JPH022066A - 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、
大容世高密度記憶、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
（ａ）のタイプの記録媒体は低融点金属のＴｅ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１−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、また反射層を持つため基板側からの記
録・再生が雉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ッ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筒４’ｆ＝　３０　ａ
ｎの光ディスクを使用した型が商品化され、その後２０
■型、１３α型と次第に小径となっていき、やがて９０
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
．２ｍｍとした場合、全体の厚みを３ｍ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基本的に基板／
記録層／空気という構成をとっており、空気が断熱Ｊｖ
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１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
ハを維持しつつ、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記＠層
を設けさらに必要に応じて保護層を設けてなる光情報記
録媒体において、前記記録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、本発明によれば、有機色素を主成分とする記録層
を有する光情報記録媒体を用い、前記記録層の分光反射
率がピークとなる近傍の波長の光を前記記録層に集光し
、前記記録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ノー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。本発明では、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２８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２９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図より明ちかなように、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ｎ＝ｎ−１ｋ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
からである。即ち、簡単な例でプラスチック（ｎ＝１．
５−ｉ・０）との界面を考えると、反射率Ｒは次式で表
わされ、 （ｎ＋１．５）”十に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様子
を示す。

図中１は記録媒体、２は基板、３は記録／ｆｆ、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
よる別の記録媒体を用いたときの記録が行われる様子を
示す０図中第５図と同様な要素には同一符号を付し、６
は保護膜を示す。この記録媒体１は熱可塑性の保護膜６
を設けたもので、このようにするとレーザの照射により
保護膜６と記録Ｊｔｊ（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、保護膜の熱的、化学的性質を適切に選択することに
より、保護膜を設けても感度やＣｒが低下しない記録媒
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記録層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。また保護層を設
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
生光による劣化がさらに少くなる。さらに、保護層が設
けることが可能になれば、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
本発明の光情報記録媒体を利用することが可能となる。

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。

（Ｚ）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、（ｅ）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 Ｓｉｎ□、ＭｇＦ、、５ｉＯ１Ｔｉｅ２、ＺｎＯ，Ｔｉ
Ｎ、　ＳｉＮなど、金属または半金属例えばＺｎ、　Ｃ
ｕ、　Ｓ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｇｅ。

Ｓｓ、　Ａｕ、　Ａｇ、ＡＱ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、ＡＩ２
．　Ａｇ、　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）記録層 記ａ／ｆｆｉはレーザ光の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（顔料）、１−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。

本発明における記録層には、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、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１例えば、Ｉｎ、　Ｓ
ｎ、　Ｔｅ、　Ｂｉ、　ＡＱ　、　Ｓｅ、Ｔｃ０２．５
ｎＯ１Ａｓ、　Ｃｄ等を分散含有させてもよく、またｖ
Ｌ層してもよい。

また記録層には、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。さらに記ｆａｌＮには、その他、保存安定剤
（金属錯体、フェノール系化合物）１分散剤、難燃剤、
滑剤、可塑剤等を含有させることができる。記録層の膜
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。その値は記録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〜１０μｍ
、好ましくは２００人〜２μ請である。記録層の形成方
法としては、蒸着、ＣＶＤ法、スパッタ法の他溶剤塗工
法２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）保３層 保護層は、（ａ）記録層をその傷、ホコリ、汚れ等から
保厩する、（ｂ）記録ＪＰＪ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Ｈに示した材料を用いるこ
とができるが、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
１、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１！Ｊ　Ｊｆｊに
は、記録層の場合と同様に、安定剤、分散剤、難燃剤。

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。さらに、下引き層や保護層に対しても１
本発明による化合物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１
ｗｔ％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トを行い、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７９０ｎｍ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。これから吸収塵が０．４になる
膜Ｊ’ｌ−になると反射が最大になることがわかった。

厚さ１　、２　ｍ＋　、直径１３０ｍｍ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０．４μｍ、ピッチ１
．６μｍ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て記録媒体
を得た。

この記録媒体を線速が２．１ｍ／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
照射した。この時用いたレーザー光の書込点でのビーム
径は約１．３μ種であった。記録周波数は。

０．５ＭＮｚ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５５ｄＢのＣ／Ｎが得られ
。

十分な記録が行われていることがわがった。この記録し
た箇所を０．３ｍＷ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、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４５ｄＢであり、１０
０万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、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／Ｎが得られたが、ｌｏｏ万回の読
出しでの振幅低下は３錦であった。

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＃１３０：三井石油化学製）を
シクロヘキサンに２ｗｔ％溶解し、４００ｒｐｍでスピ
ンコードして用いた。実施例１と同様に評価を行った結
果、　Ｃ／Ｎは５３ｄ［ｌ、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。

ｅ 表−１ 実施例４〜１１ 実施例１において、イビ合物（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。

ミ蕩ｉ鼾メ ロ 聰た禦招 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明によれば、高感度、
高Ｃ／Ｎを維持したまま、単板構造化、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、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Ｊグと
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
は記録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
４・・・入射ビーム　５・・・ピット　６・・・保護層
寞；場←８ 第３図 第４図 濾 表（ｎｍ） 第５図 第６図 ２−ヲ一二ｇ）鯛；−

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
   成分とする記録層を設けさらに必要に応じて保護層を設
   けてなる光情報記録媒体において、前記記録層が記録再
   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）有機色素を主成分とする記
   録層を有する光情報記録媒体を用い、前記記録層の分光
   反射率がピークとなる近傍の波長の光を前記記録層に集
   光し、前記記録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。