JPH052768A

JPH052768A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH052768A
Application number: JP3153387A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Miyadera; 敏之宮寺; Makoto Okano; 誠岡野
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】エネルギー移動防止層の使用をなくすかある
いは使用するにしても最低限の数におさえるようにす
る。【構成】多層の記録膜設定にあたり、記録膜は、それ
ぞれの吸収波長域と、他の記録膜から発生する蛍光波長
域との直接的な重複を最小限に回避するように最適配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板上に多層構造、特に
異種の記録膜を積層して形成された多層構造の記録層を
有する光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光記録媒体の記録膜として種々の
色素膜が開発されている。このような色素膜は、例えば
スピンコートにより基板上に成膜されるものであり、色
素膜上に所定波長の半導体レーザビームを集光させ、そ
れを熱エネルギーに変換して色素膜の性状を変えること
により記録が行われる。そして、未記録部分との反射光
量あるいは透過光量の違いにより再生が行われる。しか
しながら、従来の光記録媒体はアクセスする光の回折限
界により記録密度は１０⁸ビット／cm²が限界であり、
高度情報化社会における高密度記録化に対応し得る光記
録媒体の開発が要望されている。

【０００３】光記録媒体の高密度化を達成するための一
手段として、光記録媒体の垂直方向への記録を可能にし
て、単位体積あたりの記録密度を上げる方法がある。こ
れは、互いに吸収波長の分離ができる異種の色素等の記
録膜を積層し、所望の記録膜の吸収ピーク波長を有する
レーザビームによって記録・再生（波長多重光記録）を
行うことにより光記録媒体の垂直方向への記録を可能と
するものである。

【０００４】しかしながら、上述したように互いに吸収
波長の分離ができる異種の色素膜等を直接積層して形成
した記録膜に、所望の色素膜の吸収波長域の光を照射し
て記録を行うと、波長多重光記録が行えないという問題
があった。すなわち、所望の色素膜よりも長波長側に吸
収波長をもつ他の色素膜も記録される場合が生じてい
た。これは、各色素膜間にエネルギー移動（電荷、熱の
移動、あるいは分子振動、電子軌道の共鳴、蛍光等によ
るエネルギー移動）が起こるためであると推察され、本
願出願人は、互いに干渉し合う記録膜間にエネルギー移
動防止層を設ける旨の提案をすでに行っている（特願平
２−１２７５５３号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記エ
ネルギー移動防止層を設けることによって、成膜等の余
分のコストがかかり、また、媒体自体の構成が複雑にな
ってしまうという不都合も生じる。従って、できるもの
ならエネルギー移動防止層の使用は避けたいという要望
が強くなってきている。

【０００６】本発明は上述したような事情に鑑み創案さ
れたものであり、記録膜の種類や積層順を選定すること
により、エネルギー移動防止層の使用をなくすかあるい
は使用するにしても最低限の数におさえるようにするこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は基板上に第一の記録膜と第二の記録膜と
を直接積層して形成された２層構造の記録層を有する光
記録媒体において、前記第一の記録膜は、第一の吸収波
長域を有し、この吸収波長域に照射された光を吸収し
て、前記第一の吸収波長域より長波長側に発光する第一
の蛍光波長域を備えており、前記第二の記録膜は、前記
第一の蛍光波長域と重複しない第二の吸収波長域を有す
るように構成した。

【０００８】また、少なくとも３層以上の記録膜を積層
して形成された多層構造の記録層を有する光記録媒体に
おいて、前記３層以上の記録膜は、吸収波長域と、この
吸収波長域に照射された光を吸収して、前記吸収波長域
より長波長側に発光する蛍光波長域を、それぞれ備えて
おり、前記３層以上の記録膜は、それぞれの吸収波長域
と、他の記録膜から発生する蛍光波長域との直接的な重
複を最小限に回避するように最適配置されているように
構成した。

【０００９】

【作用】基板上に形成された記録膜を構成する異種の色
素膜の中の所望の色素膜の吸収波長域の光が光記録媒体
に照射されると、該色素膜の吸収ピークのみが選択的に
減少して記録が行われる。この際、各色素膜間のエネル
ギー移動は、記録膜の種類や積層順を選定することによ
り、従来のエネルギー移動防止層の使用をなくすかある
いは使用するにしても最低限の数におさえるようにでき
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の光記録媒体の概略断面図で
ある。図１において、光記録媒体１は基板１０の上に、
複数の記録膜が積層された記録層３０を備える。

【００１１】まず、本発明の媒体において、記録層３０
が２層の記録膜３１，３３から形成される場合を例にと
って説明する。基板１０上に形成された第一の記録膜３
１は、図２の簡略現象説明図に示されるように第一の吸
収波長域△λAを有し、この吸収波長域△λA に照射さ
れた光（記録光）を吸収して、吸収ピークの低下（記録
の状態）とともに前記第一の吸収波長域△λA より長波
長側に発光する性質を有する。発光すべく波長域を第一
の蛍光波長域を図のごとく△a とする。

【００１２】第二の記録膜３３は、前記第一の蛍光波長
域△a と重複しない第二の吸収波長域△λB を有する。
この記録膜３３もまた、吸収波長域△λB に照射された
光（記録光）を吸収して、吸収ピークの低下（記録の状
態）とともに第二の吸収波長域△λB より長波長側（第
二の蛍光波長域△B ）に発光する性質を有する。

【００１３】このように隣設する記録膜の吸収波長域と
蛍光波長域とが重ならないように第一および第二の記録
膜３１，３３を設定するので、従来必要とされていたエ
ネルギー防止層の形成が不要になる。

【００１４】第一および第二の記録膜３１，３３を構成
する具体的な物質は、色素、特にシアニン系、メロシア
ニン系、スクアリリウム系、スピロピラン系、フタロシ
アニン系、ナフタロシアニン系、フルギド系、ジアリー
ルエテン系等の色素が好適である。

【００１５】このような第一および第二の記録膜３１，
３３は、いわゆるＬＢ膜形成法で成膜するのが好ましい
が、スピンコート等の従来から用いられている公知の方
法によってもよい。このように形成される記録膜３１，
３３の膜厚は、２５Å〜４０００Å程度である。

【００１６】つぎに、第１図に示される光記録媒体１の
記録膜をＬＢ膜として成膜する例を挙げて本発明を説明
する。ここで、ＬＢ膜（Langmuir-Blodgett 膜）は水面
上の単分子膜を基板上に吸着させることにより成膜さ
れ、分子オーダーの厚さを有し分子配列が制御された均
一な薄膜である。このため、基板上に色素を用いて成膜
された色素膜の厚さは、従来のスピンコート等により基
板上に成膜された色素膜の１０分の１程度の厚さとな
る。したがって、基板上に異種の色素膜を積層した状態
であっても、積層された色素膜全体がレーザビームの焦
点深度内に入り、レーザビームの集光制御が容易なもの
となる。また、スピンコート等により基板上に成膜され
た色素膜の吸収スペクトルがブロードな吸収を示すのに
対し、シアニン、メロシアニン、スピロピラン、スクア
リリウム等の色素膜をＬＢ膜として成膜することによ
り、いわゆるＪ−会合体が形成され、吸収スペクトルの
ピークが長波長側へシフトするとともに急峻なものとな
るものもある。ＬＢ膜形成後に適宜、アニール処理を施
してもよい。

【００１７】ＬＢ膜形成方法を図３に基づいて説明す
る。第３図において、ＬＢ膜作成装置５０は下層液を保
持する水槽５１を備え、下層液上に色素を溶かした溶媒
が滴下される。滴下された溶媒は下層液上に展開すると
ともに揮発して色素分子は速やかに気水界面に拡がり、
親水基を下層液中に疎水基を大気中に出すような形で並
び単分子膜を形成する。つぎに、バリア５２を図中右方
向に移動させて単分子膜に所定の膜圧力をかけ、いわゆ
る凝集膜状態に保つ。この状態で液面上を横切って基板
６０を垂直に上下させることにより、基板６０上に１分
子層あるいは多分子層の色素ＬＢ膜が形成される。下層
液はｐＨ調整された蒸留水が用いられる。また、溶媒と
しては、水と相溶性をもたずに揮発性を有するベンゼン
およびクロロホルムのような溶媒を用いる。この溶剤に
は、色素とともに成膜補助剤として長鎖飽和炭化水素、
長鎖脂肪酸およびその誘導体等を添加する場合がある。
上記の単分子膜の膜圧力制御は、バリア５２による圧縮
に伴う気水界面上での膜圧力（π）とバリア５２の位置
から求めた面積（Ａ）の変化から得られるπ−Ａ曲線に
基づいて行うことができる。また、これと同時に色素の
分光特性を測定することにより、吸収ピークのシフトか
らＪ−会合体が形成されたことを確認することもでき
る。

【００１８】なお、前記基板１０としては、表面が平滑
であり、かつ界面化学的に充分清浄な基板を用いること
ができ、例えば金属、ガラス、有機高分子材料、シリコ
ン等からなる基板を用いることができる。

【００１９】次に、３層以上の記録膜を有する媒体に関
し、３層の記録膜を有する場合を例にとって図４〜図１
０を参照しつつ説明する。３層の記録膜３２，３４，３
６は、吸収波長域と、この吸収波長域に照射された光を
吸収して、前記吸収波長域より長波長側に発光する蛍光
波長域を、それぞれ備えており、これら３層の記録膜
は、それぞれの吸収波長域と、他の記録膜から発生する
蛍光波長域との直接的な重複を最小限に回避するように
最適配置されている。

【００２０】以下に、この構成をさらに具体的に詳述す
る。まず、以下に使用する記号の説明をしておくと、（１）Ａ，Ｂ，Ｃ…各記録膜を構成する材料を示す。

【００２１】ただし、λA ＜λB ＜λC とし、ここにλ
A，λB ，λC はそれぞれ、材料Ａ，Ｂ，Ｃの最大吸収
波長とする。（２） △λX …任意の材料Ｘの吸収波長域 △x …任意の材料Ｘの蛍光波長域で定義される。

【００２２】このような定義のもと、３層の記録膜Ａ，
Ｂ，Ｃの積層順を考えるに、蛍光は吸収波長よりも必ず
長波長側に出るので、△λA と△b 、△λA と△c 、△
λBと△c の重なりは無視してもよく、△a と△λB 、
△a と△λC 、△b と△λCの重なりのみを考慮すれば
よい。

【００２３】考えられる重なりの場合分けを下記表１に
示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１において、（Ｉ）ケースの場合どのように積層順を選定しても各記録膜間の干渉は避け
られず、各記録膜間にエネルギー防止層（合計２層）が
必要となる。

【００２６】（II）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図５の模式図に示される
通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊で
表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →ＡＢ＊Ｃ従って、ｎ＝１（２）ＡＣＢ →Ａ＊Ｃ＊Ｂ従って、ｎ＝２（３）ＢＡＣ →ＢＡ＊Ｃ従って、ｎ＝１従って（１）と（３）の積層順が本発明によるものであ
る。

【００２７】（III ）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図６の模式図に示される
通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊で
表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →Ａ＊Ｂ＊Ｃ従って、ｎ＝２（２）ＡＣＢ →ＡＣ＊Ｂ従って、ｎ＝１（３）ＢＡＣ →Ｂ＊ＡＣ従って、ｎ＝１従って（２）と（３）の積層順が本発明によるものであ
る。

【００２８】（IV）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図７の模式図に示される
通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊で
表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →Ａ＊ＢＣ従って、ｎ＝１（２）ＡＣＢ →Ａ＊ＣＢ従って、ｎ＝１（３）ＢＡＣ →Ｂ＊Ａ＊Ｃ従って、ｎ＝２従って（１）と（２）の積層順が本発明によるものであ
る。

【００２９】（Ｖ）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図８の模式図に示される
通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊で
表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →ＡＢ＊Ｃ従って、ｎ＝１（２）ＡＣＢ →ＡＣ＊Ｂ従って、ｎ＝１（３）ＢＡＣ →ＢＡＣ従って、ｎ＝０従って（３）の積層順が本発明によるものである。

【００３０】（VI）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図９の模式図に示される
通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊で
表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →ＡＢＣ従って、ｎ＝０（２）ＡＣＢ →Ａ＊ＣＢ従って、ｎ＝１（３）ＢＡＣ →ＢＡ＊Ｃ従って、ｎ＝１従って（１）の積層順が本発明によるものである。

【００３１】（VII ）ケースの場合各記録膜間の干渉パターンは、図１０の模式図に示され
る通りであり、積層順と、必要なエネルギー防止層（＊
で表示する）の数（ｎ）を考えるに、・積層順（１）ＡＢＣ →Ａ＊ＢＣ従って、ｎ＝１（２）ＡＣＢ →ＡＣＢ従って、ｎ＝０（３）ＢＡＣ →Ｂ＊ＡＣ従って、ｎ＝１従って（２）の積層順が本発明によるものである。

【００３２】（VIII）ケースの場合どのように積層順を選定しても各記録膜間の干渉は無
く、エネルギー防止層は不要となる。

【００３３】なお、必要に応じて設けられるエネルギー
移動防止層は、例えば、オクタデカン等の飽和炭化水
素、ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸、ヘキ
サデシルアルコール、オクタデシルアルコール等の高級
アルコール、ステアリルアミン等のアミンおよびメチル
ステアレート等の高級脂肪酸エステルの少なくとも１種
以上を含有する物質により形成される。このようなエネ
ルギー移動防止層の厚さは２５オングストローム以上、
好ましくは５０オングストローム以上である。エネルギ
ー移動防止層の形成は、スピンコート等の従来から用い
られている公知の方法によってもよく、また後述するよ
うにＬＢ膜として成膜してもよい。

【００３４】なお、３層以上の記録膜のうち、介在さ
れ、エネルギー移動防止をも兼ね備えると言える記録膜
の厚さは１００オングストローム以上必要である。な
お、上記実施例においては３層の記録膜を例にとって説
明したが、本発明の思想は、４層、５層、それ以上にな
っても同様に適用できることは勿論である。

【００３５】つぎに、実験例を示して本発明を更に詳細
に説明する。（実験例）第一の記録膜として下記構造式（１）で
示される色素（吸収波長域：３６０〜４８０ｎｍ，蛍光
波長域：４５０〜５６０ｎｍ）を、第二の記録膜として
下記構造式（２）で示される色素（吸収波長域：５８０
〜８５０ｎｍ）をそれぞれ用い、色素膜をＬＢ膜として
成膜して図１に示される構成の光記録媒体を作成した。

【００３６】

【化１】

【００３７】

【化２】

【００３８】ＬＢ膜作成装置は図３に示されるＬＢ膜作
成装置を使用し、ＬＢ膜作成条件は下記の通りとした。・基板：ガラス基板（表面を疎水処理したもの）・溶
媒：クロロホルム・色素濃度…２ｍｍｏｌ／ｌ（溶媒）・下層液：蒸留水（ｐＨ＝６．８，水温＝１５℃）・バ
リア移動速度：２０ｍｍ／分・基板昇降速度：５ｍｍ／分・第一および第二の記録膜の成膜条件：・成膜補助剤…ステアリン酸（色素：ステアリン酸＝１：２）モル比・膜圧力…
２５ｄｙｎｅ／上述のようにして作成された第一および第二の記録膜の
厚みは約１００オングストロームであった。このサンプ
ルに第二の記録膜側から、第一の記録膜の吸収ピーク波
長（４５０ｎｍ）の光を１０００秒間照射し、第一の記
録膜に書き込みを行ったところ、第二の記録膜への影響
はなく、クロスのない記録が可能であることが確認され
た。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、多層記録可能な積
層型光記録媒体において、本発明のごとく記録膜の種類
や積層順を最適に選定することによって、従来のエネル
ギー移動防止層の使用をなくすかあるいは使用するにし
ても最低限の数におさえるようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体（記録膜２層）の概略断面
図である。

【図２】記録膜の波長と吸光度等との関係を示すグラフ
である。

【図３】ＬＢ膜作成装置の一例を示す斜視図である。

【図４】本発明の光記録媒体（記録膜３層）の概略断面
図である。

【図５】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍光
波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【図６】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍光
波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【図７】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍光
波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【図８】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍光
波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【図９】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍光
波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【図１０】記録膜３層の場合における、吸収波長域と蛍
光波長域との重なりパターンを示すグラフである。

【符号の説明】

１…光記録媒体１０…基板３０…記録層３１，３２，３３，３４，３６…記録膜５０…ＬＢ膜作成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に第一の記録膜と第二の記録膜と
を直接積層して形成された２層構造の記録層を有する光
記録媒体において、前記第一の記録膜は、第一の吸収波
長域を有し、この吸収波長域に照射された光を吸収し
て、前記第一の吸収波長域より長波長側に発光する第一
の蛍光波長域を備えており、前記第二の記録膜は、前記
第一の蛍光波長域と重複しない第二の吸収波長域を有す
ることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】少なくとも３層以上の記録膜を積層して
形成された多層構造の記録層を有する光記録媒体におい
て、前記３層以上の記録膜は、吸収波長域と、この吸収
波長域に照射された光を吸収して、前記吸収波長域より
長波長側に発光する蛍光波長域を、それぞれ備えてお
り、前記３層以上の記録膜は、それぞれの吸収波長域
と、他の記録膜から発生する蛍光波長域との直接的な重
複を最小限に回避するように最適配置されていることを
特徴とする光記録媒体。
【請求項３】前記記録膜は、Ｊ−会合体を形成した色
素のＬＢ膜であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の光記録媒体。