JPS63240532A - 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〕 本発明は高分子液晶からなる記録層を用いる記録媒体で
あって、特にディスク状基板を有する記録媒体であって
該高分子液晶が溝方向、つまり円周方向に一軸配向して
いる記録媒体に関する。

〔従来技術〕

近年、書き換え可能な高密度の記録媒体の開発が活発に
行われている。その１つに液晶の相転位を利用したもの
が知られている。

例えば１対の透明電極あるいは適当な基板によってサン
ドイッチされた配向状態を保っている液晶層は光学的に
透明である。そこでこの液晶層の温度を上げ、相転移温
度（ネマティック相→液相、またはスメクテイツク相→
ネマティック相）以上にし、急冷すると液晶層はもとの
透明状態に戻らず、光散乱状態を示す。つまり、このコ
ントラスト差により、記録読み出しを行うものである。

こうした記録に用いる液晶には、ネマティック液晶、ネ
マティック・コレステリック混合液晶、スメクテイツク
液晶等が利用されている。

記録を行うには、まず液晶層の前処理として、均一な配
向制御を行う必要がある。例えば、その配向方法として
ラビング法や斜方蒸着法や２枚の基板にはさんでずり応
力をかける方法や磁界を印加しながらゆっくり相転移さ
せる方法、スペーサーエッヂで配向させる方法などがあ
る。

しかし、この上うな配向制御法は大面積の記録素子で再
現性と信頼性の高い均一な配向を得るのに適していない
という欠点があった。一方、記録媒体への利用という観
点から、媒体の形状として、ディスク状であることが好
ましい。

すなわち、中心を軸として高速回転させながら、書き込
み、読み出し、消去を行えば、情報の転送速度、アクセ
スタイムの短縮に関して有利である。

しかしこのようなディスク状の液晶記録媒体を得るため
には円周方向に液晶層を一軸配向制御つまり均一な方向
に配向させる必要があるが、従来の配向制御法では、こ
のような配向を行うことは難しかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みてなされたものであり、その目
的としてディスク基板上に液晶層が円周方向に一軸配向
した製造的にも極めて簡単である液晶記録媒体を提供す
ることにある。

すなわち、ディスク状基板上に高分子液晶層が形成され
、液晶層に面する側の基板が、スパイラル状又はコンセ
ントリック状の溝を有し、かつ、その溝方向に液晶が容
易に欠陥なく一軸配向していることを特徴とする記録媒
体を提供することを目的とする。

〔目的を達するための手段及び作用〕

本発明はディスク基板と高分子液晶からなる記録層とを
有する記録媒体であって、記録層に面する側の基板がス
パイラル状又はコンセントリック状の溝を有し、かつ該
溝方向に記録層が一軸配向つまり均一な方向に配向して
いることを特徴とする記録媒体を提供する。

本発明に用いる高分子液晶はサーモトロピック液晶であ
り、中間相としてネマティック、スメクテイツク、コレ
ステリックのタイプが使用できる。

例えば、本発明において利用できる高分子サーモトロピ
ック液晶の一次的基本構造としては、次の２つに分類さ
れる。

■　メソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子団が
屈曲性鎖で結ばれたもの。

■　側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原
子団を有するもの。

これら高分子サーモトロピック液晶の具体例を表１に示
す。

表　　１ Ｈ３ 高分子液晶は異なる数種の高分子液晶と混合して用いる
ことが可能である。また高分子液晶と低分子液晶との混
合物として用いることも可能で、その場合の重量比は高
分子液晶１に対して好ましくは５以下である。

高分子液晶中には必要により通常のポリマー（例えばオ
レフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂
、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカー
ボネート樹脂等）や、オリゴマー、各種可塑剤、各種安
定剤、クエンチャ−等が含有されていてもよい。中でも
本発明のようなディスク基板上にできるだけ均一に配向
した記録層を得るには前述表１の（１０）式で示される
強誘電性液晶高分子が記録層として含有していることが
好ましい。

液晶性高分子の薄膜化については、例えばガラスもしく
はプラスチックからなる一対のディスク基板間に液晶材
料に挟み加熱加圧成形をする方法や液晶材料を加熱など
して適当な粘度にしておき、ディスク基板上にスピンコ
ード又はディッピング塗布等の方法が用いられる。また
液晶材料を溶解しうる溶媒に溶かし、基板上に塗布後乾
燥させ薄膜化させると均一厚みの膜が得られる。

又、表１に示されている高分子液晶に二色性色素や赤外
吸収色素など特定の波長域の光を吸収する色素等を添加
してもよい。

前記液晶薄膜を基盤の円周方向に均一に配向させるには
、液晶をはさむ一対の基板の少なくとも一方の基板にス
パイラル状又はコンセントリック状に溝が設けられてい
ることが有効である。　。

基板上に設けた溝形状の一例を第２図に示す。又、実験
の結果溝の大きさ、すなわち溝の深さくａ）溝の幅（ｂ
）溝のランド部幅（Ｃ）は溝の深さ０．０５μｍ〜０．
２　μｍ、溝の幅０．５　μｍへ２．０　μｍ、溝のラ
ンド部の幅０．５μｍ〜２．０μｍ１特に溝の深さ０．
１　μｍへ０．２　μｍ、溝の幅０．５μｍ〜１．０μ
ｍ、溝のランド部幅１．０μｍ〜２．０μｍが好ましい
ことが確認できた。（第３図参照）ただし、上記条件の
３つと全て満たさずとも上記条件の中で溝の深さを少な
（とも上記範囲内に設定しておけばそれでも効果は得ら
れる。又溝の形はさほど影響しないことも確認できた。

上述の特定のディスク基板を用いて記録媒体を得ると、
この基板にはさまれた高分子液晶層を等方性液体温度以
上に昇温し、徐冷して配向させるとスパイラル状又はコ
ンセントリック状の溝方向に均一配向する記録媒体を得
ることができる。

この溝構造部分の材質としては、アクリル樹脂。

ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、エポキシア″ク
リレート樹脂等のプラスチックスやガラス。

金属、例えばＩＴＯ膜等の導電物質が用いられる。

ディスクの構成として、図４（ａ）及び（ｂ）で示され
た断面図のように液晶層（３）が片方だけ溝付き基板（
５）で他方は平板１で挟まれる構造（（ａ）図参照）で
も両方とも溝付き基板（５）で挟んだ構造（（ｂ）図参
照）でもよい。少なくとも１方が本発明の溝形状を有し
ていればいずれも良好に配向した液晶層が得られる。ま
た、溝はスタンバ−を用いて転写法や射出成形により形
成させることができる。また図５で示すように電界を印
加することを可能にしたディスク構成も用いられる。１
つの例として、第５図−ａでは平板（１）の上にＩＴＯ
蒸着膜のような導電性膜（６）を設け、その上に溝構造
をもつ膜（５）を形成した基板と、導電性膜（反射膜）
（４）’を設けたもう一方の基板との間に液晶層３を配
置した断面構造より成っている。又、他の例として第５
図−ｂでは溝を形成した基板（５）上に導電性膜を形成
し、第５図−ａと同様に導電性膜を設けた基板との間に
液晶層３を配置した断面構造になっている。

本発明の記録媒体の一例断面図を第１図に示す。

図中符号１は基板、２は溝を有する層、３は記録層、４
は反射層である。

又、第６図に本発明の記録素子を用いて、記録再生する
装置の概略図を示しておいた。記録の際は半導体レーザ
（９）を光学系を通して該記録媒体に照射し、又再生す
る際は半導体レーザ（９）をいったん記録媒体にあて、
もどってきた光をビームスプリッタ−（８）を通じて光
検出器（１０）で読みとる。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

〔実施例１〕 直径１３０　ｍ　ｍ　、厚さ１　、２　ｍ　ｍのディス
ク状ガラス基板上にＵＶ硬化型エポキシアクリレート樹
脂（三菱化成製ＭＰ−１２１）！布し、スタンバ−を用
いた転写法でスパイラル状に溝を形成し、ＵＶ硬化させ
ることにより、第２図−（ａ）で示したような断面図の
ような溝形状をもつ基板（ｌ及び２）を作成した。得ら
れた溝形状は、溝の深さ０．０８μｍ、溝の幅１．０μ
ｍ、溝ランド郵のう０．６　ａｍであった。

この溝を形成した基板上に下記の高分子液晶に対し下記
の色素を０．１ｗｔ％加えた後、ジクロロエタンに溶解
し、スピンナー塗布し乾燥後厚み２μｍの液晶膜を形成
した。

高分子液晶 Ｈ３ 蒙 色素 ｅ さらにこの液晶層の上に外周部と内周部にリング状のス
ペーサー（厚み１．８μｍ）を介して、反射膜（アルミ
蒸着膜）（４）を形成したガラス基板（１）を反射膜を
下側にして重ね合わせた。

上記のディスク媒体（３）を１５０’Ｃまで加熱しく液
晶層を等方性状態にする）、徐々に冷却しく２’Ｃ／　
ｍ　ｉ　ｎ　）、液晶層をスパイラル状の溝に沿って完
全に配向させた。

こうして搏られた液晶記録ディスクの断面図を第１図に
示す。この記録媒体を第６図に示すように８３０ｎｒｎ
の半導体レーザ９により記録パワー１５ｍＷで、記録部
を照射したところ、照射部の配向が乱れ散乱状態になっ
た。次に読み出しパワー１　、５　ｍ　Ｗ（９）で再生
し、・再生光を光検出器１０で測定し、そ信号強度、Ｂ
→記録部の信号強度）を算出した。この時、高分子液晶
の配向に利用した溝はディスク回転時のトラッキング用
案内溝として利用できた。

〔実施例２〕 基板に形成した溝の断面形状を第２図（Ｃ）で示した形
状とし、他の層構成は実施例１と同様に液晶記録ディス
クを作製し、記録、再生しコントラスト比を測定した。

得られた溝の大きさは第７図のとおりである。

〔実施例３〕 ガラス基板上に実施例１と同様に溝形成を行い、この上
に透明電極層としてＩＴＯを蒸着した。

下記に示す強誘電性高分子液晶に実施例１で用いた色素
を０，１ｗｔ％加えて１，１．２−トリクロロエタンに
溶解し、前述の基板上にスピンナー塗布し、乾燥後厚み
３μｍの高分子膜を形成した。

さらにこの高分子膜上に電極層兼反射層（アルミ蒸着膜
）を形成したガラス基板を電極層を下側に重ね合わせた
。その断面構成は第５図（ｂ）のようになる。

上述の積層体を９０℃まで加熱して、その後徐冷するこ
とにより、液晶層を均一な方向に配向させた。その後ス
メクティックＣ＊相状態にして電極間に電圧を印加し分
極方向を一定方向にそろえ、情報記録媒体を作製した。

この記録媒体において透明電極（ＩＴＯ）とＡＩ電極と
の間に逆電界を印加しつつ、８３０　ｍ　ｍの半導体レ
ーザで記録パワー１．５ｍＷで透明電極側から記録部を
照射することにより加熱し、自発分極の向き反転するこ
とにより記録の書き込みを行った。

次に電界を印加しないで再生出力０．１５ｍＷで偏光子
連してレーザ光を照射し、反射光には分極の方向の違い
による複屈折の差が含まれるので光検出器に入射する光
強度と測定しコントラスト比を算出した。

また、再度ＩＴＯ−ＡＩ！電極間に順方向電界を印加し
ながら１　、８　ｍ　Ｗのレーザーパワーで照射し記録
された部分又は全面を消去できる。

次に測定したコントラスト比の結果を表２に示す。

表２ 以上のように十分なコントラスト比が得られた。

また上記ディスクを高温加湿下（６０℃９０％ＲＨ）に
おいて３０００ｈｒ放置しても、表２に示すようにコン
トラスト比はほとんど変化せず環境保存性に優れている
ことがわかった。

また記録したこれらの液晶記録ディスクを再び加熱（１
５０°Ｃ）し、徐冷すると記録部の液晶配向が行われ記
録を消去することができた。繰返し上述の記録−消去を
５０回行っても記録部と未記録部のコントラスト比は低
下しなかった。

〔発明の効果〕

■　ディスク状の記録媒体において高分子液晶層を円周
方向に一軸に、均一にかつ容易に配向制御できるように
なった。

■　配向に利用したスパイラル状又はコンセントリック
状の溝はディスクをドライブする場合のトラッキング用
案内溝としても利用できた。

■　こうして得られた高分子液晶記録媒体は十分なコン
トラスト比を得ることができ、また繰返し記録−消去を
行ってもコントラスト比の低下のない記録媒体にするこ
とができた。

■耐環境性に優れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明高分子液晶を有する記録媒体の１例断面
図、第２図及び第３図は溝形状の断面模式図、第４図（
ａ）及び（ｂ）及び第５図（ａ）及び（ｂ）は記録媒体
の部分模式図、第６図は本発明の記録媒体を用いた記録
再生装置の概略図、第７図は実施例３の溝の説明図であ
る。 符号 ｌ・・・・・・・基板　　　　　　２・・・・・・・溝
を有する層３・・・・・・・記録層　　　　　４・・・
・・・・反射層（電極層）５・・・・・・・溝を有する
基板　６・・・・・・・透明電極７・・・・・・・記録
媒体　　　　８・・・・・・・ビームスプリッタ−９・
・・・・・・・・・・半導体レーザ　１０・・・・・・
・光検出型閉　１　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク基板と高分子液晶で形成した記録層とを
   有する記録媒体であって、記録層に面する側の基板がス
   パイラル状又はコンセントリック状の溝を有し、かつ該
   溝方向に記録層が一軸配向していることを特徴とする記
   録媒体。
2. （２）一対のディスク基板の一方がスパイラル状又はコ
   ンセントリック状の溝を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の記録媒体。
3. （３）一対のディスク基板がスパイラル状又はコンセン
   トリック状の溝を有していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の記録媒体。
4. （４）前記高分子液晶が強誘電性高分子液晶である特許
   請求の範囲第１項記載の記録媒体。
5. （５）前記溝の深さが０．０５μｍ〜０．２μｍ溝の幅
   が０．５μｍ〜２．０μｍおよびランド部の幅が０．５
   〜２．０μｍの範囲である第１項記載の記録媒体。
6. （６）前記溝の深さが０．１μｍ〜０．２μｍ溝の幅が
   ０．５〜１．０μｍおよびランド部の幅が１．０〜２．
   ０μｍの範囲である第１項記載の記録媒体。