JPH04184728A - 光記録媒体およびその製造方法 - 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、追記型および書換え型の光デイスク媒体およ
びその製造方法に関する。

従来の技術 従来、レーザー光を用いた追記型光記録媒体としては、
ガラスやポリカーボネート樹脂などの透明基板上に、Ｔ
ｅ系の薄膜を真空蒸着やスノ＜ツタ法にて作成し、これ
に記録用のレーザー光を照射することにより記録膜を溶
融昇華さセで穴（ピ・ソト）を形成させる方式が代表的
であった。しかし、この場合、Ｔｅが湿度の高い環境で
は酸化されやすいため、通常はＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂまたは
ＳｅのいずれかやＳｅやＢｉなどの金属元素を少量添加
するのであるが、薄膜形成時に真空蒸着やスパッタ法な
どのドライ方式によりＴｅと上記添加金属の割合を一定
に保ちつつ、薄膜を形成することは非常に困難であり、
従って生産性や歩留まりなどに多くの問題があった。

また、他の製造方法として、ＴｅＯｘやＴｅとＴｅＯｘ
との混合物などの薄膜を記録材料として用いる方法もあ
る。この場合、書き込み用のレーザー光を照射したとこ
ろがアモルファス状態から結晶状態に転移し、再生時の
レーザー光の反射率が大きくなる方式である。この場合
も上記の記録膜と同様、製膜時にはドライ方式を用いる
ので、膜組成を均一にする管理や、歩留まりなどに多く
の問題があった。

また、書換え可能な光デイスク媒体としては、記録膜と
してＧｄＴｂＦｅやＴｂＦｅＣｏなどのように希土類金
属と遷移金属との組合せよりなる非晶質合金が一般に用
いられる。この方式では書き込み時のレーザー照射によ
り、記録膜の磁化方向の反転を起こさせて、再生時のレ
ーザー光の反射光の偏光面の回転角（カー回転角）を情
報として読み出す光磁気記録方式が用いられている。し
かし、材料費が高価であったり、歩留まりが悪いことの
他に、偏光を用いて再生出力が小さいため、書き込み、
再生および消去の装置が複雑になるなどの欠点があった
。

また、他の方法として、ＴｅＧｅ５ｎＡｕなとのアモル
ファス−結晶の相変化を利用する方式もあるが、製膜に
ドライ方式を用いる点や、歩留まりが悪いなどの欠点が
あった。

以上のような欠点を解決する手段として、特開昭６０−
２０３４８８号公報、特開昭６３−１０２９８８号公報
などに開示されているように、有機色素を用いる方式が
提案されている。この方式では高分子材料とレーザー光
を吸収する有機色素を溶媒に溶解させた後、スピンコー
ド法により基板に塗布し簡単に製膜か可能であるので低
コスト化が可能である。しかし、有機色素を用いた光記
録方式では、書き込み時のレーザー照射により、色素が
融解、昇華して、ピットとして穴か開いたり、または色
素が分解して、再生光に対する反射率が変化したりする
原理を記録に応用しているので、色素の反応が可逆的で
はないので追記型光記録は可能であるが、書換え型光記
録は不可能である。

以上のような、コスト、製膜性、書き込み再生装置の簡
略化を満足し書換え可能な光記録媒体として、有機色素
を含んだ樹脂を書き込み時のレーザー光照射により変形
させ、その形状変化をピントとして読み取る方式が提案
されている（例えば米国特許４８２５４３０号、４７８
０８６７号など）。

この方式では、レーザー光吸収のための有機色素を含ん
だ樹脂を基板の表面に塗布し、それに書き込み時のレー
ザーを照射すると、色素がレーザー光を吸収し、それに
よって発生した熱により樹脂が変形（膨張など）して、
ピットを生成するという原理により追記型光記録媒体と
して用いられる。また、異なる波長のレーザー光をそれ
ぞれ吸収する２種類の色素をそれぞれ含んだ２層の樹脂
層を基板上に形成する。書き込み時には波長λ１のレー
ザー光を照射すると、例えば基板上に形成した２層の樹
脂層のうちの基板側の層にλ１のレーザー光を吸収する
色素を含有させておけば、その層は、λ１のレーザー光
を吸収して発熱により変形し、その層の上層をも変形さ
せピットを形成することができる。さらに、消去時の波
長λ２のレーザー光を吸収する色素を上層側に含有させ
ておけば、消去時のλ２のレーザー光を吸収した上層の
樹脂は、ガラス転移温度以上に昇温し、この熱により下
層の記録層も再びもとの平坦な形状に戻すことができる
。すなわちピットを消去させることができる。

この方式では、真空蒸着やスパッタなどの真空方式を用
いる他の方式と比べて、スピンコード法などの製造方法
を用いて作成することができ、記録材の組成制御や膜厚
制御が簡単にできることの他に、他の記録材に比べて、
材料コストも安くトータルで見ても、非常に安価な、し
かも書換え可能な記録膜を得ることができる。

発明が解決しようとする課題 このような従来の記録方式にも原理的に１つだけ欠点が
存在する。

それは、樹脂層を膨張させて識別可能なピア）を形成さ
せるためには、樹脂層の厚みが数μｍ必要である。予め
グループが形成された基板上に上記の方式の樹脂記録層
を形成させ、レーザー照射によりピットを形成させる。

このとき、ピットとグループとの間隔が少なくとも樹脂
の厚み程度隔たることになる。レーザー照射に用いる通
常の光ヘッドでは、レーザー光の焦点深度が２μｍくら
いであるので、記録層の表面に合焦するようフォーカス
サーボをかけるとトラッキングサーボが動作しないこと
が起こり得る。この問題の解決法として、光ヘッドの対
物レンズの開口数を小さくし、ヘッドと記録媒体の距離
を大きくとることが理論的には可能である。しかし、こ
のような光ヘッドを実現するには大幅な設計変更が必要
で、開発コストが多額になる。

本発明は、このような課題を解決するもので、有機色素
を含んだ樹脂層を記録媒体として用いた時に、フォーカ
スサーボとトラッキングサーボが容易に動作する記録膜
構造を有する光記録媒体を提供することを目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 本発明はこのような課題を解決するもので、透明な基板
と、前記基板上に設けた波長λ１の光を選択的に吸収し
て熱変形する第１の記録層と、前記第１の記録層上に設
けた波長λ２の光を選択的に吸収し、光ピックアップの
トラッキング用のグループを兼ねる第２の記録層とを備
え、記録時は前記第１の記録層に波長λ、の光を照射し
て熱変形させ、消去時は波長λ２の光により前記第２の
記録層を照射して熱変形を回復させるようにしたもので
ある。

また、グループを兼ねる第２の記録層を光硬化型樹脂を
用いて形成するようにしたものである。

作用 この構成により、第１の記録層上に第２の記録層兼グル
ープを近接して形成させることかできるので、記録層と
グループとの両者が光ピックアップの焦点深度内に存在
し、フォーカスサーボとトラッキングサーボを同時に作
動させることができることとなる。

実施例 ガラス、ポリカーボネート樹脂またはポリメチルメタク
リレート樹脂などの基板上に書き込み用のレーザ光（Ｇ
ａＡｆＡｓ系半導体レーザ、発振波長８３０ｎｍ、出力
２０ｍｗ）を選択的に吸収する色素を含有したエポキン
樹脂やウレタン樹脂なとを溶媒に溶解させ、スピンコー
ド法にて塗布したのち、加熱乾燥硬化させ第１の記録層
を形成させる。さらに、消去時のレーザ光（ＧａＡｉ！
Ａｓ系半導体レーザ、発振波長７８０ｎｍ、出力２０ｍ
ｗ）を選択的に吸収する色素を含有した紫外線硬化樹脂
をスピンコード法にて塗布し、グループ形成用のスタン
パ−を圧接しながら、基板側より紫外線を照射し、紫外
線硬化樹脂を硬化させる。その後、スタンパ−を取り除
くことにより、第２の記録層兼グループ層を形成する。

この時、第１の記録層と第２の記録層の膜厚は、それぞ
れ約５μｍ１および０．４−０．８μｍとする。また、
グループの深さは５００−６００人程度とする。

このようにして得られた光記録媒体にデータを書き込む
には、波長８３０ｎｍ、出力２０ｍｗのＧａＡ１’Ａｓ
系半導体レーザ光を基板側より照射すると、照射された
レーザ光は第１層の記録層の色素により吸収され、第１
の記録層の樹脂がその吸収熱により膨張し、第２の記録
層の樹脂層を変形させる。第２の記録層の樹脂層は、ガ
ラス転移温度以上には昇温しでおらず、第１層よりの応
力をうけて弾性変形をして、その変形形状を保持する。

再生時は、波長７８０ｎｍ、出力ＩＩＩＩＷＯＧａＡｆ
Ａｓ系半導体レーザ光を照射し、第２の記録層上に変形
してできたピットを情報として読み取る。

さらに、消去時は、波長７８０ｎｍ、出力２０ｍｗのＧ
ａＡｊ！Ａｓ系半導体レーザ光を照射すると、第２の記
録層に含有された色素がこの波長のレーザ光を吸収し、
第２の記録層がガラス転移温度以上に昇温して再びもと
の形状にもどる。この時、上記の光硬化法により形成さ
れたグループの位置は、ビット形成部の記録膜と垂直方
向に０．４−〇、８μｍしか離れておらず、光ヘッドの
焦点深度内に充分おさまっており、フォーカスサーボと
トラッキングサーボが容易に動作する。

以下に具体的実施例によりさらに詳細に説明する。

ビスフェノールＡ［東部化成■製ＹＤ１２８］１重量部
と硬化材としてポリアミド樹脂［東部化成■製Ｇ−７４
ＯＡ］　０．６重量部をメチルセロソルブ２０重量部に
溶解させ、さらに、８３０ｎｍのレーザ光を吸収する色
素としてシアニン色素［日本感光色素■製ＮＫ−１１６
１コ０．５重量部を加え均一に溶解させた溶液を、スピ
ンコード法にてグループが形成されていない平坦な円形
のポリカーボネート樹脂基板上に塗布し、８０℃で３０
分間熱処理を行い、第１の光記録膜を得た。

デックタック膜厚計により膜厚を測ると５．２μｍであ
った。

さらに、その上に紫外線硬化樹脂［大日本インキ化学工
業■製ＥＸ−７０４］　１重量部と、７８０ｎｍのレー
ザ光を吸収する色素としてシアニン色素［日本感光色素
■製ＮＫ−２６２７コ０．２重量部とをトルエン１００
重量部に溶解させた溶液を、スピンコード法にて塗布し
、グループ形成用のスタンパ−をその表面に圧接しなが
ら基板側より紫外線を照射して上記の紫外線硬化樹脂を
硬化させると同時に、記録層とグループを形成させた。

硬化後、スタンパ−を取り除き書換え可能な光記録ディ
スクを得た。

得られた光記録ディスクに、データ書き込みのために、
光記録ディスクを１８００ｒｐＩ１１で回転させながら
出力２０ｍｗ、波長８３０ｎｍの半導体レーザ光を２５
０ｎｓ照射することにより、第２層上にピットを形成さ
せることができた。再生は、出力１ｍｗ、波長７８０ｎ
ｍの半導体レーザを１００ｎｓ照射することにより、ピ
ットを読み取ることかできた。この時のＣ／Ｎ比は、４
５ｄＢであった。

さらに、消去のために出力２０ｍｗ、波長７８０ｎｍの
半導体レーザを１６０ｎｓ照射することにより、ピット
を消去することができた。

（比較例） 予めグループが形成されたポリカーボネート樹脂基板を
用い、実施例と同様の記録材料にて、グループ付のスタ
ンパ−を用いないこと以外は、実施例と同様の方法で第
１の記録層および第２の記録層を得た。

得られた記録層に、データを書き込むために、実施例と
同様に光記録ディスクを回転しつつ、出力２０ｍｗ、波
長８３０ｎｍの半導体レーザ光を照射したが、トラッキ
ングサーボが動作せず書き込むことができなかった。

なお、本実施例は光記録ディスクを例にあげて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、光カード
など直線走査型光記録媒体にも用いることができる。

発明の効果 以上の実施例の説明からも明らかなように本発明によれ
ば、記録層の形状変化をピットとして読み取る光記録方
式において、第１の記録層を形成した後に、第２の記録
層兼グループを光硬化型樹脂により形成することにより
、フォーカスサーボとトラッキングサーボをともに容易
に動作させることができる。また、スピンコード法によ
ｌｉ板に塗布して光記録媒体を作成できるので、簡単な
製造設備で歩留りよく光記録媒体を製造できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光記録媒体の断面図である
。 １・・・・・・基板、２・・・・・・第１の樹脂記録層
、３・・・・・・第２の樹脂記録層兼グループ形成層、
４・・・・・・色素。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な基板と、前記基板上に設けた波長λ＿１の
   光を選択的に吸収して熱変形する第１の記録層と、前記
   第１の記録層上に設けた波長λ＿２の光を選択的に吸収
   し、光ピックアップのトラッキング用のグループを兼ね
   る第２の記録層とを備え、記録時は前記第１の記録層に
   波長λ＿１の光を照射して熱変形させ、消去時は波長λ
   ＿２の光により前記第２の記録層を照射して熱変形を修
   復させる光記録媒体。
2. （２）グループを兼ねる第２の記録層を光硬化型樹脂を
   用いて形成する請求項１記載の光記録媒体の製造方法。