(57)【要約】【課題】  ２次元および３次元記録用の低コストかつ安定なサーボ信号が得られる記録媒体を提供する。【解決手段】  記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体において、基板１０３表面に、色素層１０１を有する微粒子層を成膜した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体において、基板表面に、色素層を有する微粒子を用いて成膜したことを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体において、記録媒体を構成する記録層が、少なくとも一部分に記録材料を含む多層構造の粒子の配列により構成されることを特徴とする記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載の記録媒体において、前記多層構造の粒子が自己組織化によって配列されることを特徴とする記録媒体。
【請求項４】
請求項２記載の記録媒体において、基板に設けたスパイラル状の溝中に、前記多層構造の粒子が自己組織化により配列させたことを特徴とする記録媒体。
【請求項５】
請求項２記載の記録媒体において、前記多層構造の粒子の何れかの隣接層間の屈折率差による界面反射により、フォーカスおよびトラッキングサーボ信号が検出されることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体(単層記録媒体および多層記録媒体)に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の記録媒体 (例えば、光ディスク)の大容量化は、主に記録波長の短波長化と、対物レンズの高ＮＡ化に基く最短記録波長の改善による記録面密度の向上により成し遂げられてきた。たとえばCD（Compact Disc）／DVD(Digital Versatile Disc)系などでは、長さの異なるピット列を光を用いて読み出し、その光の反射光量の変化から書き込まれたピットの長さと間隔の長さから変換テーブルを用いて信号に変換されている。前記した最短記録波長は、最も短いピットもしくは最も短いピット間の間隔のことを表す。また一方で、光の透過性を利用して、記録媒体全体を有効利用し大容量記録を成し遂げようとする試みとして、ホログラムメモリに端を発し、ビット記録よる３次元光記録が検討されている。
【０００３】
光源の短波長化の限界が見えてきたことで、記録面密度の向上のために、光の回折限界を超える短波長化が試みられている。このような前記したその方法の一つに、記録材料を書き込み光スポット径以下にセル化したパターンドメディアとする方法が挙げられる。
【０００４】
パターンドメディアの作成方法としては、記録材料を含む粒子の自己組織化による方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、記録領域を独立したセル構造とするために記録材料を含む粒子表面の不活性化の工程が必要とされている。自己組織化による配列の作成と不活性化の二つの工程が媒体ごとに必要でメディアの低コスト化の妨げとなる。
【０００５】
もう一方の大容量化手法の一つであるビット記録による３次元光記録は、現用の記録層が１層の光記録に比較し、深さ方向に多層化した分だけ大容量化が可能であり、現状の１００倍を越える大容量記録の実現が期待されている。深さ方向に多重に記録するには、基本的に同一の性質を持った多重化された記録層の、意図した層にのみ書き込んだり、読み出したりすることが必要となる。
【０００６】
従って、何らかの非線形性を導入し選択性を付与することが必要となると考えられる。この非線形性を付与する方法の一つとして、２光子吸収反応を利用した書き込みが挙げられる。通常の吸収過程は、吸収帯のエネルギーに対応した１光子吸収過程であるが、この半分のエネルギーを持つ光子２つを同時に吸収する２光子吸収過程によって、１光子吸収過程と同様の反応を起こすことが可能である。
【０００７】
この２光子吸収過程の特徴は、吸収量が光強度(エネルギー密度)の２乗に比例する。この結果、光のエネルギー密度が高い書き込み光の焦点近傍でのみ吸収が起こることとなる。また、記録層に用いる材料によっては、消去と書き込みのサイクルの可能なものが知られている。
【０００８】
しかし、記録媒体としては、熱重合により作成した均一に色素が分散されたバルクメディアを用いており、フォーマット情報は媒体には無く、ＸＹＺの３軸ステージによりＸＹの平面方向、およびZ方向のページングの制御が行われている技術が使用されるのが一般的である(例えば、非特許文献１参照)。
【０００９】
また前記の技術が、バルクメディアに対しＸＹＺの３軸ステージにより記録しているのに対し、記録層とスペーサー層を交互に積層したパイ型メディアへの記録技術も開示されている。この技術のメリットは、記録層が記録感度を持たないスペーサー層で隔てられることにより、深さ方向（Z方向）のフォーマット情報として活用可能である点にある。
【００１０】
しかし、各層をスピンコートにより構成しているため、記録層間にはスペーサー層が必要であり、少なくとも記録層数の２倍のスピンコートが必要である。
また、トラック方向のフォーマット情報について、フォトブリーチによる格子構造の書き込み技術が提案されているが、各層に予め書き込む必要がありスピンコートによる層構造の作成同様工数が多く、高コストである(例えば、非特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００３―１０９２４７号公報
【非特許文献１】Ａ．Ｔｏｒｉｕｍｉ ｅｔ．ａｌ．，  Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２３,１９２４(１９９８)
【非特許文献２】第６２回応用物理学会学術講演会(秋季)  講演予稿集１２ｐ−B-８,１２p-B-９,(２００１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
記録密度を２次元・３次元何れの方向で高密度化しようとしても、記録情報(ビット)どうしを如何に分離するかが課題として挙げられ、この課題を低コストで実現することは容易では無い。また、情報読み書きの際のプローブ光サーボ方法も、安定かつ容易に実現できるもので無ければならない。
【００１２】
本発明の目的は、２次元および３次元記録用の媒体を低コストでかつ安定なサーボ信号が得られるような記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体において、基板表面に、色素層を有する微粒子層を成膜した記録媒体を最も主要な特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、記録材料に光を用いて記録を行う記録媒体において、記録媒体を構成する記録層が、少なくとも一部分に記録材料を含む多層構造を持つ微粒子の配列により構成される記録媒体を最も主要な特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の記録媒体において、微粒子の配列は自己組織化によってなされる記録媒体を主要な特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の記録媒体において、基板に設けたスパイラル状の溝中に、微粒子を自己組織化により配列させた記録媒体を主要な特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の記録媒体において、前記多層構造の粒子の何れかの隣接層間の屈折率差による界面反射により、フォーカスおよびトラッキングサーボ信号が検出される記録媒体を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コアシェル構造を持つ微粒子のコアとシェルのジオメトリーを変えることで様々な目的に合致するパターンドメディアを作成可能である。加えて、記録材料である微粒子は、反応層により大量生産可能で、媒体１枚ごとに必要な工程が少なくなるため低コスト化が可能となる。
【００１９】
また、自己組織化を用いることで、複雑なプロセスを経ることなく、バッチ処理可能なプロセスとなるため、プロセスコストが低化し、結果として低コスト化が可能となる。
【００２０】
また、多層よりなる微粒子を自己組織化により積層・成膜したことにより、積層しただけで層間の分離が可能となリ、多層化が一工程で可能で、従来の多層記録媒体製造法が層数の２倍回スピンコートする必要としていたのに比較し、低コスト化が可能となる。
【００２１】
また、スパイラル状の溝に沿って微粒子が並ぶため、従来の光記録システム同様にトラックジャンプ無しに全面スキャンが可能である。また、多層においても、基板の溝形状の情報を引き継ぐため、各層ごとに、フォーマット情報を書き込む必要が無い低コストなプロセスとなった。
【００２２】
また、反射光によりサーボがかけられるため、従来の光ディスクのサーボシステムをベースとした構成が可能で、下位互換性の確保も可能なシステム構成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の記録媒体を各実施例に基づいてさらに説明する。
【実施例１】
【００２４】
実施例１の記録媒体は、記録層が少なくとも一部分に記録材料を含む多層構造を持つ微粒子の配列により構成される。
【００２５】
これまでは、シリカやポリスチレンの粒子に記録材料を一様に分散させたもの、あるいは無機の記録材料粒子そのものを２次元方向に配列してきた。このような配列を作成する方法の一つとして、自己組織化方法が用いられている。自己組織化によるできる配列は、基本的に基板上に設けられた溝やピット形状に依存した局所的な配列の拘束条件により決まる最密充填であるということができる。
【００２６】
例えば、直交する格子点上に粒子が存在するか、あるいは、隣接する粒子が半周期ずれた（粒子半径の分ずれた）六方最密充填であるかである。両者共に、隣接する粒子と点接触しており、プローブ光のスポットサイズあるいはそれ以下の大きさの粒子を、プローブ光を走査しながら分離し、異なる情報を読み書きすることは難しい。なお粒子の径（大きさ）は、平均化された値で表す。
【００２７】
これに対し、本実施例で使用される粒子は２層以上の多層構造となっている多層構造粒子であり、例えば外殻部（外殻層）をマトリックスと同一あるいは同等の性質を持つ材料で作成すれば、外殻部は隣接する粒子間とのスペーサーとして機能し、容易に粒子内部の機能性部分（核）を、隣接する粒子（核）と分離することが可能となる。粒子（核）の間隔は、前記外殻部の厚さを制御することにより制御可能である。たとえば図1の１０２が多層構造粒子の外殻部であり、１０１が多層構造粒子の核である。
【００２８】
このような多層構造粒子は、例えば多段階の重合反応工程と表面処理工程とにより、容易に構成可能である。なお最外殻層の材質としては、公知のスペーサー材料を用いることができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２に示す記録媒体は、実施例１において、前記微粒子（多層構造粒子）の配列法として、自己組織化法が用いられ、この自己組織化により記録媒体が形成されたものである。
【実施例３】
【００３０】
実施例３の記録媒体は、実施例１および実施例２において、前記微粒子（多層構造粒子）が、２層以上の多層に配置されている。
【００３１】
実施例１ですでに述べたように、配列する多層構造粒子の外殻をスペーサー層とすることで、配列するのみで粒子の機能部分（核）の分離が完了する。この粒子を多層即ち３次元に積み上げた場合には、言うまでも無く、深さ方向にも機能部分（核）の分離が可能であり、深さ方向の分離間隔も外殻の前記スペーサー層の厚さにより、制御可能である。
【実施例４】
【００３２】
実施例４の記録媒体は、実施例２、実施例３において、基板に設けたスパイラル状の溝の中に、前記微粒子（多層構造粒子）を自己組織化により配列させたものである。
【００３３】
スパイラル状の溝内に配列することにより、多層構造粒子間は近傍においては通常の最密充填であるが、全体としては溝の形状に支配されてスパイラル状に配列する。従って、プローブ光により連続的にトレースすることで、記録媒体全体を読み書き可能である。また、多層構造粒子の層を多層に応用した場合には、積層の秩序は、一層下の構造の影響（具体的には下層構造の影響を受け、たとえば２層目は、その直ぐ下の１層目の構造の影響）を受け、最密充填される。従って、近傍の粒子同士を見ると六方最密充填に、基板全体としては、トラック方向に半周期分（前記同様の意味）ずつずれた、スパイラル状の粒子の配列が積層された構成となる。
【実施例５】
【００３４】
実施例５の記録媒体は、実施例１〜４において、フォーカスおよびトラッキングサーボ信号が、前記微粒子（多層構造粒子）を構成する何れかの隣接層間の屈折率差による界面反射により検出されるものである。
【００３５】
従来の光ディスクシステムでは、記録媒体に設けられた反射層の反射光を用いフォーカスおよびトラッキング信号を得ていた。記録層（多層構造粒子の層）が単層の場合（図１参照）には、従来同様に反射層を設けることが可能であるが、多層粒子の層が多層の場合（図２参照）には、コストの制約から、配列の工程と反射層を設ける工程とを同時に行えることが望ましい。そこで、一つ一つの粒子を構成する構成層のうち、何れか一対の隣接層間で屈折率の差を調整することにより界面反射率を制御する。これによって、粒子からの反射光によりフォーカスおよびトラッキング信号を得ることが可能となる。
［第１実施形態］
【００３６】
以下、図面を基に本発明の記録媒体を具体的に説明する。
図１の(ａ)と(ｂ)は、本発明の第１の実施形態に係る単層記録媒体の構成例を示す図である。
【００３７】
本第１の実施携帯に係る単層記録媒体は、実施例１の多層構造を持つ微粒子（多層構造粒子）を、実施例４のスパイラル状の溝を持つ基板状に、実施例２の自己組織化による方法を用いて配列し、作成したものである。
【００３８】
図１(ａ)に示すように、ポリカーボネート樹脂に分散した色素層１０１をアクリル樹脂層１０２で被覆した微粒子（多層構造粒子）を、メタノールに分散した分散液に、アクリル樹脂製のスパイラル状溝付き基板１０３を浸漬し、基板１０３表面に微粒子層を自己組織化により成膜する。色素を含む微粒子は、例えばポリカーボネート樹脂とジアリールエテン色素とを、エチルメチルケトンとクロロホルムの混合溶媒に溶解し、噴霧法により微粒子化したものを、分級選別して得られる。
【００３９】
この得られたものを種（核）として、アクリル樹脂を表面に重合することにより、容易に前記コア−シェル形状部を得ることができる。コア部分は、モノマー、オリゴマーあるいはポリマーの少なくとも１つと、色素を溶かす適当な溶剤と、界面活性剤とを選択することにより、コア部分を製造するマイクロエマルジョン法でも容易に得られる。
【００４０】
次に、図１(ｂ)に示すように、得られた微粒子層膜が成膜された基板１０３に、重合開始剤を加えたメタクリル酸モノマーよりなる接着層１０５を塗布し裏面保護基板(アクリル樹脂製)１０４で挟み、加熱重合して一体化した。
【００４１】
本実施形態の記録媒体は、複数の界面を持つ記録媒体であるが、色素を含む微粒子のコア(ポリカーボネート樹脂)とシェル(アクリル樹脂)以外の界面は、同種の樹脂で構成されているため、散乱光は抑制され、コア−シェル界面の屈折率差が約０.１あることにより、反射率約０.６%の反射光がＳ／Ｎ比良く検出可能である。なお、製法および組成等は、上記に限るものではない。
［第２実施形態］
【００４２】
次に、図２(ａ)、(ｂ)は本発明の第２の実施形態に係る多層記録媒体の構成例を示す図である。
【００４３】
本多層記録媒体は、実施例１の多層構造を持つ微粒子を、実施例４のスパイラル状の溝を持つ基板状に、実施例２の自己組織化により配列し作成したものである。
【００４４】
図２(ａ)に示すように、アクリル樹脂製のスパイラル状溝付き基板２０３を、アクリル樹脂層２０１で被覆したポリカーボネート樹脂に分散した色素層２０２を持つ微粒子をメタノールに分散した分散液に浸漬し、基板２０３の表面に、微粒子層を自己組織化により成膜する。多層化は、微粒子の分散濃度と時間管理により制御した。色素を含む微粒子は、例えばポリカーボネート樹脂とジアリールエテン色素を、エチルメチルケトンとクロロホルムの混合溶媒に溶解し、噴霧法により微粒子化したものを分級選別して得られたものである。
【００４５】
これを種（核）として、アクリル樹脂をこの種の表面に重合することにより、容易に前記コアシェル形状部を得ることができる。コア部分は、モノマー、オリゴマーあるいはポリマーの少なくとも１つと、色素を溶かす適当な溶剤と、界面活性剤とを選択することにより、マイクロエマルジョン法を用いても容易に得られる。
【００４６】
次に、図２(ｂ)に示すように、得られた微粒子層膜が成膜された基板２０３に、重合開始剤を加えたメタクリル酸モノマー接着層２０５を塗布して浸潤させ、裏面保護基板(アクリル樹脂製)２０４で挟み、加熱重合して一体化した。
【００４７】
本実施形態の記録媒体は、複数の界面を持つ記録媒体であるが、色素を含む微粒子のコア(ポリカーボネート樹脂)とシェル(アクリル樹脂)以外の界面は、同種の樹脂で構成されているため、散乱光は抑制され、コアシェル界面の屈折率差約０.１により、反射率約０.６%の反射光がＳ／Ｎ比良く検出可能である。またコアとシェルのジオメトリーを変更することにより、実質的な色素層間隔を変えることが可能である。なお製法組成等は上記に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る単層記録媒体の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る多層記録媒体の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１    色素層
１０２    アクリル樹脂層
１０３    基板
１０４    裏面保護基板
１０５    接着層
２０１    アクリル樹脂層
２０２    色素層
２０３    基板
２０４    裏面保護基板
２０５    接着層
【図１】
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【図２】
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