JPS63112836A - 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】 ■　　発明の背景 技術分野 本発明は、光記録媒体、特にヒートモードの光記録媒体
に関する。

先行技術とその問題点 光記録媒体、特に光記録ディスクは、媒体と書き込みな
いし読み出しヘッドが非接触であるので、記録媒体が摩
耗劣化しないという特徴をもち、このため種々の光記録
ディスクの開発研究が行われている。

このような光記録ディスクのうち、暗室による現像処理
が不要である等の点で、ヒートモード光記録ディスクの
開発が活発になっている。

このヒートモードの光記録ディスクは、記録光を熱とし
て利用する光記録ディスクであり、その−例として、レ
ーザー等の記録光で媒体の一部を融解、除去等して、ピ
ットと称される小穴を形成して書き込みを行い、このピ
ットにより情報を記録し、このピットを読み出し光で検
出して読み出しを行うピット形成タイプのものがある。

このようなピット形成タイプのディスク、特にそのうち
、装置を小型化できる半導体装置ザーを光源とするもの
においては、これまで、Ｔｅを主体とする材料を記録層
とするものが大半をしめている。

また、近年、Ｔｅ系材料が有害であること、そして、よ
り高感度化する必要があること、より製造コストを安価
にする必要があることから、Ｔｅ系にかえ、色素を主と
した有機材料系の記録層を用いる媒体についての提案や
報告が増加している（特願昭５９−０１９７１５号等）
。

このような色素等の記録層を有するビット形成タイプの
光記録媒体では、感度およびＳ／Ｎ比の低下を防止する
ために、いわゆるエアーサンドインチ構造とすることが
好ましい。

さらに、これらの色素を含む記録層を基板上に形成して
、記録・再生を行なう場合、通常、基板の裏面側から書
き込み光および読み出し光を照射して記録・再生を行な
う。

しかし、基板としてポリカーボネート、アクリル樹脂等
の透明樹脂製の基板を用いる場合、記録層の塗布設層の
際の塗布溶媒により樹脂基板表面がおかされ、記録層の
反射率が低下し、読み出しのＳ／Ｎ比が十分高くとれな
いという欠点がある。

また、長期保存に際し、色素その他の添加物が基板樹脂
中へ溶解拡散してしまい、反射率が低下してしまうよう
なおそれがある。

さらには、書き込みにより、基板が熱によってへこんで
しまうなど損傷をうけ、これによってもＳ／Ｎ比が低下
する。また、消去後のノイズが増加する。

これに対し、本発明者らは、下地層として、ケイ素系縮
金物のコロイド粒子分散液の塗膜を用いる旨を提案して
いる（特願昭５９−６０２３３号）。

これによりアクリル樹脂の場合は上記不都合が改善され
るものである。

しかし、基板がポリカーボネート樹脂製の場合には、特
に上記の下地層と基板との接着力が不充分であるという
欠点がある。

■　　発明の目的 本発明の目的は、反射率のバラツキが少なく、エラーレ
ートが少なく、書き込み感度、読み出しＳ／Ｎ比、トラ
ッキング制御が安定かつ良好な光記録媒体を提供するこ
とにある。

■　　発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂基板上にチ
タンキレート化合物の塗膜を有し、この塗膜の上にケイ
素系縮金物のコロイド粒子分散液の塗膜からなる下地層
を有し、この下地層の上に色素または色素組成物からな
る記録層を有することを特徴とする光記録媒体である。

■　　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の光記録ディスク１は、片面記録の場合には、第
１図に示されるように、ディスク状の基板３１上にチタ
ンキレート化合物の塗膜４、下地層５および記録層６を
有する光記録部分２と、保護板３５とを有する。

この場合、用いる基板３１はポリカーボネート樹脂製で
、中央に回転軸が嵌入する孔部を有するディスク状をな
す。

そして、ポリカーボネート樹脂は書き込みおよび読み出
し光に対し、実質的に透明であるので、書き込みおよび
読み出しを基板裏面側から行なうことができ、感度、Ｓ
／Ｎ比等の点で有利であり、また、はこり対策等の実装
上の点でも有利である。

本発明に使用するポリカーボネート樹脂としては、脂肪
族ポリカーボネート、芳香族−脂肪族ポリカーボネート
、芳香族ポリカーボネートのいずれであってもよいが、
特に芳香族ポリカーボネート樹脂であることが好ましい
。　これらのうちでは融点、結晶性、とり扱い等の点で
ビスフェノールからのポリカーボネート樹脂が好ましい
。中でもビスフェノールＡタイプのポリカーボネート樹
脂は最も好ましく用いられる。

また、ポリカーボネート樹脂の数平均分子量は、１０．
０００〜１５，０００程度であることが好ましい。

このような基板の記録層形成面にはトラッキング用の溝
が形成されることが好ましい。

溝の深さは、λ／　８　ｎ程度、特にλ／　７　ｎ〜λ
／　１２　ｎ　（ここに、ｎは基板の屈折率である）と
されている。また、溝の１１は、トラックｌ］程度とさ
れる。

このような基板上への溝形成は樹脂の射出成形法により
行なってよく、また２Ｐ法により行なってもよい。

２Ｐ法の場合、上記の各種樹脂の平坦基板上にフォトポ
リマーを所定厚みに塗布し、これにスタンバ−を押圧し
て紫外線硬化させ溝を形成するものである。

そして、この溝の凹部または凸部に位置する記録層を記
録トラック部として、書き込み光および読み出し光を基
体裏面側から照射することが好ましい。

このように構成することにより、書き込み感度と読み出
しのＳ／Ｎ比が向上し、しかもトラッキングの制御信号
は大きくなる。

また、保護板３５は、基板３１と同材質でよい。　また
、保護板３５は不透明であってもよい。

このような基板、保護板の少なくとも一方の外周部およ
び／または内周部に基板一体化用の複数の突起が設けら
れていてもよい。　また、スペーサーとしての連結部材
により、一体化を行ってもよい。

第１図では、保護板３５の内周部および外周部に複数の
突起７１．７５を設け、この突起を介して一体化してい
る。

このような基板３１上に、チタンキレート化合物の塗膜
４が形成され、この塗膜４の上に下地層５および記録層
６が塗設される。

本発明に用いるチタンキレート化合物は、加水分解を受
は難い化合物であることが好ましい。

また、これらはモノマーであっても、１０量体前後まで
の縮合物であってもよい。

次にチタンキレート化合物の具体例を挙げるが、本発明
においては、これらのみに限定されるものではない。

ジ−ミープロポキシ−ビス（アセチルアセトン）チタネ
ート、ジ−ｎ−ブトキシ−ビス（トリエタノールアミン
）チタネート、ジヒドロキシ−ビス（ラフティクアシド
）チタネート、テトラオクチレングリコールチタネート
、ジ−ミープロポキシ−ビス（アセト酢酸エチル）チタ
ネート、 この他、以下のキレート化物を用いたチタンキレート化
物が使用できる。

β−ジケトン類：２．４−へブタンジオン、アセチルア
セトン ケトエステル：アセト酢酸エステル（メチル、エチル、
プロピル、ブチル） ヒドロキシカルボン酸：乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル
、乳酸アンモニウム塩 ヒドロキシカルボン酸のエステル塩：サリチル酸、サリ
チル酸エステル（メチル、エチル、フェニル）、リンゴ
酸、酒石酸、リン酸エステル、酒石酸エステル（メチル
、エチル）アミノアルコール：モノエタノールアミン、
ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチ
ル−モノエタノールアミン、Ｎ−エチル−モノエタノー
ルアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ、Ｎ
−ジエチルエタノールアミン エノール性活性水素：マロン酸ジエチル、メチロールメ
ラミン、メチロール尿素、メチロールアクリルアミド化
合物 このようなチタンキレート化合物の塗膜を基板上に形成
するには、スピンコード法に従えばよい。

塗布溶媒にはｎ−プロパツール、ｎ−ブタノール等のア
ルコール系、ｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン等の脂肪族炭
化水素系、水−アルコールの混合溶剤系を用い、塗布濃
度は０．２〜２％程度とする。

なお、特開昭５９−１９８５４号には、テトライソプロ
ポキシチタンなどのチタン化合物の加水分解物塗膜が示
されているが、Ｔｉ（ＯＲ）４は加水分解速度が速く、
塗布液の貯蔵、塗布条件の管理が難しく、ＴｉＯ２の粒
子を生じ易く、塗膜の欠陥となり易い。

また、塗膜の乾燥は９０〜１２０℃、１５〜３０分程度
とすればよい。

このようなチタンキレート化合物の塗膜の乾燥時の厚さ
は１０〜１００人程度が好ましい。

塗膜の厚さが１００人をこえると、記録時に加熱酸化を
受け、屈折率の大きなＴｉＯ２となるので、ピット部の
反射が十分に低下しないために、Ｃ／Ｎが取れないこと
となり、また１０λ未満では、本発明の効果が充分発現
されない。

チタンキレート化合物の塗膜の上に塗設する下地層５は
、ケイ素系縮合物のコロイド粒子分散液の塗膜からなる
。

ケイ素系縮合物のコロイド粒子は、ハロゲン化ケイ素、
特に四塩化ケイ素、ないしアルキルケイ酸、特に四低級
アルキル（メチル、エチル）ケイ酸の加水分解締金物が
好適である。

そして、コロイド粒子径は、３０〜１００人、特に５０
〜８０人程度とされる。

また、分散媒としては、アルコール、特に１僅の脂肪族
アルコール、あるいは酢酸アルキル、あるいはこれらと
芳香族炭化水素との混合溶媒等が用いられる。

また、加水分解のためには、必要に応じ塩酸等の鉱酸が
添加される。

そして、必要に応じエチレングリコール等の安定剤や界
面活性剤等が添加される。

このようなコロイド粒子分散液の一例としては、特公昭
３１−６５３３号に記載された四塩化ケイ素（Ｓ　ｉ　
ＣＩｌ、　４）と１価の脂肪族アルコールとを酢酸アル
キルエステル中に溶解させたものがある。　そして、こ
の塗膜からなる表面コート層５が形成された基板の反対
面上に記録層６が塗設される。

また、特公昭３６−４７４０号に記載された四アルキル
ケイ酸と１価の脂肪族アルコール、酢酸アルキルおよび
鉱酸よりなる溶液に、１〜２０ｗｔ％のエチレングリコ
ールを添加したものでもよい。

さらには、特公昭４５−３５４３５号に記載された四低
級アルキルケイ酸のアルコール溶液でもよい。

このような場合、使用する１僅の脂肪族アルコールとし
ては、メチルアルコール、エチルアルコール、変成アル
コール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールあ
るいはそれらの混合物、 酢酸アルキルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
アミル、酢酸ブチルあるいはこれらの混合物を用い、 鉱酸としては塩酸、硫酸等で、普通工業的に用いられて
いるものを用いればよい。

なお、これらの分散液の塗布は、常法に従い、スピンナ
ーコート等の塗布にすればよい。

そして、乾燥は、４０〜８０℃にて、２０分〜２時間程
度行えばよい。

このようにして形成される塗膜は、水酸基を一部有する
ことのある酸化ケイ素酸塗膜である。

下地層５の厚さは、０．００５〜０．２μｍ程度とする
。　特に好ましくは、０．００８〜０．１μｍ程度の厚
さとする。

下地層が０．２μｍをこえると、プリグループが埋没し
てしまいトラッキング信号が得られず、０．００５μｍ
未満では、本発明の効果が充分発現されない。

本発明の記録層６としては、種々のものであってよい。

　ただ、本発明では色素単独からなるか、色素組成物か
らなることが好ましい。

用いる色素としては、書き込み光および読み出し光の波
長に応じ、これを有効に吸収するもののなかから、適宜
決定すればよい。　この場合、これらの光源としては、
装置を小型化できる点で、半導体レーザーを用いること
が好ましいので、色素はシアニン系、フタロシアニン系
、アントラキノン系、アゾ系、トリフェニルメタン系、
ビリリウムないしチアピリリウム塩系等が好ましい。

また、色素組成物を記録層とする場合、ニトロセルロー
ス等の自己酸化性の樹脂や、ポリスチレン、ナイロン等
の熱可塑性樹脂を含有させることができる。　また、色
素の酸化劣化を防止するため、クエンチャ−を含有させ
ることもできる。　さらには、この他の添加剤を含有さ
せてもよい。

このような場合、特に好ましくは、インドレニン系のシ
アニン色素とビスフェニルジチオール系等のクエンチャ
−との混合物が好ましい。

またこれらを色素のカチオンと、クエンチャ−のアニオ
ンとのイオン結合体として用いるのも好ましい。

記録層の設層は、ケトン系、エステル系、エーテル系、
芳香族系、ハロゲン化アルキル系、アルコール系等の溶
媒を用いてスピンナーコート等の塗布を行えばよい。　
本発明では下地層を設けたことにより耐溶剤性が向上し
、最適の溶媒を高範囲の溶媒群から選択して用いること
ができる。

このような記録層６は１．０．０１〜１０μｍの厚さと
すればよい。

なお、記録層の塗布に際し、塗布溶液の粘度は０．５〜
１０ｃｐ、スピンナーの回転数は５００〜１．ＯＯＯｒ
ｐｍ程度とする。

なお、トラッキング制御用の溝を設ける場合、記録層の
厚さは、０．２μｍ以下、より好ましくは０．０５〜０
・１５μｍとすることが好ましい。

このとき、書き込み感度が向上する。　また、記録層中
での多重反射により、反射率がきわめて高くなり、読み
出しのＳ／Ｎ比がきわめて高くなる。　そして、記録ト
ラック部と他の領域との厚さの差にもとづく反射率の違
いが大きくなり、トラッキング制御が容易となる。

このような記録部分には、記録層の上層を設層すること
もできる。

チタンキレート化合物の塗膜４、下地層５および記録層
６を有する基板３１と、保護板３５とを突起７１．７５
を介して一体化するには、通常、超音波融着な用いれば
よい。

超音波融着を施す場合には、例えば棒状の突起７１．７
５が有効に加熱され、融着効率が良好で、作業性が良好
となり、また接着強度も高く、空隙間隔も精度よく制御
することができる。

変形が大きく、突起配設密度が高いときには、気密な外
周壁が全面に形成されることがある。

また、通気口を隔壁間に形成することもできる。

通気口は、突起間間隙に形成される。

また、固着は接着剤を注入することによっても行われる
。

また、基板の周縁部にホットメルト樹脂を接着剤として
塗布し、その後、内基板を組み合わせ超音波融着を施し
た、いわゆる接着と融着との組み合わせを用いて一体化
してもよい。

このような複数の棒状突起を形成するには、原盤または
スタンパ−の加工を行い、基板成型時に一体成形すれば
よい。

以上、棒状突起による一体化について説明してきたが、
この他、公知の種々の一体化構造が可能である。

なお、以上では片面記録の場合について述べてきたが、
本発明では、両方の基板に記録層を設ける両面記録の媒
体としてもよい。　この場合には両方の基板がポリカー
ボネート樹脂製であり、かつ両方の基板にチタンキレー
ト化合物の塗膜および下地層を設けることが必要である
。

■　　発明の具体的作用 本発明の光記録媒体は、通常ディスクとし、回転下、書
き込み光を基板裏面側から照射する。　これにより、好
ましくは溝凹部に位置する記録トラック部にピットがト
ラック状に形成される。

このように形成されたピットは、回転下、基板裏面側か
ら読み出し光を照射して、その反射光を検出することに
よって検知される。

また、トラッキングの制御を行うには、通常、書き込み
および読み出しを行いながら、その反射光を分割して、
２分割した一対のセンサーに導入する。　このとき、ビ
ームスポットが記録トラック部をはずれかけると、溝の
段差で位相差による干渉効果による一次光が一方のセン
サー側に偏るので、両センサーの信号を検出して、トラ
ックエラー信号が検出される。

なお、記録層に一旦形成したピットを、光または熱によ
って消去して、再び書き込みを行うこともできる。

また、書き込みおよび読み出しに用いる光源としては、
各種レーザーを用いることができるが、特に半導体レー
ザーを用いることが好ましい。

■　　発明の具体的効果 本発明の光記録媒体、特に光記録ディスクは、ポリカー
ボネート樹脂基板の記録層設層面側にチタンキレート化
合物の塗膜を介してケイ素系縮合物のコロイド粒子分散
液の塗膜からなる下地層を有する。

このため、ポリカーボネート樹脂基板と下地層との接着
がきわめて強固となり、高温度保存下においてもポリカ
ーボネート樹脂基板と下地層との間に剥離が生ずるとい
った事故を防止することができる。

そして、この下地層の上から記録層を設層するので、記
録層の塗布用溶媒によるポリカーボネート樹脂基板の劣
化がきわめて小さくなるので、記録層の反射率の低下が
少なく、読み出しのＳ／Ｎ比が格段と向上する。

また、保存による反射率の経時劣化もない。

本発明者らは、本発明の効果を確認するために、種々の
実験を行なった。

以下にその１例を示す。

実験例１ インドレニン系シアニン色素（１，３，３゜１’　、３
’　、３’　−ヘキサトリメチルインドトリカルボシア
ニンカチオン）とビスフェニルジチオール系のクエンチ
ャ−（ビス（トリクロロフェニルジチオール）Ｎｉアニ
オン）との色素結合体の２．２％シクロヘキサノン溶液
を用い、直径１２ｃｍのポリカーボネート樹脂基板上に
０．０５μｍの厚さに塗布設層して記録層とし、各種媒
体を得た。

この場合、本発明の媒体では、チタンキレート化合物の
塗膜と下地層を基板と記録層との間に設けた。

チタンキレート化合物の塗膜は、ジ−ｎ−ブチル−ビス
（アセト酢酸エチル）チタネートをｎ−ブタノールの０
．８％溶液として基板上に塗布設層して形成した。　こ
の場合の乾燥条件は１００℃、１５分であった。

チタンキレート化合物の塗膜の厚さは、３０人、２００
人を用い、塗膜なしのものも作製した。

下地層は、酢酸エチルとエチルアルコールを１０：１１
の割合で混合し、攪拌しながら徐々にＳ　ｉ　（ＯＣ２
Ｈ５）４を酢酸エチルに対し２／２５の割合で添加後、
３〜４日間放置した溶液なｎ−プロパツールでさらに１
０倍希釈した後、基板上に塗布設層、６０℃、３０分処
理して形成した。

この場合、酸化ケイ素コロイドの粒径は５０〜８０人で
あった。

下地層の膜厚は、本発明として約０．０８μｍ、０．０
０１μｍを用い、比較のために下地層なしのものも作製
した。

以上の試料を用いて下記の測定を行なった。

（１）基板と下地層との接着強度 各試料を６０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に１０日放置後
、取り出して、１　ｍｍ間隔で縦横各々１１本クロスカ
ットし、セロテープによる剥離テストを行い、基板への
残存率（％）を求めた。

（２）Ｃ／Ｎ比 ディスクを線速１　、３　ｍ／　ｓで回転させ、８３０
ｎｍ半導体レーザな用い、ディスク面上出力４ｍＷ、７
００Ｍ）Ｉｚの信号（ｄｕｔｙ　５０）を基板裏面側か
ら照射して記録し、これを０．３ｍＷ連続光にて再生し
、ヒユーレッドバラカード社製のスペクトラムアナライ
ザーにて、バンド巾３０旧ＩＺでのＣ／Ｎ比を測定した
。

結果を表１に示す。

表　　　　　　　１ １　　　　　　　　３０　　　０．０８　　　　　１０
０　　　　５２２（比較）　　　　　　　　　０．０８
　　　　　　０　　　　５０３　　　　　　　２００　
　　０．０８　　　　　１００　　　　−（測定不能） ４（比較）　　　３０　　　　なし　　　　　１０〇　
　　　−（反射が得ら れない） ５　　　　　　　３０　　　０．００１　　　１００　
　　　−（反射不均一） 表１に示される結果から、本発明の効果があきらかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光記録ディスクの例を示す切断端面
図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリカーボネート樹脂基板上にチタンキレート化合物の
   塗膜を有し、この塗膜の上にケイ素系縮合物のコロイド
   粒子分散液の塗膜からなる下地層を有し、この下地層の
   上に色素または色素組成物からなる記録層を有すること
   を特徴とする光記録媒体。