JPH0210493B2 - - Google Patents

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JPH0210493B2
JPH0210493B2 JP55145540A JP14554080A JPH0210493B2 JP H0210493 B2 JPH0210493 B2 JP H0210493B2 JP 55145540 A JP55145540 A JP 55145540A JP 14554080 A JP14554080 A JP 14554080A JP H0210493 B2 JPH0210493 B2 JP H0210493B2
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recording
absorbing layer
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は優れた記録感度を持ち、処理工程を
追加せずに複製を作ることのできる光学的記録媒
体に関する。
米国特許第4097895号明細書には、光吸収性有
機材料の層を被覆した光反射材料から成る交学的
記録方式用の融除式光学的記録媒体が開示されて
いる。この記録媒体にアルゴンレーザからの光ビ
ームのような集束変調光ビームを投射すると、そ
の光吸収層が蒸発または融除され、その層に開孔
を残して光反射層を露出する。光吸収層の厚さは
その記録媒体の反射率が低下するように選ばれて
いる。
米国特許第4329697号明細書には上記米国特許
の記録方式に用いる進歩した融除式３層光学的記
録媒体が開示されている。この３層光学的記録媒
体は光反射材料と、この光反射材料上の光透過材
料の層と、この光透過層上の光吸収材料の層とを
含んでいる。光吸収層の厚さは光透過層の厚さと
光反射材料、光透過層および光吸収層の光学常数
とその記録媒体の光反射率を低下させるように関
係付けられている。集束された変調光ビームから
この記録媒体に入射する光の大部分は光吸収層で
吸収されて熱エネルギに変換される。光吸収層は
熱エネルギにより融除または融解されて開孔を生
じ、光透過層を通して下層の光反射層を露出す
る。
この光吸収層の開孔領域の反射率は本来光反射
層のそれであつて、周囲の非露光領域のそれより
遥かに高い。再生時にはこの反射率の差が光学的
に検知され、記録情報を表わす電気信号に変換さ
れる。
米国特許第4285056号明細書には、光反射層、
光透過層および光吸収層から成り、その光透過層
の材料が光吸収層の材料より少なくとも300℃低
い温度で融解、昇華または分解するような光学的
記録媒体が開示されている。情報は光透過層と光
吸収層との双方の開孔または光吸収層内の気泡と
して記録される。この記録機構によると複製の製
造に適する表面凹凸型の性質を生じ、処理工程を
追加せずに記録情報の複製を作ることができる。
またこの記録機構は記録用閾値のすぐ上の入射光
ビームエネルギにおいて記録媒体の信号対雑音比
を改善することが観測されている。
光学的記録方式の価格と複雑度は許容し得る信
号雑音比で情報を記録するに要する光エネルギに
大きく影響されるから、許容信号対雑音比で情報
を記録するに要する光エネルギが、上記米国特許
第4285056号に記載の光学的記録媒体が必要とす
るより著しく低い記録媒体を提供して方式の価格
を引下げることが望ましい。
この発明による光学的記録媒体は、光反射層
と、光透過層と、光吸収層とから成り、光透過層
が光吸収層を構成する材料の融点より少なくとも
300℃低い温度で融解、分解または昇華して記録
に要する光エネルギを減少させるような有機材料
から成つている。情報は光吸収層中の気泡の形式
で記録媒体中に記録される。この発明はまた光学
的記録媒体中に表面凹凸形式で記録された情報を
複雑な処理段階を追加することなく複製する方法
に利用できる。
次にこの発明を添付図面を参照しつつさらに詳
細に説明する。
第１図はこの発明の記録媒体１０の断面略図
で、この光学的記録媒体１０は表面１４を持つ基
板１２と、その表面１４を被つて表面１８を持つ
光反射層１６と、その表面１８を被つて表面２２
を持つ光透過層２０と、その表面２２を被つて表
面２６を持つ光吸収層２４とから成つている。
第２図は情報を記録したこの発明の記録媒体５
０の断面略図で、この記録媒体の各層は第１図の
それに対応している。情報は光吸収層２４に一連
の気泡の形で記録されている。情報の記録は一般
に気泡５４および／または気泡間の非露光領域５
２のトラツク方向の長さの変化によつて行われ、
気泡５４の長さは記録媒体を記録用光ビームに露
出する時間と、記録媒体を記録用光ビームの焦点
面を移動させる速さによつて決まる。
基板１２は一般に円板状のガラスまたはポリ塩
化ビニル等のプラスチツク材料で形成することが
できるが、記録波長の光を反射するアルミニウム
等の材料で形成して基板１２と光反射層１６の機
能を組合せることもできる。基板を用いる場合は
その厚さはその他の構体部分を支持し得るだけで
充分である。
集束された光ビームの直径程度の基板１２表面
１４の粗さは再生中に信号チヤンネルに雑音を生
成するから、光反射層１６の形成前に表面１４に
エポキシ樹脂等のプラスチツク材料の不順応被覆
を形成すると、顕微鏡的な平滑面が得られてこの
雑音源がなくなる。
光反射層１６は記録用波長の入射光の相当部分
を反射するもので、一般に高反射率を示すアルミ
ニウムまたは金のような金属で形成される。この
光反射層１６は入射光の少なくとも50％を反射す
るのが好ましく、基板１２の表面１４に真空蒸着
法により一般に厚さ約30〜60nｍに被着される。
この発明は記録用および読取り用の波長の光に
実質的に透明で、光反射層上に蒸着法、旋回法、
またはグロー放電法などにより被着したとき実質
的に無欠陥の平滑な被覆を形成することができ、
光吸収層を構成する材料の融点より少なくとも
300℃低い温度で融解、昇華または分解する有機
材料を高融点の光吸収層と組合せて光透過層２０
として用いることにある。有機材料を用いるとそ
の熱拡散度が低いため、２酸化シリコンや弗化マ
グネシウムのような無機材料に比して記録エネル
ギ閾値が約２分の１に低下することが期待され、
実際この結果は光透過層に有機材料を用い、光吸
収層にテルル等の低融点材料を用いた記録媒体に
ついて見出される。
しかしチタン等の高融点材料を吸収層に用いる
と、記録エネルギ閾値が４分の１にも低下し、こ
の閾値のすぐ上の記録エネルギにおける信号対雑
音比から決まる記録媒体の性能は急激に向上する
ことが観測される。この結果は後述する例に示す
ようにチタン等の高融点材料を吸収層とし、適当
な有機材料を光透過層として用いた記録媒体が、
読取りの信号対雑音比40dBを得るに要するデイ
スクの入射光エネルギは僅か５〜６分の１である
ことを示している。このような結果は予想もされ
なかつた。
この発明の光透過層に適する材料には、高分子
の炭化水素、フルオロカーボンおよびクロルカー
ボン、熱可塑性樹脂および安息香酸蔗糖
（sucrose benzoate）やオクト酢酸蔗糖（sucrose
octoacetate）のような単量体がある。
光吸収層を高融点材料で構成したときは低融点
材料のときに比して気泡がその層内に形成されて
いることが走査型電子顕微鏡を用いた記録トラツ
クの検査で判つている。
上述の観測から、光透過層を構成する有機材料
が光吸収層の融解より前に分解または昇華する
と、捕獲されたガスの圧力によつて吸収層内に気
泡が形成されることが判るが、光吸収層が光透過
層の分解または昇華前に融解すると、気泡でなく
細孔が形成される。前の場合は吸収層が融解する
ことがないため感度の一層の向上が観測される。
従つて光透過層の推奨厚さは記録媒体全体の反
射率を低下させるに要する厚さと、光透過層の分
解または昇華可能性を考慮した厚さとの妥協であ
つて、約10〜500nｍが有用であり、約30〜100n
ｍが推奨される。
光吸収層２４は記録波長の光を吸収すると共
に、光透過層を構成する材料の分解点または昇華
点より高い融点を持つ材料で形成される。この材
料の融点は1000℃以上であることが適当であり、
1400℃以上が推奨される。適当な材料としては標
準の蒸着法または電子ビーム蒸着法で被着し得る
チタン、白金、ロジウム、金、ニツケル、クロ
ム、マンガン、バナジウム等があるが、これに制
限されることはない。光吸収層の厚さは約２〜
25nｍが適している。上記の材料のあるものは大
気に露出さると部分的に酸化して最初被着された
層より薄い吸収層を残す。この効果は後の酸化に
よつて層の有効厚さが所要値まで減じるように必
要以上に厚い層を被着することにより補償され
る。
周囲から沈着する表面の塵埃による信号欠陥を
消去または低減するために、光吸収層に厚さ約
0.05〜1.00mmの上被層が被着される。この上被層
の上面に付着した塵埃粒子はこの光学系の焦点面
から遠く離れるため、情報の記録再生に対する影
響は著しく減少する。これに有用な材料はシリコ
ン樹脂である。記録媒体中の情報を複製する必要
のあるときは、この上被層は設けない。
第２図に示す記録過程は一般にアルミニウムの
光反射層、２酸化シリコンの光透過層およびチタ
ンまたはテルルの光吸収層を用いた従来法の記録
媒体の場合とは著しく異る。従来法のものでは吸
収層だけに細孔を生じることにより情報が記録さ
れる。
この発明の記録媒体を用いて達せられる記録閾
値およびそのすぐ上の記録エネルギによる再生性
能の向上は光学的記録方式に重要な関係を有す
る。特にこの発明の記録媒体は直接変調の固体注
入レーザを光源として使用することができる。従
来法のチタンを用いた媒体はアルゴンイオンレー
ザのような大型の高エネルギレーザと、光学的記
録装置の価格、大きさおよび複雑度を著しく増す
別の光ビーム変調器とを必要とする。
円板状のこの発明の記録媒体に約７〜10MHzの
偏差を持つ周波数変調搬送波上に符号化された約
０〜4.2MHzの信号帯域幅を持つビデオ情報を記
録することにより試験を行つた。変調アルゴンイ
オンレーザを用いて行つた記録の品質を再生ビデ
オ情報の信号対雑音比を円板上の入射エネルギの
関数として測定して評価した。
再生に関する信号対雑音比は、テクトロニクス
社（Tektronix Corp.）製の1430型ランダム雑音
測定器により測定された全ビデオ帯域幅における
ピーク・ピークビデオ信号と平均自乗雑音との比
として定義される。
例 １ 第３図はアルミニウムの光反射層と、この上に
被着された厚さ約52.5nｍの高分子フルオロカー
ボンの光透過層と、厚さ約7nｍのチタンの光吸
収層とから成る記録媒体の記録特性を曲線Ti／
GDT（52.5nｍ）／Alで示すと共に、光透過層と
して２酸化シリコンまたは弗化マグネシウムを用
いた以外同様の記録媒体の記録特性を示す。
このフルオロカーボンは円板上に１，３パーフ
ルオロジメチルシクロヘキサンのプラズマ重合に
よつて被着された高度に交差結合した重合体であ
る。円板を２つの電極間で回転させ、その間にグ
ロー放電を発生させた。このグロー放電を拘束す
るために電極付近に磁界を印加した。窒素を担体
ガスとする１，３パーフルオロジメチルシクロヘ
キサンの連続気流を被着中その電極領域に維持し
た。
この円板に上述のようにして情報を記録した。
このフルオロカーボンの光透過層を持つ円板に対
する閾値記録エネルギは入射光エネルギで1.5ｍ
Ｗであつた。比較のため２酸化シリコンの透過層
を持つ円板では７ｍＷ、弗化マグネシウムの透過
層を持つ円板では６ｍＷであつた。このように従
来法に比して必要な閾値エネルギが４分の１程度
に低下することが判つた。
このフルオロカーボンの透過層を持つ円板にお
いて40dB以上の信号対雑音比を与える入射光エ
ネルギは1.8ｍＷであつたが、透過層が弗化マグ
ネシウムおよび２酸化シリコンの円板の場合はそ
れぞれ９ｍＷおよび15ｍＷであつた。従つて信号
対雑音比40dBを許容性能の規準とすると、この
フルオロカーボン透過層を持つ記録媒体の性能は
他の公知の記録媒体に比して少なくとも５倍向上
している。
例 ２ 第３図の曲線Ti／GDA（50nｍ）／Alは、アル
ミニウムの光反射層と、厚さ約50nｍの炭化水素
の光透過層と、厚さ約7nｍのチタンの光吸収層
とから成る記録媒体の記録特性を示す。
この高分子炭化水素光透過層は、１，３パーフ
ルオロジメチルシクロヘキサンをアセチレンで置
換した以外例１と同様のグロー放電法によつて形
成した。
上述のようにしてこの円板に情報を記録した。
閾値記録エネルギは2.1ｍＷ、40dBの信号対雑音
比の得られる入射エネルギは2.5ｍＷであつた。
閾値記録エネルギは公知の記録媒体の少なくとも
３分の１、40dBの信号対雑音比を得るための入
射エネルギは少なくとも約４分の１以下であつ
た。
例 ３ 第４図はアルミニウムの光反射層と、厚さ約
45nｍのポリ（αメチルスチレン）より成る光透
過層と、厚さ約7nｍのチタンの光吸収層とを持
つ記録媒体の記録特性並びに２酸化シリコンの光
透過層を持つ記録媒体の記録特性を示す。
ポリ（αメチルスチレン）はその1.3％トルエ
ン溶液から450回転／分の旋回法で円板の光反射
層上に被着した。
上述のようにしてこの円板に情報を記録した。
測定された閾値記録エネルギは1.7ｍＷ、40dBの
信号対雑音比を得るための記録エネルギは2.2ｍ
Ｗで、この結果はフルオロカーボンや炭化水素の
透過層で得られたものと同様であり、他の公知記
録媒体の場合より低い。
例 ４ ２酸化シリコンの光透過層を有機材料で置換す
ると、有機材料の熱拡散率が２酸化シリコンのそ
れの約1/6になるため、閾値記録エネルギが２分
の１に低下することが予想される。テルルの光吸
収層を持つ２枚の円板を用意し、その第１の円板
に２酸化シリコン光透過層を、第２の円板に例１
のようにしてフルオロカーボンのそれを被着し
た。この閾値記録エネルギを測定したところ２酸
化シリコンの光透過層を持つものは２ｍＷ、フル
オロカーボンの光透過層を持つものは１ｍＷであ
つた。この結果は熱拡散率の低下によると考えら
れる。
この実験を吸収層のテルルの代りにチタンを用
いて繰返したところ、この場合閾値記録エネルギ
は２酸化シリコン光透過層の円板が７ｍＷ、フル
オロカーボン光透過層の円板が1.7ｍＷであつた。
この閾値エネルギの低下は４分の１で、予想より
２倍も大きかつた。
テルルとチタンの円板を走査型電子顕微鏡で検
査すると、この場合ともテルルの吸収層が融解し
て光が当つたところに開孔が形成されていること
が判つた。チタンの吸収層はこれと異なり、２酸
化シリコンの光透過層のときは融解するが、フル
オロカーボンの光透過層のときは気泡を生じ、そ
のときのエネルギは約４ｍＷ以下であつた。この
新しい記録機構から閾値記録エネルギに予想外の
進歩が生じる。
この発明の記録媒体を用いると情報が複製に適
当な大きさの凹凸形式で記録される。このように
記録された情報の複製は、この分野で標準の技法
を用いて作ることができる。
情報の記録後、情報を記録した記録媒体の表面
に被膜を形成する。この被膜は金または銅等の材
料の蒸着またはニツケル等の材料の無電解鍍金に
よつて形成する。このようにして形成された被膜
は導電性を持ち、細孔のないよく順応する層であ
ることを要する。この層の厚さは一般に約30〜
120nｍとする。
この被膜の表面に電鍍法等によりマスタ層を形
成する。この被膜上に形成される層は厚さ約200
〜300μのニツケルまたは銅の層で、自己支持性
を持ち、無応力であることが好ましい。
次に表面に被膜を持つマスタ層を記録媒体から
分離して、記録情報の複写作製に適する凹凸形式
の記録情報の複製を得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は光学的記録媒体の断面略図、第２図は
光吸収層に気泡の形で情報が記録された光学的記
録媒体の断面略図、第３図および第４図はこの発
明の光学的記録媒体と従来法の光学的記録媒体の
再生時の信号対雑音比を記録媒体の入射光エネル
ギの関数として示す図表である。 １０……記録媒体、１６……光反射層、２０…
…光透過層、２４……光吸収層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ある波長の光を用いる光学的記録再生方式用
    記録媒体であつて、 上記波長の光を反射する光反射層と、 上記波長の光を実質的に透過させる材料より成
    り、上記光反射層の上にあつて約10nｍより大き
    い厚さを持つ光透過層と、 上記光透過層の上にあつて上記波長の光を吸収
    する材料より成る光吸収層と、を含み、 上記光透過層は、実質的に欠陥のない滑らかな
    被覆を形成し得ると共に、上記光吸収層を構成す
    る材料の融点より少なくとも300℃低い温度で融
    解、昇華または分解して上記光透過層と上記光吸
    収層との間に気泡を形成し得る有機材料より成
    り；上記光吸収層は1000℃以上の融点を有する、
    ように構成された光学的記録再生方式用記録媒
    体。
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