JPH01151027A

JPH01151027A - 光記録媒体及び光記録方法

Info

Publication number: JPH01151027A
Application number: JP62309890A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Mochizuki; 望月　秀晃; Akihito Hatakeyama; 畠山　秋仁; Akitake Ito; 伊藤　彰勇; Akira Isomi; 晃磯見; Yoshihiko Nakatani; 吉彦中谷; Toru Tamura; 徹田村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-06-13
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JP2512043B2

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光記録媒体及び光記録方法に関する。

従来の技術］ンパクトディスクはＬＰレコードに較べると、音質、
取扱易さ、信顛性に優れており、プレーヤーの低価格化
に伴って目ざましい伸びを示している。また、ＣＤの持
つアクセス性能を利用して、・　　これをディジタルデ
ータの外部メモリーとして利用するＣＤ−ＲＯＭも、大
容量性と経済性、信頬性のゆえに発展が期待されている
。ところで、これらのコンパクトディスクを製造するた
めには従来、高価な製造装置を用いてしか製作できない
ニッケルスタンパ−が各ソフトごとに必要であった（こ
こでいうソフトとは音楽用ソフト、ゲームソフト、ビジ
ネスソフト全般を指す）、この二ソケルスタンパーの製
作に高額の費用を必要とすることと、製作装置が極めて
高精度で大がかりなものであるため、誰でもが数枚とか
数十枚のディスクを作るというわけには行がなかった。

発明が解決しようとする問題点本発明は、前記した高価なニッケルスタンバ−およびス
タンパ−製造装置を各ソフトごとに必要としないで、従
来市販のコンパクトディスクプレーヤで再生できる光デ
ィスクを簡便に製造可能ならしめようとするものであり
、これによりソフト生産のフレキシビリティ−が飛躍的
に高まるとともに小量生産時の低コスト化も実現できる
。

問題点を解決するための手段上記の問題点を解決するため本発明の光記録方法におい
ては、あらかじめトラッキングサーボのための案内溝を
形成した透明基板上に、特定の吸収波長域を除いては透
明な光記録層が形成され、その上に反射層が形成された
光記録媒体に、前記光記録層の特定の吸収域に属する波
長の記録光を照射して光記録層に光学的性質の変化を生
ぜしめる信号記録過程と、前記記録層の吸収波長域には
属さない異なった波長の再生光により光記録層上の前記
した光学的性質の変化として記録された信号を検出する
再生過程とから構成されており、この時用いる光記録媒
体は透明基板上に特定の吸収波長域を除いては透明な光
記録層を有し、その上に反射層を有する光記録媒体で、
前記光記録層が、前記の特定の吸収帯域に属する記録光
を吸収して光学的性質の変化を生じ、前記の特定の吸収
帯域に属さない波長の再生光に対しても前記光学的性質
の変化を保持することを特徴とするものである。

作用本発明の光記録媒体の一構成要素である透明基板は表面
にトラッキングサーボのための案内溝が形成されており
、透明基板と光記録層との界面での記録光の一部の反射
を利用して案内溝でトラッキングしながら信号を記録し
ていく。記録時に・生じた光学的性質の変化はほぼ全波
長領域にわたるものであるため、記録層の吸収波長域に
は属さない再生光にたいしては（すなわち、再生光に対
して記録層は透明である）反射される光量の不連続性と
して信号が検出される。この時、記録にコヒーレントな
光を用い、記録層上での光のスポット径が０．５〜１．
５μｍとなるように光学系を調整することにより、かつ
記録により形成される空隙の幅が１．６μｍを越えない
ように記録条件を設定し、さらに、透明基板側から入射
した再生光の反射率が７０％以上になるようにすること
で従来市販のコンパクトディスクプレーヤーでの再生が
可能となる。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を用いて具体的に
説明する。

第１図および第２図に本発明の一実施例を図示した。す
なわち、本発明の光記録媒体は、透明基板１と記録層２
５反射層３とからなっている。反射層３の上からさらに
保護層を形成することも可能である。信号を記録する前
の状態では、記録層２は記録に用いる光を吸収する性質
を持っており、同時に記録光の一部を反射する性質も有
していることが必要である。このような記録層について
は記録層２と透明基板１との界面に光の焦点が結ばれる
ので、透明基板１上に形成されたトラッキングサーボの
ための案内溝が有効に作用し、記録光は案内溝に沿って
走査される。この時の案内溝の形状は記録光に依存する
が、溝深さは記録光の波長の１７４から１７８程度であ
ることが好ましい。

また溝の幅は、波長と同じか、その１７２程度までの範
囲であることが好ましい、透明基板の材料としては、記
録および再生に用いる光に対して透明であることが必要
で、ガラスやポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレ
イト、ポリイミド、ポリメチルペンテンなどの各種透明
プラスティ、りを用いることができる。透明基板として
透明プラスチックを使用する場合には、記録膜形成時の
基板の損傷を防ぐため透明保護層を透明基板１と記録層
２の間に形成してもよい。また透明基板表面の案内溝は
射出成形法で作ってもよいし、光硬化樹脂を用いて作っ
てもよい。透明基板１上への記録層２の形成方法として
は、記録層の材料によって、真空蒸着法、溶液塗布法が
選ばれる。溶液塗布法の中では、回転塗布、浸漬塗布、
ウェッブコート等が適している。光記録材料としては、
特定の波長帯にのみ吸収を存する有機色素系材料が適し
ている。

具体的には、シアニン色素、スクアリリウム色素、フタ
ロシアニン色素、コリン類、ビリリリウム色素、金属諸
化合物等のうちから選択できる。

これらの有機色素系材料は、単独で記録層として用いて
もよいし、透明な樹脂などのバインダー中に分散して用
いてもよい。記録層２の上に反射層３を形成する。反射
層３自体は再生光を８０％以上反射することが必要で、
金、白金、銀、アルミニウム、インジウム、銅の中から
一種もしくはそれらの合金を真空蒸着もしくはスパツタ
リングして形成するのがよい。記録Ｎ２と反射Ｎ３との
界面の凹凸が再生光の波長の１７３以上あると再生時の
トラッキングに不都合が生じやすくなるので、１７３以
下とせねばならない。光記録媒体を構成する各層の厚さ
については次に記す。

まず、記録層２の厚さは２０ナノメーター（ｎｍ）から
１）０００ｎが適しており、この範囲以下では信号の検
出が困難であり、この範囲を越えるとクロストークが大
きくなってしまう。反射７１４の厚さは用いる材料によ
り異なるが、反射率８０％となるような膜厚があればよ
い。

次に、本発明の記録媒体の記録と再生の機構について説
明する。本発明の光記録媒体は、記録時には記録Ｍ２と
透明基板１との界面で光が反射するため透明基板１上に
形成された案内溝に沿って記録光が走査される。記録光
が照射された部分では記録層が光を吸収して発熱し、こ
の結果分解が生じる。この発熱分解により記録層２に空
隙５が形成される。再生光の波長にたいして記録層２は
透明であるので、再生光は殆どすべて反射層３で反射す
る。この状態は第３図にモデル的に示すように、反射層
３から僅かに浮き上がった状態で空隙５が形成されたよ
うになっている。ここに再生光６が照射されると、再生
光６にとってはほぼ均質な屈折率の媒体の中で、屈折率
の不連続な部分として空隙５が検出されることになる。

つまり、反射される光量が空隙部では減少する結果とな
る。

このため再生光６は記録された空隙５に沿ってトラッキ
ングできるようになり、記録された信号が再生できる。

こうして全体として再生光の７０％以上が反射されると
いう高い反射率をもつ信号記録板が完成される。

さて、ここで再生に用いるレーザーに、市販のコンパク
トディスクプレーヤーに使われている半導体レーザーと
同じ波長、すなわち７７０ｎｍから８４０ｎｍを用い、
一方、記録には上記波長に属さない波長のレーザーを用
いると、ＣＤとの互換性が得られる。記録によって形成
される空隙の大きさは、各構成層の厚さによって決めら
れる以外に、記録条件にも依存する。記録条件は記録層
の物理的性質に依存するため一意的には決められない。

本発明の目的とするＣＤとの互換性確保のためには、記
録されて形成される空隙の大きさは０．３μｍ以上１．
６μｍ以下であることが必要である。

実施例１幅０．６μｍ、深さ７０ｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピッチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２ｃｍ、ＵさｌＪｍｍのガラス板上に、色素ｆ
ｉｌのクロロホルム溶液を３００ｎｍの厚さに塗布した
。

λｍａｘ　＝　６２７ｎｍ・・・・・・（１）その上にアルミニウムを５０ｎｍ真空蒸着した。

案内溝でトラッキングサーボをかけながら６３３ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照射して、案内溝中
に周波数５００ＫＩＩｚの単一信号と変調信号とを記録
した。記録は透明基板側からの光照射によって行い、記
録条件は、出力２．８ｍＷ。

線速１．３ｓ／ｓで、ＮＡｏ、５の対物レンズを使用し
、また周波数のデユーティ比は５０１５０とした。

記録後の信号面の反射率は７８０ｎｍから８３０ｎｍで
は８０％以上であった。記録した信号にトラッキングサ
ーボをかけながら７８０ｎｍの半導体レーザーで再生し
た時の再生Ｃ／Ｎは４２ｄＢであった。また、こうして
製作した光ディスクは市販のコンパクトディスクプレー
ヤで再生することができた。

実施例２幅０．６μｍ、深さ９Ｑｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピンチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２ｃｍ、厚さ１．２１■のポリカーボネイト板
上に、Ｓ　＋　０２を２０ｎｍ真空蒸着し、この後ヴイ
クト富ノアフ゛ル−のクロロホルムン容ン夜を用い３０
０　ｎｍの厚さに塗布した。

その上にアルミニウムを５Ｑｎｍ真空薄着した。

案内溝でトラッキングサーボをかけながら６３３ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照射して、周波数５
００ＫＩＩｚの単一信号と変調信号とを案内溝中に記録
した。記録は透明基板側からの光照射によって行い、記
録条件は、出力３ｍＷ、線速１．３ｎ／　ｓで、ＮＡｏ
、５の対物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比
は５０１５０とした。

このディスクの透明基板側からの８３０ｎｍの波長での
光の反射率は８０％以上であった。記録した５００ＫＨ
ｚの単一信号のを８３０ｎｍの半導体レーザーで再生し
たところ再生Ｃ／Ｎとして４２ｄＢが得られた。また、
こうして製作した光ディスクはいずれも市販のコンパク
トディスクプレーヤで再生することができた。

実施例３幅０．６μｍ、深さ９０ｎｍのトラッキングサーボ用の
溝が１．６μｍピンチでスパイラル状に表面に形成され
た直径１２ｃｍ、厚さ１．２＋ｎのポリカーボネイト板
上に、Ｓ　ｉ　Ｏ２を２０ｎｍ真空蒸着し、この後シア
ニン色素（日本感光色素株式会社製ＮＫ−１５１））の
クロロホルム溶液を用い２８０ｎｍの厚さに塗布した。

この上に、アルミニウムを５０ｎｍ真空蒸着した。案内
溝でトラッキングサーボをかけながら７５０ｎｍの半導
体レーザーを色素上に照射して、周波数５００ＫＩＩｚ
の単一信号と変調信号とを案内溝中に記録した。記録は
透明基板側からの光照射によって行い、記録条件は、出
力２．９ｍＷ、線速１．３ｎ／　ｓで、ＮＡｏ、５の対
物レンズを使用し、また周波数のデユーティ比はり０１
５０とした。このディスクの透明基板側からの８３０ｎ
ｍの波長での光の反射率は８０％以上であった。記録し
た５００ＫＩＩｚの単一信号のを８３０ｎｍの半導体レ
ーザーで再生したところ再生Ｃ／’Ｎとして４２ｄＢが
得られた。また、こうして製作した光ディスクはいずれ
も市販のコンパクトディスクプレーヤで再生することが
できた。

比較例１実施例２で用いたＳ　ｉ　Ｏ２層つきのポリカーボネイ
ト基板上に同じ〈実施例２で用いたヴイクトリアブルー
を１５００ｎｍの厚さに塗布した。さらにその上にアル
ミニウムを５０ｎｍ真空蒸着した。案内ンｎでトラッキ
ングサーボをかけながら６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅガスレ
ーザーを色素上に照射して、周波数５００　Ｋ　ｆｉｚ
の単一信号と変調信号とを案内溝中に記録した。記録は
透明基板側からの光照射によって行い、記録条件は、出
力９ｍＷ。

線速１．３ｍ／　ｓで、ＮＡｏ、５の対物レンズを使用
し、また周波数のデユーティ比は５０１５０とした。

透明基板側からの７８０ｎｍから８３０ｎｍの波長での
光の反射率は６３％であった。記録した５００ＫＨｚの
単一信号および変調信号のいずれについてもトラッキン
グサーボをかけることができず、したがって信号の再生
もできなかった。これは、記録により形成された空隙が
大きくなりすぎたためである。

比較例２実施例２で用いたＳｉＯ□層つきのポリカーボネイト基
板上に同じ〈実施例で用いたヴイクトリアブルーを１５
ｎｍの厚さに塗布し、この上に、アルミニウムを５０ｎ
ｍ真空蒸着した。案内溝でトラッキングサーボをかけな
がら６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅガスレーザーを色素上に照
射して、周波数５００Ｋｔｌｚの単一信号と変調信号と
を案内溝中に記録した。記録は透明基板側からの光照射
によって行い、記録条件は、出力３ｍＷ、線速１．３ｍ
／ｓで、ＮＡｏ、５の対物レンズを使用し、また周波数
のデユーティ比は５０１５０とした。このディスクの透
明基板側からの７８０ｎｍから８３０ｎｍの波長での光
の反射率は８０％以上であった。

記録した５００ＫＨｚの単一信号および変調信号のいず
れについてもトラッキングサーボをかけることができず
、したがって信号の再生もできなかった。これは、記録
により形成された空隙が小さすぎたためトラッキングサ
ーボがかからなかったためである。

以上、本発明をコンパクトディスクに適用して説明して
きたが、本発明はコンパクトディスクに限られるもので
はなく、基板や記録条件を調整することで、画像情報の
記録再生にも適用できる。

発明の効果以上の実施例で説明したように、本発明により、ＣＤの
製作においてこれまで不可欠であった高価なスタンパ−
製作工程が不要となるため、同一のソフトのＣＤやＣＤ
−ＲＯＭなどの小量生産が安価にかつ手軽にできる。ま
た、あらかじめ反射膜を形成しである光記録媒体上に再
生とは異なった波長のレーザーで記録する方式であるた
め、記録すれば特別な操作なく、すぐに再生できるとい
う簡便さを持っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光記録媒体の構造を説明する断面図、
第２図は本発明の光記録媒体の斜視図、第３図は本発明
の光記録媒体の再生過程を説明する媒体断面図である。１・・・・・・透明基板、２・・・・・・記録層、３・
・・・・・反射層、４・・・・・・案内溝、５・・・・
・・記録による空隙。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板上に特定の吸収波長域を除いては透明な
光記録層を有し、その上に反射層を有する光記録媒体で
、前記光記録層が、前記の特定の吸収帯域に属する記録
光を吸収して光学的性質の変化を生じ、前記の特定の吸
収帯域に属さない波長の再生光に対しても前記光学的性
質の変化を保持することを特徴とする光記録媒体。
（２）光記録層が記録光を吸収して生じる光学的性質の
変化が、空隙の形成であることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の光記録媒体。
（３）透明基板が、表面にトラッキングサーボのための
案内溝を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の光記録媒体。
（４）あらかじめトラッキングサーボのための案内溝を
形成した透明基板上に、特定の吸収波長域を除いては透
明な光記録層が形成され、その上に反射層が形成された
光記録媒体に、前記光記録層の特定の吸収域に属する波
長の記録光を照射して光記録層に光学的性質の変化を生
ぜしめる信号記録過程と、前記記録層の吸収波長域には
属さない異なった波長の再生光により光記録層上の前記
した光学的性質の変化として記録された信号を検出する
再生過程とからなる光記録方法。
（５）光学的性質の変化が記録光の照射により、透明基
板と反射層との間に形成される空隙による屈折率の不連
続性であることを特徴とする特許請求の範囲第（４）項
記載の光記録方法。
（６）光記録過程が透明基板上に形成されたトラッキン
グサーボのための案内溝に沿って記録光が光記録層と透
明基板との界面を走査しながら記録されることを特徴と
する特許請求の範囲第（４）項記載の光記録方法。
（７）再生がレーザ光によって行なわれることを特徴と
する特許請求の範囲第（４）項記載の光記録方法。
（８）再生過程が、透明基板と反射層との間に生じた空
隙による屈折率の不連続性を利用し反射光量の差として
信号を検出することを特徴とする特許請求の範囲第（４
）項記載の光記録方法。