JPS63111093A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、レーザービーム等の照射により光記録材料に
ピットを形成して光学的情報を記録し、また光学的な情
報再生が可能な光記録媒体に関する。

〔発明の背景〕

従来、高密度光学記録方法としては、レーザ光などの高
度に収束された記録光により、金属、半金属または、有
機化合物を融解または蒸発させて凹部あるいは孔部を形
成する方法と、結晶と非結晶などの二つの熱力学的準安
定状態間での転移により識別ビットを形成する方法との
二方法が知られている。

これらの光学的記録方法は、一般に剛体状のガラス円板
、または、プラスチック円板上に光学記録材料と光ビー
ム追従用のトラッキングパターンを設けるものであり、
この方法によって記録された媒体は、光記録ディスク状
媒体として一般に知られている。この様な光記録ディス
ク状媒体は、寸法精度が高く、機械的強度が高いなどの
利点を有する反面、重量および厚みが大きくなるなどの
理由から、駆動装置が大型化し、また、媒体も装置も高
価であるという問題点を有している。このため、いまだ
、広く一般に普及するに至っていない。高密度記録可能
な光学的記録媒体が広く一般に普及するためには、従来
の光学記録ディスク状媒体に加えて光学記録フレキシブ
ルディスク状媒体、光学記録カード状媒体、光学記録テ
ープ状媒体、光学記録シート状媒体など、軽量、コンパ
クト、安価な光学記録媒体の出現が待たれている。

上述の２つの高密度光学記録方法のうち、第１の方法は
記録時に凹部あるいは孔部を形成しなくてはならない。

このためには物質を融解または蒸発によって取去らねば
ならず、記録時の物質移動が大きくなる。従って、記録
感度を充分大きくする為には、光学記録材料を空気に露
出させることにより物質移動を起こり易くすることがよ
く行なわれている。しかしこの場合は、光学記録材料が
空気中の水分などの影響で強化したりして劣化を生じた
り、光学記録材料に異物などがぶつかり、光学記録材料
が機械的に破壊されたりする事故が起こる危険性がある
。そのため、光記録材料を空隙をはさんで密閉する構造
をとっている。しかしながら、このような媒体構造では
、重量および厚みも増し、フレキシブルディスク、カー
ド、テープ、シートなどの多様な形状を持たせることが
困難である。

一方、第２の方法、即ち熱力学的準安定状態間での転移
を利用する方法の場合、記録時の物質移動が小さいため
光記録材料を空気に露出させる必要はなく空隙を設けず
に密閉することが可能である。従ってこの様な転移によ
る記録方法によれば、多様な媒体形状に対応可能である
。従来、このような転移に用いる材料としては、ＴｅＯ
ｓＧｅＳｅなどの結晶−非結晶相転移材料が知られてい
る。しかしながら、これら従来の相転移材料は、経時的
に不安定化する傾向があり、また結晶−非結晶間での光
学特性変化量が前記孔部形成に比べて小さいため記録再
生精度の点で必ずしも満足のいくものではない。

ところで、従来の光記録媒体に用いられる材料は、孔部
形成方式においても結晶−非結晶間の相転移方式におい
ても金属系材料が多く用いられている。これら金属材料
は通常２成分以上の合金であるため、合金組成を均一に
保持しながら薄膜を形成することが必要となる。ところ
が、スパッタ法、蒸着法で均一な組成の合金薄膜を形成
するのは困難であり、合金組成が不均一になりやすい。

そのため、従来の合金系記録材料においては、感度なら
びにビット形状が不安定になりやすいという問題点があ
る。

〔発明の概要〕

本発明は上述した従来技術に伴う問題点に鑑みてなされ
たものであり、以下の点を目的とするものである。

（イ）　経時的に安定な記録特性を有する光記録媒体を
提供すること。

（ロ）　作製が比較的容易であり、歩留りの向上が図ら
れた光記録媒体を提供すること。

（ハ）　高感度の記録再生が可能であり、光記録材料層
を外気に露出させたりあるいは、材料層中に空隙を設け
る必要がない（密閉型）光記録媒体を提供すること。

（ニ）　フレキシブルディスク、カード、テープ、シー
ト等様々な形態の媒体に適用することができる光記録媒
体を提供すること。

上記のような目的を達成するため、本発明に係る光記録
媒体は、支持体上に、接着剤層を介して、光反射層と増
感層からなる光記録材料ならびに透明シートがこの順序
で積層されてなる光記録媒体であって、前記光反射層が
テルルからなり、前記光記録材料は実質的に空隙ををさ
ず、かつ、前記光反射層は外気から遮断されるように形
成されていることを特徴としている。

〔発明の詳細な説明〕

以下、本発明の光記録媒体を、図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の光記録媒体の好ましい一態様を示すも
のであり、下方から上方に向かって、順に、支持体１、
接着剤層２、増感層３、光反射層４、トラッキング用案
内溝形成層５、ブライマー層６、透明シート７、および
表面保護層８が積層された構造となっている。

支持体１は、光記録媒体を支えるものであり、必要に応
じて他の記録手段が施されていることもある。支持体１
は、用途に合わせて、強度、可撓性の程度を決めて材料
を選択することかで゛きるが、プラスチックとしては、
アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、もしくはポリスチ
レン樹脂等が使用され得るが、この他にガラスも使用で
きる。またこれらの材料は、用途に応じて適当な添加剤
を予め感加したものであってもよい。

また、折り曲げに対する抵抗性が要求されれば、金属板
や金属網、織布や不織布を用いて補強するようなことを
行なってもよい。

更に、支持体１には光記録層以外の記録手段を設けてお
いてもよい。例えば、磁気ストライブ、ホログラム、イ
ンプリント（エンボスのこと）、顔写真、彫刻、サイン
、ＩＣチップ、バーコード、一般の印刷がある。

接着剤層２は、支持体１と上層の増感層３とを接着する
ものであって、接着剤は接着面の上下の材質を考慮して
選択される。具体的には、ポリウレタン、ポリエステル
、エポキシ、ポリアクリル酸エステル等が好ましく用い
られ、接着剤層の厚みは１０〜１００μｍ程度である。

接着剤としては、硬化の際の熱で支持体１が変形しない
ようなものを選ぶのがよく、この意味では、穏和な条件
で硬化可能なポリウレタンやエポキシが優れている。接
着剤層２の材質は、また、光反射層に光情報を記録する
際の感度に影響を与える。

増感層３は、光反射層４に密接して設けられ、光反射層
４の記録時の感度を向上させるものである。

増感層３の特性としては、光反射層４を部分的に融解、
蒸発させるために、吸収光による発生熱量の拡散の防止
効果、蒸発した蒸気を吸収、拡散させる効果を有するも
のが選ばれる。

このような特性を満足する増感層としては、具体的には
、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ジルコニウム、
ホウ素、タンタルもしくはテルル等の金属もしくは半金
属の酸化物、窒化物、硫化物、ケイ素等の半導体の酸化
物、窒化物、硫化物などの金属化合物もしくは半導体化
合物が用いられ得る。

更に、増感層に用いる材料としては、各種の熱可塑性樹
脂が使用可能であり、具体的には、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、塩化ビニリデンの単独、もしくは共重合体のビニ
ル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンな
どの石油系樹脂、ホルマール、ブチラールなどのアセタ
ール樹脂、アクリル、メタクリル、ポリアクリロニトリ
ルなどのアクリル樹脂、ポリスチロール、ＡＢＳＳＡＳ
。

などのスチロール樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられ
る。熱可塑性樹脂に添加する光吸収剤としては、一般的
に用いられる染料、顔料、及び金属粉末が使用できる。

更にまた、増感層としては、気相成長法（プラズマ重合
法）によって作製される薄膜も用いられ得る。具体的に
は、テトラメチルシラン、モノエチルシラン、ジメチル
シラン、ヘキサメチルジシラン等のシラン系化合物、ヘ
キサン、ベンゼン、メタン、エタン等の炭化水素系化合
物を原料として作製される薄膜が挙げられる。

光反射層４としては、単体金属としてのテルルが用いら
れる。テルルは熱伝導率が小さく、適度の光吸収性を有
している。テルルは、結晶質であっても非晶質のもので
あってもよい。光反射層が非晶質のテルルで形成される
場合は、記録の際に結晶化することが好ましい。

光反射層４の厚さは、通常５０〜２０００人であり、好
ましくは、２００〜８００人である。

トラッキング層５は、光反射層４を保護するためには耐
湿性、耐候性を有するものが好ましく、感度を向上させ
る上では断熱性を有する材料が好ましい。さらに、トラ
ッキング用の案内溝を形成する上では、必要な賦型性を
有していることが好ましい。これらの点を満足するもの
としては、硬化型樹脂、特に硬化時の熱の影響を回避し
得るものとして、電離放射線硬化型樹脂が望ましい。

具体的には、下記のような分子中にエチレン性飽和結合
を有するプレポリマーもしくはオリゴマー、およびモノ
マーに必要により公知の増感剤を添加して塗工し、紫外
線、電子線、もしくはγ線などの電離放射線を照射する
ことにより硬化させて保護、増感層を兼ねたトラッキン
グ層とすることができる。

■）　分子中にエチレン性不飽和結合を冑するプレポリ
マーもしくはオリゴマー、およびモノマーとして、ポリ
エステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アク
リレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテ
ル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレ
ート、メラミン（メタ）アクリレート、 ２）分子中にエチレン性不飽和結合を有するモノマーと
して、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸
エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリ
ル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、
（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル
酸エトキシメチル、（メタ）アクリル酸メトキシブチル
、（メタ）アクリル酸ブトキシエチル、（メタ）アクリ
ル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸フェニル、などの（
メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリル酸アミ
ドなどの不飽和カルボン酸アミド１、　（メタ）アクリ
ル酸２−（（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、（メタ
）アクリル酸２−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）メチル、
（メタ）アクリル酸２−（Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ）プ
ロピルなどの不飽和カルボン酸の置換アミノアルコール
エステル類、この他、エチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート
、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレートなど。

このような保護、増感層を兼ねたトラッキング層に用い
得る増感剤としては公知のものが使用でき、具体的には
、ベンゾフェノン系、ベンゾインエーテル系のものが挙
げられる。

トラッキング層５の厚みは３〜２０μｍでありより好ま
しくは５〜７μｍである。

ブライマーＷＩ６は光記録材料、直接的にはトラッキン
グ層５と上層の透明シート７との接着強度を向上させる
意味で設けられるが、増感層５と上層の透明シート７と
の接着強度が十分得られる場合にはなくてもよい。ブラ
イマー層６を構成する材料としては、塩化ビニル、もし
くは酢酸ビニル樹脂の重合体またはこれらの共重合体を
挙げることができる。

透明シート７は光記録材料を保護し、後で述べるように
、光記録材料を製造する際の基材としての役目を果たす
ものである。透明シート７側からは、レーザ光を照射し
て光情報を記録もしくは再生するので、レーザ光、特に
、小型で出力の高い半導体レーザのレーザ光の波長に対
し、十分な透過性を有しているものが、透明シート７と
して適している。具体的には、アクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、もしくは、ポリエチレンテレフタレート
樹脂などの透明樹脂のフィルム、もしくは、ガラスであ
り、厚みとしては１００μｍ〜１ｍ１１である。

表面保護層８は透明シート７の上層に設けられ、透明シ
ート７よりも硬度が高く、また、透明シート７よりも光
の屈折率が低いものであることが望ましく、このように
選択することにより、記録・再生の際のレーザ光の反射
を防止する作用により記録Φ再生の際の感度を高めるこ
とができる。

表面保護層８の材質としては、表面硬化方法として知ら
れている方法で使用される物質が用いられ、例えば、シ
リコーン系、アクリル系、メラミン系、ポリウレタン系
、エポキシ系などの樹脂が硬化した硬化樹脂、５ｉＯ７
などの金属酸化物が具体的に挙げられる。

第２図に示す例は、本発明の他の好ましい実施態様であ
り、この場合は、支持体１上に、接着剤層２、増感層３
、光反射層４、透明シート層７および表面保護層８がこ
の順序で積層されたものである。

この例においては、透明シートを形成する際に、トラッ
キング用案内溝９を一体化して成型することができ、よ
り単純化さた媒体構成が得られる。

また、この場合、透明シートの製法としては、アクリル
、ポリカーボネートなどの樹脂を用いた射出成型、プレ
ス成型法を採用することができる。

上述したように本発明においては、基本的に、（イ）光
反射層をテルル単体で形成し、（ロ）増感層を設け、し
かも（ハ）層構成を密閉、密着型にしているので、経時
的な安定性の向上と感度の向上の双方において有利であ
る。たとえば、単体金属としてのテルルは、酸化されや
すく耐湿性に劣り、また融点が比較的高いため書込み感
度が低く光記録媒体用反射層として用いることは好まし
くないと一般に信じられていた。しかし一方、本発明者
らは、テルルを反射層にする場合の製膜のしやすさ、な
らびにテルル単体が有するすぐれた特性に着目しこれを
積極的に活用しつつ上述したテルルの欠点を補完するこ
とによって、全体として満足し得るすぐれた光記録媒体
を得ることができたものである。

次に、本発明の密接着型光記録媒体の製造方法について
説明する。

まず、透明シート７を準備し、透明シートの一方の片面
に硬化性樹脂の塗工液を公知の方法により塗布して乾燥
および硬化させるか、金属酸化物をスパッタ方法により
薄膜として形成するか、プラズマ重合方法により、表面
保護層３を形成する。

次に、表面保護層８が形成された透明シート７の表面保
護層８のない方の面に、ブライマーの材料の塗工液を塗
布し、乾燥させてブライマー層６を形成する。前に説明
したようにブライマー層６は省略可能である。

透明シート７の表面保護層８と反対側の面のブライマー
層６の上に、または、透明シート７の表面上に、硬化型
樹脂の塗工液を塗布し、硬化させて、トラッキング形成
層５を形成する。

トラッキング形成層５を形成する際には、トラ　。

ッキング用案内溝９を形成することもでき、硬化型樹脂
の塗工液を塗布した後に、トラッキング用案内溝９の所
定の形状を賦型するための母型を塗工面に密着させ、そ
の状態で塗工液中の樹脂を硬化させればよい。

トラッキング形成層５の上に、真空蒸着やスパッタなど
の薄膜形成法により金属または合金の薄膜を形成して光
反射層４とする。金属、合金以外の場合には、適当な薄
膜形成法や塗布方法により光反射層４を形成する。

光反射層４の表面に形成する増感層は、金属酸化物、窒
化物、硫化物の場合は真空蒸着法、スパッタ法により形
成することができ、熱可塑性樹脂の場合は、スピンコー
ド法、グラビアコート法により形成することができ、更
に、ケイ素化合物薄膜、炭化水素化合物薄膜の場合は、
プラズマ重合法によって作成することができる。

透明シート７には、その両面に、上記のようにして各層
を形成するが、いずれの面の加工を先にしても各層の相
互の関係が代わらない限り差支えない。

透明シート７に対する加工とは別に、支持体１を準備し
ておく。支持体１には前に述べたように補強を施したり
、光記録層以外の記録手段を形成しておく。

加工済みの透明シート７と、支持体１とは、支持体１の
上の表面と透明シート７の下面の増感層３の表面のいず
れか一方または両方に接着剤を塗布し、必要に応じてオ
ーブンタイムを取った後に、両者を合わせ、プレス方法
か、あるいは、熱板を用いた熱プレス方法により加圧し
て密接着させることにより、光記録媒体が得られる。

本発明の光記録媒体は、フレキシブルディスク、カード
、テープ、シート等、様々な形態、形状の物品に適用す
ることができる。

第３図は、光カードとして本発明の光記録媒体を用いた
場合の平面図である。すなわち、カード基材３０中に光
記録媒体３１を形成することにより光カードを得ること
ができる。さらに、後述する実施例３のような方法によ
っても光カードを作成することができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、こ
れら実施例に限定されるものではない。

実施例１ 透明シートとして、ポリカーボネートフィルム（金入（
株）製、商品名パンライト、厚さ４００μ）を準備し、
片面に下記の組成の表面保護層形成用組成物をらせん状
グラビアリバースコート法により、塗布して、厚み２μ
ｍの表面保護層を形成した。

表面保護層形成用組成物： シリコン系ＵＶ硬化型表面硬化材（東し製）透明シート
の他の面には、次のようにして、トラッキング用案内溝
付きの保護、増感層、光反射層、増感層を順に形成した
。

まず、オリゴエステルアクリレート（東亜合成（株）製
、商品名Ｍ−５７００）１００重量部に光増感剤として
５重量部を添加し、ロールコート法により５ｇ／ｄの割
合で塗布し、塗布面にトラッキング用案内溝の逆形状の
母型を当ててロールを用いてラミネートし、紫外線を照
射して硬化させた後、母型を剥がしてトラッキング用案
内溝付きの層を形成した。なお、母型としては、金型よ
り紫外線硬化型樹脂によりトラッキング案内溝を転写し
たシートを使用した。

次いで、このトラッキング層の上に、テルル単体をスパ
ッタターゲットとして用いてスパッタ法により厚み３０
０Ａの光反射層を形成した。スパッタは１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電源を用いて行ない、出力１００Ｗ、アルゴ
ンガス圧力ｌＸ１Ｏ−３Ｔｏｒｒの条件で行なった。

次に、光反射層の上に、スパッタターゲットとしてＳ　
ｉＯ２を使用し、その他は保護、増感層を形成したとき
と同じ条件のスパッタ法により厚み１０００Ａの増感層
を形成した。

別に、ポリ塩化ビニル樹脂フィルム（三菱樹脂（株）製
、厚み３５０μｍ）を準備し、所定の事項の印刷を施し
た後、このフィルムの接着予定面にポリウレタン系の２
成分型接着剤（アルプス化学（株）製、商品名アルポン
）を塗布し、上記の各層を形成した透明シートとの増感
層側に、ロールを用いてラミネートして、光記録媒体を
得た。

比較例１ 比較のため、増感層を除いた以外は実施例１と同様にし
て、光記録媒体を得た。

実施例２ 透明シートとして射出成型法により形成したポリカーボ
ネート基板（厚さ６００μｍ）を用いた以外は、実施例
１と同様の方法で光記録媒体を作製した。

試験例 実施例１、比較例１で得られた光記録媒体に波長８３０
ｍｍ、出カフｍＷの半導体レーザを用い、パルス幅を変
化させて書き込み評価を行なった。

その結果、実施例１の光記録媒体においては、第４図に
示すように、パルス幅２μｓｅｃ近傍から書き込みが可
能となる。しかしながら、比較例１の光記録媒体におい
ては、データの書き込みができなかった。

一方、実施例２の光記録媒体についても上記方法と同様
にして、ＮＡＯ，３のレンズを用いて波長８３０　＋ｕ
の半導体レーザーにより透明シート側から書込みを行な
ったところ、実施例１とほぼ同様の結果が得られた。

実施例３（光カードの作成例） 透明シートとして、ポリカーボネートフィルム（金入（
株）製、商品名パンライト、厚さ４００μ）を準備し、
片面に下記の組成の表面保護層形成用組成物をらせん状
グラビアリバースコート法により、塗布して、厚み２μ
ｍの表面保護層を形成した。

表面保護層形成用組成物： シリコン系ＵＶ硬化型表面硬化材（東し製）透明シート
の他の面には、次のようにして、トラッキング用案内溝
付きの保護、増感層、光反射層、増感層を順に形成した
。

まず、オリゴエステルアクリレート（東亜合成（株）製
、商品名Ｍ−５７００）１００重量部に光増感剤として
５重量部を添加し、ロールコート法により５　ｇ／ｒｒ
？の割合で８０ｍ＋ｅＸ２０ｍｍの寸法に塗布し、塗布
面にトラッキング用案内溝の逆形状の母型を当ててロー
ルを用いてラミネートし、紫外線を照射して硬化させた
後、母型を剥がしてトラッキング用案内溝付きの層を形
成した。なお、母型としては、金型より紫外線硬化型樹
脂により　。

トラッキング案内溝を転写したシートを使用した。

次いで、このトラッキング層の上に、テルル単体をスパ
ッタターゲットとして用いてスパッタ法により厚み３０
０人の光反射層を形成した。スパッタは１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電源を用いて行ない、出力１００Ｗ、アルゴ
ンガス圧力１×１０″″３Ｔｏｒｒの条件で行なった。

次に、光反射層の上に、スパッタターゲットとしてＳ　
ｉＯ２を使用し、その他は保護、増感層を形成したとき
と同じ条件のスパッタ法により厚み１０００Ａの増感層
を形成した。

別に、ポリ塩化ビニル樹脂フィルム（三菱樹脂（株）製
、厚み３５０μｍ）を準備し、所定の事項の印刷を施し
た後、このフィルムの接着予定面にポリウレタン系の２
成分型接着剤（アルプス化学（株）製、商品名アルポン
）を厚み１０μで塗布し、上記の各層を形成した透明シ
ートとの増感層側に、ロールを用いてラミネートして、
光記録媒体を得た。得られた光記録媒体をカード寸法に
打抜き、厚さ０．７５ｍｍで、光記録部（８０ｍ＋５Ｘ
２０龍）を存する光カードを得た。

【発明の効果〕

本発明の光記録媒体は以下の様な効果を仔している。

（イ）　耐湿性、保存性が向上し、経時的な特性の安定
性においてすぐれている。

（ロ）　製造工程ならびにその制御を簡素化することが
でき（特に反射膜作製の容易化）、均質な特性を有する
光記録媒体の製造が可能となり、歩留りの向上を図るこ
とができる。

（ハ）　感度が向上する。

（ニ）　光記録媒体を適用する物品の形態に制限される
ことなく、様々な物品への適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の光記録媒体の断面図、第
３図は光カードの平面図、第４図は光記録媒体への記録
感度を表わすグラフ。 １・・・支持体、２・・・接着剤層、３・・・増感層、
４・・・光反射層、５・・・トラッキング層、６・・・
ブライマー層、７・・・透明シート、８・・・表面保護
層。 出願人代理人　　佐　　藤　　−離 島　１　口 札２　口 名　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に、接着剤層を介して、光反射層と増感層
   からなる光記録材料ならびに透明シートがこの順序で積
   層されてなる光記録媒体であって、前記光反射層がテル
   ルからなり、前記光記録材料は実質的に空隙を有さず、
   かつ、前記光反射層は外気から遮断されるように形成さ
   れていることを特徴とする、光記録媒体。 ２、透明シートに、トラッキング用案内溝が形成されて
   いる、特許請求の範囲第１項の光記録媒体。