JPH0438634A - 光情報記録媒体及び記録方法 - 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〕 本発明は光記録分野に使用することのできる改良された
光情報記録媒体に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
大容量高密度記憶、非接触の記録再生、アクセスの容易
さ等の見地より光ディスク等の光情報記録媒体が注目さ
れており、文書ファイル、コンピューター外部メモリ、
バックアップメモリ、静止画・動画ファイル、光カード
、光フロッピー等種々の情報機器に応用されている。

これまで提案されている光情報記録媒体には次のような
タイプのものがある。

（ａ）低融点金属薄膜を記＠層に用いたもの（ｂ）反射
膜と有機光吸収層の２層構造型記録層としたもの （ｃ）高反射率の有機色素膜を記録層に用いたもの上記
（ａ）のタイプの記録媒体は低融点金属のＴｅ等を主成
分とした薄膜により記録層を構成したもので、穴あけ型
と、結晶−アモルファスの相転移に伴う反射率変化を利
用した相変化型がある。このタイプの記録媒体は保存安
定性が悪く、穴あけ型のものは分解能が低く記録密度が
あがらず、また相変化型のものは製造条件が難かしくコ
ストが高くなるという欠点がある。

上記（ｂ）のタイプの記録媒体は金属の反射膜」−に有
機光吸収層をコーティングにより設け、該有機光吸収層
にレーザ光を照射して窪みを作り、情報の記録を行うも
のである。このタイプの記録媒体は、記録層が金属反射
膜上に有機吸収層を積層した２層構造となっているため
製造が面倒であり、また反射層を持つため基板側からの
記録・再生が難かしいという欠点がある。

上記（Ｃ）のタイプの記録媒体は基板上に反射率の高い
有機色素薄膜を記録層として設けたものである。有機色
素薄膜は融点、分解温度が高く、熱伝導率も低いので高
感度、高Ｃハ化、高信頼性が期待でき、また膜形成がコ
ーティングにより可能なため量産性が良く、低コスト化
が期待できる等の利点がある。ところがこのタイプの記
録媒体はエアーサンドインチ構造をとらないと感度、Ｃ
／Ｎが大幅にダウンしてしまう。このため媒体の薄型化
が難かしく、単板構造化や、光フロッピー等への応用が
困難とされている。このことは上記（ａ）のタイプのう
ちの穴あけ型の記録媒体と上記（ｂ）のタイプの記録媒
体についても同様である。

一方、光デイスクファイルは最初直径３０■の光ディス
クを使用した型が商品化され、その後２　ＯＱｌｌ型、
１３ｏ１型と次第に小径となっていき、やがて９■型へ
と移行していく気配がある。これはドライブを小型化し
、パーソナルユースを狙って市場を拡大せんとするもの
である。この小型化の方向性にもかかわらず、従来のエ
アーサンドインチ構造では、ディスク基板厚みを１．２
ｗｗｎとした場合、全体の厚みを３ｍｎ以下にすること
は非常に難かしい。

これは、従来の穴あけ型の光ディスクが基本的に基板／
記録層／空気という構成をとっており、空気が断熱層と
して作用し熱効率を上げるとともに、記録層の記録時の
蒸発や、分解、飛散を抑制しないので、高感度、高Ｃハ
が維持できたのである。

この空気層の代わりに保護層等を設けるとたちま一 ち感度やＣ／Ｎは低下してしまう。

そこで本発明者らは、特願昭６３−１４７５１１号明細
書において、基板上に有機色素を主成分とする記録層を
設けさらに必要に応じて保護層を設けてなる光情報記録
媒体において、記録層を記録再生光波長近傍に分光反射
率のピークを有する色素膜で構成するとともに、その膜
厚を前記記録再生光波長における反射率の膜厚依存性が
最大となる膜厚に設定した光情報記録媒体を提案した。

この光情報記録媒体は、従来のピットを形成するものと
は異なり、界面のみを変形させ、干渉効果を破壊するこ
とにより記録を行い、高感度化を図ったものである。し
かしながら、この光情報記録媒体では、記録層上に保護
層を設けた構造とすると、色素膜の材料、膜厚、保護膜
の熱的、化学的性質等を厳格に制御しなければ、従来の
記録方法によるもの程ではないが、若干の感度の低下は
まぬがれないという問題があり、更に改善する余地があ
った。

このため、本発明者らは、特願昭６３−２７６０８６号
明細書により上記の如き光情報記録媒体において記録再
生波長近傍に吸収ピークを示す着色材と熱軟化性樹脂を
用いて保護層を形成することを提案するとともに、特願
昭６３−２８９８１３号明細書により同様の光情報記録
媒体において記録再生波長近傍に吸収ピークを示す高分
子染料を用いて保護層を形成することを提案した。

前者の提案によれば、着色材の添加により感度低下は効
果的に抑えられるようになったが、保存時に着色材が結
晶化したり、マイグレーションを生じたりすると、欠陥
率、エラー率の増加の原因となってしまうという不都合
がある。

一方、後者の提案によれば、前者の提案のような不都合
はなくなり、感度が向上したが、凹凸によるピット形成
記録の媒体に比べれば依然感度は低くさらに感度の向上
が望まれる。

したがって、本発明は、以上のような事情に鑑み、上記
光情報記録媒体に更に改良を加え、より高感度、高コン
トラスト、高Ｃハで、単板化及び薄型化可能、かつ信頼
性及び繰返し再生特性のすぐれた光情報記録媒体を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
するため、本発明によれば、基板上に直接又は下引き層
を介して記録層を設け、さらにその上に保護層を設けて
なる光情報記録媒体において、該記録層が第１記録層と
中間層と第２記録層との積層からなり、該第１記録層は
記録再生光波長近傍に分光反射率のピークを示す有機色
素を主成分とし、該中間層は記録再生光に対して透明で
該第２記録層より屈折率が小さい熱軟化性高分子材料か
らなり、該第２記録層は記録再生光波長近傍に分光吸収
率のピークを示す有機色素を主成分とし、かつ最大反射
率を与える記録層膜厚を有することを特徴とする光情報
記録媒体が提供される。

また、本発明によれば、上記構成の光情報記録媒体の記
録層に所定波長の光を集光し、中間層と第２記録層とを
溶融混合させることにより記録を行うことを特徴とする
記録方法が提供される。

以下本発明を図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の光情報記録媒体の基本的な構成例を示
す断面図で、基板１上に第１記録層２、中間層３及び第
２記録層４の積層からなる記録層を設け、さらにその上
に保護Ｍ５を設けた構成となっている。そして第１記録
層２は記録再生光波長近傍に反射極大を示す有機色素を
主成分とする膜により形成され、中間層３は記録再生光
を通過し第２記録層４より屈折率が小さい熱軟化性高分
子材料からなり、第２記録層４は記録再生光波長近傍に
吸収極大を示す有機色素を主成分とする膜により形成さ
れる。

本発明による記録方法は、穴を形成して記録を行う従来
の方法や、本発明者らが先に提案した界面を変形させ干
渉効果を破壊することにより記録を行う方法とは異なり
、多層構造の一部を溶融混合させ、その光学特性の変化
による干渉効果の差で記録を行うものである。すなわち
、所定波長の光を光情報記録媒体の記録層に集光し、第
２記録層４を発熱させ、中間層３と溶融混合させること
により、初めの記録層構成とは異なる状態に変化させて
記録を行い、それに伴う多重反射効果の差、ひいては反
射率の差により情報の再生を行う。熱軟化性高分子材料
からなる中間層３は光の多重反射効果を増大させ、反射
率を大きくするように作用すると共に第２記録層４との
溶融混合により記録部と未記録部との反射率の差をより
大きくするように作用し、記録の高コントラスト化に寄
与する。

しかも、本発明による記録方法によれば従来の穴あけ記
録とは異なり形状の変化を伴わないため、保護層があっ
ても高感度かつ高コントラストな記録が可能となる。

第２図（ａ）〜（ｄ）は表−１に記載の各要素から構成
される光情報記録媒体において第１記録層膜厚を変化さ
せた時の光学特性（反射率（Ｒ）、透過率（Ｔ）、吸収
率（Ａ））の変化を示す図で、中間層膜厚（ｘ）がそれ
ぞれ０１３００人、５００人、７００人の場合である。

これらの図から、中間層３による干渉効果により反射率
が向上することがわかる。

表−１− また、第３図は第２図の（ｃ）のケースの光情報記録媒
体の記録後の光学特性を示す図である。例えば、第１記
録層の膜厚を６００人とすると第２図（ｃ）と第３図か
ら反射率差で２０％の大きなコントラストが得られるこ
とがわかる。

また、記録再生波長において反射率には膜厚依存性が存
在するため、本発明の光情報記録媒体では、記録層膜厚
は最大反射率を与える膜厚に設定する。

なお、本発明の光情報記録媒体の層構成は第１図に示し
たものに限定されるものではなく、基板と記録層の間に
下引き層を設けた構成等、種々の変形、変更を行うこと
ができる。

次に、本発明の光情報記録媒体を構成する材料および各
層の必要特性について具体的に説明する。

（１）基板 基板の必要特性としては基板側より記録再生を行う場合
のみ使用レーザー光に対して透明でなければならず、記
録層側から行う場合は透明である必要はない。基板材料
としては例えばポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミ
ド、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどのプラスチ
ック、ガラス、セラミックあるいは金属などを用いるこ
とができる。

なお、基板の表面にはトラッキング用の案内溝や案内ピ
ット、さらにアドレス信号などのプレフォーマットが形
成されていてもよい。

（２）下引き層 下引き層は（ａ）接着性の向上、（ｂ）水又はガスなど
のバリヤー、Ｃｃ、）記録層の保存安定性の向上及び（
ｄ）反射率の向上、（ｅ）溶剤からの基板の保護、（ｆ
）案内溝、案内ピット、プレフォーマットの形成などを
目的として使用される。（ａ）の目的に対しては高分子
材料、例えば、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ビ
ニル系樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状
ゴムなどの種々の高分子物質及びシランカップリング剤
などを用いることができ、（ｂ）及び（ｃ）の目的に対
しては上記高分子材料以外に無機化合物、例えば、Ｂｉ
Ｏ□、ＭｇＦ２．５ｉＯ１Ｔｉｅ□、ＺｎＯ，ＴｊＮ、
　ＳｉＮなど、金属または半金属、例えば、Ｚｎ、Ａｕ
、　Ｓ、　Ｎｊ、Ｃｒ、　Ｇｅ、　Ｓｅ、　Ａｕ、Ａｇ
、　ＡＱなどを用いることができる。また、（ｄ）の目
的に対しては金属、例えば、ＡＱ、　Ａｇ、　Ｔｅ等や
、金属光沢を有する有機薄膜、例えば、メチン染料、キ
サンチン系染料等を用いることができ、（ｅ）及び（ｆ
）の目的に対しては、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱
可塑性樹脂等を用いることができる。

（３）記録層 記録層はレーザー光の照射により何らかの光学的変化を
生じさせその変化により情報を記録できるもので、前述
したように第１記録層、中間層及び第２記録層の積層膜
からなり、第１記録層は記録再生光波長近傍に反射極大
を示す有機色素で形成され、中間層は記録再生光に対し
て透明で第２記録層より屈折率が小さい熱軟化性高分子
材料で形成され、第２記録層は記録再生光波長近傍に吸
収極大を示す有機色素で形成される。第１記録層及び第
２記録層に用いられる有機色素としては例えば、クロコ
ニウム型の染料、アズレン型の染料（顔料）、トリフエ
ッチアジン化合物、フェナンスレン誘導体、フタロシア
ニン化合物、テトラヒドロクロリン化合物、ジオキサン
化合物あるいはその誘導体、アントラキノン誘導体、キ
サンチン色素、トリフェニルメタン型色素、スクアリリ
ウム型色素、ポリメチン色素類（ピリリウム型色素、シ
アニン色素、メロシアニン色素等）、ポリメチンで結合
されたクロコニウム色素類、ポリメチンで結合されたア
ズレン型色素等が例示される。また、中間層に用いられ
る熱軟化性高分子材料としては例えば、エチレン−酸ピ
コポリマー、ブタジェン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂
、メチルペンチル樹脂等が例示される。

本発明における記録層には、記録特性及び安定性向上の
ために、必要に応じ、他の染料、例えば、フタロシアニ
ン系、テトラヒドロコリン系、ジオキサジン系、トリフ
エッチアジン系、フェナンスレン系、アントラキノン（
インダンスレン）系、シアニン（メロシアニン）系、ク
ロコニウム系、キサンチン系、トリフェニルメタン系、
ピリリウム系、スクアリリウム系、アズレン系染料や、
金属又は金属化合物、例えば、Ｉｎ、　Ｓｎ、　Ｔｅ、
Ｂｉ、　ＡＱ　、　Ｓｅ。

ＴｅＯ２，５ｎＯ１Ａｓ、　Ｃｄ等を分散含有させても
よく、また積層してもよい。

また記録層には、高分子材料、あるいは上記シアニン色
素より長波長域に吸収能を有する有機化合物（アミニウ
ム、イモニウム、ジイモニウム系化合物等）又は有機金
属錯体化合物（ビスジチオジケトン系、ビスフエニルジ
チオール系錯体等）などの低分子化合物を混合分散させ
てもよい。さらに記録層には、その他、保存安定剤（金
属錯体、フェノール系化合物）、分散剤、難燃剤、滑剤
、可塑剤等を含有させることができる。記録層全体の膜
厚は先に述べたとおり使用する波長で反射率が最大とな
る値に設定する。その値は記録層の複素屈折率によって
決まり一義的には決まらないが、はぼ１００人〜１０μ
ｍ、好ましくは２００人〜２μｍである。

第１記録層の膜厚としては１００人〜２μｍ、第２記録
層の膜厚としては１００人〜２声、中間層の膜厚として
は１００人〜０．５声が適当で、これらの総和は上記の
条件を満たしていることが必要である。記録層の形成方
法としては、蒸着、ＣＶＤ法、スパッタ法の他溶剤塗工
法、例えば、浸漬コーティング、スプレーコーティング
、スピナーコーティング、ブレードコーティング、ロー
ラコーティング、カーテンコーティング等を用いること
ができる。

（４）保護層 保護層は、（ａ）記録層をその傷、ホコリ、汚れ等から
保護する、（ｂ）記録層の保存安定性の向上、（ｃ）反
射率の向上、（ｄ）感度の向上等を目的として使用され
る。これらの目的に対しては、前記下りき層に示した材
料を用いることができる。保護層は単層でもよいし、積
層にしてもよい。

本発明において、前記下引き層及び保護層には、さらに
、記録層の場合と同様に、安定剤、分散剤、難燃剤、滑
剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤等を含有させるこ
とができる。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明をさらに説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１） 厚さ１．２ｎｙｎ、直径１３０■のポリメチルメタクリ
レート板上にアクリル系フォトポリマーにより深さ９０
０人、半値幅０．４／１＋ｎ、ピッチ１．６趣のらせん
状案内溝を設は基板とした。この基板上に下記構造式（
１）で表わされる色素の１，２−ジクロルエタン溶液を
スピナー塗布し、６００人の厚さの第１記録層を設けた
。その上に石油樹脂（商品名：Ｃ−１１０Ｘ、三井石油
化学社製）のヘキサン溶液をスピナー塗布し、５００人
の厚さの中間層を設けた。その上に下記構造式（ＩＩ）
で表わされる色素のアルコール溶液をスピナー塗布し、
５００人の厚さの第２記録層を設けた。

さらにその上に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
−２５０）の四塩化炭素溶液により２ＩＪＨＩの厚さの
保護層を設けて記録媒体を得た。

（比較例１） 実施例】において、第１記録層（膜厚７００人）上に直
接保護層を設けて記録媒体を得た。

（比較例２） 実施例１の基板上に実施例１の第２記録層（膜厚７００
人）を設け、その上に保護層を設けて記録媒体を得た。

（実施例２） 実施例１において、下記構造式（ＩＩＩ）で表わされる
色素を用いて第１記録層（膜厚５００人）を設け、中間
層膜厚を４００人とした以外は同様にして記録媒体を得
た。

以上のようにして作製した各記録媒体を線速が２．１ｍ
／ｓ６ｃになるように回転させ、波長７９０ｎｍのレー
ザー光を基板側より照射した。この時用いたレーザー光
の書込点でのビーム径は約１．６μｍであった。０　、
５ＭＨｚを基本周波数として記録を行い、そのときの適
正記録パワーを求めた。そして記録された情報を再生し
、その再生波形のスペクトル解析を行い、Ｃハを測定し
た。またコントラスト（反射率）の測定も行った。

以上の測定結果を次表に示す。なお、上記で適正記録パ
ワーとはランダムパターンを記録した時のアイ中心が５
０％となる記録パワーをいう。

表 〔発明の効果〕 本発明によれば、有機色素を用いた高感度、高コントラ
ストな単板構造（エアーサンドインチ構造に比べ機械的
強度が高い）の光情報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図は本発明に係る光情報記録媒体の基本的な構成を
示す断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１記録層と第２
記録層の間に設ける中間層の膜厚を変化させたときの光
学特性と第１記録層膜厚との関係を示す図、第３図は第
２図（ｃ）の光情報記録媒体の記録層の光学特性を示す
図である。 １・・・基　板　　　　２・・第１記録層３・・・中間
層　　　　４・第２記録層５・・保護層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に直接又は下引き層を介して記録層を設け
   、さらにその上に保護層を設けてなる光情報記録媒体に
   おいて、該記録層が第１記録層と中間層と第２記録層と
   の積層からなり、該第１記録層は記録再生光波長近傍に
   分光反射率のピークを示す有機色素を主成分とし、該中
   間層は記録再生光に対して透明で該第２記録層より屈折
   率が小さい熱軟化性高分子材料からなり、該第２記録層
   は記録再生光波長近傍に分光吸収率のピークを示す有機
   色素を主成分とし、かつ最大反射率を与える記録層膜厚
   を有することを特徴とする光情報記録媒体。
2. （２）請求項１記載の光情報記録媒体の記録層に所定波
   長の光を集光し、中間層と第２記録層とを溶融混合させ
   ることにより記録を行うことを特徴とする記録方法。