JPH0335113B2 - - Google Patents

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JPH0335113B2
JPH0335113B2 JP53050688A JP5068878A JPH0335113B2 JP H0335113 B2 JPH0335113 B2 JP H0335113B2 JP 53050688 A JP53050688 A JP 53050688A JP 5068878 A JP5068878 A JP 5068878A JP H0335113 B2 JPH0335113 B2 JP H0335113B2
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barrier layer
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Buruumu Aren
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RCA Corp
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Publication of JPH0335113B2 publication Critical patent/JPH0335113B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は新規な光学的記録媒体、特に吸光層
で被覆され、その上を薄くて硬い不活性熱絶縁体
層で被覆され、さらにその上に厚い透明上被覆を
設けた光学的記録媒体に関する。
スポングはレーザービームのような収束変調光
束を光融除型記録媒体に当てる融除型記録方式に
ついて説明している。この記録媒体は光吸収性材
料で被覆した光反射性材料の層を基板上に設けた
もので、その吸光層の厚さを、反射率を最小にし
て入射光エネルギの最大部分を捕集して熱エネル
ギに変換し得るように選定したものである。この
熱エネルギによつて、吸光層の光の当つた部分が
融除され、それによつて光反射層の相当部分が露
出される。再生時にはこの最低反射率の吸光層と
光反射層との照度差を検知する。
この方向の研究によつて使用材料の性能は向上
してきたが、この記録媒体の１例として、熱の不
導体で表面の平滑な基板にアルミニウムのような
光反射性材料の薄膜を被覆し、このアルミニウム
被覆を不働態化した後４−フエニルアゾ−１−ナ
フチルアミンのような有機吸光材料の被膜を設け
るものがある。これは米国特許第4023185号明細
書に記載されている。
これに対して、光反射層に２酸化シリコン等の
透明誘電層を被着し、その上に金属薄膜を設けて
吸光層としたものもある。これに最もよく用いら
れる金属はチタンである。
記録媒体上に周囲から沈着した表面の塵埃によ
る信号の欠陥または欠落を減じまたはなくするた
めに、吸光層に厚さ約0.05〜１mmの上被層を設け
る。この上被層上に沈着した塵埃粒子その他の表
面汚染物は、記録レンズの収束面から遠く離れて
いるため、信号の記録再生に対する効果は著しく
減退して、再生モニタで認知される欠陥はなくな
る。
シリコン樹脂がこの上被材料として良好である
が、シリコン樹脂系では樹脂の硬化を促進するた
めに白金触媒を使用することが望ましい。ところ
がこの白金は吸光層中のアミンと反応して樹脂の
硬化に逆効果を与え、その吸光層の表面を侵すこ
とがある。この反応は信号欠陥や欠落の数を増す
が、シリコン樹脂上被層の被着前に染料被覆した
円板を熱処理またはエージングしてこの反応を軽
減することはできてもなくすることはできない。
その上有機染料は大ていの有機溶剤に溶けるか
ら、上被材料に適するものの数は限られている。
金属吸光層を用いるときは、記録中の上被層の
損傷または光学的歪みを防ぐために融点の低いも
のでなければならず、従つて高融点の金属は優れ
た吸光層を形成するものでも上被層を通しての記
録には有効に使用することができない。この発明
の記録媒体ではこの上被層を吸光層との熱的また
は化学的相互作用から保護することができる。
この発明の新規な光学的記録媒体は、吸光層で
被覆された光反射層をさらに比較的厚い透明層で
上被したもので、吸光層とその上被層との間にあ
る厚さの障壁層があるものである。この障壁層が
記録情報の信号対雑音比を低下させる原因となる
吸光層と上被層との間の化学的および熱的相互作
用を遮断している。
この発明は所定周波数の光を発する記録用レー
ザービームの用いる記録媒体に関するもので、こ
の媒体はその周波数のレーザ光を反射する材料の
層をこれを吸収する材料の層で覆い、さらにその
上を表面の塵埃粒子をすべて記録レーザービーム
の収束面から隔離する比較的厚い材料層で上被し
たものである。また、吸光層とその上被層とが化
学的および熱的に作用し合うのを防ぐために、上
被層を設ける前に吸光層上に障壁層を被着する
が、要すれば、吸光層が洗浄に保たれる限り、こ
の障壁層と上被層との記録後に被着することもで
きる。
光反射層はその接着のよい光学的に平滑な基板
表面に被着することができる。この基板としては
ガラスまたはプラスチツクの平板または円板が適
している。反射層は記録に用いる波長の光を反射
する必要がある。厚さ約800Åの金の薄膜が良好
な不活性反射層を与えるが、厚さ250〜500Åのア
ルミニウム薄膜もこの目的に充分で、アルミニウ
ム薄膜は表面の不働態化のために深さ約30Åまで
酸化することができる。
吸光層は記録に用いる波長の光を吸収する必要
がある上、この層は反射率を最低ならしめる厚さ
の非晶質密着性の薄膜を形成する必要があり、ま
た低温で容易に融除されて形状が明瞭で規則正し
い開孔を形成しなければならない。染料スーダン
ブラツクＢの真空蒸着によつて得られる４−フエ
ニルアゾ−１−ナフチルアミンの薄膜は優秀な被
膜を形成するが、光反射層を２酸化シリコンで被
覆した上にチタン薄膜を被着しても良好な吸光層
が得られる。
上被層は記録再生に用いる波長の光に対して透
明で散乱を生じないものでなければならない上、
周囲条件に対して安定である必要がある。この上
被層を通して信号を記録するとき、その上被層が
その下側の信号素子の形成を妨げたり再生時に画
像品質に実質的な影響を及ぼすことがあつてはな
らない。ゼネラルエレクトリツク（General
Elect−ric）社のRTV615（登録商標）および
RTV602（登録商標）並びにダウコーニング
（Dow Corning）社のシルガード（Sylgard）184
（登録商標）等のシリコン樹脂も適当な上被材料
である。
障壁層の材料は非晶質で記録再生の波長で光学
的に透明で散乱を生じないものが望ましいが、さ
らに熱的に不導体で、吸光層および上被層と化学
的に反応しないものである必要がある。また、障
壁層材料は吸光層に化学的、物理的または熱的な
干渉を与えないで適用し得ることが望ましい。例
えば吸光層に有機染料を用いると、これは大抵の
有機溶剤に容易に溶けるから、適当な障壁層材料
に望ましい特性は無溶剤被着法で非晶質の層を形
成することができることである。
障壁層も上被層の場合と同様、画像品質に実質
的影響なくその下側に信号素子を形成し得ると共
にこれを読出し得る必要があるから、その材料は
再生中の破損に耐える充分高融点高硬度のもので
あることが望ましい。金属吸光層を用いたとき
は、記録中の加熱によつて軟化しない障壁層を選
ぶことによつて、記録情報の信号対雑音比が約
5dB増大する。
この発明の障壁層には有機無機何れの材料も適
当であるが、無機誘電材料は有機材料より融点が
高く、硬い薄膜が得られる。この性質は記録中の
損傷の危険性を減じ、高融点の金属吸光層と充分
共用し得る障壁層を与える。その上無機材料はあ
る種の上被層の被着に用いる有機溶剤には大抵侵
されないから、有機材料よりは障壁層材料として
融通性が高い。
推奬実施例においては光反射層および吸光層を
予め被着した円板に適当な厚さの２酸化シリコン
（SiO2）の障壁層を設ける。このSiO2層の形成法
としては、高真空中における電子ビーム被着また
はシラン等の気体単量体からの反応性グロー放電
が好ましい。この２方法により形成されたSiO2
層には差が認められないが、抵抗加熱法による場
合はSiOX（但し１＜ｘ＜２）を生じる。これは
SiO2より強度が低いが使用には適している。
障壁層に適する数種の有機材料も認知されてい
る。庶糖の水酸基をアセチルオキシ基、ベンゾイ
ルオキシ基等のエステル基で置換した庶糖誘導体
は良好な障壁層を形成する。例えば６個以上の水
酸基をベンゾイルオキシ基で置換した庶糖から形
成した安息香酸庶糖層を記録媒体の有機染料吸光
層上に上被層被着に先立つて蒸着する。８酢酸庶
糖を蒸着しても良好な障壁層が得られる。
適当な障壁層を形成する他の材料としてロジン
酸のペンタエリトツト誘導体がある。この材料は
蒸着可能の低分子量（3000〜7000）熱可塑性物質
である。一部または全部水素化されたロジン酸の
ペンタエリトリツトエステルで、主要ロジン酸成
分がアビエチン酸で軟化点が約104℃のものは、
良好な障壁層を形成する。
吸光層の表面にグロー放電法により形成した、
または吸光層の表面に被着させた反応性単量体を
重合させる方法でその表面に形成した高度の橋絡
結合を持つ薄膜も良好な障壁層となる。このよう
な薄膜としてはアセチレンと窒素との混合物（混
合比１：３）またはアルゴン担体ガスとペルフル
オロメチルシクロヘキサンとの混合物をグロー放
電に曝して生成したものも適当である。米国特許
第3342754号明細書記載の方法を用いても、 一般式 の反復単位を持つ高度に橋絡結合した同様の重合
被膜が得られる。但し、ｎは重合体中の反復単位
数、ＲおよびR′はＨまたはClである。
障壁層の厚さを注意深く調節すれば、吸光層の
無反射吸光状態をそのまま保存することができ
る。光学的に不働態の無反射障壁層の厚さは、ｍ
を整数、λをレーザからの記録または再生用光の
波長、ｎをその波長における障壁層材料の屈折率
としたとき、mλ／2nに等しいのが最適である。
依つて、アルゴンレーザからの4880Åの記録波長
で約1.46の屈折率を持つ２酸化シリコンを障壁層
に用いるときは、最適厚さがｍ＝１のとき約1670
Å、ｍ＝２のとき約3440Åになる。
障壁層の最適厚さはまた使用材料の熱特性によ
り決まる。すなわちこの厚さは記録中に発生する
熱が情報点を記録する時間中に障壁層を通つて上
被層の界面まで拡散しないようにしなければなら
ない。材料の熱拡散度をＫ、記録時間をｔとする
と、材料の熱拡散距離ｌは次式で表される。
ｌ＝√ ２酸化シリコンではＫ＝６×10-3cm2／秒であ
る。媒体の所定面積が記録レーザービームに露出
される時間を30ナノ秒とすると、熱拡散距離は約
1400Åになり、従つて２酸化シリコンの障壁層の
厚さは熱障壁形成のためには1400Å以上でなけれ
ばならない。障壁層の厚さは２酸化シリコンの場
合1670Åあればその光学的不活性を維持して上被
層を熱的損傷を適当に防止するが、厚さ3440Åは
好ましいと言える。
次にこの発明を添付図面を参照しつつさらに詳
細に説明する。
第１図は記録光線に露出する前のこの発明の記
録媒体２４を示し、基板１１０、光反射層１１
２、その上の透明層１１４、吸光層１１６、障壁
層１１８および上被層１２０から成つている。
第２図は記録光線に露出した後のこの発明の記
録媒体であつて、吸光層１１６が融除されて開孔
１２２を生じ、透明不働態化層１１４を光に曝し
ているが、障壁層１１８と上被層１２０はそのま
ま残つている。第２図に示されている開孔１２２
は１個であるが、記録後の記録媒体にはこれが複
数個含まれていることは明らかである。
この発明の記録媒体の使用法について第３図を
参照しつつ詳細に説明する。記録の場合は、レー
ザ１０から出た光が変調器１２に供給され、ここ
で入力電気信号源１４からの信号に応じて変調さ
れる。この変調光は記録用光学系１６により拡大
されて、強度変調レーザービームの直径がカバー
グラス補正をした対物レンズ１８の所要の開口度
を満たすようにこれを増大する。拡大された変調
レーザービームは偏光ビーム分割器２０で全反射
されてビーム回転用1/4波長板２２を通り、対物
レンズ１８に入る。変調ビームは次に第１図に示
すように記録媒体２４に入射して吸光層の一部を
融除し、反射層の一部を露出する。記録媒体２４
はターンテーブル駆動装置２６により渦線状トラ
ツクを描いて速度約1800回転／分で回転される。
収束サーボ機構２８はカバーグラス補正対物レン
ズ１８から記録媒体２４の表面までの距離を一定
に保つ働きをする。
再生時には、未変調で記録媒体に融除効果を生
じない余り強くないレーザービームによつて記録
ビームが記録媒体２４上に描いた径路を追跡させ
る。反射光は記録された反射・無反射パタンによ
つて変調されて対物レンズ１８および1/4波長板
２２を通つて戻る。ここでこの光は1/4波長板２
２を２回通過したことにより偏光面が90°回転し
ているが、これが偏光ビーム分割器２０を通過し
て再生用光学系３０により光検知器３２に投射さ
れる。この光検知器３２は反射光線を電気信号に
変換して出力端子３４に生成する。トラツキング
サーボ機構３６は再生光学系３０を通る光を監視
して、再生中ビームがトラツクから外れないよう
にする働きをする。
この発明の記録媒体は、信号対雑音比が４−フ
エニルアゾ−１−ナフチルアミン染料吸光層を用
いた場合約44〜46dB、チタン吸光層の場合約49
〜52dBという高品質の記録を作ることができる。
障壁層と上被層とを通して信号対雑音比を6dB
以上低下せずに有機染料層上に光誘導熱記録を行
うことができる。２酸化シリコン障壁層とシリコ
ン樹脂上被層を持つチタン吸光層の場合は、信号
対雑音比が８〜9dB上昇する。上記の信号対雑音
比は放送標準の範囲内にあり、もつと低い信号対
雑音比の記録媒体でも一般消費者用ビデオレコー
ド盤やデジタル符号化情報記録盤に用いることが
できる。
次にこの発明を実施例について説明するが、こ
れはこの発明が以下の記載に限定されることを意
味するものではない。
例 １ 直径30.5cmの円板約100個に厚さ約800Åの金の
層または厚さ約300Åのアルミニウム層から成る
光反射層を被着し、アルミニウム反射層の場合は
表面を不働態化するため深さ約30Åまで酸化し
た。次にこの反射層にこれが金の場合厚さ約400
Åの４−フエニルアゾ−１−ナフチルアミン吸光
層を、不働態化アルミニウムの場合の厚さ約525
Åの吸光層を被着する。４−フエニルアゾ−１−
ナフチルアミンは染料スーダンブラツクの蒸着お
よび熱分解により形成される。
このようにして製した記録媒体の中20個の試料
を第３図に示すようにアルゴンレーザからの波長
4880Åの光の50ナノ秒パルスに露出した。最良の
記録はレーザの電力を約150ｍＷに設定して得ら
れ、約46〜52dBの範囲の信号対雑音比を示した。
次に上記試験後の記録媒体10個を50℃で一晩中
焼成し、ゼネラル・エレクトリツク社（General
Electric）のRTV615という室温加硫シリコン樹
脂の厚さ約0.1mmの回転（スピン）被着層で上被
した。この材料は一般式 を持つ材料を一般式 を持つ硬化剤と白金触媒の存在下で混合して形成
したもので、ｘ、ｙは整数、ＲはＨまたはCH3で
あつて少なくともその１つはＨである。この樹脂
は50℃で１晩中加熱することにより硬化する。
このようにして製した記録媒体上にレーザ出力
を約300ｍＷに設定して上記のように記録を行つ
たが、得られた信号対雑音比は約38〜42dBの範
囲にあつた。
残り10個の試料の記録媒体に高真空中の電子ビ
ーム被着またはシランからの反応性グロー放電を
用いて厚さ約1670Åの２酸化シリコン障壁層を被
着し、さらにこの２酸化シリコン層に上記
RTV615シリコン樹脂の厚さ0.1mm被膜を被着し
て１晩中約50℃で硬化させた。
この記録媒体にレーザ出力を約300ｍＷに設定
して上記のように記録を行なつたところ、得られ
た信号対雑音比の範囲は約44〜47dBであつた。
例 ２ 直径30.5cmの円板約50個に厚さ約500Åのアル
ミニウム反射層を被着し、このアルミニウム層に
厚さ約800Åの２酸化シリコン層を被着した後、
この上に厚さ約75Åのチタン層を被着した。
この記録媒体の代表的試料12個に例１の通りの
記録を行つたところ、レーザ出力設定約350ｍＷ
で最良の記録が得られ、その信号対雑音比の範囲
は約40〜44dBであつた。また代表的な試料１個
に対して出力設定を約300ｍＷにしたところ、約
42dBの信号対雑音比が得られた。
記録媒体の試料２個を例１と同様にゼネラル・
エレクトリツク社のRTV615で上被した後これに
記録を行つた。レーザ出力設定約250ｍＷで最良
記録が得られ、そのときの信号対雑音比は約
39dBであつた。出力設定を約300ｍＷにするとそ
の代表試料の信号対雑音比は約39dBとなつた。
残り10個の記録媒体試料を例１と同様に厚さ約
1670Åの２酸化シリコン層で被覆した後、例１と
同様のRTV615上被層を被着した。
これに例１のようにして記録を行つたところ、
最良記録の出力設定値は約250ｍＷで、信号対雑
音比の範囲は約49〜52であつた。また出力設定を
約300ｍＷとすると、代表試料の信号対雑音比は
約50dBとなつた。
例 ３ 直径30.5mmの円板に厚さ約800Åの金を被着し、
この金被膜上に例１のようにして厚さ約400Åの
４−フエニルアゾ−１−ナフチルアミン染料層を
被着した。
この記録媒体に例１のように記録を行つたとこ
ろ、最良記録のレーザ出力設定は約150ｍＷで、
このときの信号対雑音比は約44dBであつた。ま
た出力設定250ｍＷに対する信号対雑音比は43dB
であつた。
この記録媒体の染料層上に、−OH基の約75％
以上を −Ｏ−Ｏ ‖ Ｃ −Ph で置換した安息香酸庶糖の層（厚さ約1630Å）を
被着した後、その安息香酸庶糖層に例１の通り厚
さ約0.1mmのRTV615層を被着した。
この記録媒体に例１のように記録を行つたとこ
ろ、最良記録に対するレーザ出力設定は250ｍＷ、
そのときの信号対雑音比は41dBであつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は記録前のこの発明の記録媒体の断面
図、第２図は記録後のこの発明の記録媒体の断面
図、第３図はこの発明の記録媒体を使用し得る記
録再生方式の略示図である。 ２４……記録媒体、１１０……基板、１１２…
…光反射層、１１４……透明不働態化層、１１６
……吸光層、１１８……障壁層、１２０……上被
層、１２２……開孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 光反射層とその層上の吸光層と更にその吸光
    層上の上被層とを備え、所定周波数の光を生成す
    る記録用レーザービームと共に使用される記録媒
    体であつて、 上記吸光層と上記上被層との間に熱的化学的な
    障壁層を備え、該障壁層の厚さは上記記録用レー
    ザからの光の波長と該波長における上記障壁層の
    屈折率との関数になるようにされた、記録媒体。 ２ 光反射層と、その層上に在つて間隔を置いて
    連続的に配列された記録情報を表わす孔を有する
    吸光層と、その吸光層を覆う上被層とを備え、所
    定周波数の再生光ビームを用いる再生装置と共に
    使用される情報記録体であつて、 上記吸光層と上記上被層との間に化学的熱的な
    障壁層を備え、該障壁層の厚さは上記再生光ビー
    ムの波長と該波長における上記障壁層の屈折率と
    の関数になるようにされた、情報記録体。
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