JPH0346135A - 光記録媒体 - Google Patents

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、レーザー波長域に吸収を持たない熱分解性の
物質を記録材料とする新規な光記録媒体に関するもので
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上に熱分解物質を含む記録層とレーザー
光をある程度吸収する金属層とを積層することにより、
信号読み出しの際に使用される半導体レーザー波長領域
において高い反射率を有し、また記録感度にも優れる光
記録媒体を提供しようとするものである。

〔従来の技術］ 近年、情報記録の分野においては光学情報記録方式に関
する研究が各所で進められている。この光学情報記録方
式は、非接触で記録・再生が行えること、磁気記録方式
に比べて一桁以上も高い記録密度が達成できること、再
生専用型、追記型。

書換え可能型のそれぞれのメモリー形態に対応できるこ
と等の数々の利点を有し、安価な大容量ファイルの実現
を可能とする方式として産業用から民生用まで幅広い用
途の考えられているものである。

上述のメモリー形態のうち追記型は、エンドユーザーに
おいて記録と再生とが行えるものであり、消去ができな
いことから、主にデータの長期保存用ファイルとして使
用される。記録に際しては、記録材料が光エネルギーを
吸収して熱エネルギーに変換することにより生ずる記録
層の局部的な非可逆的物理変化を利用している。この非
可逆的物理変化としては、記録層の形状変化（ビットの
形成）、表面性変化、結晶状態変化等である。

これまでに実用化されている追記型光記録媒体は、その
ほとんどがテルル合金またはテルル化合物を記録材料と
するものである。しかし近年、媒体の量産性や経済性を
より向上させる観点から、これらテルル系材料に代わっ
て有機色素が注目されている。上記有機色素は、記録再
生に使用される半導体レーザーの波長域である近赤外領
域において大きな吸収・を示すことが必要であり、この
ような条件を満たす有機色素としてメチン系色素。

ベンゼンジチオールニッケル錯体、金属フタロシアニン
色素、ナフトキノン系色素等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、光記録媒体において望ましい記録・再生特性
を達成するためには、記録材料の物性として以下のよう
な条件を満たすことが必要である。

まず高い記録感度を得るためには、光吸収率が高いこと
、熱容量が小さいこと、熱伝導率が低いこと、記録のた
めの熱変化が比較的低温で起こること等が必要である。

一方、高い再生感度を得るためには、記録前後の反射率
変化が大きいこと、形成されるピントの形状が滑らかで
あること、ノイズ発生が少ないこと等が必要である。以
上、望ましい条件は種々あるが、光学的な特性としては
高吸収率と高反射率が最も基本的な特性である。

有機色素を記録材料とする光記録媒体を例えばピットを
形成した基板上にアルミ反射膜を設けた光学ディスク（
いわゆるコンパクト・ディスク）を再生する再生装置で
再生することを考える場合、少なくとも反射率は現行の
コンパクト・ディスクの値（７８０ｎ　ｍにおいて７０
％以上）と同等に高くする必要がある。しかしながら、
従来知られている有機色素は、底膜された場合の反射率
がせいぜい３０〜４０％と低く、十分な再生感度が達成
できない。

さらに、追記型の光記録媒体には、再生専用型のコンパ
クト・ディスク等とは異なり、反射率の高さの゛みを追
求すると記録感度が損なわれてしまうという問題がある
。つまり、ある波長において高い反射率を達成しようと
すれば必然的にその波長における光吸収率は低くなけれ
ばならないが、光吸収率が低くなれば効果的に非可逆的
物理変化を生じさせることができなくなる。

反射率を高くする技術としては、光吸収・熱分解色素層
の上に高反射率の金属反射層を積層することが考えられ
るが、色素層の光吸収・熱分解を利用する以上、使用す
る色素に対する要求は前述の場合と基本的には変わらず
、光記録媒体の反射率もこの色素層に大きく依存する。

この問題を解決するには、吸収した光エネルギーがわず
かであっても効率的にこれを熱エネルギーに変換し、非
可逆的物理変化を生じさせるような有機色素を探索しな
ければならない。

この中から、さらに光劣化に強く、耐候性に優れ、汎用
溶媒に対する溶解性が高い等、記録材料として良好な特
性を有する色素を探し出すことば非常に困難である。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、半導体レーザーの波長域での反射率が大
きく、しかもレーザー光によって効率的に物理的変化の
生ずる光記録媒体の開発を目的とし、記録特性・再生特
性共に優れた光記録媒体を提供することを目的とする。

さらに本発明は、記録材料に対する要求を緩和すること
で使用し得る記録材料の選択の幅を広げ、作成の容易な
光記録媒体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］ 本発明者らは、上述の目的を達成するために鋭意検討を
重ねた結果、金ＫＭの発熱を利用して記録層の物理的変
化を起こすようにすることで、使用する記録材料の光学
的条件を緩和することができ、記録再生特性を改善する
ことができるとの知見を得るに至った。

本発明の光記録媒体は、このような知見に基づいて完成
されたものであって、基板上に、加熱により分解及び／
又は変質する熱分解物質を含有する記録層と、レーザー
波長における反射率が７０％以上、８５％以下の金属層
とが順次積層されてなることを特徴とするものである。

すなわち、本発明の光記録媒体は、例えば第１図に示す
ように、必要に応してプリグループ（ｌａ）を形成した
透明な基板（１）の上に、熱により物理的変化を生ずる
記録層（２）と、レーザー光に対する反射率を確保する
とともにその一部を吸収して発熱する金属層（３）が順
次積層されたものである。

上記金属Ｎ（３）の上には、さらに必要に応じて紫外線
硬化樹脂や熱硬化樹脂等からなる保護膜（４）を設けて
も良い。

上記基板（１）の材質としては、通常の光記録媒体に使
用されているものであれば特に限定されず、たとえばポ
リカーボネート、アクリル等のプラスチック類やガラス
等が好適である。

また、上記記録層（２）の上に設けられる金属層（３）
は、反射率がある程度高く、しかもレーザー光を一部吸
収して光熱変換する必要があることからレーザー光に対
しである程度の吸収を有することが必要である。したが
ってこの金属層（３〉　のレーザー波長域（例えば波長
７８０ｎｍ）での反射率は、これら両者を満足せしめる
ために、７０％以上、８５％以下とする。当該金属Ｎ（
３）の反射率が７０％未満であると、コンパクト・ディ
スクとの互換性を維持できる反射率を確保することが難
しくなる。逆に、金属層（３）の反射率が８５％を越え
ると、光吸収量が少なくなり発熱が不十分なものとなっ
て感度が低下する。

金属層（３）の反射率を前述の範囲に設定するには、前
記範囲内の反射率を示す金属あるいは合金を使用すれば
よい。金属ではないが誘電体の多層膜を用いてもよい。

特に、合金を使用した場合には、その組成を変えること
で反射率をコントロールすることができ好適である。

なお、前記金属層（３）　の膜厚は、金属層（３）の上
にさらに保護層（４）をスピンコードする場合の耐溶剤
性の問題や、金属層（３）の光吸収量、作製上の点等か
ら、３０ｎｍ以上であることが必要である。膜厚があま
り薄すぎると、金属層（３〉　を透過するレーザー光の
光量が増えてしまい、光が有効に吸収されず感度が下が
ってしまう虞れがあるまた、底膜も難しく、金属層（３
）自体が壊れる可能性もある。ただし、膜厚があまり厚
くなりすぎると当該金属層（３）を伝わって逃げる熱の
量が多くなり、やはり感度が下がってしまうことになる
。

これらを考慮すると、膜厚は５０〜７０ｎｍ程度である
ことが好ましい。

一方、記録層（２）は、前記金属層（３）の発熱によっ
て分解１変質等の物理的変化を起こすものであり、記録
材料としてはレーザー波長域に吸収を持たない熱分解物
質を使用することとする。

この記録１ｉ　（２）に用いる熱分解物質の複素屈折率
（ｎ”＝ｎ−ｉｋ；ｉは虚数単位）において、実部ｎ（
いわゆる屈折率）については制約はない。

ただし、記録再生に際しては基板（１）に設けられたプ
リグループ（１ａ）を読み出す必要があり、トラッキン
グが容易に行われるためには、基板（１〉の材料である
ポリカーボネート等の樹脂の屈折率（約１．５）からで
きるだけ離れていることが好ましい、これに対して、虚
部ｋについては、第２図に示すように、金属層（３）の
反射率によって反射率７０％以上を満たす値の範囲が変
化し、当該第２図において斜線領域に入っている必要が
ある。

さらにこの熱分解物質は、レーザー照射による急激な温
度上昇に伴い変質・分解しガスが発生して記録層（２）
を大幅に変形させなければならない。

そこで、１００〜３００°Ｃの範囲で分解または気化に
よりガスを発生するものが望ましい、勿論、一般の記録
材料と同様に耐候性に優れていることが望ましい。

かかる条件を満足し、記録層（２）に使用可能な熱分解
物質としては、シアニン系色素（レーザー波長に吸収の
ないもの）やクマリン系色素等の他、以下に示すような
物質が挙げられる。

（以下余白） ｉ）アラントイン系色素 ■７シＦブラフケ４８ （分解温度２７５℃。

λ、、、６６３ｎｍ） ■１（膝ブトＮ（分解温度２１０℃） １１） アゾ系色素 ■７．？　Ｆイｘｏ−２９（分解温度２３８℃。

λ□−４０７ｎｍ） ）υ３Ｎａ ■７９ＦレフＦ８８（分解温度２８０℃。

λ、、、　５０５ｎＩＩ＋） Ｈ ｉｉｉ） チアジン系色素 ■７１しＢ （分解温度２０５°Ｃ） ■メチレンブト ｉｖ） トリフェニルメタン系色素 ■ブリリアントグリーン　（分Ｍ温度　２１０’ｃ。

λ、−−６２５ｎｓ） Ｎ・＜ＣＨｔＣＨｓ）　ｚ・Ｈ３Ｏ４”■チモールブ路
− （分解温度２２１〜２２４℃。

λ、、　５９４ｎｓ） ■） アクリジン系色素 ■アクリジンオレンジ　（分［［ １６５℃。

λＩｌｌ＠Ｘ　４８８ｎｍ） ■アクリジン系色素− （λｓａｗ　４４２ｎｌ） ｖｉ）オキサジン系色素 ｖｉ） ビスアゾ系色素 ■スーダン■ （分解温度 １９９℃。

λ−−−　　５０７ｎｍ） ■ダイレクトレッド２１　　（分解温度　２４０℃。

λ□−５０８ｎ鋤） ｖｉ） キサンチン系色素 ■ローズベンハ（分解温度１８４℃。

λ□−５５９ｎｓ） ｔ ■ロークミン　６Ｇ　　（λ、、、　　５２４ｎｍ）こ
れら熱分解物質は、単独で記録層（２）としてもよいし
、何らかの高分子材料等と混合して成膜し記録層（２）
とするようにしてもよい。

前記記録層（２）の膜厚は、金属層（３）の反射率に応
じて設定することが好ましい。これは、熱分解物質が上
記複素屈折率の条件を満たしていても、記録層（２）の
膜厚によっては反射率が７０％未満となってしまう場合
があるからである。記録Ｎ（２）の膜Ｊ！Ｊ、Ｄとして
は、Ｄ＝λ／　２　ｎの近傍になっていれば反射率は７
０％以上となる。ただし、金属Ｎ（３）の反射率によっ
ては当該記録層（２）がいかなる膜厚膜厚であっても反
射率７０％以上になる場合もあるので、この場合には前
述の制約は不要である。

〔作用］ 本発明の光記録媒体においては、金属層の反射率が８５
％以下であることから、当該金属層がレーザー光をある
程度吸収して発熱する。そして、この金属層の発熱によ
って、記録層に含まれる熱分解物質が分解、変質して物
理的変化をもたらし、情報記録が行われる。

ここで、前記熱分解物質はレーザー波長域にほとんど吸
収を持たず、また金属層の反射率は７０％以上であるこ
とから、反射率７０％以上が確保され、例えばコンパク
トディスクとの互換性が保たれる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。

本例では、熱分解物質としてシアニン色素（Ｅｉ本感光
色素研究所製、商品名ＮＫ５２９）を用い、金属層には
金・パラジウム合金を用いた。使用したシアニン色素の
構造式は下記の通りである。

このシアニン色素は、半導体レーザー波長（７８０ｎｍ
）における複素屈折率が２．３６−０．０２　ｉであり
、当該半導体レーザー波長域に吸収をほとんど有してい
ないことがわかる。また、金・パラジウム合金の半導体
レーザー波長域における反射率は８４％であり、本発明
で規定される条件を満足するものであった。

金属層の上には保護層を設けたが、保護層には紫外線硬
化樹脂（大日本インキ化学工業社製、商品名ＳＤ〜１７
）を用いた。

試料は、グループ付きのポリカーボネート基板（直径８
　ｃｔａ　）に、シアニン色素（ＮＫ５２９）をスピン
コードし、この上に金・パラジウム合金膜をスパッタ法
により成膜し、さらにこの上に紫外線硬化樹脂をスピン
コード後硬化することによって作製した。

シアニン色素（ＮＫ５２９）は、溶剤（３−ヒドロキシ
−３−メチル−２−ブタノン）に約４％程度溶解させ、
スピンコードを行った。スピンコードの回転数は１１０
００ｒｐ前後である。金・パラジウム合金は、スパッタ
により５０ｎｍ、６０ｎｍ。

７０ｎｍの膜厚で積層し、３種類の試料を作製した。紫
外線硬化樹脂は、回転数１６００ｒｐｍでスピンコード
を行い、２ｋＷの水銀灯で硬化した。

このようにして作製した試料について、静的記録を行っ
た結果が第３図である。第３図の横軸は記録レーザー光
のパルス幅、縦軸は変調度である。

なお、記録レーザ光の強度は８ｍＷに固定した。

読み出しに用いたレンズの開口数ＮＡは、０．６である
。

また、図中綿１は金属層の膜厚が５０ｎｍの試料に、線
ｉｉは金属層の膜厚が６０ｎｍの試料に。

線１１１は金属層の膜厚が７０ｎｍの試料にそれぞれ対
応している。

この第３図を見ると、いずれの場合にもパルス幅ｌμｓ
以上で高い変調度を得ることができ、特に金・パラジウ
ムの膜厚を６０ｎｍとしたときにはパルス幅０．４μｓ
から急峻に記録を行うことができることがわかる。

このように、作製した試料は、光記録媒体として高い感
度を有しＴ値の高い記録を行うことができるものである
。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の光記録媒体
は金属層の光吸収を利用して記録層の熱分解、変質を起
こすものであるため、記録層に使用する記録材料に対す
る制約を緩和することができ、作成が容易でしかも高感
度を有する光記録媒体を提供することが可能である。

また、本発明の光記録媒体においては、記録層に含まれ
る熱分解物質がレーザー波長域にほとんど吸収を持たな
いことから、反射率はほとんど金属層の反射率で決まり
、したがって、いわゆるコンパクトディスク等と互換性
を有する追記型（ライトワンス）光記録媒体を提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光記録媒体の横或例を示す要
部概略断面図である。 第２図は記録層に使用し得る熱分解物質の複素屈折率の
虚部にの範囲を金属層の反射率との関係で示す特性図で
ある。 第３図は本発明を適用した実施例における変調度のパル
ス幅依存性を示す特性図である。 ｌ・・・基板 ２・・・記録層 ３・・・金属層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に、加熱により分解及び／又は変質する熱分解
   物質を含有する記録層と、レーザー波長における反射率
   が７０％以上、８５％以下の金属層とが順次積層されて
   なる光記録媒体。