JPH02154334A - 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。

（８）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
（ａ）のタイプの記録媒体は低融点金属のＴａ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、結晶−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層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・再生が難かしいという欠点
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、また膜形成が
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３０ａａの光ディ
スクを使用した型が商品化され、その後２０工型、１３
ａｉ型と次第に小径となっていき、やがて９１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１．２−と
した場合、全体の厚みを３１以下にするごｔ憾非常に難
かしい。

これは、従来の穴あけ蟹の光ディスクが基本的に基板／
記録層ｌ空気という構成をとっており、空気が断熱層と
７して作用し熱効率を上げるとともに、記＠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
／Ｎ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１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
吸収層を設けさらに融解層を設けてなる光情報記録媒体
において、前記光反射吸収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吸
収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、該光反射吸収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。

有機色素単層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１例えば半
導体レーザの吸収波長域８００ｎｍ近傍に吸収ピークを
示し、反射率ピークは８７０ｎ−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１色素膜の分
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１本発明の記録原理は、これと異なり１
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（光反射吸収層）に用いるとともに、記
録再生波長にもいて反射率の膜厚依存性が最大となるよ
うに記録層（光反射吸収層）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膜厚依存性に着目し反射率が最大と
なる膜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１色素の複素屈折率を９町＋−ｉｋとすると一般に
有機色素では吸収ピーク近傍で消衰係数には最大、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。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Ｉ（
は次式で表わされ、 （ｎ＋１．５）２＋に２ 長波長側では０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５色素膜の厚みを表面
と裏面の反射が干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／Ｍ（光反射吸収層）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し
にくくなるが、わずかに色素膜が変形したり、裏面の界
面がぼやけたりするのみで１摸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（光反射吸収
層）、４は入射ビーム、５はピットである。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は融解層を示す。本発明の記録媒体１は光反射
吸収Ｎ３よりも低い融点を示す融解Ｍ６を光反射吸収層
３上に設けて構成される。このようにするとレーザの照
射により光反射吸収層３に発生した熱で融解’［６が溶
け、光反射吸収Ｍ（色素膜）３と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５色素膜及び融解層の
材料、膜厚、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／Ｎが向上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吸収層３に吸収される
光が少ないため、再生光による劣化が少くなる。また融
解層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吸収層３の劣化がさらに少
くなる。さらに、融解層６の上に保護層を設けることに
より、単板構造、貼り合ねせ構造が可能になり、光カー
ドや、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）基板 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、ポリカーボネート樹脂、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、基板の表面にはト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プレフォーマットが形
成されていてもよい。

（２）下引き層 下引き層は（ａ）接着性の向上、（ｂ）水又はガスなど
のバリヤー、（Ｃ）記録層の保存安定性の向上及び（ｄ
）反射率の向上、（θ）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目
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ＳｉＯ□、　Ｍ
ｇＦ２、Ｓｉｎ。

ＴｉＯ２、ＺｎＯ１ＴｉＮ、　ＳｉＮなど、金属または
半金属例えばＺｎ、Ｃｕ、　Ｓ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｇ
ｏ、　Ｓｓ、　Ａｕ、　Ａｇ、　Ａｌｌなどを用いるこ
とができる。また、Ｃｄ）の目的に対しては金属、例え
ば、ＡＱ、＾ｇ、　Ｔｅ等や、金属光沢を有する有機薄
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
線硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等を用いること
ができる。

（３）光反射吸収層 光反射吸収層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端
軸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（顔料）、トリフエッチ
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る。

本発明における光反射吸収層には、記録特性及び安定性
向上のために、必要に応じ、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、ト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、　Ａｎ　、　Ｓｓ、
　ＴａＯ２，５ｎＯ１Ａｓ、Ｃｄ等を分散含有させても
よく、また積層してもよ谷１．　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１−・また光反射吸収層には、
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
スジチオジケトン系、ビスフエニルジチオール系錯体等
）などの低分子化合物を混合分散させてもよい。

さらに光反射吸収層には、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。

光反射吸収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。その値は光反射吸収
層の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〜１０μｍ、好ましくは２００人〜２μｌで
ある。光反射吸収Ｊｔ４の形成方法としては、蒸着、Ｃ
ＶＤ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）融解層 融解層は記録時に照射されるレーザ光により光反射吸収
層に発生した熱で溶融状態となり、光反射吸収層との界
面で、混合、溶解を起こして界面を破壊する働きをする
。この目的には、光反射吸収層の融点もしくは分解点よ
りも低い温度で融解する材料を選ぶことが必要である。

このような材料としては、一般の有機低分子化合物、色
素、熱可塑性樹脂などが用いられる。具体的には、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ことができる。融解層の
融点としては１００℃以上が好ましく、それ以下では再
生光によっても融解が起こってしまう、また、融解ノー
の厚さは５０Å以上が好ましく、これ以下では融解して
も界面を破壊できないことがある。さらに。

融解層に記録再生に用いる光を吸収する光吸収材を含有
させてもよく、このようにすると、光の損失が減り、さ
らに感度を向上させることができる。

（５）保護層 保護層は、（ａ）光反射吸収層をその傷、ホコリ、汚れ
等から保護する。（ｂ）光反射吸収層の保存安定性の向
上、（Ｃ）反射率の向上等を目的として使用される。こ
れらの目的に対しては、前記下引き層に示した材料を用
いることができる。また無機材料として、５ｉＯ１Ｓｉ
Ｏ□なとも用いることができ、有機材料として、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、熱溶融性樹脂も用いることができる。

本発明において、前記下引き層及び保護層には、記録層
の場合と同様に、安定剤、分散剤、ｌｌ燃剤、滑剤、帯
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ｌ
すｔ％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測定したところ６９０
ｎｍに吸収のピークがあられれた。原液をハードコート
処理したアクリル板にスピンコードを行い、基板側より
の反射スペクトル、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７９０ｎａ＋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図のデータを得た。これから吸収度が０．４にな
る膜厚になると反射が最大になることがわかった。

厚さ１．２ｍ、直径１３０ａａ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４０．４ｐｍ、ピッチ１．６７ｍ
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ドした。さらにアビエソ
ンワックス（融点１００℃）のヘキサン溶液を塗布し、
厚さ３００人の融解層を形成し、記録媒体を得た。

この記録媒体を線速か２．１騰／ｓａｃ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
照射した。この時用いたレーザ光の書込点でのビーム径
は約１．３−であった、記録周波数は、０．５ＭＨｚを
基本周波数として記録を行なった。

この時、記録パワー３■Ｖで５３ｄＢのＣ／Ｎが得られ
、十分な記録が行われていることがわかった。この記録
した筒所を０．３鵬Ｖ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１部であった。

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、スピンコード後の光学濃度が０．２
５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／Ｎが得られた
が、１００万回の読出しでの損復低下は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、ＳｉＯの蒸着膜
（厚さ１０００人）を設けた。実施例１と同様に評価を
行った結果、Ｃ／Ｎは５１ｄＢ、　１００万回再生後の
振幅劣化は写であった。

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。

表 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＠膜を形成し、記録媒体を得た。なお保護層は適宜設
けた。また、実施例１［においては融解層に光吸収剤と
してシアニン色素（日本感光色素ＮＨ−１２５）を混入
した。これら記録媒体の評価結果を表−２に示す。

表 一は保護層なし −は未測定 〔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である
。 １・・・記録媒体 ２・・・基板 ３・・・記録層（光反射吸収層） ４・・・入射ビーム ５・・・ピット ６・・融解層 特 許 出 原人 株式会社 リ コ

Claims (1)

【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
   成分とする光反射吸収層を設けさらに融解層を設けてな
   る光情報記録媒体において、前記光反射吸収層が記録再
   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）請求項１記載の光情報記録
   媒体の光反射吸収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、該光反射吸収層のもつ
   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。