JPH02273339A

JPH02273339A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH02273339A
Application number: JP1094421A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Aoi; 利樹青井; Shinichi Tezuka; 信一手塚; Masahiro Shinkai; 正博新海; Noriyoshi Nanba; 憲良南波; Masaru Takayama; 勝高山
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-11-07

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、ライト・ワンス型の光記録媒体に関し、特に
密着型の光記録ディスクに関する。

〈従来の技術〉ライト・ワンス型と呼ばれる一回だけ書き込みが可能な
光記録ディスクが、種々提案されている。

ライト・ワンス型の光記録ディスクとしては、例えば、
記録層構成材料に色素を用い、記録光の照射により記録
層に記録ピットとしての穴を形成し、穴部の光反射率を
低下させる所謂穴形成タイプのものが挙げられる。

一般に光記録ディスクでは基板上に記録層を設層し、記
録層上に保護板を設けるが、上記のような穴形成タイプ
の光記録ディスクでは、穴形成を容易にするために記録
層と保護板との間に空隙を設けたエアーサンドイッチ構
造とされ、通常、密着型とすることはできないとされて
いる。

媒体を実現し、しかも、製造が容易でかつ低コストで得
られる光記録媒体を提供することを目的とする。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、エアーサンドイッチ構造とする場合、ディスク
の剛性を確保するために保護板は剛性を有する必要があ
り、また、一定程度以上の厚さとせざるを得ない。

このため、密着型であるコンパクトディスク等で実用化
されている樹脂コートによる保護膜などが利用できず、
製造工程の簡素化、低コスト化が困難である。

また、規格によりディスク全厚に制限がある場合、エア
ーサンドイッチ構造とするとディスクの剛性が不足し、
耐久性が低くなってしまう。

本発明はこのような事情がらなされたものであり、穴形
成タイプのライト・ワンス型の光記録媒体において、耐
久性の高い密着型の光記録〈課題を解決するための手段
〉このような目的は下記（１）〜（３）の本発明によって
達成される。

（１）基板上に記録層を有し、この記録層上に密着して
中間層を有し、この中間層上に密着して保護膜を有する
光記録媒体であって、前記中間層が軟化点２６０℃以下
の高分子化合物から構成されることを特徴とする光記録
媒体。

（２）前記高分子化合物が、樹脂またはワックスである
上記（１）に記載の光記録媒体。

（３）前記保護膜が、軟化点７ｏ″Ｃ以上の高分子化合
物から構成される上記（１）または（２）に記載の光記
録媒体。

く作用〉本発明の光記録媒体に基板側から記録光を照射すると、
光の吸収により記録層が発熱して記録層構成材料の融解
や分解が生じ、穴が形成される。　このとき同時に中間
層も軟化点以上に加熱されて軟化するため、配録光照射
部分の中間層は流動性を有するようになる。　従って、
本発明では中間層がエアーサンドイッチ構造における空
隙と同様な作用を果たすことになり、密着型の単板構造
であるにも関わらず、穴の形成が容易である。

く具体的構成〉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の好適実施例を第１図に示す。

本発明の光記録媒体１は、基板２上に記録層３を有し、
記録層３に密着して中間層４を有し、中間層４に密着し
て保護ＩＩ！Ｊ　５を形成した密着型のものである。

基板２上に直接設層される記録層３は、記録光の照射に
より穴が形成される利料から構成される。

記録層３構成材利に特に制限ばないが、塗工が可能であ
ること、記録光の照射により穴を形成し易いことなどか
ら、色素を用いることが好ましい。　また、色素の他、
Ｔｅなどを含む金属系の記録層を用いることもできる。

用いる色素に特に制限はないが、シアニン系、フタロシ
アニン系、ナフタロシアニン系、アントラキノン系、ア
ゾ系、トリフェニルメタン系、ピリリウムないしチアピ
リリウム塩系、金属錯体色素系等が好ましい。

シアニン色素としては、インドレニン環を有するシアニ
ン色素であることが好ましい。

また、色素をクエンヂャーと混合して混合物として用い
てもよ（、このとき、クエンヂャーは色素として機能す
る。　さらに、色素カヂオンとクエンヂャーアニオンと
のイオン結合体を色素として用いてもよい。

上記の場合において、色素としてはインドレニン環を有
するシアニン色素が、クエンチャ−としてはビスフエニ
ルジチオール金属錯体等の金属錯体色素が好ましい。

好ましい色素、クエンヂャー、結合体の詳細については
特開昭５９−２４６９２号、同５９−５５７９４号、同
５９−５５７９５号、同５９−８１１９４号、同５９−
８３６９５号、同６０−１８３８７号、同６０−１９５
８６号、同６０−１９５８７号、同６０−３５０５４号
、同６０−３６１９０号、同６０−３６１９１号、同６
０−４４５５４号、同６ｏ−４４５５５号、同６０−４
４３８９号、同６０−４４３９０号、同６０−４７０６
９号、同６０−２０９９１号、同６０−７１２９４号、
同６０−５４８９２号、同６０−７１２９５号、同６０
−７１２９６号、同６０−７３８９１号、同６０−７３
８９２号、同６０−７３８９３号、同６０−８３８９２
号、ｌ１ｌｊ６０−８５４４９号、同６０−９２８９３
号、同６０−１５９０８７号、同６０−１６２６９］号
、同６０−２０３４８８号、同６０−２０１９８８号、
同６０−２３４８８６号、同６０−２３４８９２号、同
６１−１６８９４号、同６１−１１２９２号、同６１−
１１２９４号、同６１１６８９１号、同６１−８３８４
号、同６１１４９８８号、同６１−１６３２４．３号、
同６１−２１０５３９号、特願昭６Ｃ１−５４０１３号
等に記載されている。

本発明の光記録媒体において、記録および再生のために
用いられる光源は通常、半導体レーザーである。　これ
は通常、７００〜８５０ｎｍの波長を有しており、特に
７８０±１０ｎｍまたは８２５±１０ｎｍの波長の半導
体レーザーが用いられることが多い。　本発明の光記録
媒体の記録層は、このような範囲の記録および再生光波
長において、下記のような光学特性を有することが好ま
しい。

屈折率ｎ（複素屈折率の実部）は１．５〜３．０、特に
２０〜２．５であることが好ましい。　ｎがこの範囲未
満であると反射率が低く（例えば１５％未満）なり記録
再生機でのコントロールが困難となる。　また、記録層
構成材料に用いられる色素でこの範囲を超えるｎを有す
るものは人手が困難である。

消衰係数ｋ（複素屈折率の虚部）は０．４〜１．７、特
に０．８〜１．５であることが好ましい。　ｋがこの範
囲未満であると光の吸収が不十分となって通常の記録パ
ワーでは穴形成が困難となり、この範囲を超えるｋを有
するものは、人手が比較的困難である。

なお、ｎおよびｋの好ましい範囲を第２図に示す。　第
２図に示されるように、ｎおよびｋの好ましい範囲はそ
れぞれ独立して決定されるものではない。

本発明では、上記のような色素、色素−クエンチャ−混
合物、色素−クエンチャ−結合体から上記範囲のｎおよ
びｋを有するものを選択するか、あるいは新たに分子設
計を行ない合成することもできる。

なお、色素の記録光および再生光に対するｋは、その骨
格や置換基によりＯ〜２程度まで種々変化しているため
、上記範囲のｋを有する色素を選定するに際しては、そ
の骨格や置換基に制限がある。　このため、塗布溶媒に
制限を生じたり、基板２材質によっては塗工できないこ
ともある。　あるいは気相成膜できないこともある。　
また、新たに分子設計を行なう場合、設計および合成に
大きな労力を必要とする。

方、本発明者らの実験によれば、２種以」二の色素を含
有する混合記録層のｋは、用いる各色素単独から構成さ
れる記録層３のｋに応じ、その混合比にほぼ対応する値
になることが判明した。　従って、本発明では、記録層
３は２種以上の色素な相溶して形成されてもよい。

この際、はとんどの色素の混合系で混合比にほぼ比例し
たｋがえられるものである。　すなわち、ｉ種の色素の
混合分率およびｋをそれぞれＣｉおよびｋｉとしたとき
、ｋは、はぼΣＣ１ｋｉとなる。　従って、ｋの異なる
色素同士を混合比を制御して混合することにより、上記
範囲のｋを有する記録層３を得ることができる。　この
ため、きわめて広い範囲の色素群の中から用いる色素を
選択することができる。

この結果、塗布溶媒等の制約など成膜法に制限はなくな
り、また、合成が容易で安価な色素の使用や、特性の良
好な色素の使用や、難溶性の色素の使用をも可能とする
ことができる。

記録層３を混合記録層とする場合、用いる色素は、入手
が比較的容易であることがらｎ＝１．４〜３．２、ｋ＝
０〜２．０の範囲内のものから選択すればよい。

なお、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４００〜８００人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、県立全書「光学」石黒
浩三Ｐ１６８〜１７８に準じ、ｎ、ｋを算出すればよい
。

記録層３の厚さは、５００〜９００人であることが好ま
しい。　この範囲を外れると反射率が小さくなり（例え
ば１５％未満）、記録再生機でのコントロールが困難と
なる。

記録層３の設層方法に特に制限はないが、本発明では、
色素選択や、媒体設計や、製造上の自由度や容易さがよ
り拡大する点で、塗工によって設層することが好ましい
。

記録層３の塗設には、ケトン系、エステル系、エーテル
系、芳香族系、ハロゲン化アルキル系、アルコール系等
の各種溶媒を用いることができる。　塗布方法としては
、スピンコード等を用いればよい。

記録層３上には、直接密着して中間層４が設層される。

中間層は、軟化点２６０℃以下、好ましくは７０〜１８
０°Ｃの高分子化合物から構成される。　軟化点がこの
温度を超える高分子化合物を用いた場合、通常の記録パ
ワーでは中間層を軟化点以上まで加熱することが難しく
、穴形成が困難となる。

なお、本発明において軟化点とは、ＪＩＳ−に２５３１
によるＲ＆Ｂ軟化点もしくは環球法により測定される融
点を意味する。

中間層を構成する高分子化合物は、上記の軟化点を有す
るものであれば特に制限はないが、特に樹脂またはワッ
クスが好適である。

樹脂としては上記の軟化点を有するホットメルト型樹脂
が好ましい。

本発明に用いるホットメルト型樹脂としては、ポリオレ
フィン系樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレンやこれらを含む共重合体等の１種または
２種以上の混合物等があり、さらに、これらに他のポリ
オレフィン、ポリオレフィン系共重合体、合成ゴム等を
加えたものであってもよい。

そして、これらの１００重量部に対し、粘着付与剤０〜
６００重量部、軟化剤０〜１００重量部等を添加するこ
とが好ましい。

粘着付与剤としては、各種天然樹脂やその変成品あるい
は各種合成樹脂等が挙げられ、軟化剤としては、公知の
各種軟化剤が用いられる。

このようなホットメルト型樹脂には、必要に応じ、紫外
線防止剤、充填剤、老化防止剤が含有されてもよい。

ホットメルト型樹脂の設層方法に特に制限はなく、ロー
ルコータ、スピンコータ等の通常の方法を用いればよい
が、上記した程度の厚さに均一に成膜するためには、記
録層を溶解しないような溶剤を用いてスピンコータによ
り成膜することが好ましい。

ワックスとしては、軟化点が上記範囲である各種ワック
スを用いることができるが、特に、パラフィンワックス
、キャンデリラワックス、カルナバワックス、マイクロ
クリスタリンヮックス、蜜蝋、ポリエチレンワックス、
ポリプロピレンワックス、ライスワックス、アーモワッ
クス等が好ましい。

なお、本発明においてワックスの軟化点とは、環球法に
より測定された融点を意味する。

ワックスの設層方法に特に制限はなく、ロールコータ、
バーコータ、スピンコータ等の通常の方法を用いればよ
いが、記録層に影響を与えないように、水系溶媒中に分
散してエマルジョン液とし、これを塗布により成膜する
ことが好ましい。

中間層４の厚さは、好ましくは０．４〜３μｍ、より好
ましくは０．４〜１．０μｍ、さらに好ましくは０．６
〜０．８μｍである。　この厚さ未満であると、記録時
の加熱により発生する爆発力を中間層中で吸収すること
ができに（くなり、保護膜がこの爆発力を押え込むこと
になるため、十分な穴形成を行なうことができな（なり
、記録感度が低下する。　厚さが上記範囲を超えるとス
ピンコードにより均一に成膜することが困難となり、ま
た、上記範囲を超える厚さは不要である。

中間層のｎは１．４〜１．５、特に１．４５〜１．４９
であることが好ましい。　　ｎがこの範囲を外れる材料
は人手が困難であり、また、ｎがこの範囲を超えると、
記録層のｎに近づ（ために反射率が低下してしまう。　
また、ｋは０．１以下であることが好ましい。　ｋがこ
の範囲を外れると中間層が光を吸収するため記録層の吸
収分が少なくなり、記録感度が低下する。

中間層４上には、保護膜５が設層される。

保護膜５は、軟化点７０℃以上の高分子化合物から構成
されることが好ましい。　軟化点がこの温度未満である
と、使用環境条件下にて保護膜の保護機能（記録層およ
び中間層を外界から遮断するという機能）が低下してし
まう。

このような高分子化合物としては、紫外線硬化型樹脂等
の各種樹脂材質から軟化点を考慮して選択すればよい。

保護膜５の成膜方法に特に制限はな（、塗布法、気相成
膜法などから適当な方法を選択すればよい。

保護膜５は、一般に１０−１００μｍ程度の厚さに設層
すればよい。　また、保護膜５は、層状であってもシー
ト状であってもよい。

基板２は、記録光および再生光（７００〜８５０ｎｍ程
度の半導体レーザー光）に対し、実質的に透明（好まし
くは透過率８９％以上）な樹脂あるいはガラスから形成
される。　これにより、基板２裏面側からの記録および
再生が可能となる。

基板２は、通常ディスク状とされ、その厚さ、直径等は
、各種規格、目的などに応じて適当な寸法とすればよい
が、通常、直径８０〜３００ｍｍ程度、厚さ１．２ｍｍ
程度である。

基板２材質として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等の熱可塑性樹脂が好適である。

基板２の記録層３形成面には、トラッキング用のグルー
プが形成されることが好ましい。

グループは、スパイラル状の連続型グループであること
が好ましく、深さは４００〜７００人、幅は０．５〜１
．ｌ）ｕ＋＋、特に０．５〜０．８戸であることが好ま
しく、ランド（隣り合うグループ同士の間の部分）幅は
０．５〜１、ｉ、ｍ、特に０．８〜１．１−であること
が好ましい。　また、ランド幅は、グループ幅の０．８
〜１．３倍、より好ましくは１．ｏ〜１３倍、特に１．
２倍程度であることが好ましい。　グループにのような
構成とすることにより、グループ部の反射レベルを下げ
ることな（良好なトラッキング信号を得ることができる
。

なお、グループには、アドレス信号用の凹凸を設けるこ
ともできる。

本発明では、基板２がグループを有する場合、記録光は
グループ内の記録層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
ープ記録の光記録媒体として用いられることが好ましい
。

なお、基板２にグループが形成されている場合、上記の
記録層３厚さはグループ部でのものである。　また、基
板２にグループが形成されていない場合、記録層３の上
面は平坦であるが、基板２がグループを有する場合は、
後述するプッシュプルトラックエラー制御において十分
なトラッキング信号を得、また、再生ヘッドにより再生
した場合に、グループ部およびランド部の反射レベルを
十分大きく確保するために、グループ深さとランド部に
おける記録層３厚さとの和が、グループ部における記録
層３厚さより大きくなるように構成することが好ましい
。　この場合において、ランド部における記録層３厚さ
は、グループ部における記録層３厚さの０．７〜０．９
倍、特に０．７８〜０．８２倍であることが好ましい。

　この範囲未満では十分なトラッキング信号が得られな
い。　また、記録層３を塗布により形成する場合、この
範囲を超える値を得ることは困難である。

グループ部およびランド部における記録層の厚さは、走
査型電子顕微鏡を利用した断面測定装置などにより測定
することができる。

本発明の光記録媒体に記録ないし追記を行うには、例え
ば７８０　ｎｍの記録光を基板２を通してパルス状に照
射する。

記録光のパワーは３〜１０ｍＷ程度が好ましく、記録時
の線速は１．２〜３．０ｍ／ｓ程度である。

記録光の照射により、記録層構成材料および中間層構成
材料は融解し、記録層３と中間層４との界面には、穴７
が形成される。　穴７は、記録層構成材料が融解除去さ
れることにより形成され、通常はボイドであるが、この
穴７中に融解した中間層構成材料が侵入し、ボイドが形
成されないこともある。　また、このとき基板２に、穴
７の位置に対応した凹部が形成されることもある。

このようにして記録を行なった後、例えば７８０　ｎｍ
の再生光を基板２を通して照射すると、記録部では記録
層構成材料が除去されて穴７が形成されたために反射光
の強度が低下し、記録の再生が可能となる。

なお、本発明の光記録媒体では、再生光のパワーは、０
．１−１．０ｍＷ程度である。

本発明の光記録媒体の再生時のトラッキング制御は、グ
ループ部反射光とランド部反射光との干渉を利用する所
謂プッシュプルトラックエラー制御により行なうか、あ
るいは再生光とは別にトラッキング制御用レーザー光を
記録穴に照射してトラッキング制御を行なう所謂３ビ一
ム方式により行なうことができる。

方、未記録状態では穴が形成されていないため、記録時
に３ビ一ム方式のトラッキング制御を行なうことは困難
である。　このため、本発明の光記録媒体では、記録時
のトラッキング制御をプッシュプルトラックエラー制御
により行なうことが好ましい。

〈実施例〉連続グループを有する１２０ｍｍφ、厚さ１．２ｍｍの
ポリカーボネート樹脂を基板２とし、この基板２上に、
記録層３、中間層４および保護膜５を順次成膜して光記
録ディスクサンプルを得た。

基板２のグループは、深さ５００人、幅０．７戸とし、
ランド幅は０．　９．ｍとした。

記録層３は、下記に示す色素および色素−クエンチャ−
結合体から形成した。

色素Ｍ色素Ｍ ■ Ｈ３Ｈａ記録層３の設層は、基板２を５００　ｒｐｍで回転させ
ながらスピンコード塗布により行なった。　塗布溶媒と
しては、エチルセルソルブを用い、１．５ｗｔ％溶液と
して使用した。

各サンプルの記録層３が含有する色素およびそれらの含
有量と、波長７８０　ｎｍにおける記録層３の屈折率（
ｎ）および消衰係数（ｋ）と、グループ部における記録
層３の厚さとを、下記表１に示す。

記録層３のｎおよびｋは、上記色素を含有する溶液を測
定用基板上に乾燥厚さ４００人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
、県立全書）第１６８〜１７８ページの記載に準じて、
反射率と透過率の測定値から逆算する方法により行なっ
た。　また、溶媒にはエチルセルソルブを、測定用基板
にはポリカーボネート基板を用いた。

中間層４の設層は、サンプルＮｏ、ｌでは第レフイン系
ホットメルト樹脂の１ｗｔ％ｎ−ヘキサン溶液を用いて
スピンコード法により行ない、サンプルＮｏ、２では、
ポリエチレンワックスをノニオン系の界面活性剤を用い
て水に分散してエマルジョン溶液を作製し、これをスピ
ンコード法により成膜した。

各サンプルの中間層構成材料ならびにその軟化点および
ｎ、にと、グループ部における中間層４の厚さとを表１
に示す。

中間層のｎおよびｋは、上記各溶液をシリコン基板上に
成膜し、この膜をエリプソメークで測定することにより
求めた。

表１に示す軟化点は、ホットメルト樹脂ではＪＩＳ−に
−２５３１によるＲ＆Ｂ軟化点に準じるものであり、ワ
ックスでは環球法により測定された融点である。

記録層３および中間層４の厚さの測定は、走査型電子顕
微鏡を利用した断面測定装置（エリオニクス■製ＰＭＳ
−１）により行なった。

なお、各サンプルにおいて、ランド部での記録層３の厚
さは、グループ部でのそれに対し、０．７〜０．９倍の
間であった。

保護膜５は、オリゴエステルアクリレートを含有する紫
外線硬化型樹脂の塗布膜を紫外線硬化して形成した。　
保護膜５の軟化点は１５０°Ｃであり、厚さは５０ＬＬ
ｍとした。

得られた各サンプルに対し、５００　ｋｌ＋ｚ、デユー
ティ−比５０％のパルスの記録を行なった。　記録パワ
ーは８ｍＷ、記録時の線速は１．３ｍ／ｓとした。　な
お、記録はグループ部に行なった。　また、記録時のト
ラッキングはプッシュプルトラックエラー制御により行
なった。　次いで再生を行なった。　再生パワーは０．
２ｍＷとした。

この結果、表１に示される本発明の各サンプルでは、良
好な記録再生を行なうことができた。　これらのサンプ
ルでは、未記録部で１５％以上の反射率が得られ、記録
部では未記録部の４０％以下の反射率であった。

これらのサンプルの記録部の断面を走査型電子顕微鏡に
より観察したところ、記録層に穴が形成されていた。

なお、上記各サンプルに用いた記録層上に直接保護膜を
設層して比較サンプルを作製し、これらに対して上記と
同様な記録を行なったところ、記録感度がほとんど得ら
れなかった。

また、これらのサンプルの記録部を上記本発明のサンプ
ルと同様にして観察したところ、記録層にわずかな変形
が認められただけであった。

以上の結果から、本発明の効果が明らかである。

〈発明の効果ン本発明によれば、穴形成タイプの光記録媒体が、耐久性
の高い密着型の単板構造で実現できる。　しかも、本発
明の光記録媒体は、製造が容易でかつ低コストにて得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光記録媒体を示す部分断面図である
。第２図は、本発明の光記録媒体の記録層に含有される色
素の好ましいｎおよび１くの範囲を示すグラフである。符号の説明１・・・光記録媒体２・・・基板３・・・記録層４・・・中間層５・・・保護膜７・・・穴

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に記録層を有し、この記録層上に密着して
中間層を有し、この中間層上に密着して保護膜を有する
光記録媒体であって、前記中間層が軟化点２６０℃以下の高分子化合物から構
成されることを特徴とする光記録媒体。
（２）前記高分子化合物が、樹脂またはワックスである
請求項１に記載の光記録媒体。
（３）前記保護膜が、軟化点７０℃以上の高分子化合物
から構成される請求項１または２に記載の光記録媒体。