JPS62164590A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、いわゆる光ディスクに代表される光記録媒体
に関するものであり、詳細には記録容量を飛躍的に増大
させることが可能な新規な光記録媒体に関するものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、光記録媒体の記録材料としてレーザ出力に応
して反射率が段階的に変化するスピロピラン系化合物の
如きフォトクロミック材料を用いることにより、 ３値以上の多値記録を可能とし、記録容量の極めて大き
な光記録媒体を提供しようとするものである。

〔従来の技術〕

光記録方式は、非接触で記録・再生ができ取り扱いが容
易であること、傷、ホコリ等に強いこと、等の特徴を有
し、特に磁気記録方式等に比べて記憶容量が数十倍から
数百倍大きいという利点を有することから、コード情報
やイメージ情報等の大容量ファイルへの活用が期待され
ている。

かかる状況から、光記録媒体の記録容量を増大させる技
術が盛んに研究されており、多値またはアナログ記録の
研究もその一つである。

一般に、光記録媒体では、情報信号を記録ビットのを無
により１．０のデジタル信号として記録する、いわゆる
２値記録が行われている。また、光記録媒体に用いられ
ている半導体レーザ光は、媒体上で直径１μｍ程度にし
か絞れない。したがって、上記光記録媒体の記録密度は
、このスポット径で決まっていた。これに対して、上記
記録ピントに３値以上の情報を書き込むことができれば
、ビット数を同一としても、記録容量を飛躍的に増大す
ることができるものと考えられる。

この場合、例えば記録ピットの反射率を段階的に変える
等、各記録ピットに３値以上の光学的状態をとらせる必
要がある。

従来の光記録媒体に用いられる記録材料としては、金属
薄膜や有機色素膜、さらにはカルコゲナイド等の相変化
膜、光磁気記録用の磁性膜等があるが、金属薄膜や有機
色素膜はレーザ照射によって穴を形成するものであり、
穴の形状をレーザ出力で制御して反射率を段階的に変化
させることは難しい。また、相変化膜や光磁気記録用の
磁性膜についても、膜が２つの状態しかとり得ないので
、やはリレーザ出力等で反射率を制御するのは難しい。

そこで、フォトケミカルホールバーニング（ＰＨＢ）を
利用した光記録方式や、光記！３層の多層化による多重
記録方式等が提案され検討されているが、いずれもまだ
研究段階であって、例えばＰＨＢを利用した光記録方式
では、光記録媒体を極低温状態に保つ必要がある等、実
用化するにあたって大きな問題を残している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の光記録媒体では、記録ピットの反射
率等を段階的に制御することは難しく、記録容量にも自
ずと限界があるのが実情であった。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、各記録ピットに３値以上の情報を書き込
むことが可能で、極めて大きな記録容量を有する光記録
媒体を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、多値あるいはアナログ記録が可能な光記
録媒体を開発せんものと長期に亘り鋭意研究を重ねた結
果、スピロピラン系化合物の発色状態はレーザ出力によ
って制御することができ、したがってこのスピロピラン
系化合物を記録材料とすることにより、記録ピットの反
射率を段階的に制御することができるとの知見を得るに
至った。

本発明の光記録媒体は、このような知見に基づいて完成
されたものであって、スピロピラン系化合物を記録材料
として含み、記録ピットの反射率がレーザ出力に応じて
少なくとも３以上の多数段階に変化することを特徴とす
るものである。

本発明で記録材料として使用されるスピロピラン系化合
物としては、ピラン骨格を有するベンゾピラン系スピロ
ピラン化合物やチオピラン骨格を存するベンゾチオビラ
ン系スピロピラン化合物等が使用可能であるが、レーザ
出力に応じて反射率がなるべく直線的に変化するものを
選択して用いることが好ましく、また変化率のなるべく
大きなものを用いることが好ましい。

具体的には、次の一般式（１）で示されるベンゾチオビ
ラン系スピロピランが挙げられる。

（式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ
２，Ｒ２，Ｒ，及びＲ１は水素原子、炭素数１〜５のア
ルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子
、ニトロ基またはジメチルアミノ基の何れかを表し、Ｒ
１，Ｒｔ及びＲ１は水素原子、炭素＠１〜５のアルキル
基、炭素数１〜５のアルコキシ基またはハロゲン原子の
何れかを表す。） 上記ベンゾチオピラン系スピロピランは、紫外光の照射
により安定に発色し、レーザ光の照射による発熱により
無色状態に消色する。また、この発色の度合は、照射す
るレーザ光の出力により中間段階に変化させることがで
きる。したがって、上記スピロピラン系化合物を用いる
ことにより、多値記録あるいはアナログ記録が可能とな
る。さらに、上記発色あるいは消色は、紫外光の照射や
レーザ光の照射によって可逆的にコントロール可能であ
ることから、消去可能な光記録媒体とすることができ、
繰り返し使用することができる。

本発明の光記録媒体においては、上述のスピロピラン系
化合物を高分子バインダとともに溶媒に溶解し、基板に
塗布することにより光記録層が形成される。

ここで、光記録媒体は、通常光ディスクとして用いられ
るので、基板としてはガラス基板やポリカーボネート樹
脂基板、アクリル樹脂基板、アルミニウム基板、シリコ
ン基板等の剛性を有する基板が用いられる。また、高分
子バインダとしては、前記スピロピラン系化合物との相
溶性が良く、かつフィルム形成能の優れたものであれば
よく、例示すればポリメタクリル酸メチル、ポリスチレ
ン。

ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、酢酸セルロー
ス、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン。

塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビ
ニリデン共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ
リアクリロニトリル、ウレタン樹脂。

エポキシ樹脂、ポリエステル、フェノール樹脂。

フェノキシ樹脂等がある。このうち、塩素系の高分子バ
インダの方が、発色後の安定性が良好となるために望ま
しい。

塗布するに際して使用される溶媒としては、メタノール
、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール
類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン類、エチルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブ
チル等のエステル類、さらにはベンゼン、トルエン、キ
シレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、アセトニトリ
ル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ク
ロロホルム等の各種汎用溶媒及びこれらの混合溶媒が挙
げられる。

また、塗布方法としては、通常の手法が用いられ、例え
ばスピンコード法、スプレーコート法、ロールコート法
、ディッピング法等が挙げられるが、なかでも得られる
塗膜の均一性に優れること等からスピンコード法が好適
である。

本発明の光記録媒体は、片面記録媒体２両面記録媒体の
何れであってもよく、また基板上に上記の光記録層の他
、必要に応じて高屈折率層や反射層等を設け、反射型の
光記録媒体としてもよい。

〔作用〕

本発明の光記録媒体の記録材料として用いられるスピロ
ピラン系化合物は、レーザ光の出力に応じて発色状態に
あるものと消色状態にあるものの比率が変わり、したが
って、これを含む光記録層の反射率は上記比率に対応し
て段階的に変化する。

この光記録層の段階的な変化を利用して、一つの記録ビ
ットに３値以上の情報を記録する。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実験例に基づいて説明する。

先ず、ベンゾチオピラン系スピロピランを記録材料とす
る光記録媒体を作製した。この光記録媒体は、第１図に
示すようなもので、ガラス基板（１）。

高屈折率層（２）、光記録層（３）１反射層（４）から
構成される反射型光記録媒体である。

上記高屈折率層（２）は、ＺｎＳ蒸着膜で、膜厚は８５
ｎｍである。

上記反射層（４）　は、Ａｇ蒸着膜で、膜厚は１５０ｎ
ｅである。

上記光記！３Ｎは、ベンゾチオビラン系スピロピラン（
５゛−メトキシ−１１−ｎ−へキシル−３’、３°−ジ
メチル−６−ニトロ−８−メトキシスピロ〔２Ｈ−１−
ベンゾチオピラン−２，２°−インドリン〕）と塩化ビ
ニル−塩化ビニリデン共重合体（電気化学工業社製、商
品名デンカビニル＃１０００Ｗ）とを重量比１：２で混
合したもので、スピンコード法により形成した。膜厚は
７００ｎｍである。

使用したベンゾチオビラン系スピロピランの構造は下記
の一般式（ＩＩ）で示されるものである。

上述の構成の光記録媒体を作製した後、この記録媒体に
ミクロンオーダーに絞った半導体レーザ光を照射して照
射領域の反射率の変化を測定した。

先ず、上記光記録媒体に対して、５００Ｗ高圧水恨燈の
光をフィルタ（東芝社製、ガラスフィルタＵＶ３６０）
を通して得られる紫外光を照射し、全面を発色させた。

なお、紫外光の照射量は、２０ｍＷ／ｃＪの強さで照射
時間約１分とした。

次に、この全面発色した光記録媒体に、波長７８０ｎｍ
の半導体レーザを開口数（Ｎ、Ａ、）　０．４の対物レ
ンズで直径約２μｍに絞り、パルス照射してレーザ記録
を行った。レーザ出力は試料面上で１．５〜１０１まで
変化させた。また、パルス幅は１．８μｓとした。

上記レーザ出力の増加に伴う光記録媒体の反射率の変化
の様子を第２図に示す、この反射率の変化は、上記レー
ザ記録前の光記録媒体の反射率に対して記録後の反射率
がどのくらい変化したかを示すものである。

この第２図に示すように、レーザ出力の増加により光記
録媒体の反射率変化が徐々に高くなり、この例ではレー
ザ出力により反射率変化の値が０〜４５％まで制御でき
ることがわかった。

したがって、上記反射率の変化をそのまま利用して各記
録ビットにアナログ的な情報を記録したり、あるいは例
えば反射率０％、１０％、２０％。

３０％、４０％の状態を利用して５段階（５値）の情報
を１ピントに書き込む等、アナログ記録または多値記録
が可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の光記録媒体
では、記録材料としてスピロピラン系化合物を用い、こ
のスピロピラン系化合物の発色状態を制御することによ
り反射率が多数段階に変化するようにしているので、３
値以上の多値記録。

さらにはアナログ記録が可能となり、記録容量を飛躍的
に増大することが可能である。この場合、上記反射率の
変化はレーザ出力を制御することにより容易にコントロ
ールすることができ、記録再生装置も簡単なもので済み
、使用条件に制約もなまた、上記スピロピラン系化合物
の発色あるいは消色は、可逆的であるので、消去可能な
光記録媒体とすることができ、例えば磁気記録媒体等と
同様に繰り返し使用することが可能となる。

さらに、本発明の光記録媒体は、従来広く用いられてい
る塗布技術により記録層を形成することができるので、
生産性や製造コスト等の点でも実用性が高いと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光記録媒体の構成例を示す要
部拡大断面図である。 第２図は記録材料としてベンゾチオピラン系スピロピラ
ンを用いた光記録媒体の反射率変化のレーザ出力依存性
を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スピロピラン系化合物を記録材料として含み、記録ピッ
   トの反射率がレーザ出力に応じて少なくとも３以上の多
   数段階に変化することを特徴とする光記録媒体。