porphyrin dyes, phthalocyanine dyes, naphthalocyanine dyes, naphthoquinone dyes, dithiol metal complex dyes and the like can be used. Further, as the second organic material, the following organic materials exhibiting photochromism can be used. For example, spiropyran, fulgide, dihydropyrene, thioindigo, piperidine, aziridine, polycyclic aromatic, azobenzene, salicylideneaniline, xanthene, and oxazine materials can be used.
[0036]
As the first organic material constituting the binder, thermosetting resins such as polyurethane and epoxy resins, photo-curing resins using UV, etc., and electron beam curable resins can be used. In addition, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl isobutyl ether, polyvinyl amine, polyacrylamide, and polyvinyl phenol can be used.
[0037]
As a combination of the first organic material constituting the binder and the second organic material constituting the fine particles, a combination in which the solubility of the other organic material in the solvent of the one organic material is small is used. The solubility of the first organic material in the solvent can be controlled by adding an appropriate functional group or side chain to the molecule. For example, it is possible to improve the solubility in a nonpolar solvent by adding a functional group having an alkyl chain such as an alkyl group or an alkoxy group, and a carboxyl group, a sulfate group, a hydroxyl group, a sulfonium group, etc. By adding a functional group containing, it is possible to improve the solubility in water or a polar solvent. Further, the added functional group is formed by forming a mixed film in which fine particles made of the second organic material are dispersed in the binder of the first organic material, and then heating, light irradiation, microwave irradiation, It may be removed by electron beam irradiation, particle beam, or a combination thereof.
[0038]
<Solvent>
Regarding the first solvent and the second solvent, the solubility of the first organic material and the second organic material in the solvent in which the other one of the organic materials is dissolved or dispersed is small or hardly dissolved. is required. Moreover, it is desirable that the first solvent and the second solvent are compatible. Examples of such solvent combinations include water and acetone, water and alcohols, alcohols and acetone, but are not limited thereto, and the first organic material and the second organic are not limited thereto. A suitable material is selected depending on the material.
[0039]
<Board>
The material and thickness of the substrate used in the present invention are not particularly limited. Examples thereof include metals such as stainless steel, alloys, glass, resin, paper, and cloth. When light is incident from the substrate side, a material having a predetermined transparency in a wavelength range required by the element is used. Particularly preferred materials include polycarbonate, acrylic resin, polyolefin, polystyrene, glass and the like.
<Protective layer>
For the protective layer, for example, an organic material such as an inorganic substance such as silicon oxide, silicon nitride, or tin oxide, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a photo-curing resin using UV, or the like is used. The thickness of the protective layer is from several tens of nm to several hundreds of μm, and preferably from several hundreds of nm to several tens of μm. The protective layer is produced by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, a coating method, or the like.
<Material of reflective layer>
As the material for the reflective layer, metals such as gold, platinum, and aluminum, or materials containing one or more of these metals such as alloys are used. The film thickness is not particularly limited as long as sufficient reflectance can be obtained, but is preferably about several tens nm to 1000 nm.
<Recording medium manufacturing apparatus>
The present invention is an apparatus for producing a recording medium having a recording layer containing organic fine particles.
[0040]
Here, the recording medium manufacturing apparatus of the present invention includes the following means (1) to (4).
(1) Means for preparing a first solution by dissolving or dispersing a first organic material in a first solvent.
(2) Means for producing a second solution in which the second organic material is dissolved in the second solvent.
(3) Means for mixing the first solution and the second solution to form a third solution in which fine particles of the second organic material are dispersed in the first solution.
(4) Means for supplying the third solution onto a substrate to form a mixed film of the first organic material and fine particles made of the second organic material.
[0041]
<Effects of manufacturing method and apparatus>
Conventionally, in order to produce a mixed material in which fine particles made of a second organic material are dispersed in a first organic material, the fine particles made of the second organic material are first produced as a single substance, which is then used as the first organic material. In order to mix uniformly in the material, a method such as kneading had to be used. According to the production method and the production apparatus of the present invention, the production of the fine particles of the second organic material and the step of mixing the fine particles with the first organic material may be performed in a single step. Since the fine particles of the organic material are not handled as a single substance or a dispersion liquid, there is no fear that the fine particles are aggregated or deteriorated during storage, and there is no need for trouble in storage and handling. Further, it is easy to uniformly disperse, and there is no need for a process of coating fine particles with another material in order to improve dispersibility.
[0042]
As a method for forming a mixed film of the first organic material and the second organic material, the spin coating method, the spray method, the screen printing method, and the ink jet printing method basically include the third solution on the substrate. It is a method to form a solid thin film by supplying and removing the solvent while forming a film, so it can be formed very easily and at a lower cost than other thin film forming methods such as vacuum deposition. is there. In addition, an ink-jet method or a screen printing method can easily form a thin film having an arbitrary pattern.
[0043]
(Embodiment 2)
A case will be described in which after the step of forming the mixed film on the substrate, the first organic material such as a monomer, oligomer, or precursor is transformed into a polymer to form a mixed film. The first organic material is a polymer and the second organic material is a monomer, oligomer, or precursor, which may be modified to become a polymer, or the first organic material and the second organic material Both of them may be monomers, oligomers or precursors, and these may be modified into polymers.
[0044]
Further, the recording medium of the present invention has a layer made of a material having a lower refractive index than the recording layer on at least one side of the protective layer, the reflective layer, and the recording layer, as described in the first embodiment. Also good.
[0045]
<Manufacturing method>
2 (a) to 2 (d) are flowcharts showing the manufacturing process of the recording medium according to the present invention.
[0046]
A first solution 21 in which a monomer, oligomer, or precursor of the first organic material is dissolved or dispersed in a first solvent is prepared.
[0047]
As shown in FIGS. 2A and 2B, a second solution 22 in which a second organic material is dissolved in a second solvent is introduced into the first solution 21, and the fine particles of the second organic material. A third solution 23 in which 24 is dispersed is formed, and the third solution 23 is supplied onto a substrate 25 on which a first electrode has been formed in advance, and the first organic as shown in FIG. The process is the same as that described in Embodiment 1 until the mixed film 271 in which the fine particles of the second organic material are dispersed in the material is formed.
[0048]
Next, as shown in FIG. 2 (d), a recording composed of a mixed film of fine particles made of the second organic material and a polymer by modifying the oligomer or precursor of the first organic material. Layer 272 is formed. As a method of modifying the mixed film, for example, there is a method of performing heating, light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or particle beam irradiation on the mixed film 271. As a heating method, there is a method of heating the whole in a heating furnace, but a method of heating only the vicinity of the irradiated portion by irradiating light such as laser or infrared light can also be used. Therefore, it is also possible to form a desired pattern by partially causing polymerization by a method such as heating, light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or particle beam irradiation.
[0049]
<First organic material and second organic material>
As the monomer, oligomer, or precursor material, the monomer, oligomer, or precursor that produces the polymer material described in Embodiment 1 can be used.
[0050]
Suitable examples include, but are not limited to, acrylic acid monomers such as methyl acrylate and methacrylic acid monomers such as methyl methacrylate.
[0051]
The precursor as the first organic material may be a water-soluble sulfonium salt polymer or an organic solvent-soluble polymer having an alkoxy group. For example, a water-soluble sulfonium salt polymer that is a precursor of poly (arylene vinylene) s or an organic solvent-soluble polymer having an alkoxy group is highly soluble in a solvent and is converted into poly (arylene vinylenes) by heating or the like. It can be transformed relatively easily.
[0052]
Here, the water-soluble sulfonium salt polymer can use water as a solvent. Many organic semiconductors are hardly soluble or insoluble in water, and water is compatible with a relatively large number of organic solvents, and thus is suitably employed in the present invention.
[0053]
The materials used for the first solvent, the second solvent, and the substrate 25 are the same as those described in the first embodiment. Also in the second embodiment, a protective layer can be provided on the surface side of the recording layer 272. In that case, a material and a manufacturing method similar to those described in Embodiment Mode 1 can be used.
<Recording medium manufacturing apparatus>
The recording medium manufacturing apparatus of the present invention is configured by further adding the following means (5) to the manufacturing apparatus of the first embodiment including the means (1) to (4) described above.
(5) When monomers, oligomers or precursors are used for the first organic material and / or the second organic material, light irradiation, microwaves are used to transform these components in the mixed film into a polymer. Means for irradiation, electron beam irradiation, or particle beam irradiation.
<Effects of manufacturing method and manufacturing apparatus>
According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the present invention, in addition to the same effects as those described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0054]
In the polymer, a soluble solvent may be limited or the solubility may be extremely small, and this tendency becomes more prominent as the degree of polymerization (molecular weight) increases. On the other hand, monomers, oligomers, or precursors are generally highly soluble in solvents, so that the range of solvent selection is wide.
[0055]
In the case of using light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or particle beam, by polymerizing only the irradiated part by irradiating through a predetermined mask, by removing the monomer state part of the unirradiated part, It is possible to form a predetermined pattern. In addition, in the case of a monomer that is polymerized by heating, it is possible to heat only the irradiated portion by irradiating light such as a laser, so that a predetermined pattern can be formed in the same manner as described above.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but is not limited thereto.
[0057]
Example 1
In FIG. 1, an acetone solution (about 0.5 mM) of perylene as the second solution 12 is dropped into an aqueous solution (about 1 wt%) of polyvinyl alcohol as the first solution 11 being stirred. A third solution 13 in which perylene fine particles as crystalline fine particles 14 were dispersed was prepared. The average diameter of the fine particles 14 was about 80 nm. Next, on the glass plate as the substrate 15, the third solution 13 in which the crystalline perylene fine particles were dispersed was applied by a spin coating method to form a mixed film having a film thickness of about 300 nm. Next, the recording layer 17 was formed by heating the substrate on which the mixed film was formed at a temperature of about 100 ° C. in a nitrogen atmosphere. Through the above process, a recording layer 17 of a mixed film in which the perylene fine particles 14 of the second organic material are dispersed in the polyvinyl alcohol of the first organic material is formed on the ITO. Next, an aluminum thin film having a thickness of about 150 nm was formed on the mixed film 17 as a reflective layer by vacuum deposition.
[0058]
Through the above steps, an optical recording medium based on the present invention was formed.
In order to evaluate the dispersibility of the perylene fine particles in the recording layer of the optical recording medium produced by the above steps, the recording medium was cut with a microtome and the cross section was observed with a scanning electron microscope. In the cross-sectional image of the recording layer, it was observed that the area of the perylene fine particles was distributed in the area of the polyvinyl alcohol layer, and the area of the perylene fine particles was almost uniformly distributed in the area of the polyvinyl alcohol. The cross section of 10 locations of the optical recording medium was observed, and the average value of the ratio of the area of the polyvinyl alcohol area to the area of the perylene fine particle area was calculated to be about 1: 0.3.
[0059]
(Example 2)
In FIG. 2, the acetone solution (about 0.5 mM) of perylene as the second solution 22 is dropped into the methanol solution (about 1.5 wt%) of methyl methacrylate of the first solution 21 being stirred. A third solution 23 in which perylene fine particles as crystalline fine particles 24 were dispersed in a methanol solution of methyl methacrylate was formed. The diameter of the fine particles was about 80 nm. A solution obtained by adding a polymerization initiator (azobisisobutyronitrile) to the third solution 13 in which perylene fine particles, which are the crystalline fine particles 24, are dispersed, is applied onto a glass plate as a substrate 25 by spin coating. Then, a mixed film 271 having a film thickness of about 300 nm was formed. Next, the substrate on which the mixed film 271 was formed was heated to polymerize methyl methacrylate to obtain a recording layer 272 having a thickness of about 280 nm. Next, an aluminum thin film having a thickness of about 150 nm was formed on the recording layer 272 by a vacuum deposition method to form a reflective layer.
[0060]
Through the above steps, an optical recording medium based on the present invention was formed.
In order to evaluate the dispersibility of the perylene fine particles in the recording layer of the optical recording medium prepared by the above steps, the recording medium was cut with a microtome and the cross section was observed with a scanning electron microscope. In the cross section of the recording layer, it was observed that the perylene fine particle region was distributed in the PMMA layer region, and the perylene fine particle region was almost uniformly distributed in the PMMA region. The cross section of 10 locations of the optical recording medium was observed, and the average value of the ratio of the area of the PMMA region to the area of the perylene fine particle region was calculated to be about 1: 0.2.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a recording medium having a recording layer containing fine particles, a recording layer in which fine particles are uniformly dispersed can be produced easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing manufacturing steps of a recording medium based on Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing manufacturing steps of a recording medium based on Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording medium of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the recording medium of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the recording medium of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 21 First solution, 12, 22 Second solution, 13, 23 Third solution, 14, 24, 34, 44, 54a, 54b Fine particles of second organic material, 15, 25, 35, 45 , 55a, 55b substrate, 36, 46, 56a, 56b first organic material, 271 mixed film, 17, 272, 37, 47, 57a, 57b recording layer, 48, 58a, 58b protective layer, 59a, 59b reflective layer .

Claims (9)

有機微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造方法において、
第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散した第1の溶液と、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解又は分散した第2の溶液を混合し、第2の有機材料の微粒子が前記第1の溶液と第2の溶液の混合溶液中に分散した第3の溶液を形成する工程と、該第3の溶液を基板上に供給して前記第1の有機材料中に前記第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜の記録層を形成する工程を備えた記録媒体の製造方法。
In a method for producing a recording medium having a recording layer containing organic fine particles,
A first solution in which a first organic material is dissolved or dispersed in a first solvent is mixed with a second solution in which a second organic material is dissolved or dispersed in a second solvent, and the second organic material is mixed. Forming a third solution in which fine particles are dispersed in a mixed solution of the first solution and the second solution; supplying the third solution onto a substrate; and adding the third solution into the first organic material. A method for producing a recording medium, comprising a step of forming a recording layer of a mixed film in which fine particles of a second organic material are dispersed.
第2の有機材料の第1の溶媒に対する溶解度が、前記第2の有機材料の第2の溶媒に対する溶解度よりも小さいことを特徴とする請求項1記載の記録媒体の製造方法。2. The method of manufacturing a recording medium according to claim 1, wherein the solubility of the second organic material in the first solvent is smaller than the solubility of the second organic material in the second solvent. 第3の溶液を基板上に供給して第1の有機材料中に第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜を形成する工程が、スピンコート法、スプレイ法、スクリーン印刷法、インクジェットプリント法のいずれかであることを特徴とする請求項1または2記載の記録媒体の製造方法。The step of supplying the third solution onto the substrate to form a mixed film in which the fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material includes a spin coating method, a spray method, a screen printing method, and an ink jet printing method. The recording medium manufacturing method according to claim 1, wherein the recording medium is a recording medium. 第2の有機材料が、結晶性の有機化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の記録媒体の製造方法。The method for producing a recording medium according to claim 1, wherein the second organic material is a crystalline organic compound. 第1の有機材料が、重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒体の製造方法。The method for producing a recording medium according to claim 1, wherein the first organic material is a polymer. 第1の有機材料がモノマー、オリゴマー、または、前駆体であって、基板上に前記混合膜を形成する工程の後に重合体に変成される工程を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒体の製造方法。The first organic material is a monomer, an oligomer, or a precursor, and includes a step of converting to a polymer after the step of forming the mixed film on a substrate. The manufacturing method of the recording medium in any one. モノマー、オリゴマーまたは、前駆体から重合体に変成される工程が、加熱、光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または、粒子線照射のいずれか、または、これらの組み合わせであることを特徴とする請求項6記載の記録媒体の製造方法。The process of converting from a monomer, oligomer or precursor to a polymer is one of heating, light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, particle beam irradiation, or a combination thereof. A method for manufacturing a recording medium according to claim 6. 微粒子を含む記録層を有する記録媒体の製造装置であって、第1の有機材料を第1の溶媒に溶解又は分散して第1の溶液を作製する手段と、第2の有機材料を第2の溶媒に溶解した第2の溶液を作製する手段と、前記第1の溶液と前記第2の溶液を混合し、前記第2の有機材料の微粒子が前記第1の溶液中に分散した第3の溶液を形成する手段と、該第3の溶液を基板上に供給して前記第1の有機材料中に、前記第2の有機材料の微粒子が分散した混合膜を形成する手段を備えることを特徴とする記録媒体の製造装置。An apparatus for producing a recording medium having a recording layer containing fine particles, the first organic material being dissolved or dispersed in a first solvent to produce a first solution, and the second organic material being a second Means for preparing a second solution dissolved in the solvent, and a mixture of the first solution and the second solution, wherein the second organic material fine particles are dispersed in the first solution. And a means for supplying the third solution onto a substrate to form a mixed film in which fine particles of the second organic material are dispersed in the first organic material. A recording medium manufacturing apparatus. 混合膜中のモノマー、オリゴマー、または前駆体を重合体に変成させるために光照射、マイクロ波照射、電子線照射、または粒子線照射をする手段を備えることを特徴とする請求項8記載の記録媒体の製造装置。9. The recording according to claim 8, further comprising means for performing light irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or particle beam irradiation in order to convert the monomer, oligomer, or precursor in the mixed film into a polymer. Medium production equipment.
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