JPH041710B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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
は光エネルギーにより物質状態の変化を利用して
記録を行う光学的情報記録媒体に関する。

（従来技術） 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、例えば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。

一方、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
分子樹脂中に溶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。しかしながら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
体型の媒体としては、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
があるが、記録感度はTe合金よりも悪い。

（発明の目的） 本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を改良
し、高感度で化学的に安定な光学的情報記録媒体
を提供することである。

（発明の構成） すなわち本発明は、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、
かつ読み取る光学的情報記録媒体において、前記
記録層として 一般式 （式中、Ｘは弗素、塩素、臭素および沃素などの
ハロゲンを示し、ｎは１〜10の整数である。）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。

（発明の構成に関する説明） 上記一般式で表わされるナフトキノン色素（ハ
ロゲン置換６，2′−，７，2″−ジチオ−５，８−
ビスアニリノ−１，４−ナフトキノン）は、可視
から近赤外領域に大きな吸収を有し、レーザ光に
よる記録再生に好適である。媒体の感度を高める
には、大きな吸収率を示す記録層を使用する必要
がある。吸収率を高めるには、記録波長と記録層
の吸収ピークをほぼ一致させることが望ましい。
これは、上記ナフトキノン色素に置換基を付加す
ることにより達成される。例えば、上記ナフトキ
ノン色素の２，３位にニトリル基、ニトロ基、カ
ルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン等の電子
吸収基を付与することにより、吸収ピーク波長を
長波長側に移行させることができる。又、上記ナ
フトキノン色素のベンゼン環にアルキル基、アル
コキシル基、ハロゲン等を付加することによつて
も吸収ピーク波長を変えることができる。

本発明で使用する上記ナフトキノン色素の合成
例を次に示す。２，３−ジクロロナフタザリン
260mg（１ｍmol）をエタノール65mlに加熱溶解
させる。これをＡ液とする。エタノール20mlに
KOH125mg（2.2ｍmol）を溶解させＯ−アミノチ
オフエノール270mg（2.2ｍmol）を加えてＫ塩に
変える。これをＢ液とする。Ａ液をＢ液に加え、
そのまま室温で数時間（約５時間）かきまぜる。
結晶が析出するがそこに濃塩酸を加え弱酸性にし
て過する。水洗、乾燥すると440mgの粗製品が
得られる。クロロホルム中で再結晶すると80％収
率で６，2′−，７，2″−ジチオ−５，８−ビスア
ニリノ−１，４−ナフトキノン〔〕が得られ
る。この同定は、質量分析で行ない、400
（100.0）、367（44.7）、336（22.0）（ただしカツコ
内
は相対強度）のデータを得、目的物であることを
確認した。さらに元素分析によつても同定を行な
い目的物であることを確認した。

次に、この色素〔〕の0.6ｇを120mlの氷酢酸
に入れ、Br₂を2.5倍モル加えて還流下に５時間加
熱する。反応後水を加えて析出した沈でんを水洗
し、乾燥させる。クロロホルムで可溶分を除くと
1.12ｇの残渣がえられた。クロロホルム液と残
渣のスペクトルが一致したので同一物質と考えら
れる。この色素の質量分析を行うと、色素〔〕
の水素がBrで最大６ケまで置換した化合物の混
合体であることが判つた。

この色素の吸収スペクトルをクロロホルム中で
測定すると620、678、740nｍに吸収ピークが観
測され、λma_xは740nｍであることが分つた。前
記ナフトキノン色素は、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ない。このことは、保護膜無
しで長期間の使用に耐ることを意味する。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）、
ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリカーボ
ネート、エポキシ樹脂等がある。基板形状は円板
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レーザ光
をレンズで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、レーザ光の収光径、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。情報の記録は、２進情報を孔
の有無に対応させ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続させて照射する。その時
の光量は媒体に何らか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、再生が可能であり、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
板上に光の案内構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
ーム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、0.4〜1.2μｍ、その深
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。

本発明の光学的情報記録媒体に適用されるレー
ザ光は、色素の吸収ピーク波長を考慮して選択し
なければならない。適用できるレーザとしては、
Arイオン、He−Ne、半導体レーザなどを挙げ
ることができる。

以下に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

（実施例） 1.2mm厚の円板状のアクリル基板上に、６臭素
置換６，2′−，７，2″−ジチオ−５，８−ビスア
ニリノ−１，４−ナフトキノン色素を抵抗加熱法
で蒸着し、700Å厚のうぐいす色の膜を得た。抵
抗加熱ボート剤はMoであり、蒸着時の真空度は
４×10^-5Torr以下とした。基板は室温自然放置
とし、蒸着による基板温度の上昇はほとんど認め
られなかつた。蒸着速度は0.5Å／secとした。こ
の膜表面の平坦性は無置換の色素よりも本色素の
ほうがよいことが確認された。波長630nｍでの
吸収率を測定すると24％であつた。

添付図は、このようにして形成された媒体を示
している。アクリル基板１０上に色素膜２０が形
成されている。この媒体に矢印３０の方向から波
長633nｍのHe−Neレーザ光を光学系（図示せ
ず）で集光して照射した。この場合、レーザ光は
媒体面上のパワーで10ｍＷ、照射時間500nsecで
ある。この記録により、色素膜２０中に約1μｍ
前後の径の孔（ビツト）４０が形成された。な
お、レーザ光の媒体面上でのビーム径は約1.5μｍ
φである。レーザ光を0.7ｍＷの連続光として、
記録ビツトを再生すると良好な再生信号が得ら
れ、Ｓ／Ｎは44dBであつた。またこの媒体の加
速寿命試験の結果、寿命が５年以上であることを
確認した。したがつてこの媒体は十分実用的な化
学的安定性を有している。

上記実施例から明らかなように、本発明により
得られる光学的情報記録媒体は、高感度でありか
つ化学的に安定であり、加えて媒体形成が容易で
あるという優れた利点を有していることが判る。

なお、本実施例では色素単層を記録層として用
いる例を示したが、記録層の上又は記録層と基板
の間に、金属、酸化物、有機物などを保護、反射
増幅などの目的に応じて付加することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による光学的情報記録媒体の断面
図であり、図中１０は基板、２０は色素膜、３０
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
   的情報記録媒体において、前記記録層として一般
   式 （式中、Ｘは弗素、塩素、臭素および沃素などの
   ハロゲンを示し、ｎは１〜10の整数である。）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光学的情報記録
   媒体。