JPS62231437A - 光記録媒体と光記録方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は消去可能な光記録、特に記録密度の高い光記録
媒体に関するものである。

［従来の技術］ レーサービームを集光レンズにより微小スポットに集光
し、光記録媒体面に照射し、前記媒体上に光学的変化を
生じせしめて情報を記録する光記録方式は高密腿の情報
記録が可能な方式として注目されている。前記光記録に
用いる媒体としては極めて多岐に渡るものが提案検討さ
れている。本発明に関わる消去可能な光記録媒体として
はファラデー効果、カー効果との磁気光学効果を用いる
磁気光学材料、特に希土類のテルビウムを苫む合金を用
いた薄膜を基板上に形成した光記録媒体やカルコゲナル
化合物のごとき材料の結晶−アモル７アス相変化によシ
光反射率変化を生ずる材料を知られている。この他にも
種々の媒体と方式が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点コ 媒体は現在最もＭ力な記録媒体であり、実用化も近いも
のであるが回折限界で記録密度が制限されたシ、媒体に
印加する外部磁場の応答速度が遅く、情報の記録単位ビ
ットごとの部分消去が出来ないため、書き換え時には１
トラック一括消去しなければならず情報の誓撲が機部に
なる欠点を有する。また、相変化媒体として現在検討さ
れている記録媒体は　ｌ１ｌｅ系酸化物もしくは’Ｌ’
ｅ系合金を用いている。この記録媒体は蒸着、スパッタ
等の技術によシ前記の材料を４ｇ化して作るが、材料や
、製造コストが高い欠点を有する。簡便な製法でかつコ
スト的にも安い光記録媒体および光記録方式が強く望ま
れる。以上のような欠点を解決する一媒体として散乱状
態と配向した状態で光反射率の異なる高分子液晶を一対
の電極基板間に封入した光記録媒体が提案さ１れている
（特開昭５９−１０９３０、特開昭５９−３５９８９）
が、かかる光記録媒体においても記録密度が光ビームの
回折限界で制限され、記録容置に限界がある欠点を有す
る。

［問題を解決するだめの手段］ 本発明の光記録媒体は、支持体上に少なくとも断熱１５
．光記録層、光吸収層からなる光記録ユニットを少なく
とも２層以上槓層した光記録媒体であ）、各光記録ユニ
ット層内の光吸収層が特定の偏波方向の直線偏光にのみ
光吸収を示すものであシ、かつ前記各光吸収層の吸収偏
波方向が互いに相違することを特徴とするものである。

本発明の記録方式は支持体上に少なくとも断熱層、光吸
収層、光記録層からなる光記録ユニットを少なくとも２
層以上積層した光記録媒体であシ。

前記光吸収層が特定の偏波方向の直線偏光にのみ光吸収
を示すものであシ、かつ前記光吸収層の吸収偏波方向が
互いに相違する事を特徴とする光記録媒体において前記
各光記録ユニット層の光吸収層にレーザービームの焦点
を一致させるとともに前記直線偏光の偏波方向を回転さ
せ、前記各吸収層の光吸収方向と一致させたことを特徴
とする。

［作用コ 本発明の光記録媒体について第１図を用いて説明する。

尚、第１図に示したものは、記録された情報を消却する
のに電場を印加して行う光記録媒体の例である。支持体
１としてはガラス基板、ポリカーボネイト基板など従来
光デスク用に用いられている基板が使用可能であるＪ前
記支持体上に。

書き込み、読み出し用レーザーの波長を透過させ得るポ
リイミド、８ｉ０などの第１断熱層２．を設ける。この
層は光吸収体からの熱の支持体１．上への拡散を逓減し
、光記録感度の向上させている。

第１電極　１１は第１断熱層２．上にＩＴＯ，ＮＥ８Ａ
等の材料を蒸着することにより形成することが出来る。

第１光記録層３．には、室温においてなんらかの元学的
記録状悪の保持が可能であシ、相転移による少なくとも
二値状態を持つ事が必要である。

前記要件を満す材料としては、グラス転移温度が室温よ
り高いポリマーたとえば重合度が１００程度のポリスチ
レン、ポリエチレン等と液晶との混合物が使用出来る。

混合比は液晶が液晶性を失なわず、等　相転移が５０’
−１５０℃の間にあシ、グラス転移温度が室温よシ高く
なるように選ぶ必要がある。

また前記要件を満たす材料としては、液晶結晶転移温度
が室温よシ高い相転移型液晶を使う事も可能である。

この他ＦｊｉＩ記要件も満たす材料としては、従来知ら
れている液晶を柔軟なアルキレンなどをスペーサとして
アクリレートメタクリレート、ポリシロキサ／に結合す
ることによって得られるいわゆる側鎖型の高分子液晶を
用いる事ができる。

第１光吸収層４．とじては、書き込み、読み出し消去に
用いる直線偏光がある特定の偏波方向を持った時にのみ
光吸収を生ずる材料を選ぶ。前記材料としては、たとえ
ば第３図に示すアントラキノｙ系の二色性色素等の使用
が可能である。なお、耐光性が良く、溶融温度が５００
℃以上ある事が望ましい。

第１光吸収層４．はその材料の吸収方向をそろえる為に
配向処理を必要とする。これには、前記拐料をＩｃＢ等
の結晶性成膜用蒸着〜の他、通常ポリマーに前記材料を
１０％以上混合した後にこれを前記第１光記録層３．上
にディラグコートの後せん断力を印加させる事によシ光
吸収層のいたるところである特定の偏波方向のレーザビ
ームのみを吸収する光吸収層を得る事ができる。

第１対向電極１２．は、前記第１電極１１．同様、ＩＴ
Ｄ、ＮＥＳＡなどの蒸着によシ形成可能である。

第２の光記録ユニット１０．は基本構造として第１の光
記録ユニット９．と同じである。ただし、第２光吸収層
りの光測光吸収方向は、第１光吸収層４．０それと相異
することが必要である。直交しているところの効果は非
常に大きい。

なお、前記光記録ユニットの構成として１対の電極対は
必ずしも必須ではない。上述の構成においては情報の消
去を電場印加によシ行なうものであったが１本発明に電
場印加によらないで消去可能な光記録層を用いる事も可
能である。第２図は光記録層として電場を用いなくても
情報の消去可能な材料を用いた場合であシ、基本的構成
は第１図における各光記録ユニット内から一対の電極対
を除いた以外は同一である。本構成に用いる光記録層と
しては１例えば熱的冷却速度の相違、即ち。

急冷、徐冷によ多情報の書込、消去可能なものであれば
よい。上記材料の例としては、コレステリック性液晶基
をボクシロキサンに付加したコレステリック性高分子液
晶がある。

この他、保護膜８．はＳｉＯ２等の蒸着によシ得られる
。

以上第１図、第２図においては類似の構造を持つ２つの
記録ユニットの積層によシ記録媒体が形成されているが
、各光吸収層の偏波方向を互いに違える事によシ２つ以
上の記録ユニットの積層も可能である。この場合あまシ
多く積層すると、光吸収にクロストークが起きるので積
層数は、限られる。

次に本発明による媒体を用いた光記録の書き込み、読み
出し、消去過程の基本的動作原理を説明する。

第１図を用いて説明する。書き込みには第１光吸収層４
．の吸収波長を持つ高密度エネルギーの直線偏光ビーム
たとえば半導体レーザビームを基板側から前記第１光吸
収層４０表面に集光する。この際、光ビームの偏波方向
は電気光学素子等を用い第１光吸収層４．の光偏波吸収
方向と一致させておく。これにより第２光吸収層２によ
る光吸収がほとんどなく第２の光記録層６．には伺ら変
化を生じさせる事はない。従って、前記第１光吸収層４
．への集光によシ第１記録層３の温度が選択的にあがシ
、等吉相温度以上に加熱し、かつ、書込みスポット周辺
との温度差により急冷し、第１光記録層３、の配向状態
を始めのホメオトロピック状態から散乱配向状態にする
ことによシ行なう。

読み出しは、第１光吸収層４．と同方向の直線偏光を持
ち媒体に影響を与えない程十分低出力の読み出し用ＬＤ
光ビームを用いて該第１光記録層４゜に焦点合せする事
によシ、記録スポットからの反射光を検出し、その強弱
によ多情報を読み出す事ができる。消去は第１光吸収層
４．に書き込みと同様な方法で照射すると同時に電場を
印加する４［よシ行なう。

コレステリック高分子液晶を用いる場合は電場は必ずし
も必要でなく、比較的低いエネルギーの光ビームを比較
的長時間照射する事によシ消去をすることが可能である
。

第２光記録ユニット１０．への書き込みには、第２光吸
収Ｍ７の吸収波長を持つ高密度エネルギーの直線偏光ビ
ームを第２光吸収層７表面に集光することによシ行う。

第２光記録ユニット１０．からの読み出しは第２光吸収
層７．と同方向の直線偏光を持ち、媒体に影響を与えな
い程十分低出力の読み出し用ＬＤ光ビームを用いて該第
２光記録層６゜に焦点合せする事によシ記録スポットか
らの反射光を検出し、その強弱により情報をｐｅｌｔみ
出す事ができる。第２光記録層６．での消去は第２光吸
収層りに消去用の低強度で照射時間の比較的長いパルス
を照射するかこれに合わせて電場を印加する事によシ該
記録層の状態をホメオトロピックな配向状態に戻すこと
によシ行なう事が出きるので部分消去が可能である。

次に各光記録ユニット間のクロストークについて述べる
。蒼き込み時において、本発明による多層化した光記録
媒体における記／＃層の同定は光ヘッドによる従来の自
動焦点機構によシ行なう事ができる。例えば、第１の光
吸収層４．に焦点を合わせる場合、光吸収偏波方向と光
ビームの直線偏波方向を合せておき、他の光吸収層の光
吸収方向を９０・回転させておけば第２光吸収層６．に
よる光ビームの吸収ロスは無い。光記録ユニットが３つ
以上の光記録媒体は第１以外の光吸収層による光吸収ロ
スが発生するがこれが曹き込み読み出し消去に対し無視
しえる範囲で形成できる。

なお、該第１光吸収）＠４による発熱による他の記録層
への影Ｖ蚕無くす為に各記録ユニットに断熱層が含まれ
ている。

読み出し時における多層方向の他の記録スポットからの
クロストークは、記録１〜間を１００μｍ以上離してお
けは他の層はデフォーカスになるので無視し得る。また
読み出し光の直線偏光方向は他の記録ユニットの光吸収
層の二色性色素の吸収遷移モーメントと直交するために
読み出し光レベルの低下が無視できる。

本発明に用いた材料は価格の安い液晶を価格の安いポリ
シラン付加重合させたものでこの製造も安くできる。ま
た光記録媒体の製造も簡易なスピンコード法を採用でき
るので安くできる。光ビームによる回折限界による記録
密度の限界は本発明にも適用されるが、記録層を重ねる
事によ！ｌ１％重ねた板数倍に記録密度を増す事が可能
である。

［実施例１コ 支持板としてポリカーボネート樹脂（ｐｃ）を用い、２
つの光記録ユニットを用いた。前記光記録ユニット双方
に対して、断熱層としてポリイミドをスピンコード法で
コートし焼成して形成し、透明電極としてＩＴＯを蒸着
し、光記録層としてネマチック系のシアノビフェールポ
リシロキサン（第４図参照）を用い、２色性色素として
は、アントラキノン系の色素（第３図参照）をポリマー
とブレンドし、せん断処理により互いに直交するように
配向させた。なお、ポリマーとしてガラス転移温度が５
０℃以上のものを使った。

各光記録ユニットは第１図の様に設けて光記録媒体を形
成する。記録動作は次のようにして行った。光学系は、
７３３ｍｍの発振波長を持つＬＤを用い、偏光方向回転
させる電気光学素子付きのＤＲＡＷタイプ光学系を用い
た第１光記録層への書き込みにはＬＬ）光の直線偏光方
向を第１光吸収層の吸収偏波方向に合わせｔ１５ｍｗで
印加時間１００ｎｓ照射したところ、第１光記録層には
光散乱核が形成された。この時、第２光記録層には変化
がなかった。光散乱核の直径は１．５μｍであった。第
１光記録層からの読み出しは前記ＬＤを用い、光強度を
０．２１ＴＩＷの連続光を用い、散乱核からの反射光を
検出することにより行った。Ｓハは６０ｄＢと高かった
。

消去は前記ＬＤを用い、光強度１５ｍｗで印加時間１０
０ｆｌｌｌとし電場１０Ｖ／１０μｍを印加した所光散
乱核が消去出来た。

第２光記録層への書き込みはＬＤ光の直線偏光方向を光
学素子によυ９０・回転し、焦点を第２光吸収層に合わ
せ＊　　１５ｍｗで印加時間１００ｎＳ照射した所光散
乱核が形成された。第１光記録層には変化がなかった。

読み出しには、第１光記録層からの読み出しと同様に光
強度Ｑ、２ｍｗの連続光を用い、散乱核からの反射を検
出することにより行ない、Ｓハ５ＱｄＢを得た、 次に第１光記録層に光散乱核を形成した後に、第２光記
録層上で第１光記録層の光散乱核の真上に当る場所に曹
き込みを前記書き込み方法と同様な方法で行った所、第
１光記録層には影響を与えず光散乱核が形成された。こ
のように各光記録層に書き込みした状態からの読み出し
は独立して行う事が出来、Ｓハ５ＱｄＢであった。

記録密度は画記録ユニットの記録密度の和で定義すれば
、８Ｘ１０８ｂｉｔｓ／ｉｎ２で従来の光記録媒体の倍
である。

［実り例２コ 光記録層の側斜としてコレステリックポリシロキサン（
第５図参照）を用い、光記録媒体の構成としては第２図
の様に形成したものを用いた。各断熱層１元吸収層保護
膜等は［実施例１］と全く同じ方法で形成した。

コレステリックポリシロキサンにおける光散乱核は加熱
徐冷のみにより消去可能であり、記録状態の消去に電極
対が不用である。

光学系は［実施例１］と同じ光学系を用いている。書き
込み、読み出しは［実施例１］の場合と同様に行う事が
出来Ｓハロ０ｄＢを得た。消去には１ｍｗのＬＤ光をｌ
μｓ照射する事により行う事が出来た。記録密度は画記
録ユニットの記録密度の和で定義すれば、　　８ＸＩＱ
８ｂｉｔｓ／ｉｎ２で従来の光記録も媒体の倍である。

［発明の効果コ 本発明によれは、多層膜の各層に独立に記録点を作る事
から記録密度の向上した書き込み消去可能な光記録媒体
が得られる。

３、第１光記録層、４．第１光吸収層、６．第２光記録
層、７第２光吸収層、？保護膜、゛デ、第１光記録ユニ
ットｈｌＯ，第２光記録ユニツト。

第３図は実施例に用いた光吸収層に用いた二色性色素を
示す図である。

第４図は光記録層に用いたシアノビフェニール系ポリシ
ロキサンを示す図でるる。

第５図は光記録層に用いたコレステリックポリシロキサ
ンの図である。

代理人ブＦ理ｌ−Ｆ勺　Ｌ貝　　　晋 へ― 呼　　　　　沫 ロ　　　　　　ロ Ｃ’４ｖ− 脈　脈 ロ　　■ 第３図 ０ＮＨ２０ 第４図 第と

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも断熱層、光記録層、光吸収層を備えて
   いる多層構造の光記録ユニットを支持体上に複数積層し
   た構造を備え、かつ、前記光記録層は液晶性化合物を有
   し、前記光吸収層は特定の偏波方向の直線偏光のみを吸
   収する特性を備え、各光記録ユニットの光吸収層はその
   吸収偏波方向が互いに相異していることを特徴とする光
   記録媒体。
2. （２）少なくとも断熱層、光記録層、光吸収層を順次積
   層した構造の光記録ユニットを支持体上に複数積層した
   構造を備え、かつ、前記光吸収層は特定の偏波方向の直
   線偏向成分のみ吸収する特性を備え、各光記録ユニット
   の各光吸収層の吸収偏波方向が互いに相異なっている光
   記録媒体の光吸収層に直線偏光の光ビームの焦点を一致
   させるとともに、前記光吸収層の吸収偏波方向に光ビー
   ムの偏光方向を一致させて情報の書き込みを行うことを
   特徴とする光記録方法。