JPH0415112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はレーザ光によつて情報を記録再生する
ことのできる光学記録媒体に関し、さらに詳しく
は半導体レーザの発振波長の光エネルギーにより
物理状態の変化を利用して記録を行う光学記録媒
体に関する。 従来、この種の光学記録媒体としてTe合金、
Te酸化物、バブル形成媒体及び有機色素等が用
いられていた。 Te合金は、Teと半導体、倒えばAs，Se等の
固溶合金として用いられている。この媒体は、比
較的書き込み感度が高く、又記録再生の光学系を
小型にし得る半導体レーザにも適合するが、化学
的に不安定であり、空気中放置であ容易に劣化す
ることと、構成材料（Te，As，Se等）が毒性を
示すという問題点がある。 Te酸化物は、Te合金より安定であるが、その
光学特性、例えば吸収率、反射率が酸化状態に敏
感に依存する。そのため、この媒体は媒体形成時
に酸化状態を厳しく制御しなければならないとい
う欠点を有する。 バブル形成媒体は、反射層、透過層、吸収層か
ら成る３層構造であり、繰り返し反射干渉により
光の吸収率を高め高感度化を図つている。したが
つて、この媒体は現在最も高感度な媒体の一つで
あるが、多層構造のため成膜回数が多いことと、
繰り返し反射干渉が各層の厚さに大きく依存する
ため、成膜時の膜厚制御を厳しく行なわなければ
ならないという欠点がある。 有機色素媒体は種々の形態で開発されている。
それらを大別すると色素単体型と色素を高分子樹
脂中に容剤で溶解させた相溶型に分けられる。相
溶型の媒体はたとえば特開昭55−161690号に開示
されているように高分子樹脂であるポリビニール
アセテートに色素としてポリエステルイエローを
溶剤で相溶し、回転塗布法で基板上に形成され
る。この媒体は、比較的短波長領域（400〜500n
ｍ）に吸収を示すが、半導体レーザの波長域（〜
800nｍ）ではほとんど吸収が無く、半導体レー
ザを使用する記録装置の媒体としては使用するこ
とができない。又、一般に相溶型の媒体は、媒体
形成法が溶媒塗布に限られ、基板に樹脂を使用す
る場合は、樹脂を溶解しない溶剤を選択しなけれ
ばならないという制約がある。一方、色素単体型
の触媒としては、たとえばスクアリリウム色素を
蒸着法で形成する媒体が特開昭56−46221号に開
示されている。この色素は半導体レーザの発振波
長である近赤外波長領域に比較的大きな吸収を示
す記録感度はTe合金よりも悪い。 本発明の目的は、前述と従来技術の欠点を改良
し、半導体レーザの波長領域において高感度で化
学的に安定な光学記録媒体を提供することであ
る。 すなわち本発明は、基板の片側または両側に記
録を設け、情報をレーザ線によつて記録し、かつ
読み取る光学記録媒体において、記録層として 一段式 （式中ＲはOH，NH₂，NHX又はNX₂を表わし、
R′はOH，NH₂，NHX，NX₂又は

【式】を表わす。 （ここでＸはアルキル基、X′は水素原子、アル
キル基、アリル基、アミノ基、置換アミノ基を表
わす。））で表わされるナフトキノン色素を主成分
とする有機薄膜を形成したことを特徴とする。上
記の一般式で表わされるナフトキノン色素は２，
３−ジシアノ−１，４−ナフトキノンと総称さ
れ、５，８位の助色団Ｒ，R′の種類によつて吸
収ピーク波長が可視領域から赤外領域に移行す
る。上記の助色団Ｒ，R′として例示したものは
どれも吸収ピーク波長が赤外領域にあるが、上記
一般式中のＲとしてNH₂，R′として

【式】を付加した化合物が半導体 レーザの発振波長と最も良く適合し、さらに
X′をアルキル基としたものが他の諸条件に対し
て最も好ましいものである。 たとえば で表わされる５−アミノ−２，３−ジシアミノ−
８−（4′−ブチルアニリノ）−１，４−ナフトキノ
ンをアセトン溶剤中で測定した場合、この色素の
スペクトル吸収極大波長λmaxは759nｍであり、
半導体レーザの発振波長と良く適合することが判
る。前記ナフトキノン色素化合物は、比較的高
温、高湿の環境条件でも安定であり、Te合金の
ような空気中酸化による劣化は示されない。この
ことは、保護膜無しで長期間の使用に耐えること
を意味する。又この化合物は、一般の有機色素と
同様に低い熱伝導率を有しており、その値は金属
の1/10〜1/100である。したがつて、レーザ光記
録時の媒体中での熱の拡散が少なくなり、光照射
部の媒体温度を効率良く高めることができる。 記録媒体は、上記ナフトキノン色素を蒸着又は
溶剤塗布法により基板の片面又は両面に付着して
形成される。基板材料としては種々のものが使用
できるが、一般にはガラス、Al、合成樹脂が望
ましい。合成樹脂としてはポリメチルメタクリル
（PMMA）、ポリビニールクロライド（PVC）、
ポリサルホン、ポリカーボネート等がある。基板
形状は円盤形状、テープ形状、シート形状が適用
できる。 基板上に形成されたナフトキノン色素膜に半導
体レーザ光をレンズ収光して照射すると、照射部
の色素膜が除去されて孔が形成される。この孔形
成の機構は明確ではないが、蒸発（昇華）をとも
なう融解凝集に因ると考えられる。形成される孔
の大きさは、レーザ光と収光径、レーザパワー、
照射時間に依存するが、大体0.2〜3μｍであるこ
とが望ましい。このような孔形成に必要なレーザ
エネルギーは小さなものであり、したがつて短時
間で孔形成が可能である。具体的には、波長
830nｍのAlGaAs半導体レーザをビーム径1.4μｍ
に収光した場合、色素膜面上でのパワーは２〜10
ｍＷ、照射時間は50〜300nsecの範囲で孔を形成
することができる。当然のことながら、上記パワ
ーあるいは照射時間の上限値以上の条件でも孔を
形成することができるが、上記条件は望ましい使
用条件である。情報の記録は、２進情報を孔の有
無に対応させてることによりなされる。通常円板
状媒体を等速回転させて、記録情報に合わせて孔
を形成して情報を記録する。なお、以上の場合に
おいて色素膜の膜厚は0.01〜0.5μｍで、好適には
0.02〜0.2μｍである。このように記録された情報
（孔）の読み出しは、媒体からの反射光又は透過
光の光量変化を検出することによりなされる。一
般に反射光を検出する方法が採用される。これ
は、反射光検出の方が光学系が簡単になるためで
ある。即ち、一つの光学系で投光と集光が可能で
あるためである。読み出しはレーザ光を連結させ
て照射する。その時の光量は媒体に何らの形状変
化が起らない弱いエネルギーに設定され、通常記
録時の光量の1/5〜1/10である。 記録、再生時の光の入射方向として、媒体面側
と基板面側の２通りがある。本例の如き単層媒体
では、両方向の配置とも使用可能である。基板面
側入射では、媒体面上に付着した塵埃に影響され
ることなく記録、構成が可能であり、より望まし
い形態である。なお、媒体が形成されている面の
反対側の基板面上に付着した塵埃及びその面のキ
ズ等の欠陥は、基板厚さが１mm以上であれば、そ
の面でのビーム径が充分大きいので記録、再生に
悪影響を与えない。情報は孔列として記録され
る。孔列は一般に同心円状又はスパイラル状の多
数のトラツクを形成する。再生する場合、光ビー
ムは特定トラツクの孔列上を精度良く追跡する必
要がある。これを実現する一つの手段として回転
機構の精度を空気軸受などを使用して高めるとい
う方法がある。しかし、この場合は、回転系が複
雑となり、又高価となるので実用的ではない。よ
り望ましいのは基板上に光の案内溝を設ける方法
である。ビーム径程度の溝に光が入射すると、光
が回折される。ビール中心が溝からずれるにつれ
て回折光強度の空間分布が異なり、これを検出し
て、ビームを溝の中心に入射させるようにサーボ
系を構成することができる。通常溝の幅は0.6〜
1.2μｍ、深さは使用する記録再生波長の1/8〜1/4
の範囲に設定される。したがつて記録層は溝付基
板面上に形成される。 ２，３−ジシアノ−１，４−ナフトキノン色素
の薄膜は通常の抵抗加熱蒸着法により容易に形成
することができる。室温に保持された基板上に薄
膜を形成すると、その結晶性は無定形、即ち非晶
質となる。非晶質膜からの反射光には、多結晶膜
で見られる粒界ノイズが含まれないので非晶質膜
を使用した時の再生のＳ／Ｎは良好である。 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第１図は、実際に蒸着で基板上に作成した５−
アミノ−２，３−ジシアミノ−８−（4′−ブチル
アニリノ）−１，４−ナフトキノン色素の薄膜の
吸収スペクトルを示したものである。これより、
AlGaAs半導体レーザの発振波長である〜800nｍ
付近に吸収極大があり、本色素が半導体レーザを
使用する光学記録媒体として好適であることが確
認された。 次に1.2mm厚の円板状のPMMA基板上に、５−
アミノ−２，３−ジシアミノ−８−（4′ブチルア
ニリノ）−１，４−ナフトキノン色素を抵抗加熱
法で蒸着し、膜厚550Åの膜を得た。抵抗加熱ボ
ート材はMoであり、蒸着前及び蒸着時の真空度
はそれぞれ６×10^-6Torr、９×10^-6Torrであつ
た。基板は室温自然放置とし、蒸着による基板温
度上昇はほとんど認められなかつた。ボート温度
を徐々に上げて行くと220℃で色素が融解し、こ
の温度に固定して蒸着した。蒸着速度は５Å／
secである。 第２図は、このようにして形成された媒体１を
示している。PMMA基板１０上に色素膜２０が
形成されている。この媒体１に矢印３０の方向か
ら波長830nｍの半導体レーザ光を光学系（図示
せず）で収光して照射した。この場合レーザ光は
媒体面上のパワーで２〜12ｍＷ、、照射時間50〜
300nsecの条件で行なつた。この記録波長での記
録感度は約16ｍＪ／cm²であつた。この記録によ
り、色素膜20中に約0.9μｍの径の孔４０が形成さ
れた。このような記録は、基板１０を介して、即
ち矢印５０方向から光を入射しても同様に可能で
あつた。 前記実施例と同様に、R′が

【式】である５−アミノ−２，３ −ジシアノ−８−アニリノ−１，４−ナフトキノ
ン及びR′

【式】である５−アミ ノ−２，３−ジシアノ−８−（4′−メチルアニリ
ノ）−１，４−ナフトキノン色素を抵抗加熱法で
蒸着してそれぞれの薄膜を得た。前者はボート温
度が240℃で昇華が始まり、後者は250℃で融解し
て蒸着可能となる。それぞれの膜（膜厚250Å）
に半導体レーザで書き込みを行ない書き込み感度
を求めると、前記実施例と同様な結果を得た。 上記実施例から明らかなように、本発明により
得られる光学記録媒体は、Te合金媒体より高感
度であり、媒体形成が容易であり、化学的に安定
で長期保存に耐え、再生のＳ／Ｎが良好であると
いう優れた利点を有していることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は５−アミノ−２，３−ジシアノ−８−
（4′−ブチルアニリノ）−１，４−ナフトキノン色
素蒸着膜の吸収スペクトルを表わすグラフ、第２
図は、本発明による光学記録媒体の断面図であり
図中１０は基板、２０は色素膜、３０，５０は光
の入射方向、４０は孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板の片側または両側に記録層を設け、情報
   をレーザ光線によつて記録し、かつ読み取る光学
   記録媒体において前記記録層として 一般式 （式中ＲはOH、NH₂、NHX又はNX₂を表わし、
   R′はOH、NH₂NHX、NX₂又は
   【式】を表わす。（ここでＸはア ルキル基、X′は水素原子、アルキル基、アリル
   基、アミノ基、又は置換アミノ基を表わす。））で
   表わされるナツトキノン色素を主成分とする有機
   薄膜を形成したことを特徴とする光学記録媒体。