JPH0451235A - 光記録媒体 - 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］ 本発明はコンピューター用メモリや音楽、映像の光記録
媒体に関する。さらに詳しくは、市販のコンパクトディ
スクドライブ（プレーヤー）やレーザーディスクドライ
ブ（プレイヤ〒）と互換が可能で追記することができる
追記型コンパクトディスクや追記型レーザーディスクに
関する。

［従来技術］ 音楽や映像、コンピューターメモリなどの用途の外部メ
モリ用の記録媒体として、大容量・高密度記録が可能な
光ディスクや光カード、光テープが提案された。特にそ
の中でも光ディスクは書類や医療記録の保存用に実用化
され、普及しつつある。

特に光ディスクの一形態であるコンパクトディスクは音
楽用に広く普及し、さらにナビゲータ−システムの地図
情報や辞書などを記録したコンパクトディスク（ＣＤ）
−ＲＯＭが考案され実用化に至っている。

コンパクトディスクや映像用に普及している所謂レーザ
ーディスクは、光ディスクのなかでは機能的には再生専
用型に属する。すなわち、−船釣には、原盤のカッティ
ング、マスタリングなどをへて、樹脂の精密射出成形用
のスタンバ−と呼ばれる型に音楽や映像などの信号を表
面の微細な凸凹として記録しておく、樹脂基板の射出成
形時にこのスタンパ−から該信号に相当する微細凹凸が
基板表面上の凸凹として転写され、アルミニウムや金な
どの反射層がつけられる。読み出し用レーザーヘッドか
らの光がこの凸凹により反射率の変化として読まれる。

したがりて、これらコンパクトディスクや映像用に普及
しているレーザーディスクは、情報の形態としては出版
物などと同等な利用者への一方向へ情報が伝達される情
報媒体である。

ここにおいて、コンパクトディスクやレーザーディスク
においても、これらと互換性を保ちつつ例えばノートや
カセットテープのように、利用者が編集及び書き込みが
可能な追記可能な情報媒体が待ち望まれていた。ここで
いう追記とは利用者が用意した情報を記録媒体の一部も
しくは全部に書き込むことをいう。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、すでに普及しているコンパクトディス
ク用やレーザーディスク用ドライブなど反射層を有する
光記録媒体を用いるドライブシステムにおいても互換可
能でありながら、追記できる光記録媒体を提供するもの
である。

すなわち、より具体的には従来のコンパクトディスク用
やレーザーディスク用再生専用媒体と同程度の反射率を
保持するため反射層を有しながら、光による書き込みに
より充分な反射率変化を起こす光感度を有する光記録媒
体を提供せんとするものである。

本発明者らはかかる観点から鋭意検討した結果、混ざり
合うと分子間化合物である電荷移動錯体を生成するドナ
ー層とアクセプター層とを分離層で分離しておき、光を
吸収する色素を含む分離層に光照射し溶融させ、ドナー
層とアクセプター層を混合して発色せしめ、反射層から
の光を変調させて記録することにより新規な光記録媒体
が形成できることを見出し、本発明を完成した。

［発明の開示］ すなわち、本発明は、 透明基板上に記録層を有し、さらにその上に反射層を有
する光記録媒体において、該記録層がドナー化合物を含
むドナー層と、アクセプター化合物を含むアクセプター
層と、これらのドナー層とアクセプター層とを分離する
分離層の３層を少なくとも有し、分離層に記録光を吸収
する化合物を含み、かつ該ドナー化合物と該アクセプタ
ー化合物から形成される電荷移動錯体が再生光を吸収し
うるものであることを特徴とする光記録媒体、を要旨と
するものである。

本発明の構成及び製造方法について以下に図面を参照し
つつ詳細に説明する。

本発明の構成の特徴は、上記したように、透明基板と反
射層の間に記録層を有し、この記録層がドナー化合物を
含むドナー層と、アクセプター化合物を含むアクセプタ
ー層と、これらのドナー層とアクセプター層とを分離す
る分離層の３層を少なくとも含み、分離層に記録光を吸
収する化合物を含み、ドナー化合物とアクセプター化合
物から形成される電荷移動錯体が記録光を吸収すること
である。

本発明においては、第１図に示すように、透明基板１０
０上にドナー化合物を含むドナー層２゜Ｏが積層され、
その上にドナー層とアクセプター層とを分離する分！７
１３００が積層され、さらにアクセプター化合物を含む
アクセプター層４００が積層され、その上に反射層５０
０がされている構成を最小の構成とする。ただし、ドナ
ー層とアクセプター層は分離層を挟んでいればよく、ド
ナー層とアクセプター層は入れ替わった構成でもよい、
すなわち、基板１００上にまずアクセプター化合物を含
むアクセプター層４００が積層され、その上にドナー層
とアクセプター層とを分離する分離層３００が積層され
、さらにドナー化合物を含むドナー層２００が積層され
、その上に反射層５００がされている構成でもよいので
ある。

本発明においては、ドナー層と分離層とアクセプター層
を一組として記録層となし、基板とこの組の間に下引き
層がはいってもよい、また、この組と反射層との間に保
護層が形成されてもかまわない、また、反射層上に紫外
線硬化樹脂などや保護シートなどからなる０、５　μＩ
１１〜２０μ卸程度の保復層があってもよい、また、最
上部にある反射層同士を内側にして２枚張り合わせても
よい。

なお、本発明においては、第２図に示すようにドナー層
と分離層とアクセプター層を一組として、異なる記録光
を光吸収する分離層をもつ組が複数あってもよい、そし
て、これらの組を分離する粗分離層６００があってもよ
い。

本発明における記録の基本的な原理について第３図及び
第４図に示し、以下に説明する。

記録前は、記録の再生光に対して光吸収を有する電荷移
動錯体を形成するドナー化合物とアクセプター化合物を
含む層を、記録光に光吸収のある化合物を含む分離層で
分離しである。この状態では電荷移動錯体は形成されず
、再生光はほとんど吸収されず、殆どが反射層で反射さ
れ、高い反射率を有するのである。しかして、本発明の
光記録媒体に記録光を照射すると以下のようにして反射
率が低下し記録信号を得ることができる。すなわち、記
録光を照射すると、分離層が加熱され溶融が起こり、ド
ナー層とアクセプター層の一部はこれによって混合・相
溶する。この結果、再生光に対して光吸収を有する電荷
移動錯体を膜中で形成するのである。これを模式的に第
４図に示す、３００はドナー層とアクセプター層を分離
する分離層であるが、７００は該分離層、ドナー層、ア
クセプター層が溶融混合した領域を示す、この領域の反
射率が低下するため書込みが行われるのである。

本発明におけるドナー層とは０．１％〜１００％のドナ
ー化合物を含み、この他にバインダー樹脂や界面活性剤
などの添加物を含んでもよい。

本発明におけるアクセプター層とはアクセプター化合物
を含み、この他にバインダー樹脂や界面活性剤などの添
加物を含んでいてもよい。

本発明におけるドナー化合物とアクセプター化合物とは
、分子間の電荷移動錯体を形成するものであり、かつ生
成される電荷移動錯体が再生光を吸収するものであれば
よい、電荷移動錯体及びその光吸収帯については、例え
ば日本化学全編「新実験化学講座　１３　を機構造（Ｉ
Ｉ）Ｊ７，９章に詳しく説明されている。

本発明におけるドナー化合物、アクセプター化合物はそ
れぞれ電子供与体、電子受容体とも呼ばれるものである
。

ドナー化合物の例としては、芳香族炭化水素類、ピリジ
ン類やカルバゾール類などの複素芳香族類、ポリエン類
、芳香族陰イオン類、アミン類、エーテル類、チオエー
テル類、アントラキノン類などが挙げられる。

一方、アクセプター化合物の例としては、トリニトロベ
ンゼン、ｐ−ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノ
ン類、テトラシアノエチレンなどニトロ基、カルボニル
基、シアノ基の複数個を含む芳香族類及び不飽和化合物
類、芳香族陽イオン類やヨウ素などのハロゲン分子、ハ
ロゲン化水素、四塩化炭素などのハロゲン化物、ＢＲ３
、ＡｌＨ３（Ｒはアルキル基）、Ａｇ＋ＣｌＯ４−など
が挙げられる。

このようなドナー化合物とアクセプター化合物の組合せ
により生成される電荷移動錯体の吸収波長についても日
本化学全編「新実験化学講座　１３　有機構造（ＩＩ）
Ｊ７．９章の中に例が挙げられティる。また、文献Ｃｈ
ｅｍ、Ｌｅｔｔ、　　　９０５．１９８８にはドナー化
合物としてカルバゾール類を用い、アクセプター化合物
としてナフトキノン類を用いた電荷移動錯体を例として
、最大吸収波長が分子軌道法の計算方法であるＰＰＰ法
で推算できることが示されている。これらの公知のデー
タや推算方法を用いて再生光に対して光吸収を持つ電荷
移動錯体を形成するドナー及びアクセプター化合物を選
択することができる。

例えば、カルバゾール環を有するドナー化合物である式
（１）の化合物と、ナフタレンジオン化合物である式（
２）の化合物は、ジクロロメタン溶液中で９１０ｎｍに
最大１収を有するブロードな電荷移動錯体の唆収帯が出
現する。また、アズレンをドナー化合物とし、テトラシ
アノエチレンをアクセプター化合物とした場合には、ク
ロロホルム溶液中で７４０ｎｍに、フレセンをドナー化
合物とし、テトラシアノエチレンをアクセプター化合物
とした場合には、クロロホルム溶液中で６３０ｎ−に、
ブレンをドナー化合物とし、ｐ−ベンゾキノンをアクセ
プター化合物とした場合には、クロロホルム溶液中で４
５２ｎ■に最大吸収をもつブロードな電荷移動錯体の唆
収帯が出現するのである。

本発明における分離層はドナー層とアクセプター層を分
離し、記録前に混じりあって電荷移動錯体が生成するこ
とを防ぐ目的で形成される。該分離層は記録光を吸収す
る色素を含む０分離層はこの他に樹脂バインダー、界面
活性剤、色素の安定剤などの添加側を含んでもよい。

本発明における分離層に含まれる色素は、書き込み光に
対して光吸収をもつ色素であれば特に限定されないが、
現在のコンパクトディスクや所謂レーザーディスクの再
生光、記録光の光源として半導体レーザーが主に使用さ
れていることから、シアニン系やメロシアニン系などの
ポリメチン系色素、ポルフィリン系、フタロシアニン系
やナフタロシアニン系などのアザアヌレン系色素、アン
スラキノン系色素、ジチオール系色素、ジアミノ金属錯
体色素、キサンチン及びトリフェニルメタン系色素など
が好ましい例として挙げることができる。

ドナー層、分離層、アクセプター層は蒸着法、ディッピ
ング法、スピンコード法、バーコード法およびロールコ
ート法など公知の方法により成膜することが可能である
。

一般に光記録媒体において、記録層のｙＰＬは反射率や
記録感度に影響を及ぼす。本発明における記録層の膜厚
はドナー層、アクセプター層及び分離層に用いるドナー
化合物、アクセプター層、記録光吸収色素によって異な
るが、媒体の反射率をコンパクトディスクドライブ（プ
レーヤー）やレーザーディスクドライブ（プレーヤー）
と互換性をとるために好ましくは６５％以上とする。

そのため、記録層を積層した段階で、基板を通して再生
光の透過率が７０％以上になるように膜厚を設定するこ
とが好ましい。

通常は、ドナー層及びアクセプター層は好ましくはそれ
ぞれ２５ｎｍから２００ｎｍ程度の範囲にあることが望
ましい。

また、分離層の膜厚は、ドナー層、アクセプター層より
も薄いことが望ましく、好ましくは、５ｎｍから１５０
ｎｍ以下の範囲であればよい。

本発明においてドナー層、アクセプター層、分離層に必
要に応じて添加する樹脂バインダーとしてはポリメチル
メタクリレートやポリメチルアクリレートなどのアクリ
ル系樹脂；ポリ塩化ビニル；ポリビニルブチラール等の
ポリビニルアルコール系樹脂；、ポリ酢酸ビニル、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体などのビニル系樹脂：ボリ
カーボネート系樹脂；ポリエステル系樹脂；ポリスチレ
ン系樹脂；ダイマー酸ポリアミドなどポリアミド系樹脂
；セルロース系樹脂及びこれらの共重合体、混合物、ス
テアリン酸、バルミチン酸などの有機カルボン酸、固形
パラフィンなどが好ましい例として挙げられる。これら
のバインダーはドナー化合物とアクセプター化合物の相
溶を促進するため好ましくは４００°Ｃ以下の低温で溶
融することが望ましい、　本発明に用いられる透明基板
は、実際に読み出す光に対して光透過率が好ましくは８
５％以上であれば、特に限定されるものではない、ただ
し、光学異方性が小さなものが望ましい、したがって、
例えば、ガラス基板や樹脂基板を用いることができる。

樹脂基板の例としては、射出成形によって製造できるア
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹
脂、アリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
塩化ビニル樹脂、ポリビニルエステル樹脂、エポキシ樹
脂などが好ましい。

これらの基板の形状は板状でもフィルム状でもよく、円
形やカード状でもよい、基板表面には記録位置を表す基
円溝や既に再生専用の情報を記録した凸凹があってもよ
い。

本発明に用いられる反射層は、実際に読み出す光に対し
て好ましくは８０％以上の反射率であれば、特に限定さ
れるものではない、ここでいう反射率とはアルミニウム
鏡面を対照試料として測定した５度正反射率をいう。製
造のしやすさや経済性、耐久性からアルミニウムや金が
好ましい材料として例示できる。

本発明における反射層の形成方法は、好ましくは１０ｎ
ｍから２００ｎｍ程度の厚さで反射層が記録層上に積層
されればよく、特に限定されるものではない０例えば、
真空蒸着やスパッタ法などが好ましい例として挙げるこ
とができる。

なお、本発明の光記録媒体において、信号の読み出し光
の光源としては、通常６４０　ｎｍから８５０ｎｍに発
振波長を有する半導体レーザーが好ましく、市販のコン
パクトディスクドライブ（プレーヤー）やレーザーディ
スクドライブ（プレーヤー）との互換性を考慮すれば７
８０ｎｍのものが特に好ましい、信号の記録光の光源と
しては、特に限定はないが好ましくは上記半導体レーザ
ー発振波長領域にあることが望ましく、さらに好ましく
は読み出し光の光源と同一であることが好ましい。そし
て例えば１．２ｍ／ｓから１．４ｍ／Ｓの線速で記録す
る場合、記録膜上におけ゛るレーザーの出力を５ｍＷか
ら１０ｍＷ程度にし、読み出す場合はレーザーの出力を
記録時の１０分の１程度にすればよい。

［作用及び効果］ 本発明の光記録媒体は、コンパクトディスクやレーザー
ディスクと互換性のある反射層を有した高反射率を有し
ながら非常に良好な記録特性を有しうるのである。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、これ
らは単なる例示であり、本発明の技術的範囲が限定され
るものではないことは理解されなければならない。

実施例１ 厚さ１．２ｍｍ、径１２０ｍｍでスパイラル状の案内溝
（深さ７０ｎｍ、幅６００ｎｍ、ピッチ１６００ｎｍ）
を有するポリカーボネート基板上内周部に下記式（１）
のドナー化合物１ｗｔ％とポリビニルブチラール樹脂（
商品名工スレツクＢＭ−２セキスイ製）２ｗｔ％のメチ
ルセロソルブ溶液を滴下し、回転速度１１０００ｒｐで
基板を回転させスピンコード法により８０ｎｍ塗布した
。塗布直後に乾燥窒素下４０°Ｃで３０分乾燥しドナー
層とした。

この分離層の上に１．３ｘｌＯ−５ｔｏｒｒの減圧下テ
下記式（３）のアクセプター化合物を真空蒸着させ、６
０ｎｍの層をアクセプター層として積層した。この３１
構造の記録層の上に真空蒸着法により厚さ６０ｎｍの金
の反射膜を成膜した。

さらに金の反射層の上に紫外線硬化型の保護コート膜を
１０μＦ塗布・硬化させ光記録媒体を作製した。

８ＨＩ７ 次に下記式（２）の０．４ｗｔ％オクタン溶液を回転速
度＋２００ｒｐｍで回転させ同様にスピンコ−１・で１
５ｎｍｌｌ布及び乾燥を行った。

ｌｌＨ１７ （２）この光記録媒体をターンテーブルに載せ１．４ｍ
／Ｓの線速度で回転させながら、７８０ｎｍの発振波長
を有する半導体レーザーを搭載した光学ヘッドを持つド
ライブ（プレーヤー）を用い、レーザービームを樹脂基
板を通して案内溝上の記録層に集束するよう制御しなが
ら反射率を測定したところ７５％の反射率が観測された
。

次に、記録面上で１０ｍＷのレーザー出力でＩＭＨｚの
パルス信号（パルス幅５００ｎｓ）の記録を行った。こ
の後、半導体レーザーの出力を記録面で１ｍＷに下げ、
記録信号の読み出しを行った。読み出された信号の質は
信号と雑音の比（Ｃ／Ｎ）で評価されるが、この価が５
２ｄＢと十分高い値が得られ、良好な記録再生が行われ
た。

実施例２ 厚さ１．２ｍｍ、径１２０ｍｍでスパイラル状の案内溝
（深さ’７Ｑｎｍ、輻６００ｎｍ、ピッチ１６００ｎｍ
）を有するポリカーボネート基板上内周部に削代（１）
のドナー化合物１ｗｔ％とポリメチルメタアクリレート
樹脂（商品名アクリベットＭＦ　　三菱レーヨン製）２
ｗｔ％のメチルセロソルブ溶液を滴下し、回転速度１１
０００ｒｐで基板を回転させスピンコード法により３Ｑ
ｎｍ塗布した。塗布直後に乾燥窒素下４０°Ｃで３０分
乾燥し、ドナー層とした。

次に前代（２）の０．４ｗｔ％オクタン溶液を回転速度
１２００ｒｐｍで回転させ同様に１５ｎｍスピンコード
塗布及び乾燥を行い、分離層とした。

更に１．０ｘｌＯ−５ｔｏｒｒの減圧下でアクセプター
化合物であるテトラシアノエチレンを真空蒸着させ、５
０ｎｍの層をアクセプター層として積層した。

、ごの３層構造の記録層の上に真空蒸着法により厚さ６
３ｎｍの金の反射膜を成膜し、さらに金の反射層の上に
紫外線硬化型の保護コート膜を１０μｍ２布・硬化させ
光記録媒体を作製した。

（２）この光記録媒体をターンテーブルに載せ１４　ｍ
　／　ｓの線速度で回転させながら、７８０ｎｍの発振
波長を有する半導体レーザーを搭載した光学ヘッドを持
つドライブ（プレーヤー）を用い、レーザービームを樹
脂基板を通して案内溝上の記録層に集束するよう制御し
ながら反射率を測定したところ７１％の反射率が観測さ
れた。

次に、記録面上で１０ｍＷのレーザー出力でＩＭＨｚの
パルス信号（パルス幅５００ｎｓ）の記録を行った。こ
の後、半導体レーザーの出力を記録面で１ｍＷに下げ、
記録信号の読み出しを行った。このＣ／Ｎ値が５０ｄＢ
と十分高い値が得られ、良好な記録再生が行われた。

実施例３ 厚さ１．２ｍｍ、径１２０ｍｍでスパイラル状の案内溝
（深さ７０ｎｍ、輻６００ｎｍ、ピッチ１６００ｎｍ）
を有するポリカーボネート基板上内周部にアクセプター
化合物としてテトラキノジメタ７（ＴＣＮＱ）を１．０
ＸＩＯ−５ｔｏｒｒの８０ｎｍのアクセプター層を積層
した。

次にポリビニルブチラール樹脂（商品名工スレツクＢＭ
−２セキスイ製）　２ｗｔ％とシアニン色素ＮＫ１１４
４（日本感光色素製）を０．２ｗｔ％のメチルセロソル
ブ溶液を滴下し、回転速度２２００ｒｐｍで基板を回転
させスピンコード法により６０ｎｍ塗布した。塗布直後
に乾燥窒素下４０°Ｃで３０分乾燥し、分ＮＮとした。

次にドナー化合物であるアズレンを１．１χＩＱ−５ｔ
ｏｒｒの減圧下で下記式（３）アクセプター化合物を真
空蒸着させ、５０ｎｍの層を積層しアクセプター層とし
た。

この３Ｎ構造の記録層の上に真空蒸着法により厚さ６０
ｎｍの金の反射膜を成膜し、さらに金の反射層の上に紫
外線硬化型の保護コート膜を１０μＩ１２布・硬化させ
光記録媒体を作製した。

（２）この光記録媒体をターンテーブルに載せ１４　ｍ
／ｓの線速度で回転させながら、７ＢＯｎｍの発振波長
を有する半導体レーザーを搭載した光学ヘッドを持つド
ライブ（プレーヤー）を用い、レーザービームを樹脂基
板を通して案内溝上の記録層に集束するよう制御しなが
ら反射率を測定したところ７６％の反射率が観測された
。

次に、記録面上で１０ｍＷのレーザー出力で１ＭＨｚの
パルス信号（パルス幅５００ｎｓ）の記録を行った。こ
の後、半導体レーザーの出力を記録面で１ｍＷに下げ、
記録信号の読み出しを行った。このＣ／Ｎ［が５５ｄＢ
と十分高い値が得られ、良好な記録再生が行われた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の層構成の一実施例を示す
模式図である。 第２図は本発明の光記録媒体の他の実施例を示すもので
あって、複数のドナー層、分ＨＮ、アクセプター層を有
する場合の模式図である。 第３図、第４図は本発明の詳細な説明する図であって、
第３図は記録前の状態を示し、第４図は記録後の状態を
模式Ｖである。図において、１００−・−透明基板、 ２００−−−−−−ドナー層、 ３００−−−一分離層、 ４００−−−−−−アクセプター層、 ５００−−−一反射層、 ６００−−−−ドナー層、分離層、アクセプター層の組
を分離する粗分離層、 ７００−−−−−−−ドナー層、アクセプター層、分離
層が溶融混合した領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に記録層を有し、さらにその上に反射
   層を有する光記録媒体において、該記録層がドナー化合
   物を含むドナー層と、アクセプター化合物を含むアクセ
   プター層と、これらのドナー層とアクセプター層とを分
   離する分離層の３層を少なくとも有し、分離層に記録光
   を吸収する化合物を含み、かつ該ドナー化合物と該アク
   セプター化合物から形成される電荷移動錯体が再生光を
   吸収しうるものであることを特徴とする光記録媒体。