JP2897773B2 - 光記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光記録媒体、特にヒートモードの光記録媒
体と、それを用いた光記録再生方法とに関する。

〈従来の技術〉 光記録媒体は、媒体と書き込みないし読み出しヘッド
が非接触であるので、記録媒体が摩耗劣化しないという
特徴をもち、このため種々の光記録媒体の開発研究が行
われている。

このような光記録媒体のうち、暗室による現像処理が
不要である等の点でヒートモード光記録媒体の開発が活
発になっている。

このヒートモードの光記録媒体は、記録光を熱として利
用する光記録媒体であり、その一例として、レーザー等
の記録光で媒体の一部を融解、除去等して、ピットと称
される小穴を形成して書き込みを行い、このピットによ
り情報を記録し、このピットを読み出し光で検出して読
み出しを行うピット形成タイプのものがある。

このようなピット形成タイプの媒体、特にそのうち、
装置を小型化できる半導体レーザーを光源とするものに
おいては、これまで、Teを主体とする材料を記録層とす
るものが大半をしめている。

また、近年、Te系材料が有害であること、そして、よ
り高感度化する必要があること、より製造コストを安価
にする必要があることから、Te系にかえ、色素を主とし
た有機材料系の記録層を用いる媒体についての提案や報
告が増加している（特開昭60−203488号等）。

このような色素等の記録層を有するピット形成タイプ
の光記録媒体では、感度の低下を防止するために、記録
層上に空隙を設けるいわゆるエアーサンドイッチ構造と
している。

さらに、これらの色素を含む記録層を基板上に形成し
て、記録・再生を行う場合、通常、基板の裏面側から書
き込み光および読み出し光を照射して記録・再生を行
う。

〈発明が解決しようとする課題〉 このようなピット形成タイプの記録方式では、レーザ
ー等によって、色素膜を融解除去するため、かなり大き
な記録パワーを必要とする。

また、上記のように、いわゆるエアーサンドイッチ構
造をとるので、媒体とした時厚くなり、さらには堅牢性
が低下する。

本発明は、記録パワーを低減でき、しかも良好な再生
C/N比が得られ、さらには媒体を薄型化および堅牢化で
きる新規な記録方式の光記録媒体および光記録再生方法
を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために。本発明は下記（１）の構
成を有する。

（１）基板上に色素を含む記録層が塗布設層されてお
り、 前記記録層への記録光の照射により、相変化が生じ
ず、記録点の膜厚が変化し、この膜厚の変化によって反
射スペクトルが変化し、光反射率が変化するように構成
した光記録媒体に記録光を照射して、 周囲と膜厚および反射スペクトルの異なる記録点を形
成し、再生光の反射率変化によって再生を行うに際し、
記録点と周囲との反射率変化が大きくなるような再生光
波長にて再生を行うことを特徴とする光記録再生方法。

〈作用〉 本発明によれば、色素を含む記録層に記録光が照射さ
れると、記録層における記録点の膜厚が変化する。この
膜厚の変化が反射スペクトルを変化させ、この反射スペ
クトルの変化が光反射率を変化させる。

このようにして記録されるため、記録パワーが小さく
てすむ。

また、記録層上に金属反射膜を積層しても低パワーで
記録できる。

さらには、ピット形成タイプのもののように空隙を設
ける必要がないので保護層等を密着して形成できる。

そして、読み出し光を記録層に照射して光反射率を検
出して再生を行う。

この際、反射率は、反射スペクトルの変化により大巾
に変化するとともに、膜厚の変化によっても変化して、
記録点ないしピットでは、周囲に対し大きな反射率変化
を示すので、良好な再生C/N比を得ることができる。

そして、このような記録再生に際して、記録層上に空
隙を設けなくとも、良好な記録感度が得られる。

なお、特開昭58−53490号、同58−68252号等には、ピ
ット底に色素膜を残存させるようにピット形成を行う記
録方式が開示されている。

しかし、これらではピットの膜厚変化による反射率変
化は生じるものではあるが、膜厚変化による反射スペク
トルの変化が生じるものではない。

このため、本発明では、これらよりすぐれた再生C/N
比を得ることができる。

また、上記公報に開示の方法では、ピット形成に際
し、エアーサンドイッチ構造を必要とする。

〈具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の光記録媒体は、基板上に色素を含む記録層を
設層したものである。

そして、この記録層に記録光を照射し、この記録光の
照射により記録点の膜厚が変化し、これによって記録が
行われることとなる。

この記録点の膜厚の変化は、本発明においては、反射
スペクトルを変化させることになる。

従って、この場合の記録光としては、記録点ないしピ
ットにおいて膜厚が変化するものであればよいので特に
制限はなく、用いる色素に応じて選択すればよいが、装
置を小型化できる点で半導体レーザーを用いることが好
ましい。

そして、その出力は１〜10mW程度（記録速度1.3m/S程
度のとき）とすればよい。

本発明における記録光による記録点の膜厚は、記録層
（膜厚0.5〜５μｍ）の厚さの−５〜−50％程度変化さ
せることが好ましい。

この膜厚変化により反射スペクトルが変化する。

反射スペクトルの変化は、例えば650〜850nmにて、ピ
ット波長の変化や、ショルダーピークやサブピークの発
生、ピットのスプリット等として現出する。

この場合、ピット波長のシフト巾やスプリット巾や、
ピーク波長と発生ショルダーないしサブピークの波長差
は、例えば５−100nm、特に10〜40nm程度となる。

反射スペクトルの変化は、記録層の記録点の膜厚が変
化することによって、膜物性、例えば膜中の色素分子等
の配向、会合状態等が変化することに生じるものと考え
られる。

本発明において再生を行うには、記録層の光反射率の
変化を読み取ることによればよい。

この場合の再生光としては、光反射率を有効に検出でき
る波長はすればよく、光源として、具体的には、記録光
と同様に、半導体レーザーを用いることが好ましい。再
生光の波長は、反射率の変化の大きい波長を選択し、記
録光の波長とは変えてもよい。

この場合、本発明における記録層の再生光に対する反
射率は、15〜90％であることが好ましい。これは15％未
満であると、反射スペクトルの変化に基づく反射率変化
を有効に検出できなくなるからである。

一方、再生光の波長は、記録点ないしピットの反射率
と、その周囲との反射率との変化巾ができるだけ大きく
なるように選択される。

この場合、この反射率の変化は、記録点の反射率が、
周囲の反射率の５〜95％程度に小さくなり、５〜70％程
度となるようにすることが好ましい。

このように条件は、用いる色素と、再生光波長、記録
パワーを適宜変更することにより、容易に実施的に求め
ることができる。

なお、場合によっては、記録点の反射率を周囲の反射
率よりも５〜50％程度大きなものになるように、再生光
波長を選択することもできる。

なお、本発明においては、一旦、記録したものを光ま
たは熱により消去する消去可能型とすることも可能であ
る。

本発明において、記録層に含有させる色素は、記録光
の照射によって膜厚が変化し、反射スペクトルの変化を
生じさせ、光反射率が変化するものであればよい。

具体的には、ナフタロシアニン色素あるいはフタロシ
アニン色素、なかでも下記式（Ｉ）で示されるものや、
下記式（II）で示されるもの等が挙げられる。

上記式（Ｉ）および（II）において、R¹〜R⁴は１価の
置換基であり、好ましいものは、それぞれハロゲン、ス
ルホ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シア
ノ基や、それぞれ置換または非置換のアシル基、アシロ
キシ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリ
ーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ
基、スルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリーロ
キシカルボニル基、アミド基、スルホンアミド基、カル
バモイル基、スルファモイル基等、あるいはこれらのう
ちの一種を他の一種以上が置換したものが挙げられる。

R¹〜R⁴は、同一でも異なっていてもよい。

Ｍは、金属原子またはこれらの酸化物、水産化物もし
くはハロゲン化物を表わす。金属原子に特に制限はない
が、好ましい金属原子としては、Si、Pb等が挙げられ
る。

金属原子には、配位子が配位していたり、置換基が結
合していてもよい。この場合の好ましいものとしてSiに
２個のOR⁵またはISiR⁶R⁷R⁸（ここで、R⁵は炭素数１以上
の炭化水素残基を含む基を表わす。R⁶、R⁷およびR⁸はそ
れぞれ１価の原子または基を表わすが、R⁶、R⁷およびR⁸
のうち少なくとも１つには炭素数１以上の炭化水素残基
が含まれる。）が結合したものやVO等が挙げられる。

OR⁵ないしOSiR⁶R⁷R⁸の好ましいものとしては、例え
ば、ヒドロキシヘプタプロピレンオキシジメチルシロキ
シ基、：［OSi(CH)₂O(CHCH₃CH₂O)₇H］、ヒドロキシテト
ラプロピレンオキシジメチルシロキシ基、：［OSi(CH₃)
₂O(CHCH₃CH₂O)₄H］、ｎ−ブチルトリエチレンオキシジ
メチルシロキシ基、：［OSi(CH₃)₂O(CH₂CH₂O)₃C₄H₉］、
トリヘキシルシロキシ基、：［OSi(C₆H₁₃)₃］、オキチ
ルオキシジメチルシロキシ基、：［OSi(CH₃)₂OC
₈H₁₇］、オクチルオキシフェニルシロキシ基：［．OSi
(C₆H₅)₂OC₈H₁₇］、ヘキシルオキシ基、：［OC₆H₁₃］、
オクチルオキシ基、：［OC₈H₁₇］等が挙げられる。

本発明において、好ましく用いられるものを以下に示
す。

式（Ｉ）で示されるナフタロシアニン色素 （Ｉ−１）Ｍ＝Si−［O-Si(CH₃)₂O(C₂H₄O)₃-C₄H₉］₂ R¹〜R⁴の置換なし （Ｉ−２）Ｍ＝Si−［O-Si(CH₃)₂O(C₂H₄O)₃-C₄H₉］₂ R¹〜R⁴＝Cl （Ｉ−３）Ｍ＝Si−［O-Si(CH₃)₂O(C₂H₄O)₃-CH₃］₂ R¹〜R⁴の置換なし 式（II）で示されるフタロシアニトン色素 （II−１）Ｍ＝Si−［O-Si(CH₃)₂O(C₂H₄O)₃-C₄H₉］₂ R¹〜R⁴の置換なし 記録層は色素のみから構成してよく、その方が好まし
いが、色素は記録層全体の10wt％以上、特に20wt％以上
含有されることが好ましい。

このような色素の含有量とするのは、記録光の照射に
よって記録点の膜厚が変化し、反射スペクトルの変化が
十分となり、光反射率に十分反映できるからである。

また、記録層の膜厚は、前記のように、0.5〜５μ
ｍ、特に0.8〜３μｍとすることが好ましい。

このような膜厚とすることによって、膜厚の変化を反
射スペクトルの変化による光反射率の変化に十分に反映
することができる。

本発明においては、膜厚変化による記録方式であるた
めに、ピットを基板に到達する透孔として形成するタイ
プの記録方式に比べて記録パワーを30〜90％に小さくす
ることができる。

本発明において、記録層には、さらにニトロセルロー
ス等の自己酸化性の樹脂、ポリスチレン、ナイロン等の
熱可塑性樹脂を含有させてもよく、またその他の添加剤
を含有させてもよい。

本発明において、記録層を基板上に設層するには、色
素の塗布液を調整して塗布により行う。

この場合の色素の濃度は、塗布液中、0.5〜5wt％、よ
り好ましくは0.5〜3wt％とするのがよい。このような濃
度とすることにより、所望の膜厚が得られる。

塗布はスピンコート等によればよい。

なお、塗布に際し、塗布溶液の粘度は0.5〜10cp、ス
ピンナー回転数500〜1,000rpm程度とする。

本発明における色素の塗布液の溶媒としては、色素を
溶解するものであれば、特に制限はない。

具体的には、ケトアルコール系（脂肪族ケトアルコー
ル、特にジアセトンアルコール、アセトール、アセトイ
ン、アセトエチルアルコール等）、R₁O−R₂−OH［ここ
で、R₁は低級アルキル基（特に炭素原子数１〜５）、R₂
は低級のアルキレン基（特に炭素原子数２〜５）を表わ
す。］で示されるエーテル系、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン
系、酢酸ブチル、酢酸エチル、カルビトールアセテー
ト、ブチルカルビトールアセテート等のエステル系、メ
チルセロソルブ、エチルセロソルブ等のエーテル系ない
しトルエン、キシレン等の芳香族系、ジクロロエタン等
のハロゲン化アルキル系、水、アルコール等が挙げられ
る。

本発明においては色素を含む記録層上に金属反射膜を
積層してもよい。

このような金属反射膜を設けることによって、周囲の
高い反射率に対し、記録点にて反射率が下がるタイプの
記録を行うことができる。

また用いる金属としてはAu、Al、Ag、Cu等が挙げられ
る。

この場合の膜厚は0.03〜１μｍ程度とする。そして、
蒸着やスパッタにより形成すればよい。

本発明における基板としては、基板裏面側から記録光
および再生光を照射することが好ましいため、透明なも
のとすることが好ましい。

従って、基板の材質としては、記録光および再生光に
対し実質的に透明なものであれば、特に制限はなく、各
種樹脂、ガラス等いずれであってもよいが、樹脂である
ことが好ましい。

このような樹脂としては、ポリメチルメタクリレー
ト、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン、メ
チルペンテンポリマー等が挙げられる。

このような基板の記録層形成面には、トラッキング用
のグループないし各種フォーマットが形成されることが
好ましい。

溝の深さは、λ〜8n程度、特にλ/7n〜λ/12n（ここ
に,nは基板の屈折率である）とされている。

また、基板上へのグループ形成は、いわゆる2P法等に
よればよい。

そして、この基板の平坦部あるいは凹部または凸部に
位置する記録層を記録トラック部として、記録光および
再生光を基板裏面側から照射することが好ましい。

このように構成することにより、記録時の書き込み感
度と再生時の読み出しのC/N比が向上し、しかもトラッ
キングの制御信号は大きくなる。

またトラック部にはアドレス信号用の凹凸を設けるこ
ともできる。

本発明において、記録層上に、あるいは金属反射膜を
記録層に積層するときは金属反射膜上に保護層や保護板
を設けてもよい。あるいは、１対の基板上に記録層ある
いはこれに金属反射膜を積層したものを形成し、これら
を記録層あるには金属反射率が内側になるように一体化
してもよい。

これらの場合、記録層あるいは金属反射膜上には空隙
を設け、いわゆるエアーサンドイッチ型としてもよい。

ただし、本発明では、記録層を保護板等と密着して
も、記録層にピットないし記録点を形成可能であるの
で、いわゆる密着型としてもよい。

すなわち、記録層あるいは金属反射膜上に保護層や保
護板を密着一体化したり、中間層を介して一対の記録層
を有する基板を密着一体化することができる。

このため、ディスク等の媒体の厚さを薄くでき、しか
も空隙部がなくなるので、堅牢性が良くなる。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１ 直径13cmのポリカーボネート樹脂基板上に記録層を設
層した。

記録層は、色素として、ナフタロシアニン色素［本文
記載の化合物（Ｉ−１）］を用い、これをメタノールに
溶解して2wt％溶液とし、スピンコートにより1300Åま
たは800Åの膜厚に設層した。1300Åの膜厚のものをサ
ンプルNo.1、800Åの膜厚のものをサンプルNo.2とす
る。

なお、膜厚はエリプソメータによって測定した。

さらに、記録層上には、シリコーンゴム製の保護膜を
５μｍ厚に密着して設層した。

これらのサンプルについて基板を通しての鏡面反射に
より反射スペクトルを測定した。

反射スペクトルを第１図に示す。

第１図の結果から、膜厚が変化すると反射スペクトル
が変化することがわかる。

上記のサンプルNo.1を用い、1800rpmにて回転させな
がら、半導体レーザー830nmを使用して、基板裏面側か
ら記録した。

この場合、集光部出力（記録パワー）は3mW、周波数
は2.8MHzである。

次いで、半導体レーザー（780m、集光部出力0.2mW）
再生光とし、基板をとおしての反射光を検出してヒュー
レットパッカード社製のスペクトラムアナライザーに
て、バンド巾30kHzにてC/N比を測定した。C/N比は48dB
であり、満足できるレベルであった。

さらに、記録パワーを0.5〜10mWの範囲でかえてC/N比
を測定した。結果を表１に示す。

この場合、各サンプルにつき、SEMにより記録点を観
察したところ、記録パワー4mW以上では明らかにピット
が透孔状に形成されていることが確認された。しかし、
良好なピット形状はえられておらび、このためC/N比が
低いものとなっている。

一方、記録パワーが3mW以下では、ピットの形成の形
跡はなかったが、その痕跡が膜厚変化としてわずかに認
められた。そして、上記のとおりC/N比は満足できるレ
ベルであった。

またこのような結果は、上記の各色素を用いた場合に
も実現した。

実施例２ 実施例１において膜厚を1500Åとした記録層上にAu反
射膜を積層し、その上に紫外線硬化型オリゴエステルア
クリレートの保護膜を設ける他は、同様にしてサンプル
を作製した。

これをサンプルNo.3とする。

これを用いて記録パワーを7mWとする他は実施例１と
同様に記録し再生した。

この記録後のものについて、SEMによりピット部を観
察したところ、ピットの形成は認められなかった。ま
た、780nmにおける反射率は記録後低下することが確認
された。さらに、再生時のC/N比は50dBであり、満足で
きるレベルであった。

〈発明の効果〉 本発明によれば、ヒートモードの光記録媒体におい
て、膜厚の変化によって反射スペクトルが変化し、この
反射スペクトルの変化が光反射率を変化させるというこ
とを利用した新規な記録方式のものが得られる。

このため、記録パワーが少なくてすむ。また、再生C/
N比も良好な値が得られる。

そして、このような効果は、いわゆるエアーサンドイ
ッチ構造としない場合にも実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光記録媒体の反射スペクトルを示す
図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に色素を含む記録層が塗布設層され
   ており、 前記記録層への記録光の照射により、相変化が生じず、
   記録点の膜厚が変化し、この膜厚の変化によって反射ス
   ペクトルが変化し、光反射率が変化するように構成した
   光記録媒体に記録光を照射して、 周囲と膜厚および反射スペクトルの異なる記録点を形成
   し、再生光の反射率変化によって再生を行うに際し、記
   録点と周囲との反射率変化が大きくなるような再生光波
   長にて再生を行うことを特徴とする光記録再生方法。