JP3124319B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体、特にコン
パクトディスク対応のライト・ワンス型の光記録ディス
クに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスク（以下、ＣＤと略称
する）規格に対応して追記ないし記録を行なうことので
きる光記録ディスクが提案されている（日経エレクトロ
ニクス１９８９年１月２３日号，Ｎｏ．４６５，Ｐ１０
７、社団法人近畿化学協会機能性色素部会，１９８９年
３月３日，大阪科学技術センター、SPIE vol 1078 Optic
al Data Storage Topical Meeting, 80 1989等）。

【０００３】

【０００４】このものは、透明樹脂基板上に、色素層、
Ａｕ反射層および保護膜をこの順に設層して形成され
る。すなわち、反射層を色素層に密着して設けるもので
ある。従来は、色素層にピットを形成するために色素層
上に空気層を設けていたが、この提案では、反射層を色
素層に密着して設ける密着型であるので、ＣＤ規格のデ
ィスク全厚１．２mmの構成が可能となっている。

【０００５】このような反射層と色素を含有する記録層
とを密着して設ける密着型の媒体の場合には、特に、記
録層の記録光および再生光波長での消衰係数ｋおよび屈
折率ｎが、それぞれ０．０１〜０．０５および２．０以
上の所定の値をもち、６０％以上、特にＣＤ規格では７
０％以上の反射率をもつ必要がある。

【０００６】このような記録層に用いる色素としては、
耐光性、耐熱性、耐水性等の点から、インドレニン系シ
アニン色素が好ましく用いられている。また、インドレ
ニン系シアニン色素については種々の提案がなされてい
る（特開昭５９−２４６９２号、特開昭５９−５５７９
５号等）。

【０００７】ところで、ＣＤ規格では、記録および再生
は、７８０nmの半導体レーザーによって行なわれる。し
かし、半導体レーザーの発振波長は、製品ごとに差があ
り、一般に、７８０〜７９０nm程度の波長範囲に分布す
る。また、半導体レーザーの発振波長は、±１０nm程度
の変化巾で温度によっても変化する。

【０００８】このようなことから、記録層に用いる色素
は、上記のような波長変動によって、その特性が変化し
ないことが望まれる。しかし、特に、通常のインドレニ
ン系シアニン色素のｋは波長依存性が大きく、その選択
には、なお改善の余地がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
な記録および再生を行なうことができ、記録再生光の波
長変動によっても記録再生特性が変動しない密着型の光
記録媒体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（３）の本発明により達成される。

【００１１】（１） グルーブを有する基板上に色素を
含有する記録層を設け、この記録層上に密着して反射層
を積層して構成され、７８０〜７９０nmの波長の記録光
を前記グルーブ部の前記記録層に照射して記録部を形成
し、７８０〜７９０nmの波長の再生光により再生を行な
う光記録媒体であって、前記記録層が化２で表わされる
インドレニン系シアニン色素を含有することを特徴とす
る光記録媒体。

【００１２】

【化２】

【００１３】（２） 前記記録層の記録光および再生光
波長における消衰係数ｋが０．０１〜０．０５であり、
屈折率ｎが２．３〜２．７である上記（１）に記載の光
記録媒体。

【００１４】（３） 前記記録層における化２で表わさ
れるインドレニン系シアニン色素の含有量が５０重量％
以上である上記（１）または（２）に記載の光記録媒
体。

【００１５】

【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。

【００１６】本発明の光記録媒体は、記録層に化２で表
わされるインドレニン系シアニン色素を含有する。

【００１７】化２において、Ｘ^- で表わされる１価の陰
イオンとしては、ＣｌＯ₄ ^-、Ｉ^- 等の酸アニオンが挙げ
られる。

【００１８】化２の色素は、ｎおよびｋの波長依存性が
少なく、７７０〜８１０nmにてｎおよびｋの変化がきわ
めて少ない。そして、きわめて高い耐光性を示す。

【００１９】このような色素を含有することにより、記
録層の記録光および再生光波長における消衰係数（複素
屈折率の虚部）ｋは、０．０１〜０．０５、好ましくは
０．０１５〜０．０３となる。

【００２０】また、屈折率（複素屈折率の実部）ｎは
２．３〜２．７、好ましくは２．４〜２．７となる。

【００２１】ＣＤ規格による記録再生を行なうには、ｋ
が０．０１〜０．０５、ｎが２．０以上である必要があ
る。すなわち、ｋが０．０１未満となると記録層の吸収
率が低下し、通常の記録パワーで記録を行なうことが困
難となってくる。また、ｋが０．０５をこえると、反射
率が７０％を下回ってきて、ＣＤ規格による再生を行な
うことが困難となってくる。

【００２２】また、ｎ＜２．０では反射率が低下し、ま
た再生信号が小さくなり、ＣＤ規格による再生が困難と
なる傾向にある。

【００２３】したがって、化２の色素を用いることは、
ＣＤ規格による記録・再生を行なう上で好ましく、さら
にはｎおよびｋの波長依存性がきわめて少ないことか
ら、半導体レーザーの発振波長による記録再生特性の変
動がきわめて小さいものとなる。特に、使用される７８
０〜７９０nmの波長範囲におけるｎおよびｋはほぼ一定
の値となる。

【００２４】また、このような効果は、化２の色素によ
って特異的にもたらされるものであり、類似の構造を有
する色素を用いてももたらされるものではない。例え
ば、類似の骨格を有する化３のインドレニン系シアニン
色素は、十分に高いｎを有し、その波長依存性でも、７
８０〜７９０nmにおいては化２のものに比べてやや大き
いとはいえ、許容できるレベルにあるが、ｋの波長依存
性が大きく、同様の効果は得られない。このような傾向
は他の色素においても同様である。

【００２５】

【化３】

【００２６】ｎおよびｋの測定に際しては、所定の透明
基板上に、記録層を例えば４００〜１０００Ａ程度の厚
さに実際の条件にて設層して、測定サンプルを作製す
る。次いで、基板を通しての、あるいは記録層側からの
反射率を測定する。反射率は記録再生光波長を用いて鏡
面反射（５°程度）にて測定する。また、サンプルの透
過率を測定する。これらの測定値から、例えば、共立全
書「光学」石黒浩三Ｐ１６８〜１７８に準じ、ｎ、ｋを
算出すればよい。

【００２７】本発明において、記録層は化２の色素のみ
で構成することもできるが、化２の色素を５０重量％以
上含有すればよく、好ましくは６０〜１００重量％とす
ればよい。化２の色素のみとしないときには、他の色
素、特に波長依存性の少ない色素や一重項酸素クエンチ
ャー等が含有されていてもよい。化２の色素の含有量を
５０重量％以上とすることによって本発明の実効が得ら
れる。

【００２８】このような記録層を形成するには、溶液法
による塗布を用いる。好ましくはスピンコート法による
塗布とするのがよい。塗布溶液を調製するのに用いる溶
媒としては、化２の色素を溶解するものであれば制限は
なく、通常、ジアセトンアルコール、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、シクロヘキサノン等とすればよ
い。

【００２９】このような記録層を適用した本発明の光記
録媒体の好適例が図１に示される。この光記録媒体１
は、基板２上に、前記の記録層３を有し、記録層３に密
着して、反射層４、保護膜５を形成した密着型の光記録
ディスクである。

【００３０】基板２は、記録光および再生光（６００〜
９００nm程度、特に７００〜８００nm程度の半導体レー
ザー光、特に７８０nm）に対し、実質的に透明（好まし
くは透過率８０％以上）な樹脂あるいはガラスから形成
され、基板をとおしての記録および再生を可能とする。
基板２は、通常のサイズのディスク状であって、ＣＤと
して用いる場合、厚さは１．２mm程度、直径は８０ない
し１２０mm程度とする。

【００３１】この場合、基板材質は樹脂を用いることが
好ましく、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、アモ
ルファスポリオレフィン、ＴＰＸ等の各種熱可塑性樹脂
が好適である。そして、射出成形等の公知の方法により
基板を形成すればよい。

【００３２】基板２の記録層３形成面には、トラッキン
グ用のグルーブ２３が形成される。グルーブ２３は、ス
パイラル状の連続型グルーブであることが好ましく、深
さは０．１〜０．２５μm 、幅は０．３８〜０．５０μ
m 、グルーブピッチは１．５〜１．７μm であることが
好ましい。グルーブをこのような構成とすることによ
り、グルーブ部の反射レベルを下げることなく、良好な
トラッキング信号を得ることができる。

【００３３】特にグルーブ幅を０．３８〜０．５０μm
に規制することは重要であり、グルーブ幅を０．３８μ
m 未満とすると、十分な大きさのトラッキング信号が得
られにくく、記録時のトラッキングのわずかなオフセッ
トによって、ジッターが大きくなりやすい。また０．５
０μm をこえると、再生信号の波形歪みが生じやすく、
クロストロークの増大の原因となる。

【００３４】本発明では、基板２がグルーブを有する場
合、記録光はグルーブ２３内の記録層３に照射されるよ
う構成されることが好ましい。すなわち、本発明の光記
録媒体は、グルーブ記録の光記録媒体として用いられる
ことが好ましい。グルーブ記録とすることにより、記録
層の有効厚さを大きくすることができる。

【００３５】記録層３は、前記のとおりの構成であり、
本発明では、グルーブ２３部の記録層３を記録トラック
とするが、グルーブ２３部の記録層３の厚さは、２００
０〜３０００Ａとする。２０００Ａ未満では、十分な大
きさの再生信号が得にくく、また、３０００Ａをこえる
と、反射率が低下し、クロストークやジッターも増大す
る。

【００３６】なお、グルーブ２３間のランド部の記録層
３の厚さは１２００〜１７００Ａ程度とする。これによ
り、プッシュプルトラッキング信号の大きさが反転せず
適当な大きさを保つ膜厚構成が可能となる。このとき、
基板のグルーブ深さは１５００〜２５００Ａが望まし
い。

【００３７】このような記録層３には、直接密着して反
射層４が設層される。反射層４には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ
等の高反射率金属ないし合金を用いればよい。

【００３８】反射層４の厚さは５００Ａ以上であること
が好ましく、蒸着、スパッタ等により設層すればよい。
また、厚さの上限に特に制限はないが、コスト、生産作
業時間等を考慮すると、１２００Ａ程度以下であること
が好ましい。これにより、反射層４単独での反射率は、
９０％以上、媒体の未記録部の基板をとおしての反射率
は、６０％以上、特に７０％以上が得られる。

【００３９】反射層４上には、保護膜５が設層されるこ
とが好ましい。保護膜５は、例えば紫外線硬化樹脂等の
各種樹脂材質から、通常は、０．５〜３０μm程度の厚
さに設層すればよい。保護膜５は、層状であってもシー
ト状であってもよい。保護膜５は、特に放射線硬化型化
合物および光重合増感剤を含有する塗膜を放射線硬化し
たものであることが好ましい。

【００４０】そして、保護膜５の硬度が、２５℃におけ
る鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ−５４００）で、Ｈ〜８Ｈ、特
に２Ｈ〜７Ｈであるように構成されることが好ましい。

【００４１】このように構成することにより、アイパタ
ーンが良好になり、ジッターが格段と減少する。また、
高温・高湿あるいは温湿度変化条件下の保存において
も、保護膜と反射層との剥離が生じない。より具体的に
は、保護膜の硬度がＨより軟らかいとアイパターンが乱
れ、ジッターが増大し、８Ｈより硬くなると塗膜がもろ
くなり膜形成能が低下する他、反射層との接着力が低下
する。

【００４２】このような保護膜形成に用いる放射線硬化
型化合物には、オリゴエステルアクリレートが含まれる
ことが好ましい。オリゴエステルアクリレートは、アク
リレート基またはメタクリレート基を複数有するオリゴ
エステル化合物である。そして好ましいオリゴエステル
アクリレートとしては、分子量１０００〜１００００、
好ましくは２０００〜７０００であって、重合度２〜１
０、好ましくは、３〜５のものが挙げられる。また、こ
れらのうちアクリレート基またはメタクリレート基を２
〜６個、好ましくは３〜６個有する多官能オリゴエステ
ルアクリレートが好ましい。また、上記の化合物に加え
て、あるいはこれにかえて熱可塑性樹脂を放射線感応変
性することによって得られる放射線硬化型化合物を用い
てもよい。

【００４３】このような放射線硬化型化合物の保護膜の
膜厚は０．５〜３０μm 、より好ましくは１〜１０μm
である。この膜厚が０．５μm 未満になると、一様な膜
を形成しにくく、湿度が高い雰囲気中での防湿効果が十
分でなく、記録層の耐久性が下がる。しかも、ジッター
防止効果が低下する。また、３０μm をこえると、樹脂
膜の硬化の際に伴う収縮により記録媒体の反りや保護膜
中のクラックが生じやすい。

【００４４】このような塗膜は、通常、スピンコート、
グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング等、種々
の公知の方法を組み合わせて設層すればよい。この時の
塗膜の設層条件は、塗膜組成の混合物の粘度、目的とす
る塗膜厚さ等を考慮して適宜決定すればよい。

【００４５】本発明において塗膜に照射する放射線とし
ては、紫外線、電子線等が挙げられるが、紫外線が好ま
しい。紫外線を用いる場合には、前述したような放射線
硬化型化合物の中には、通常、光重合増感剤が加えられ
る。

【００４６】光重合増感剤としては、例えば、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、α−メ
チルベンゾイン、α−クロルデオキシベンゾイン等のベ
ンゾイン系、ベンゾフェノン、アセトフェノン、モルホ
リノジメチルメチル−４−メチルチオフェニルケトン、
ビスジアルキルアミノベンゾフェノン等のケトン類、ア
ントラキノン、フェナントラキノン等のキノン類、ベン
ジルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィ
ド等のスルフィド類等を挙げることができる。

【００４７】そして、このような光重合増感剤と放射線
硬化型化合物を含有する塗膜を紫外線によって硬化させ
るには、公知の種々の方法に従えばよい。たとえば、キ
セノン放電管、水銀放電管などの紫外線電球等を用いれ
ばよい。また、場合によっては電子線を用いることもで
きる。

【００４８】このような構成の光記録媒体１に記録ない
し追記を行なうには、例えば７８０nmの記録光を、基板
２をとおしてパルス状に照射する。

【００４９】これにより、基板２と記録層３との界面近
傍において、色素等の記録層材質の融解や分解が生じ、
記録層３の融解物や分解物を含有する分解物層６１が、
通常グルーブ２３の底部上に残存する。しかも、分解物
層６１は、基板側に侵入し、ピット部６の形状はより大
きく形成される。分解物層６１の材質は、実質的に基板
材質を含まない材質であり、記録層材質の分解物あるい
は記録層材質の分解物と、記録層材質との混合物によっ
て構成される。

【００５０】なお、記録光のパワーは５〜９mW程度、基
板回転線速度は１．２〜１．４m/s程度とする。

【００５１】このようにして、微小記録部ないしピット
部６を形成したのち、例えば７８０nmの再生光を、基板
２をとおして照射すると、ピット部６により未記録部や
ランド部２１との間に反射光の位相差を生じ、再生反射
レベルが未記録部分の４０％以下、特に２０％以下に低
下する。

【００５２】一方、未記録部では、６０％以上、特に７
０％以上の高反射率を示しているので、ＣＤ規格による
再生が可能となる。再生光のパワーは、０．１〜１．０
mW程度とする。

【００５３】

【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 射出成形により、１２０mm径、厚さ１．２mmの連続グル
ーブを有するポリカーボネート樹脂製の基板を形成し
た。グルーブピッチは１．６μm 、グルーブ幅は０．４
２μm 、グルーブ深さは０．２μm とした。

【００５４】この基板上に、実質的に化２の色素のみか
らなる記録層を設層した。記録層の設層は、スピンコー
ト法による塗布により行なった。塗布溶液としては、５
wt%ジアセトンアルコール溶液を用いた。乾燥後の色素
層の厚さはグルーブ部で２７００Ａ、ランド部で１６０
０Ａであった。

【００５５】記録層の屈折率（ｎ）と消衰係数（ｋ）
を、７８０〜８００nmにおいて測定した。結果を表１に
示す。ｎおよびｋは、上記色素を含有する溶液を測定用
基板上に乾燥膜厚１０００〜１５００Ａに成膜して被検
記録層とし、この被検記録層のｎおよびｋを測定するこ
とにより求めた。なお、この測定は、「光学」（石黒浩
三著、共立全書）第１６８〜１７８ページの記載に準じ
て行なった。

【００５６】さらにこの記録層上に、スパッタによりＡ
ｕ膜を１０００Ａ厚に設層して反射層とした。

【００５７】そして、さらに反射層上にオリゴエステル
アクリレートを含有する紫外線硬化型樹脂と光重合増感
剤を含む塗布組成物をスピンコート法により塗布設層
し、１２０W/cmの紫外線を１５sec 照射して架橋硬化さ
せ、５μm 厚の保護膜を形成した。この膜の鉛筆硬度は
２Ｈであった。このようにして作製したものを光記録デ
ィスクサンプルNo. １とする。

【００５８】光記録ディスクサンプルNo. １において、
化２の色素を化３の色素にかえた記録層とするほかは同
様にして光記録ディスクサンプルNo. ２を作製した。

【００５９】光記録ディスクサンプルNo. ２の記録層に
ついても、光記録ディスクサンプルNo. １と同様にして
ｎとｋを測定した。この結果を表１に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１の結果から、化２の色素を含有する光
記録ディスクサンプルNo. １の記録層では、ｋの波長依
存性が少ないことがわかる。

【００６２】次に、これらの光記録ディスクサンプルN
o. １、No.２をそれぞれ用い、波長７９０nm、７mWのレ
ーザーにてコンパクトディスク信号の記録を行なった。
この場合の記録は、いずれのサンプルにおいても支障な
く行なうことができた。

【００６３】次に、市販のコンパクトディスクプレーヤ
ーを数種用いて再生を行なった。化２の色素を含有する
記録層を有する光記録ディスクサンプルNo.１では、機
種によらず、いずれのプレーヤーでも良好な再生を行な
うことができることがわかった。実際、光記録ディスク
サンプルNo. １では、未記録部で７０％以上の反射率が
得られ、記録部の反射率は未記録部の反射率の４０％以
下であり、しかもジッターの少ないものであった。

【００６４】これに対し、光記録ディスクサンプルNo.
２では、機種による再生のバラツキが生じた。実際、再
生光波長７９０nmでは良好な再生を行なうことができた
が、７８０nmではフォーカス、トラッキング制御が不安
定となり、良好な再生を行なうことができなかった。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＤ規格による再生を
行なうことのできる良好な光記録が可能となる。この
際、記録層は、ｎ、ｋの波長依存性が小さいので、記録
再生光の波長の変動等があっても、記録再生特性の変化
が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の光記録媒体を示す部分断面図
である。

【符号の説明】

１ 光記録媒体 ２ 基板 ２３ グルーブ ３ 記録層 ４ 反射層 ５ 保護膜 ６ ピット部 ６１ 分解物層

【化４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−239443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−99991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−40381（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−147286（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/26 G11B 7/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グルーブを有する基板上に色素を含有す
   る記録層を設け、この記録層上に密着して反射層を積層
   して構成され、７８０〜７９０nmの波長の記録光を前記
   グルーブ部の前記記録層に照射して記録部を形成し、７
   ８０〜７９０nmの波長の再生光により再生を行なう光記
   録媒体であって、 前記記録層が化１で表わされるインドレニン系シアニン
   色素を含有することを特徴とする光記録媒体。 【化１】
2. 【請求項２】 前記記録層の記録光および再生光波長に
   おける消衰係数ｋが０．０１〜０．０５であり、屈折率
   ｎが２．３〜２．７である請求項１に記載の光記録媒
   体。
3. 【請求項３】 前記記録層における化１で表わされるイ
   ンドレニン系シアニン色素の含有量が５０重量％以上で
   ある請求項１または２に記載の光記録媒体。