JPH02122984A - 光情報記録媒体及び記録方法 - 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〕 本発明は光記録分野に使用することのできる改良された
光情報記録媒体及び記録方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
大容量高密度記憶、非接触の記録再生、アクセスの容易
さ等の見地より光ディスク等の光情報記録媒体が注目さ
れており、文書ファイル、コンピューター外部メモリ、
バックアップメモリ、静止画・動画ファイル等種々の情
報機器に応用されている。

これまで提案されている光情報記録媒体には次のような
タイプのものがある。

（ａ）低融点金属薄膜を記録層に用いたもの（ｂ）反射
膜と有機光吸収層の２層構造型記録層としたもの （ｃ）高反射率の有機色素膜を記録層に用いたもの上記
（、）のタイプの記録媒体は低融点金属のＴ。

等を主成分とした薄膜により記録層を構成したもので、
穴あけ型と、納品−アモルファスの相転移に伴う反射率
変化を利用した相変化型がある。このタイプの記録媒体
は保存安定性が悪く、穴あけ型のものは分解能が低く記
録密度があがらず、また相変化型のものは製造条件が難
かしくコストが高くなるという欠点がある。

上記（ｂ）のタイプの記録媒体は金属の反射膜上に有機
光吸収層をコーティングにより設け、該有機光吸収層に
レーザ光を照射して窪みを作り、情報の記録を行うもの
である。このタイプの記録媒体は、記録層が金属反射膜
上に有機吸収層を積層した２、１１構造となっているた
め製造が面倒であり、また光や熱によって変形又は変質
しない金属の反射層を持つため基板側からの記録・再生
が難がしいという欠点がある。

上記（ｃ）のタイプの記録媒体は基板上に反射率の高い
有機色素薄膜を記録層として設けたものである。有機色
素薄膜は融点、分解温度が高く、熱伝導率も低いので高
感度、高Ｃ／Ｎ化、高信頼性が期待でき、またｌ漠形成
がコーティングにより可能なため量産性が良く、低コス
ト化が期待できる等の利点がある。ところがこのタイプ
の記録媒体はエアーサンドインチ構造をとらないと感度
、Ｃ／Ｎが大幅にダウンしてしまう。このため媒体の薄
型化が難かしく、単板構造化や、光フロッピー等への応
用が困難とされている。このことは上記（ａ）のタイプ
のうちの穴あけ型の記録媒体と上記（ｂ）のタイプの記
録媒体についても同様である。

一方、光デイスクファイルは最初直径３０■の光ディス
クを使用した型が商品化され、その後２０ａ。

型、１３■型と次第に小径となっていき、やがて９印型
へと移行していく気配がある。これはドライブを小型化
し、パーソナルユースを狙って市場を拡大せんとするも
のである。この小型化の方向性にもかかわらず、従来の
エアーサンドイッチ構造では、ディスク基板厚みを１．
２ｎ＋ｍとした場合、全体の厚みを３■以下にすること
は非常に難かしい。

これは、従来の穴あけ型の光ディスクが、ｌ、ｌ＋本的
に基板／記録ＪＦＪ／空気という構成をとっており、空
気が断熱１Ｇとして作用し熱効率を上げるとともに、記
録層の記録時の蒸発や、分解、飛散を抑制しないので、
高感度、高Ｃハが維持できたのである。

この空気層の代わりに保護層等を設けるとたちまち感度
やＣ／Ｎは低下してしまう。

本発明は以上の従来技術の問題点に鑑み、高感度、高Ｃ
／Ｎを維持しつつ、単板構造化、薄型化が可能な光情報
記録媒体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、基板上に直
接又は下引き層を介して有機色素を主成分とする光反射
層を設けさらに光吸収層を設けてなる光情報記録媒体に
おいて、前記光反射層が記録再生波長近傍に分光反射率
のピークを有する色素膜からなり、その膜厚が前記記録
再生波長における反射率の膜厚依存性が最大となる膜厚
に規定されていることを特徴とする光情報記録媒体が提
供される。

また１本発明によれば、上記光情報記録媒体の光反射層
の分光反射率がピークとなる近傍の波長の光を該記録媒
体に集光し、該光反射層のもつ干渉構造を破壊すること
により情報記録を行うことを特徴とする記録方法が提供
される。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

有機色素膜Ｊ（ヴの記録層を有する従来の光情報記録媒
体では、第２図に例示するように、有機色素膜が、例え
ば半導体レーザの吸収波長域８００　ＩＩ　ｍ近傍に吸
収ピークを示し、反射率ピークは８７０ｎｍ近傍になる
ような分光吸収・反射特性を持つものを用いることが多
かった。即ち記録再生波長近傍に分光吸収率のピークを
示す色素が用いられていた。

これは、光エネルギーの吸収効率を上げて、色素１漠の
分解、昇華を図り、感度の高い記録媒体を得ようという
考えに基いている。本発明の記録ｈｌ理は、これと異な
り、色素膜の分光反射率がピークとなる付近の波長の光
を用いて、情報の記録、再生を行う。したがって、第１
図に示すように記録再生波長近傍に分光反射率のピーク
を示す色素を記録層（光反射層）に用いるとともに、記
録再生波長において反射率の膜厚依存性が最大となるよ
うに記録層（光反射層）の膜厚を規定する。第３図は後
述の実施例で使用した色素膜の反射率及び透過率の膜厚
依存性を例示したものであるが、本発明ではそのうちの
反射率のｊ膜厚依存性に着１」シ反射率が最大となる１
漠厚のものを使用する。このような色素膜を用いた記録
媒体は、第１図及び第３図より明らかなように、反射率
が高く吸収は小さい。

その理由は、第４図に示すように、色素の複素屈折率を
６＝ｎ−ｉｋとすると一般に有機色素では吸収ピーク近
傍で消費係数には最大、ｎは最小となり、さらにｎは吸
収ピークより長波長側で急激に大きくなっていくからで
ある。即ち、簡単な例でプラスチック（會＝１．５−ｉ
・０）との界面を考えると、反射率１（は次式で表わさ
れ、 （ｎ＋１．５）”＋に２ 長波長側ではｎの項が支配的になるからである。

反射率を高くする別の手段として、色素膜の厚みを表面
と裏面の反射が−Ｆ渉して強めあうように設定すること
により達成することができる。

上記のような光学的特性及び膜厚を持つ有機色素膜を記
録層（光反射ＩＣ’Ｊ）とする記録媒体を用いると、光
の吸収は小さくなって色素膜の急激な分解や昇華は生じ
にくくなるが、わずかに色素膜が変形したのみで膜の干
渉構造が破壊されて大幅に反射率が低下し記録を行うこ
とが出来る。第５図に膜の干渉構造が破壊されて情報の
記録が行われる原理を示す。図中１は記録媒体、２は基
板、３は記録層（光反射層）、４は入射ビーム、５はピ
ントである。また、第６図に本発明による記録媒体を用
いたときの記録が行われる様子を示す。図中第５図と同
様な要素には同一符号を付し、６は光吸収層を示す。本
発明の記録媒体ｌは記録時に照射される光を強く吸収す
る材料を含む光吸収層６を光反射層３上に設けて構成さ
れる。このようにするとレーザの照射により熱がより強
く発生し光吸収層６と光反射Ｉｔ！ＩＣ色素膜）３の界
面で材料の混合や溶解が発生し、きれいな界面が消失し
、干渉構造を破壊することが出来る。これによって部分
的な反射率の低下が生じ記録が行われる。この場合、色
素膜の材料、膜厚、光吸収層６の光吸収能、熱的、化学
的性質を適切に選択することにより、より感度やＣハが
向虹する記録媒体を作成することが可能である。

上記のように光情報記録媒体を構成した場合、例えば読
み出し時に弱い光（書き込み時の１／１０程度のパワー
）を照射して再生するとき光反射層：（に吸収される光
が少ないため、＋＋ｊ生光による劣化が少くなる。また
光吸収層６を設けることにより空気中の酸素と色素が遮
断されるため再生光による光反射層３の劣化がさらに少
くなる。

また、本発明によれば第７図に示すように光吸収Ｊｆり
８の上に保護ＪＭ７を設けた構成とすることもでき、こ
のようにすると単板構造、貼り合わせ構造が可能になり
、光カートや、光フロッピーという用途にも利用可能と
なる。

次に、本発明の光情報記録媒体を構成する材料および各
層の必要特性について具体的に説明する。

（１）　　ノｊ；板 基板の必要特性としては基板側より記録再生を行う場合
のみ使用レーザ光に対して透明でなければならず、記録
層側から行う場合は透明である必要はない。基板材料と
しては例えばポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド
、ポリヵーボネー１〜樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどのプラスチ
ック、ガラス、セラミックあるいは金属などを用いるこ
とができる。

なお、基板の表面には１−ラッキング用の案内溝や案内
ピット、さらにアドレス信号などのブレフォーマツ１−
が形成されていてもよい。

（２）下引きＪｖ ド引き層は（ａ）接着性の向上、（ｂ）水又はガスなど
のバリヤー、（Ｃ）記８）ｔ’Ｊの保存安定性の向上及
び（ｄ）反射率の向上、（ｃ）溶剤からの基板の保護、
（ｆ）案内溝、案内ピット、プレフォーマットの形成な
どを１」的として使用される。（ａ）の目的に対しては
高分子材料例えばアイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、
ビニル系樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液
状ゴムなどの種々の高分子物質及びシランカップリング
剤などを用いることができ、（ｂ）及び（ｃ）の目的に
対しては上記高分子材料以外に無機化合物例えば５ｉｎ
２．　Ｍ［ＣＦｚ、５ｉＯ１ＴＬＯ□、　ＺｎＯ１Ｔｉ
Ｎ、　ＳｉＮなど、金スルまたは半金属例えばＺｎ、　
Ｃｕ、　Ｓ、Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｕ、　Ａ
ｌ＾Ｑなどを用いることができる。また、（ｄ）の目的
に対しては金属、例えば、ＡＱ、　Ａε、Ｔｅ等や、金
属光σくを有する有機薄膜、例えば、メチン染料、キサ
ンチン系染料等を用いることができ、（ｅ）及び（ｆ）
の目的に対しては、紫外線硬化樹ＩＮ、熱硬化樹脂、熱
可塑性樹脂等を用いることができる。

（３）光反射層 光反射Ｉυはレーザ光を反射し又レーザ光の強い照射に
より何らかの光学的変化を生じさせその変化により情報
を記録できるもので、その主成分は例えばクロコニウム
型の染料、アズレン型の染料ＣＭ’ｌ料）、１〜リフ工
ツチアジン化合物、フェナンスレン誘導体、フタロシア
ニン化合物、テトラヒドロクロリン化合物、ジオキサン
化合物あるいはその誘導体、アントラキノン誘導体、キ
サンチン色素、トリフェニルメタン型色素、スクアリリ
ウム型色素、ポリメチン色素類（ピリリウム型色素。

シアニン色素、メロシアニン色素等）、ポリメチンで結
合されたクロコニウム色素類、ポリメチンで結合された
アズレン型色素等から構成されろ。

本発明における光反射層には、記録特性及び安定性向上
のために、必要に応し、他の染料、例えば、フタロシア
ニン系、ナフタロシアニン系、テトラヒドロコリン系、
ジオキサジン系、１−リフエッチアジン系、フェナンス
レン系、アントラキノン（インダンスレン）系、シアニ
ン（メロシアニン）系、クロコニウム系、キサンチン系
、トリフェニルメタン系、ピリリウム系、スクアリリウ
ム系、アズレン系染料や、金属又は金属化合物、例えば
、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、　Ｂｉ、　Ａ　Ｑ　、　Ｓｅ、　
’ｒｅｏ２．５ｎＯ１＾ｓ、Ｃｄ等を分散含有させても
よく、また積層してもよい。

また光反射層には、高分子材料、あるいは上記シアニン
色素より長波長域に吸収能を有する有機化合物（アミニ
ウム、イモニウム、ジイモニウム系化合物等）又は有機
金属錯体化合物（ビスジチオジケ１−ン系、ビスフエニ
ルジチオール系鉗体等）などの低分子化合物を混合分散
させてもよい。さらに光反射層には、その他、保存安定
剤（金属錯体、フェノール系化合物）、分散剤、難燃剤
、滑剤、可塑剤等を含有させることができる。光反射層
の膜厚は先に述べたとおり使用する波長で反射率が最大
となる値に設定する。その値は光反射層の複屈折率によ
って決まり一義的には決まらないが、はぼ１００人〜１
０μｍ、好ましくは２００人〜２μｍである。光反射層
の形成方法としては、蒸着、ＣＶＯ法、スパッタ法の他
溶剤塗工法、例えば、浸漬コーティング、スプレーコー
ティング、スピナーコーティング、ブレードコーティン
グ、ローラコーティング、カーテンコーティング等を用
いることができる。

（４）光吸収層 光吸収層は記録時に照射される光を吸収し熱を発生し、
光反射層又は光反射層の界面を変形させる働きをする。

この目的には、光吸収層とほぼ同じ種類の材料が用いら
れるが、記録光の波長に対して光反射層よりも光吸収能
の高い材料を選定する必がある。安定性向上等のために
光反射層に使用される添加物と同様のものを加えること
ができる。光吸収層の厚さは光吸収能力と熱伝導率等か
ら決定されるが、はぼ１００Ａ以上のものが使用される
。この光吸収層が保護Ｊ（づを兼ねる場合は１００μ山
以上の膜厚に設定することもできる。

（５）保護層 保護層は、（ａ）光反射Ｗｌをその傷、ホコリ、ｌりれ
等から保護する、（ｂ）光反射１１４の保存安定性の向
上、（、）反射率の向上筒を目的として使用される。こ
れらの１−Ｊ的に対しては、前記下引き屑に示した材料
を用いることができるが１本発明においては、先に述べ
たとおり感度、Ｃ／Ｎを維持するために、ポリメチルア
クリレート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリス
チレン、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、セルロース、
脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、天然ゴ
ム、スチレンブタジェン樹脂、クロロプレンゴム、ワッ
クス、アルキッド樹脂、乾性油、ロジン等の熱軟化性、
熱溶融性樹脂を用いるのがより好ましい。

本発明において、前記下引き層及び保護ＪＰＪには、記
録層の場合と同様に、安定剤、分散剤、難燃剤、滑剤、
４Ｗ電防止剤、界面活性剤、可塑剤等を含有させること
ができる。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明をさらに説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１ 構造式（１）の化合物を１，２−ジクロルエタンに約Ｉ
ｗＬ％溶解し溶液を調製した。この溶液をさらに１００
倍うすめて分光吸収スペクトルを１ｌｌｌＪ定したとこ
ろ（ｉ９０ｎｍに吸収のピークがあられれた。ＪＳ液を
ハードコート処理したアクリル板にスピンコードを行い
、基板側よりの反射スペク１ヘル、吸収スペクトルを測
定したところ、第１図に示すようなスペクトルが得られ
た。スピンコード時の回転数をいろいろ変えて種々の膜
厚の色素膜サンプルを作成した。波長７９０ｒ＋ｍにお
いてこの色素膜の反射率と透過率を測定し、透過率を光
学濃度にし膜厚を横軸にとって、対応する反射率、透過
率をプロットして第３図のテークを得た。これから吸収
度が０．４になる膜ノソになると反射が最大になること
がわかった。

厚さ１．２＋ｎｎ＋、直径１３０＋ｎｍのポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）板上にアクリル系フォトポリ
マーにより深さ９００人、半値幅０．４戸、　ピッチ１
．６μ…のらせん状グループを設けた基板上に光学濃度
が０．４となる条件で原液をスピンコー１−　Ｌ、さら
に吸収スペクトルが第８図に示される下記構造式（１）
の色素の膜を蒸着により形成した。

この記録媒体を線速が２．　Ｉｎ／ｓｅｅになるように
回転させ、波長７９０ｎｍの半導体レーザ光を基板側よ
りｊＫ（射した。この時用いたレーザ光の書込点でのビ
ーム径は約１．３μＩであった。記録周波数は、０．５
Ｍ１１７．を基本周波数として記録を行なった。

この時、記録パワー３ｍＷで５７ｄＢのＣ／Ｎが得られ
、十分な記録が行われていることがオ）かった。この記
録した箇所を０．３１の再生パワーで１００万回読出し
を行なったところ、振幅の低下は約１０％であった。

比較例１ 実施例１において、スピンコード後の光学濃度が０．６
になるようにした以外は同様にして記録膜を形成して記
録媒体を得、同様に評価したが、得られたＣ／Ｎは４０
ｄＢであり、１００万回の読出しでの振幅の低下は２５
％であった。

比較例２ 実施例１において、スピンツー１−後の光学濃度が０．
２５になるように記録膜を調整した以外は同様にして記
録媒体を作製、評価した。５５ｄＢのＣハが得られたが
、１００万回の読出しでの振幅低下は３０％であった。

実施例２ 実施例１において、さらに保護層を記録膜の上に設けて
記録媒体を作製した。保護層としては、芳香族炭化水素
樹脂（商品名ベトロジン＃Ｌ３０：三井石浦化学製）を
シクロヘキサンに２ｗｔ％溶解し、４００ｒｐｍでスピ
ンコートシて用いた。実施例１と同様に評価を行った結
果、Ｃハは５３ｄＢ、１００万回再生後の振幅劣化は７
％であった。

実施例３ 実施例１において、化合物（１）の代わりに下記化合物
（２）を用いた以外は同様にして記録媒体を作製し、評
価を行い、同様の結果を得た。

（Ｉｅ 実施例４〜１１ 実施例１において、化合物（１）の代わりに表−１の化
合物３〜１０を用い各々反射率が最大となる膜厚として
記録膜を形成し、記録媒体を得た。なお保護層は適宜設
けた。これら記録媒体の評価結果を表−２に示す。

表 表 一は保正層なし 一一−は未ｉｌｌす定 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明によれば。

記録層の分光反射率がピークとなる近傍の波長の光によ
り記録を行うようにしたので、高感度、高Ｃ／Ｎを維持
したまま、単板構造化、薄型化が可能な低コストの光情
報記録媒体の提供が可能となる。

また本発明は光ディスクのみならず、光カードや光フロ
ッピーという用途にも利用することができる。又、ＣＤ
やＣＤ−ＲＯＭ等との置換性も考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る有機色素膜の分光反射率、吸収率
を示す図、第２図は従来の記録媒体に使用される有機色
素膜の分光反射率、吸収率を示す図、第３図は第１図の
色素膜の反射率及び透過率と膜厚との関係を示す図、第
４図は一般の有機色素膜の屈折率及び消衰係数と波長と
の関係を示す図、第５図及び第６図は有機色素膜の干渉
構造が破壊されて情報が記録される様子を示す図、第７
図は保護層を設けた記録媒体の断面図、第８図は（１１
）式で表わされる色素の吸収スペク１ヘルを示すグラフ
である。 １・・・記録媒体 ２・・・基板 ３・・記録層（光反射層） ４・・・入射ビーム ５　ピット ６・・・光吸収層 特許出願人　株式会社　リ　　コ 代理人弁理士　池？ｌｆｔ敏明（はが−名）察ヌい←メ 城）決暇 ￥鼾ｉ１メ 第３図 ０．４　　　０．６　　　０．８ ぴ／１ｔ−（詠几草Ａ０） １．０ 〕亙 黍−（ｎｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に直接又は下引き層を介して有機色素を主
   成分とする光反射層を設けさらに光吸収層を設けてなる
   光情報記録媒体において、前記光反射層が記録再生波長
   近傍に分光反射率のピークを有する色素膜からなり、そ
   の膜厚が前記記録再生波長における反射率の膜厚依存性
   が最大となる膜厚に規定されていることを特徴とする光
   情報記録媒体。
2. （２）請求項１記載の光情報記録媒体の光反射層の分光
   反射率がピークとなる近傍の波長の光を該記録媒体に集
   光し、該光反射層のもつ干渉構造を破壊することにより
   情報記録を行うことを特徴とする記録方法。