JP2767871B2

JP2767871B2 - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2767871B2
Application number: JP1071797A
Authority: JP
Inventors: 宏小沢; 広一薮内; 洋一細野; 伸相原; 慎一村上
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH02252144A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、CD（コンパクトディスク）、LD（レーザー
ディスク）、CD-ROM等の光ディスク再生専用装置での再
生が可能であり、かつ再生に使用する半導体レーザーと
異なる発振波長の半導体レーザーで高速に記録を行うに
好適な光記録媒体に関するものであり、音声、画像、コ
ードデータ等のメモリーとして有用である。

〔従来技術〕

光ディスクは、膨大な記憶容量と高速アクセス性の特
徴を活かし、CD（コンパクトディスク）、LD（レーザー
ディスク）、CD-ROM等のの再生専用記録媒体として広く
実用されており、又、ユーザーで記録可能な追記型記録
媒体としても電子ファイルやコンピューターバックアッ
プメモリー等の用途にも実用化が進められている。

近年、既に普及が進んでいる再生専用装置で記録信号
を再生しうる光記録媒体の開発が望まれているが、従来
の追記型記録媒体は、記録層の種類を問わず反射率が低
い為に、既に普及した再生専用装置での記録信号の再生
は困難であり、新たな光記録媒体の出現が望まれてい
る。

最近、透明基板上に有機色素膜と金属薄膜を順次積層
し、780mmの半導体レーザーで記録を行い、従来の再生
専用装置で記録信号の再生を行えることがE.Hamada等
（Optical Data Storage,Topical Meeting by Optical
Society of America,1989 Technical Digest Series,Vo
lume 1）等によって報告されているが、同一波長の半導
体レーザーを用いて記録及び再生を行うことは、高い反
射率を求める限り記録時光吸収量が低下する為に、高感
度化すなわち高速での記録を犠牲にするという根本的な
矛盾をかかえている。

〔本発明の解決しようとする課題〕

光ディスクは、容量が大きいことに一つの大きな特徴
がある故に、膨大なデータを高速に記録したいという要
望は強く、この高速化を、従来の再生専用装置で再生し
うるという制限条件の中でいかに解決するかが本発明の
目的とするところである。

テルル、テルル合金等に代表される記録可能な無機薄
膜が反射率的に従来の再生専用装置での再生が困難で、
又、反射率及び吸収率の波長依存性が小さいのに対し、
本発明者等は、有機色素系薄膜の反射率及び吸収率の波
長依存性が大きいことに着目し、本発明を完成するに到
った。

有機色素系薄膜を追記型記録媒体に適用する試みは、
過去から極めて数多く提案されているが、有機色素系薄
膜に反射性能を如何に付与するか、又、反射率の低さを
金属薄膜等の反射層を設けて如何に補うかの研究に焦点
があり、この場合には上記した反射率又は吸収率の波長
依存性の大きさはむしろ克服すべき欠陥であった。

本発明においては、上記の有機色素系薄膜の従来欠点
とされている性質を逆用し、記録レーザー波長光に対し
ては、低反射、高吸収であり、再生レーザー波長光に対
しては、高反射、低吸収となる光記録媒体を完成するこ
とによって、高速記録及び既存再生専用装置での再生を
可能にしたものである。

〔課題を解決する為の手段〕

すなわち、本発明は透明な基板上に、（Ａ）有機色素を主成分とする記録層と（Ｂ）金属薄膜からなる反射層を順次積層してなり、記
録用レーザーの発振波長光に対する反射率（基板側から
の５°正反射率）が15〜50％であり、前記記録用レーザ
ーの発振波長と異なる波長の再生専用レーザー光に対す
る反射率（基板側からの５°正反射率）が65％以上であ
る光記録媒体に、異なる２種の波長を用いて記録、再生
する方法であり、また、透明な基板上に、（Ａ）有機色素を主成分とする記録層（Ｃ）透明な樹脂からなる断熱層（Ｂ）金属薄膜からなる反射層を順次積層してなり、記
録用レーザーの発振波長光に対する反射率（基板側から
の５°正反射率）が15〜50％であり、前記記録用レーザ
ーの発振波長と異なる波長の再生専用レーザー光に対す
る反射率（基板側からの５°正反射率）が65％以上であ
る光記録媒体に、異なる２種の波長を用いて記録、再生
する方法である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いる透明な基板は、ガラスやポリカーボネ
ート樹脂、メタクリル酸エステル共重合樹脂、エポキシ
樹脂、非晶質耐熱ポリオレフィン樹脂等の合成樹脂等の
透明な円板上の板であって、通常、プレピット、案内溝
等の凹凸情報を片面に担持している基板であり、既に光
ディスク用として広く実用に供せられている基板のいず
れをも用いることが出来る。

本発明においては、上記基板のプレピット、案内溝等
の凹凸情報を有する面に、上記の（Ａ）有機色素を主成
分とする記録層を形成する。該記録層に用いられる有機
色素としては、前述した光記録媒体としての反射率の限
定を満足する限りにおいて、いずれも使用が可能であ
り、その化学構造が特定のものに製薬されるものではな
い。例えば、830nmと780nmのレーザーを用いる場合につ
いては、通常、フタロシアニン金属錯体類、ナフタロシ
アニン金属錯体類、フタロシアニン・ナフタロシアニン
非環化金属錯体類、芳香族ジチオール金属錯体類、ポリ
メチン色素類、ナフトキノン色素類、アントラキノン色
素類等の色素類から通常選択される。又、光、湿度等に
対する耐久性の観点から、フタロシアニン金属錯体類、
ナフタロシアニン金属錯体類、フタロシアニン・ナフタ
ロシアニン共環化金属錯体類及び芳香族ジチオール金属
錯体類から選択されることが好ましく、これらの一種以
上を併用してもよい。

特に好ましい有機色素は、記録層の極大吸収が800nm
以上、更に830〜880nmに極大吸収を有するようなもので
ある。その理由は、現状の再生専用装置に搭載される半
導体レーザーの発振波長が通常780nmであり、記録用に
用いられ、かつ、再生用と異なる発振波長の半導体レー
ザーとしては810〜840nmの発振波長のものが実用的であ
ることによる。

すなわち810〜840nmの波長領域においては強い吸収を
有することによって該波長領域の記録用レーザーを使用
して高速の記録を可能にし、かつ、再生用レーザーの波
長たる780nmにおいては吸収が小さく、反射率を向上さ
せることが出来るからである。

上記の条件に適合するより好ましい有機色素の例とし
ては、（ｉ）一般式〔Ｉ〕（式中、ＭはCu、Co、Pb又はMn等の二価の金属、VO、
TiO、WO等の金属酸化物、Si、Ge、Snの金属ハライド又
はSiR₂（Ｒはアルキル基、アルコキシル基又はシロキシ
基）であり、又、R₁、R₂、R₃及びR₄は水素、アルキル
基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、チオア
ルキル基、チオアリール基、アミノアルキル基等から選
ばれ、少なくともR₁、R₂、R₃、R₄のうちの一つが水素以
外の置換基である）で表される置換2,3−ナフタロシアニン金属錯体化合物
類、（ii）一般式〔II〕（式中、ＭはCu、Co、Pb又はMn等の二価の金属、VO、
TiO、WO等の金属酸化物、Si、Ge、Snの金属ハライド又
はSiR₂（Ｒはアルキル基、アルコキシル基又はシロキシ
基）であり、又、R₁、R₂、R₃及びR₄は水素、アルキル
基、アリール基、アルコキシル基、アリロキシ基、チオ
アルキル基、チオアリール基、アミノアルキル基等から
選ばれ、少なくともR₁、R₂、R₃、R₄のうちの一つが水素
以外の置換基）で表される置換1,2−ナフタロシアニン金属錯体化合物
類、（iii）一般式〔III〕（式中、ＭはCu、Pb、Mn、Co等の二価の金属、VO、Ti
O、WO等の金属酸化物、Si、Ge、Snの金属ハライド又はS
iR₂（Ｒはアルキル基、アルコキシル基又はシロキシ
基）であり、又、R₁、R₂、R₃及びR₄は水素、アルキル
基、アリール基、アルコキシル基、アリロキシ基、チオ
アルキル基、チオアリール基、アミノアルキル基、シア
ノ基、シリル基等から選ばれ、少なくともR₁及びR₄の少
なくとも一つはアルコキシル基、アリロキシ基、チオア
ルキル基、或いはチオアリール基から選ばれる置換基）で表される置換フタロシアニン金属錯体化合物類、（iv）一般式MY_X Z_4-X （式中、ＭはCu、Pb、Mn、Co等の二価の金属、VO、Ti
O、WO等の金属酸化物、Si、Ge、Snの金属ハライド又はS
iR₂（Ｒはアルキル基、アルコキシル基又はシロキシ
基）であり、Ｙは上記〔Ｉ〕或いは〔II〕の化合物類で
定義した有機基部分、Ｚは上記〔III〕の化合物類で定
義した有機基部分であり、ｘは１〜３の整数）で表される置換フタロシアニン・ナフタロシアニン共環
化金属錯体化合物類、（ｖ）一般式（式中、Ｍは遷移金属原子イオンＸ及びＸ′は水素、
アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン基、アルコキシ
ル基、アルキルアミノ基から選ばれ、Ｘ及びＸ′は同一
でもよく、又ＡはＭを中和するカウンターイオン基）の
構造を有する芳香族ジチオール金属錯体類類が挙げら
れ、これ等の有機色素化合物類の一種以上を混合使用す
ることも可能である。

しかしながら、レーザービームの集束径を小さくし、
信号密度を高くする為に再生専用装置においてもよい発
振波長の短い半導体レーザー（例えば600〜700nm）を搭
載することも試みられており、この場合に760〜780nmの
半導体レーザーを記録用に用いれば、上記の（Ａ）有機
色素を主成分とする記録層の極大吸収は、730nm以上で
あれば十分本発明の目的を達成する光記録媒体の提供が
可能である。従って、本発明の有用な有機色素は前述し
た有機色素に限定されるものではない。

本発明においは、基板上に、上記（Ａ）有機色素を主
成分とする記録層を形成するには、通常有機色素を有機
溶剤に溶解し、スピンコート法等の塗布法で20〜200nm
程度の厚みの薄膜を形成することが一般的であるが、も
ちろん真空蒸着法等の他の常用されている薄膜形成法を
採用することも本発明の目的を妨げるものではない。
又、有機色素と共に樹脂成分等を併用し、該記録層を形
成してもよい。

上記した（Ｂ）金属薄膜からなる反射層は、例えば
金、白金、ロジウム、銀、銅、アルミニウム、ニッケ
ル、クロム、しんちゅう等の単一金属又はそれらの合金
を、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング
等の方法によって、上記した（Ａ）の記録層上、又は後
に詳述する（Ｃ）の断熱層上に10〜200nm程度の厚さで
形成する。該反射層は反射機能が主な役割であるので、
再生光発振波長での分光反射率が金属面で80％以上であ
ることが望ましい。尚、この反射層上に定法に従い更に
保護層を形成してもよい。

本発明においては、上記の（Ａ）記録層と（Ｂ）反射
層の間に（Ｃ）透明な樹脂からなる断熱層を介在するこ
とが出来る。該断熱層の存在は、記録時の感度向上、す
なわち高速での記録により有効である。断熱層を形成す
る（Ｃ）の透明な樹脂としては、例えばニトロセルロー
ス、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポ
リメタクリル酸エステル共重合樹脂、ポリ酢酸ビニル共
重合樹脂、ポリシロキサン樹脂等が用いられ、樹脂を有
機溶剤に溶解しスピンコーティング法等で（Ａ）記録層
上に、通常20〜300nm程度の厚さで薄膜を形成する。こ
の断熱層形成工程において、上記（Ａ）記録層を溶解さ
せることは極力避けることが好ましく、この為に記録層
を溶解しない有機溶剤に、上記した樹脂を溶解して用い
ることが求められ、（Ａ）記録層に用いた有機色素の種
類に応じ選択される。例えば、脂肪族炭化水素可溶な有
機色素からなる記録層上に、アルコール可溶な樹脂のア
ルコール溶液を塗布する等は有用な方法である。

上記の（Ｃ）断熱層は、記録層において記録時発生す
る熱が（Ｂ）金属薄膜からなる反射層の高熱伝導性等に
よって失われることを軽減しうると共に、記録時の熱に
よって変化を生じ信号出力も増大する。

上記の如き層構成からなる光記録媒体は、記録用レー
ザーの発振波長光に対する反射率（基板側からの５°正
反射率）が15〜50％であり、かつ再生用レーザーの発振
波長光に対する反射率（基板側からの５°正反射率）が
65％以上であることが必要である。記録用レーザーの発
振波長光に対する反射率15％未満では、記録時のトラッ
ク制御、フォーカス制御が不安定で好ましくなく、又50
％を越える場合には所期の記録感度向上、すなわち高速
での記録を達成しえず、特に20〜40％であることが好ま
しい。

又、再生用レーザーの発振波長光に対する反射率が65
％未満では、従来の再生専用機での再生制御が不安定と
なり、本発明には不適であり、特に70％以上であること
が好ましい。

本発明の光記録媒体を実用に供するにあたっては、記
録再生装置の変復調回路のクロック信号および線速を制
御することによって、記録再生を高速で行うことの他に
記録再生装置により低出力の安価なレーザーを使用しう
ることが出来る等の利点をも実現することが出来る。

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明す
る。

実施例１厚さ1.6mm、外径120mm、内径15mmの予め案内溝及びプ
レフォーマットされたポリカーボネート樹脂製ドーナツ
円板状の基板に、の構造を有するナフタロシアニン金属錯体の３重量％
ノルマルヘキサン溶液をスピンコーターを用い塗布し、
80nmの有機色素からなる記録層を形成した。（記録層の
極大吸収850nm）次に、記録層上の金を真空蒸着し、厚さ50nmの反射層
を形成した。基板鏡面部（案内溝、プレピットのない部
分）に関し、基板を通しての５％正反射率を830nm及び7
80nmの平行光を入射して測定した結果、830nmでの反射
率は26％であり、又780nmでの反射率は、71％であっ
た。

この光記録媒体に830nmの半導体レーザーを搭載した
装置を用い、再生専用装置の４倍速に当たる線速5m/sec
で、５〜12mWに板面上のレーザーパワーを各々調整し、
周波数１メガヘルツ、デューティー比1:1で記録を行っ
た。次に780nmの半導体レーザーを搭載した装置を用
い、0.5mWの再生レーザーパワーで記録信号を読みだ
し、C/Nの測定を行った結果、表１に示す測定結果を
得、8mW以上の記録レーザーパワーで良好な記録信号の
再生を行うことが出来た。

又、市販のCD-ROM再生専用機を用い、本媒体の制御性
を調べたが、正常なシーク動作を確認することが出来
た。

表１記録レーザーパワー C/N値（dB） 5mW ８ 6mW 20 7mW 38 8mW 52 9mW 54 10mW 54 11mW 53 12mW 53 実施例２実施例１で用い有機色素の代わりに、の構造を有するフタロシアニンナフタロシアニン共環化
金属錯体化合物を用いる以外は、実施例１と全く同様に
して本発明の光記録媒体を作成した。記録層の厚さは11
0nm、極大吸収は790nmであり、反射層の厚さは35nmであ
った。又、830nmにおける反射率は32％、780nmにおける
反射率は74％であった。

実施例１と全く同様の評価を行った結果、表２に示す
ように9mW以上での記録パワー条件で良好な記録信号の
再生を行うことが出来、又、市販のCD-ROM再生専用機を
用い、正常なシーク動作が行えることを確認した。

表２記録レーザーパワー C/N値（dB） 5mW ４ 6mW 12 7mW 26 8mW 41 9mW 54 10mW 55 11mW 55 12mW 55 実施例３実施例１で用い有機色素の代わりに、の構造を有する芳香族ジチオール化合物の５重量％エチ
レングリコールモノエチルエーテルを用いる以外は、実
施例１と全く同様にして本発明の光記録媒体を作成し
た。記録層の厚さは130nm、極大吸収は860nmであり、反
射層の厚さは60nmであった。又、830nmにおける反射率
は34％、780nmにおける反射率は81％であった。

実施例１と全く同様の評価を行った結果、表３に示す
ように10mW以上での記録パワー条件で良好な記録信号の
再生を行うことが出来、又、市販のCD-ROM再生専用機を
用い、正常なシーク動作が可能なことを確認した。

表３記録レーザーパワー C/N値（dB） 5mW ０ 6mW ２ 7mW ８ 8mW 28 9mW 39 10mW 52 11mW 52 12mW 52 実施例４実施例１で作成した記録層上に、ポリメチルメタクリ
レート樹脂のイソプロピルアルコール溶液（１重量％）
をスピンコート法で塗布し、断熱層を形成し、しかる後
に実施例１と同様にして50nmの金の反射層膜を形成し
た。この光記録媒体の830nmでの反射率は29％、780nmに
おける反射率は73％であった。

実施例１と全く同様の評価を行った結果、表４に示す
ように7mW以上での記録パワー条件で良好な記録信号の
再生を行うことが出来、又、市販のCD-ROM再生専用機を
用い、正常なシーク動作が可能なことを確認した。

表４記録レーザーパワー C/N値（dB） 5mW 13 6mW 35 7mW 49 8mW 54 9mW 56 10mW 56 11mW 56 12mW 55 比較例１及び２実施例１において用いた有機色素の代わりに、の構造を有するフタロシアニンナフタロシアニン共環
化金属錯体化合物の１重量％及び４重量％のヘキサン溶
液を用いて記録層を形成する以外は、実施例１と全く同
様にして比較例１及び２の光記録媒体を各々作成した。
記録層の極大吸収は760nmであった。比較例１の媒体
は、830nmの反射率81％、780nmでの反射率が72％であ
り、又比較例２の媒体は830nmでの反射率が43％、780nm
での反射率が32％であった。

実施例１と同様な条件で830nm半導体レーザーを用い
て記録を行い、又同様な条件で780nm半導体レーザーを
用いての記録を行った。次に実施例１と同様な条件で記
録信号の再生を行いC/Nの評価を行った。表５にその結
果をまとめる。又、市販のCD-ROM再生再生機を用い、本
媒体の制御性を調べたが、比較例１はシーク動作が正常
であったが、比較例２ではシーク動作を正常に行うこと
が出来なかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−195747（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−119036（ＪＰ，Ａ) 特開平２−185737（ＪＰ，Ａ) 特開平２−87340（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板上に、（Ａ）有機色素を主成分
とする記録層と、（Ｂ）金属薄膜からなる反射層を、順次積層してなり、
記録用レーザーの発振波長光に対する反射率（基板側か
らの５°正反射率）が15〜50％であり、前記記録用レー
ザーの発振波長と異なる波長の再生専用レーザー光に対
する反射率（基板側からの５°正反射率）が65％以上で
ある光記録媒体に、異なる２種の波長を用いて記録、再
生する方法。
【請求項２】透明な基板上に、（Ａ）有機色素を主成分
とする記録層と、（Ｃ）透明な樹脂からなる断熱層と、および（Ｂ）金属薄膜からなる反射層を、順次積層してなり、
記録用レーザーの発振波長光に対する反射率（基板側か
らの５°正反射率）が15〜50％であり、前記記録用レー
ザーの発振波長と異なる波長の再生専用レーザー光に対
する反射率（基板側からの５°正反射率）が65％以上で
ある光記録媒体に、異なる２種の波長を用いて記録、再
生する方法。