JPH0447907B2 - - Google Patents

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JPH0447907B2
JPH0447907B2 JP59091141A JP9114184A JPH0447907B2 JP H0447907 B2 JPH0447907 B2 JP H0447907B2 JP 59091141 A JP59091141 A JP 59091141A JP 9114184 A JP9114184 A JP 9114184A JP H0447907 B2 JPH0447907 B2 JP H0447907B2
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JP
Japan
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track
thickness
recording
recording layer
substrate
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JP59091141A
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JPS59210546A (ja
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Suteiinbaagen Kurisuchiaan
Yan Gurabesuteien Deiruku
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS59210546A publication Critical patent/JPS59210546A/ja
Publication of JPH0447907B2 publication Critical patent/JPH0447907B2/ja
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S430/146—Laser beam

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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報を書込むことができかつ情報を
光学手段によつて読取ることができる光学記録キ
ヤリヤであつて、記録ビームの放射に対して透明
であつて入射表面およびこれとは反対側の第２基
板表面を有する基板と、前記第２基板表面上に堆
積されている放射反射性記録層とを具え、前記第
２基板表面には記録用放射スポツトの案内手段を
構成する予備形成された光学的検出可能なトラツ
クが設けられ、前記トラツクは前記記録層の記録
される部分を規定し、前記基板とは反対側の前記
記録層表面は実質的に平坦である光記録キヤリヤ
に関するものである。以下に、記録キヤリヤとは
光記録キヤリヤを意味するものとする。
記録キヤリヤは円板状基板上に記録層を堆積さ
せてなり、この記録層には充分に大きな強さの放
射ビームによつて光学的検出可能な変化を生じさ
せることができる。このトラツクはスパイラルト
ラツクであるのが好ましいが、あるいは多数の同
心トラツク部から構成してもよい。
かかる記録キヤリヤは米国特許第4363116号明
細書に披瀝されている。この既知の記録キヤリヤ
では、予備形成したトラツクは透明基板に多数の
同心または準同心の溝を具えており、記録層は薄
層、例えば、テルルまたはビスマスの薄層であ
る。
記録時にはこれらの溝はある溝に対する放射ビ
ームによつて記録層上に形成される放射スポツト
の半径方向の位置を検出するのに使用されるの
で、書込みスポツトの半径方向を補正することが
できる。この結果、書込みビームおよび記録キヤ
リヤを相対的に移動させるための駆動・案内機構
に対する必要条件は余り厳しいものではなく、従
つて書込み装置には一層簡単で安価な構造を使用
することができる。
溝に対する放射スポツトの半径方向の位置は
「プツシユプル（push−pull）」法すなわり微分
（differential）法で検出するのが好ましい。この
方法では２個の放射感応性検出器を使用し、これ
らの検出器を記録キヤリヤから反射された光の通
路に配置し、これらの検出器によつて反射ビーム
の半径方向に異なる部分を受光する。２個の検出
器の出力信号間の差異は溝に対する放射スポツト
の半径方向の位置に関する情報を含んでいる。前
記出力信号が等しい場合には、放射スポツトの中
心は溝の中心線と一致する。微分トラツキング法
は、溝から反射された放射と溝を取巻く周囲領域
から反射された放射との間の移相φが約90°にな
るような溝の深さである場合にのみ使用できる。
かかる移相は次式： φ＝4πn.d.／λ （式中のｄは溝の深さ、ｎは基板物質の屈折率、
λは使用した放射の波長を示す）で与えられる。
しかも、最適トラツキング信号の場合には、溝か
ら反射した放射の振幅はこの溝の周囲領域から反
射した放射の振幅と等しいことが必要である。
かかる必要条件は、記録層が溝の両方の内側お
よび溝の間において厚さの等しい薄層である場合
に、満たされる。かかる層は真空蒸着またはスパ
ツタ法で形成することができる。
特定染料の層が予じめ溝を付けた記録キヤリヤ
基板上の反射性記録層として使用するのに極めて
適していることが見い出された。かかる染料は例
えばアルキルビリリウムスクアリリウム
（alkylpyrrylium squarylium）化合物で、この
化合物はその溶液を基板表面に吹付けるか噴霧す
ることによつて堆積させることができる。あるい
は、基板を前記溶液中に浸漬することができる。
好適な液体堆積法はスビニング法で、この方法で
は再現性のある厚さの極めて薄い材料層を得るこ
とができる。
上述の堆積方法は溶液すなわち液体を使用する
ことに基づいており、真空蒸着またはスパツタ法
と較べて大きな利点を有する。ダスト粒子のよう
な汚染物質は、例えば、過により溶液から完全
に除去することができる。このようにして形成し
た染料層は高い純度を有する。しかも、液体堆積
法は常温常圧条件下に行うことができる。さら
に、この方法は連続法とすることができる。真空
蒸着またはスパツタ法はこれらの利点を有してい
ない。特にダストの問題は後述の二つの方法にお
いて大きな欠点となる。
予じめ溝を付けた記録キヤリヤ基板に染料層を
被着させる場合には、溝は完全に満たされ、溝の
位置における層の厚さは溝の間の層の厚さよりも
厚くなる。層の厚さのこのような差は溝の深さdt
に等しく、この結果溝の位置における記録層から
反射された放射と溝の近傍の記録層から反射され
た放射との間に追加の移相が生じる。この追加の
移相は微分トラツキング信号を生じ、この信号は
もはや最適でない。
本発明の目的は微分トラツキング法の利点と記
録層に対して染料層を使用する利点とを併せ有す
る記録キヤリヤを提供することにある。
本発明においては、前記トラツクは前記第２基
板表面上の突起部によつて形成され、該突起部は
トラツク部分間の中間部とは異なる高さを有し、
前記中間部は前記第２基板表面の予備形成されト
ラツク担持部の外側の基板表面と同一平面にあ
り、前記突起部における記録層は最大効果厚さに
ほぼ等しい厚さを有し、前記最大効果厚さは書込
みビームが前記記録層において最大光学効果を生
じる厚さであることを特徴とする。
本発明は、特定の染料層に対してまた使用した
放射の特定の波長に対して、以下に反射中立厚さ
（reflection−neutral thickness）と称する特定
の厚さを決めることができ、この特定の厚さより
厚い場合には、反射した放射の振幅および位相は
染料層の実際の厚さに実質的に無関係になること
を見い出したことに基く。また、以下に最大効果
厚さと称する染料層の特定の厚さがあり、かかる
厚さの場合に書込みビームは染料層において最大
光学効果を生ずる。最大効果厚さは反射中立厚さ
より僅か厚い。染料層の最も薄い部分の厚さが最
大効果厚さに実質的に等しくなるように注意した
場合には、記録キヤリヤは微分トラツキング法を
使用するのに適しており、しかも記録層は光学的
記録に極めて適している。
染料層の最も厚い部分は最大効果厚さより著し
く厚い。記録時にこれらの部分にクレータの形成
のような望ましくない作用が生ずることがある。
かかるクレータを防止するための、予備形成した
トラツクを突起形にして、染料層が前記トラツク
の位置において最大厚さを有するようにする。
米国特許第4363116号明細書に記載されている
ように、予備形成したトラツクはセクターに分割
されていて、各セクターがセクターアドレスとこ
れに組合せられているブランクトラツク部とを具
えているのが好ましい。前記セクターアドレスは
アドレスおよび場合によつては制御情報を光学的
検出可能な領域の形態で有し、この領域は中間領
域と交互に存在している。トラツクをセクターに
分割し、アドレスを各セクターに割当てることに
より、ランダムアクセス記憶デイスクが得られ
る。前記制御情報はクロツク信号とすることがで
きる。
本発明においては、予備形成したトラツクがセ
クターに分割されている記録キヤリヤは、トラツ
クに位置する隆起部によつてセクターアドレスに
おける領域が形成されている特徴を有する。
次に本発明を図面を参照して例について説明す
る。
第１図に示すように記録キヤリヤ１には予備形
成したトラツク４、例えば、スパイラル形トラツ
クが設けられている。このトラツクは連続トラツ
クとすることができる。しかし、このトラツクを
多数のセクター７、例えば、128個／トラツク１
回転のセクターに分割するのが適当である。各セ
クターはブランクトラツク部９とセクターアドレ
ス８とからなり、ブランクトラツク部９にはユー
ザーが情報を記録することができ、セクターアド
レス８にはなかんずく関連するトラツク部９のア
ドレスが光学的読取り可能領域にデジタル的にコ
ード化されている。これらの領域およびトラツク
部９はいずれも光学的に検出できるので、情報ブ
ロツクを記録する前に必要なアドレスを位置付け
ることができ、記録時に書込みスポツトをトラツ
ク部９上に正確に維持することができる。記録キ
ヤリヤ１には記録層が設けられていて、この記録
層は充分に強い放射に曝光されると光学的に検出
可能な変化をする。
ユーザー情報の記録時に、アドレスを読取り、
トラツク４を追従し、ユーザー情報を読取ること
ができる方法および装置は本発明の範囲外にある
ので、詳細には説明しない。説明のために上述の
米国特許第4363116号明細書およびオランダ国特
許公開第810932号明細書を参照する。
本発明の記録キヤリヤを既知の記録キヤリヤと
比較できるようにするために、これらの２種の記
録キヤリヤを第２〜５図に交互に示す。第２図は
既知の記録キヤリヤの半径方向の部分断面図であ
る。第４図は既知の記録キヤリヤの予備形成した
溝の一部を示す接線方向の部分断面図である。第
２図において記録キヤリヤ基板を５で示す。この
基板に凹設されているトラツクの隣接部分を４で
示す。薄い記録層６は例えばビスマスまたはテル
ルから作られていて、この層６が基板５上に堆積
されている。このトラツク構体は保護コーテイン
グ１１で被覆されていることがある。あるいはま
た、第２図または第３図に示すような２種の記録
キヤリヤをそれぞれ、介挿した環状スペーサによ
つて互いに取付けて、サンドイツチ構造を作り、
これにより情報構体を効果的に保護することがで
きる。
第４図は第１図の接線３−３′上で切断した既
知の記録キヤリヤの断面図である。各セクターア
ドレス８はアドレス部８ａと同期部８ｂとからな
る。アドレス部８ａは大きさの均一な複数個のピ
ツト１０が基板５に形成されているものである。
ピツト列はアドレス情報を表わす。同期部８ｂは
クロツク信号、例えば、信号源のクロツク周波数
を制御するためのクロツク信号を発生するピツト
１０の一定の列を有し、このクロツク信号は書込
み信号の振幅を変調する作用をする。
書込むべき情報に従つて強さが変調される書込
みビームは、ビスマスまたはテルルから作られて
いる記録層に、トラツク部９の位置でピツト１２
を形成することができ、ピツト１２は周囲領域と
は異なる反射率を有する情報領域を構成する。ユ
ーザーによつて所望の情報が記録された後に、追
従トラツクおよびセクターアドレスが位相構造を
構成し、かつユーザー情報が振幅構造の形態で記
録されている記録キヤリヤが得られる。
第３図および第５図はそれぞれ本発明の記録キ
ヤリヤの半径方向および接線方向の部分断面図
で、第２図おび第５図に示すもの同様なものであ
る。記録層６′はトラツク部４′とセンサーアドレ
ス８′および平坦部（land）１３′とによつて形成
される構体が完全に被覆されるような厚さを有す
る。
記録キヤリヤ上に染料、好ましくは次式： （式中のＸは酸素原子または硫黄原子、Ｒは少
くとも３個の炭素原子を有するアルキル基、R1
は水素原子またはメチル基を示す）で表わされる
ピリリウムまたはチオピリリウム−スクアリリウ
ム化合物の溶液を堆積させることにより記録に記
録層６′を設ける。次いで、この記録キヤリヤを
高速で回転させて、液体を記録キヤリヤから飛ば
し、蒸発させて、薄い無定形染料層６′を記録キ
ヤリヤ表面上に残す。
第６図には、ピリリウム−スクアリリウム化合
物からなるかかる染料層から反射したレーザービ
ームの振幅Ａおよび位相ψをそれぞれ層の厚さの
関数として実線および破線の曲線で示す。第６図
の曲線は染料層の基板側からの反射に対して適用
される。反射が最大となる場合の厚さをdnaxで示
す。この図は、先に反射中立厚さと称した2/3
dnaxの厚さより厚いかこれに等しい厚さの場合に
は、反射した放射の振幅および位相は層の厚さdr
の関数として僅かに変化するにすぎないことを示
す。
トラツク４′を微分トラツキング法によつて追
従しようとする場合には、記録層における厚さの
変動は、トラツクの位置における記録層から反射
した放射と、トラツク近傍における記録層から反
射した放射との間に追加の移相を生じさせてはな
らない。記録層における書込みビームの最大光学
効果のためには、この層の厚さをdnaxにして最大
反射を達成することが必要である。層がこの厚さ
である場合には書込みビームは反射率の変化を最
大にすることができる。情報領域およびその周囲
領域との間で反射率の差が大きくなる結果、読取
り時に得られる信号は充分大きく、満足できる信
号対雑音比を有する。
層の厚さがdnaxより著しく薄い場合には、書込
みビームによつて生じさせることのできる反射率
の差異はdnaxに相当する反射率の差より著しく小
さい。しかも、基板表面が完全には平坦ではない
ために生ずる染料層における厚さの変動の影響は
一層大きい。かかる厚さの変動の影響は層の厚さ
が厚くなるにつれて小さくなる。
染料層の厚さがdnaxより著しく厚い場合には、
書込みエネルギーは層の中央部に集中される。か
かるエネルギーの集中は爆発が起るほど著しく行
われて孔が開くことがある。かかる孔は、先にク
レータと称したが、形状および大きさが明確では
ない。しかも、爆発によつて染料粒子はクレータ
から比較的大きな距離離れている位置で記録層上
に沈降する。これらの粒子は読出し時に雑音を生
じる。染料層の厚さがさらに厚くなると、気泡が
書込みビームの位置において層内に形成し、この
気泡は破裂した際にクレータの形成より重大な結
果を生ずる。
本発明においては、確実に、記録層６′の最も
薄い部分が最大効果厚さにほぼ等しい厚さにな
り、かつユーザー情報がかかる薄い部分に記録さ
れるように構成する。そこで、基板に凹設されか
つ染料層で被覆されているトラツク４を有する記
録キヤリヤを使用することができる。トラツク４
の位置において記録層は最大効果厚さ、すなわち
dt＋dnaxより厚くなるので、ユーザー情報は平坦
部１３に記録する必要がある。これには２個の半
径方向に隣接する放射スポツト、すなわちトラツ
ク４を走査するための強さの弱いスポツトおよび
平坦部１３上を走行する高エネルギー書込みスポ
ツトが必要である。しかし、２個の接線方向に隣
接する放射スポツト、トラツク４を走査しかつ情
報を記録する前方スポツトおよび記録されたばか
りの情報を読取る後方スポツトを使用するのが一
層有利である。強さを高（書込み）レベルと低
（読取り）レベルとの間で切換えることができる
１個の放射スポツトのみを使用するのがなお一層
有利である。これは、予備形成トラツクが基板上
で複数個の突起部４′の形態をしている場合およ
びこれらの突記部の位置における染料層の厚さが
dnaxにほぼ等しい場合に、可能である。
上述のように、トラツク４′はセクターアドレ
ス８′とブランクトラツク部９′とからなるセクタ
ーに分割するのが好ましい。本発明においては、
セクターアドレス８′における領域１０′は、トラ
ツク４′の小部分の接線方向の断面図である第５
図に示すように、基板表面上の隆起部である。
第４図に示す既知の記録キヤリヤのセクターア
ドレス８における領域１０は「中央開口
（Centrel−aperture）」または積分読取り法によ
つて読取られる。この方法では、記録キヤリヤに
よつて反射されて対物レンズを通るすべての放射
は１個の放射感応性検出器によつて受光される。
なお、この対物レンズは記録キヤリヤ上に放射ス
ポツトを形成する作用をする。この読取り法は情
報領域から反射した放射とこの領域の近傍から反
射した放射との間の位相差に基づいており、この
位相差は約180°であることが必要である。このこ
とは、領域１０と基板表面との間のレベル差が実
質的にλ／4nである必要があることを意味する。
レベル差dpは本発明の記録キヤリヤの隆起部１
０′と基板表面との間においても維持されている
必要がある。
隆起部１０′はブランクトラツク部９′より高い
レベルに位置しているから、これらの隆起部１
０′の位置における記録層の厚さdrpはブランク部
の位置における厚さdrtより著しく薄い。この結
果、隆起部１０′の位置における記録層からの反
射は中間領域１４′の位置における前記層からの
反射より著しく少ない。従つて本発明の記録キヤ
リヤのアドレスセクターは領域１０′と中間領域
１４′との間の反射率の差を利用することにより
読取られる。
ユーザーが情報を記録する場合には、基板５を
経て染料層６′をレーザー光に曝光する。この際
レーザービームの強さを記録すべき情報に適合す
るように変調する。かかる露光の結果、染料層は
局部的に高い温度まで加熱される。染料は溶融
し、溶融区域の端縁に向けて移動する。従つて、
第５図に示すように、端縁部１５を有するビツト
１２′が染料層６′に形成される。
ビツト１２′の位置において、染料層の厚さ、
従つてこの層の反射率は著しく減少する。ビツト
１２′は周囲領域との反射率の差を利用して検出
できる。
既知のように、基板を経て記録し読取ること
は、基板表面上のダスト粒子または掻き屑のよう
な汚染物質がレーザービームを集束させる対物レ
ンズの焦点深度の外側に来るので、これらの汚染
物質は記録および読取りプロセスの品質に悪影響
を及ぼさない。
突起構体およびセクターアドレスを具える記録
キヤリヤは、圧縮成形、射出成形およびトランス
フアー成形のような、それ自体既知の方法を使用
し、表面を突起構造部の雌型形状に形成した型を
使用してプラスチツク基板を製造することにより
形成することができる。ガラス基板の場合には、
追加のプラスチツクスキン層を堆積させ、ここに
突起構造を形成することができる。かかる多層基
板は、突起構造部の雌型形状に形成した型表面上
に液体光硬化性ラツカー層を堆積させ、この層の
上にガラス基板を載置し、この基板を経てラツカ
ーを硬化させ、次いで基板に接着されていて型の
突起構造が形成されている硬化ラツカー層と基板
との組合せを型表面から取り除くことにより製造
することができる。適当なラツカーは光硬化性ア
クリル酸エステルである。
AlGaAsによつて放出される波長約800nmのレ
ーザービームによつて書込みおよび読取りが可能
な本発明の記録キヤリヤの一例では、基板を屈折
率約1.5のガラスから作る。記録層はペンタメチ
ン化合物から作る。突起部４′の位置において染
料は厚さ約85nmである。突起部の高さhtが約
60nmである場合には、層６′の最大厚さは約
145nmである。領域10′の高さhpが約120nmであ
る場合には、領域１０′の位置における染料層の
厚さdrpは約25nmである。情報はレーザー出力が
約12mWで、パルス持続時間が約50ナノ秒である
場合に記録される。記録された情報ビツト１２′
は1μm程度の長さを有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は記録キヤリヤの一例の平面図、第２図
は従来の記録キヤリヤの半径方向の部分断面図、
第３図は本発明の記録キヤリヤの一例の半径方向
の部分断面図、第４図は第２図の記録キヤリヤの
接線方向の部分断面図、第５図は第３図の記録キ
ヤリヤの接線方向の部分断面図、第６図は記録染
料層から反射した放射の振幅および位相と層の厚
さとの関係を示すグラフである。 １……記録キヤリヤ、３−３′……接線、４…
…トラツク、４′……トラツク（突起部、トラツ
ク部）、５……基板、６，６′……記録層（染料
層）、７……セクター、８，８′……セクターアド
レス、８ａ……アドレス部、８ｂ……同期部、
９，９′……ブランクトラツク部、１０……セク
ターアドレスにおける領域（ビツト）、１０′……
セクターアドレスにおける領域（隆起部）、１１
……保護コーテイング、１２，１２′……ビツト、
１３，１３′……平坦部、１４′……中間領域、１
５……端縁部、Ａ……染料層から反射したレーザ
ービームの振幅、ψ……染料層から反射したレー
ザービームの位相、dr……染料層の厚さ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 情報を書込むことができかつ情報を光学手段
    によつて読取ることができる光記録キヤリヤであ
    つて、記録ビームの放射に対して透明であつて入
    射表面およびこれとは反対側の第２基板表面を有
    する基板と、前記第２基板表面上に堆積されてい
    る放射反射性記録層とを具え、前記第２基板表面
    には記録用放射スポツトの案内手段を構成する予
    備形成された光学的検出可能なトラツクが設けら
    れ、前記トラツクは前記記録層の記録される部分
    を規定し、前記基板とは反対側の前記記録層表面
    は実質的に平坦である光記録キヤリヤにおいて、 前記トラツクは前記第２基板表面上の突起部に
    よつて形成され、該突起部はトラツク部分間の中
    間部とは異なる高さを有し、前記中間部は前記第
    ２基板表面の予備形成されトラツク担持部の外側
    の基板表面と同一平面にあり、 前記突起部における記録層は最大効果厚さにほ
    ぼ等しい厚さを有し、前記最大効果厚さは書込み
    ビームが前記記録層において最大光学効果を生じ
    る厚さである ことを特徴とする光記録キヤリヤ。 ２ 前記予備形成したトラツクはセクターに分割
    されていて、各セクターはセクターアドレスとこ
    れに組合せられているブランクトラツク部とを具
    え、前記セクターアドレスは予じめ記録したアド
    レスおよび制御情報を工学的検出可能な領域の形
    態で有し、この領域は中間領域と交互に存在して
    おり、前記セクターアドレスにおける前記領域は
    前記トラツクに位置する隆起部によつて形成され
    ている特許請求の範囲第１項記載の光記録キヤリ
    ヤ。 ３ 前記記録層がスクアリリウム染料を含有して
    いて、前記トラツクの位置において50〜100nmの
    厚さを有する特許請求の範囲第１項または第２項
    記載の光記録キヤリヤ。 ４ 前記染料が次式： （式中のＸは酸素原子または硫黄原子、Ｒは少
    なくとも３個の炭素原子を有するアルキル基、
    R1は水素原子またはメチル基を示す）で表わさ
    れるビリリウムまたはチオビリリウム−スクアリ
    リウム化合物である特許請求の範囲第３項記載の
    光記録キヤリヤ。
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