JPH06162564A

JPH06162564A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH06162564A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Mikiya Kuroda; 幹也黒田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】実質的な集光スポット径を小さくすることに
よって高密度記録の可能な光記録媒体を提供する。【構成】再生専用型光ディスク１に関して、ポリカー
ボネート等からなる透明ディスク基板２上に情報記録用
の多数のピット３を設け、更にこの上に本発明に係るサ
ーモクロミック材料等からなる透過率変化層４を形成
し、その上面は従来品と同じくアルミニウム等の反射層
５及び紫外線硬化剤等からなる保護層６をこの順に被覆
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体、特に高密
度な情報の記録及び再生が可能な光記録媒体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等の光記録媒体としては再生
専用型、追記型及び書換可能型があり、例えば再生専用
型光ディスクについては、コンパクト・ディスク（Ｃ
Ｄ）、ビデオディスク等が実用化されている。そしてこ
れら光ディスクのトラックピッチ或いは最短ピット長
は、再生装置の集光スポット径との関係から決められて
いる。即ち、前記トラックピッチについては、集光スポ
ット径が隣接するトラックからのクロストークを検出し
ない範囲に限定される。また、最短ピット長について
も、集光スポット径が前後のピットとの符号間干渉を起
こさない範囲に限定され且つ再生信号振幅が所望の値に
なるように決定されている。

【０００３】具体的には、例えばＣＤの場合はトラック
ピッチ１．６μm、最短ピット長０．８３μmが一般的に
用いられている。この結果、１２ｃｍのディスク片面の
記録密度は約７８０メガバイトとなり、デジタルオーデ
ィオを約７４分間記録することができる。またビデオデ
ィスクについては３０ｃｍのディスク面に片面約１時間
のアナログビデオを記録することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近ではＣ
Ｄとほぼ同じ大きさの光記録媒体に片面約２時間の高画
質デジタルビデオを記録することが要求されており、そ
のためには現在のＣＤの５〜１０倍の高記録密度を達成
する必要がある。しかし光記録媒体上に高密度のピット
を形成することは比較的容易であるが、上述のように情
報を読み取るための集光スポット径を縮小できないこと
が一番の問題となっていた。

【０００５】この集光スポット径を小さくするために
は、例えば再生に用いるレーザ波長を短くする方法或い
は対物レンズ開口数ＮＡの大きいレンズを用いる方法が
研究されている。上記レーザ波長を短くする方法につい
ては、例えば第２高調波発生素子（ＳＨＧ）を用いて、
現在ＣＤ或いはビデオディスクの再生に用いられている
約８００ｎｍのレーザ波長を半分の約４００ｎｍにでき
ることが知られている。もしレーザ波長を半分にできれ
ば記録密度を約４倍とすることが可能である。しかし、
このＳＨＧは安定性、性能、コスト等の点で未解決の問
題が多い。

【０００６】一方、最も波長の短い単波長レーザとして
は、約６８０ｎｍのものが実用化されている。しかしこ
のレーザを用いるだけでは集光スポット径はそれほど小
さくならない。また、前記高ＮＡのレンズについては、
ディスク製造精度が厳しくなるためそれほどＮＡを高く
できず現状では０．６が限度である。従って、もし仮に
６８０ｎｍの最短波長レーザとＮＡ０．６のレンズを併
用したとしても、記録密度は約２．４倍上昇する程度で
あり前記要求を満足させることはできない。

【０００７】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、実質
的な集光スポット径を小さくすることによって記録読み
取り及び書き込み能力をアップし、その結果高記録密度
を達成することのできる光記録媒体を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく第
１発明は、光により記録再生を行うことのできる光記録
媒体であって、この光記録媒体には、温度の変化に対応
して光の透過率を変化させるサーモクロミック材料を含
有する透過率変化層が形成されている。このサーモクロ
ミック材料は、少なくとも電子供与性呈色化合物、電子
受容性顕色剤及び極性化合物を含有することが好まし
い。

【０００９】第２の発明の光記録媒体は、光の強度に対
応して光の透過率を変化させるII−VI族半導体とIII−
Ｖ族半導体とのうち、少なくとも一つを含有する透過率
変化層が形成されている。この半導体は平均粒径２００
Å以下の微粒子からなり、且つこれらの微粒子はバイン
ダ中に分散されて前記透過率変化層を形成していること
が好ましい。

【００１０】第３の発明の光記録媒体には、光の強度に
対応して光の透過率を変化させるフタロシアニン色素及
び／又はナフタロシアニン色素を含有する透過率変化層
を形成してある。

【００１１】前記各色素は、ジフタロシアニン色素及び
／又はジナフタロシアニン色素であることが好ましい。

【００１２】第４の発明の光記録媒体には、光の強度に
対応して光の透過率を変化させるアントラセン又はアン
トラセン誘導体と、電子受容性化合物とからなる錯体を
含有する透過率変化層が形成されている。

【００１３】

【作用】本発明の光記録媒体には、通常は光の透過率が
低く、一定の強度以上の光が照射された場合にのみ光学
的に透明となり、且つこの強い光が消えたときには瞬時
に不透明に戻る性質を有する透過率変化層が設けられて
いるため、集光スポット中央の強い光のみが透過され、
周辺の弱い光は遮断することができる。従って、実質的
な集光スポット径が縮小され、高記録密度の情報を読み
取ることが可能になる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。ここにおいて図１は本発明に基づく再生専用型光デ
ィスクの一例を示す断面図である。この光ディスク１は
ポリカーボネート等からなる透明ディスク基板２上に情
報記録用の多数のピット３を設け、更にこの上に本発明
に係る透過率変化層４を形成し、その上面は従来品と同
じく反射層５及び保護層６で被覆してある。

【００１５】また図２乃至図７は本発明に基づく光記録
媒体の他の例の断面図を、また図８は従来例を示したも
のである。但し、これらの図中、基板２に形成されるピ
ット３又はトラッキング用の案内溝は省略してある。図
２は追記型若しくは書換え型光記録媒体の例であり、基
板２と透過率変化層４との間に透明な記録層７を設けて
ある。そして基板２でなく記録層７に書き込み、消去す
るようにしている。図３は光を通さない記録層７を設け
た追記型若しくは書換え型光記録媒体の例であり、反射
層５は不要のため使用しない。

【００１６】また図４は基本的に図２と同様の追記型若
しくは書換え型光記録媒体の例である。但し、保護層６
側からの熱の影響を遮断するための透明な断熱層８、及
び記録媒体の強度を維持するための透明なエンハンス層
９を設けてある。図５も同じく追記型若しくは書換え型
光記録媒体の例であり図３と類似するが、光が記録媒体
を透過する型であるため記録層７が透明となっている点
が異なる。

【００１７】図６は図１と同様の再生専用型光記録媒体
の例であるが、光を透過しない基板２を用いて保護層６
側から照射する点が異なる。図７も基本的に図１と同様
の再生専用型光記録媒体の例であるが、透過率変化層４
の上下を透明誘電体層１０で囲んでいる点が異なる。ま
た図８は従来の光記録媒体の例であり、透過率変化層４
は設けられていない。

【００１８】第１の発明においては、透過率変化層４は
サーモクロミック材料によって構成されている。このサ
ーモクロミック材料は、光記録再生に用いられる光源の
波長をしきい値以下の温度では吸収し、しきい値以上の
温度では透過する特性を有する。従って、この特性及び
光吸収による温度上昇を利用すれば、図９に示すような
光強度分布を有するレーザ光を透過率変化層４に照射し
た場合、光強度が強い集光スポットの中心部では、輻射
熱によって温度がしきい値以上に上昇するため光が透過
し、光強度が弱い周辺部では温度がしきい値以下に保た
れるため光は吸収されて透過できない。即ち、照射され
る光の強度と透過率変化層４の透過率との間には、図１
０に示すような関係が生ずる。

【００１９】上記の関係を利用すれば、図１１の光ディ
スク１の断面及び光強度分布グラフの例に示すように、
集光スポットのうち光強度の強い中心部の光のみをピッ
ト３の検出に使用することができる。即ち、本発明によ
れば実質的な集光スポット径を小さくすることが可能で
あり、透過率変化のコントラスト比（即ち、図１０にお
ける曲線の勾配）が大きく、またしきい値が高い（即
ち、透過率の変化する光強度幅が狭い）ほど小さい集光
スポット径を得ることができる。なお、図１１中の網掛
け部は光吸収部分を表す。

【００２０】前記透過率変化層４は、透過率の変化する
スピードが早いことが好ましく、集光スポットがピット
３を通過する間に透過率が上昇し、ディスクの回転によ
って再度集光スポットが（隣のトラックを通って）近づ
く前に不透過に復元することが好ましい。

【００２１】そのような透過率変化層４としては電子供
与性呈色化合物、電子受容性顕色剤及び極性化合物を含
有していることが好ましい。このような組合わせのサー
モクロミック材料は例えば特開昭５０−７５９９２号公
報に記載されるように、電子供与性呈色化合物の種類を
変えることにより吸収波長域を容易に選択することがで
き、また極性化合物（の特に融点）を変えることによっ
て発色、消色、変色温度（即ち、しきい値）を任意に選
択できる利点がある。従って、光記録再生システムにお
ける光源の波長と記録再生パワーとに対して透過率変化
が可能な透過率変化層４を容易に形成することが可能で
あり、高密度記録再生を達成することができる。

【００２２】前記電子供与性呈色化合物としては、フル
オラン系化合物、スピロピラン系化合物、ロイコオーラ
ミン系化合物、アシルオーラミン系化合物、アリールオ
ーラミン系化合物、ローダミンＢラクタム系化合物、ジ
アリールフタリド系化合物、インドリルフタリド系化合
物、ポリアリールカルビノール系化合物、インドリン系
化合物等が挙げられる。

【００２３】また電子受容性顕色剤としては、フェノー
ル性水酸基含有化合物及びその金属塩、スルホン酸基含
有化合物及びその金属塩、カルボキシル基含有化合物及
びその金属塩、酸性リン酸エステル及びその金属塩等が
挙げられる。

【００２４】更に極性化合物としては、アルコール系化
合物、エステル系化合物、ケトン系化合物、カルボン酸
系化合物、チオール系化合物、酸アミド系化合物、スル
フィド系化合物、ジスルフィド系化合物、スルホキシド
系化合物、スルホン系化合物が挙げられる。

【００２５】前記透過率変化層４に関する更に詳細な実
施例を以下に示す。即ち、電子供与性呈色化合物として
フルオラン系化合物（ＧＮ−２；山本化成（株）製）を
１ｇ、電子受容性顕色剤として没食子酸プロピルエステ
ル（和光純薬（株）製）を２ｇ、極性化合物としてトリ
メチロールエタンを１０ｇ及びジアセトンアルコール
（和光純薬（株）製）を３０ｇ用意し、これらを混合、
溶解してサーモクロミック組成物を調製した。そしてこ
のサーモクロミック組成物を、ポリカーボネート製のデ
ィスク基板上に回転塗布して加熱、乾燥し、薄膜の透過
率変化層４を形成した。

【００２６】上述の透過率変化層４を形成したディスク
基板２を加熱、冷却したところ、図１０に示す透過率の
変化は２００℃近辺で見られた。またこの基板に６３３
ｎｍのレーザ光を照射したところ、図１２に示すような
透過率の変化があった。即ち、レーザ光をＯＦＦ状態か
らＯＮにした場合、レーザ光の輻射熱によって透過率変
化層４の温度が上昇するためこれに伴って光の透過率も
上昇して行くが、次にレーザ光をＯＦＦ状態にした場合
は、輻射熱の供給が断たれるため瞬時に透過率は低下し
た。

【００２７】この結果、図１３に示すように前記透過率
変化層４を形成したディスク基板に照射した集光スポッ
ト径は、透過率変化層４通過前（ａ）に比較して透過率
変化層４通過後（ｂ）は格段に狭くなった。

【００２８】次に第２発明を説明する。第１発明のサー
モクロミック材料を含む透過率変化層４に代えて半導体
からなる透過率変化層４を設ける。この半導体としては
II族（Ｚn、Ｃd及びＨg）とVI族（Ｏ、Ｓ、Ｓe及びＴ
e）とからなる半導体化合物及びIII族（Ａl、Ｇa、Ｉn
等）とＶ族（Ｐ、Ａs、Ｓb等）とからなる化合物から適
宜選択する。

【００２９】上記半導体を含む透過率変化層４は、光記
録再生に用いられる光源の波長をしきい値以下の光強度
では吸収し、しきい値以上の光強度では透過する特性を
有する。従って、この特性を利用すれば、第１発明の場
合と同じく図９に示すような光強度分布を有するレーザ
光を透過率変化層４に照射した場合、光強度がしきい値
よりも強い集光スポットの中心部では光が透過し、光強
度がしきい値よりも弱い周辺部では光は吸収されて透過
できない。即ち、照射される光の強度と透過率変化層４
の透過率との間には、図１０に示すような関係が生じ、
この関係を利用すれば、実質的な集光スポット径を小さ
くすることが可能である。

【００３０】前記半導体による透過率変化層４の形成方
法に制限はないが、半導体の平均粒径を２００Å以下と
し、且つこれらの微粒子を無機系透明誘電体或いは透明
性有機ポリマー等のバインダ中に分散させ、この分散液
を基板２等に塗布、硬化させて透過率変化層４とするこ
とが好ましい。本発明の半導体を透過率変化層４に用い
た場合、色素系の透過率変化層４に比較して耐光性及び
波長依存性が優れているという利点がある。

【００３１】次に第３明を説明する。第１発明のサーモ
クロミック材料を含む透過率変化層４に代えてフタロシ
アニン色素及び／又はナフタロシアニン色素を含有する
透過率変化層を設ける。このような色素の中でも、含ま
れる金属が遷移金属以外の金属であるもの、金属に配位
子が１つだけ配位しているもの、或いはこの金属に互い
に異なる配位子が１つづつ配位しているもの、更には、
色素がジフタロシアニン色素及び／又はジナフタロシア
ニン色素であるもの等は、光照射時の励起状態の量子収
率、或いは励起寿命の点から光の飽和吸収性が顕著であ
る（即ち図１０における曲線の傾斜角度が大きい）ため
特に好ましい。

【００３２】上述の遷移金属以外の金属を含むものの例
としては、シリコンフタロシアニン、インジウムフタロ
シアニン等が挙げられる。また、配位子が１つだけ配位
しているものの例としては、クロロアルミニウムフタロ
シアニン、フロロアルミニウムフタロシアニン等が挙げ
られる。更に、ジフタロシアニンの例としては、ルテチ
ウムジフタロシアニン等が挙げられる。

【００３３】上記色素を含む透過率変化層４は、光記録
再生に用いられる光源の波長をしきい値以下の光強度で
は吸収し、しきい値以上の光強度では透過する特性を有
する。従って、この特性を利用すれば、第１発明の場合
と同じく図９に示すような光強度分布を有するレーザ光
を透過率変化層４に照射した場合、光強度がしきい値よ
りも強い集光スポットの中心部では光が透過し、光強度
がしきい値よりも弱い周辺部では光は吸収されて透過で
きない。即ち、照射される光の強度と透過率変化層４の
透過率との間には、図１０に示すような関係が生じ、こ
の関係を利用すれば、実質的な集光スポット径を小さく
することが可能である。

【００３４】上述のような透過率変化を起こす色素材料
は比較的多く存在するが、そのほとんどが耐光性、耐熱
性、耐酸化性等の面で信頼性に問題がある。また現在光
記録再生システムに用いられている光源の波長領域は６
００ｎｍ以上であるが、この周辺の波長に吸収領域を有
する色素は非常に少ない。しかし、第３発明に係る前記
色素を用いれば上記の問題が解決され、高密度記録再生
が容易に達成できる。

【００３５】次に第４発明を説明する。第１発明のサー
モクロミック材料を含む透過率変化層４に代えてアント
ラセン又はアントラセン誘導体と、電子受容性化合物と
からなる錯体を含有する透過率変化層４を設ける。前記
のように、６００ｎｍ以上の波長領域に吸収を有する色
素は非常に少ないが、この錯体を含む透過率変化層４は
半導体レーザ領域に吸収を発生するという特徴を有す
る。またこの錯体の透過率の変化、つまり吸光度の変化
は電子移動から生じるものであるため、変化の速度が速
く、光記録再生システムに好適である。

【００３６】上記錯体化合物を含む透過率変化層４は、
光記録再生に用いられる光源の波長をしきい値以下の光
強度では吸収し、しきい値以上の光強度では透過する特
性を有する。従って、この特性を利用すれば、第１発明
の場合と同じく図９に示すような光強度分布を有するレ
ーザ光を透過率変化層４に照射した場合、光強度がしき
い値よりも強い集光スポットの中心部では光が透過し、
光強度がしきい値よりも弱い周辺部では光は吸収されて
透過できない。即ち、照射される光の強度と透過率変化
層４の透過率との間には、図１０に示すような関係が生
じ、この関係を利用すれば、実質的な集光スポット径を
小さくすることが可能である。

【００３７】前記錯体のうち、アントラセン及びアント
ラセン誘導体の例としては、アントラセン、９-メチル
アントラセン、９-シアノアントラセン、９-ニトロアン
トラセン、９-メトキシアントラセン、９-アントラアル
デヒド、１０-クロロ-９-アントラアルデヒド、９-カル
ボメトキシアントラセン、９,１０-ジフェニルアントラ
セン、９,１０-ジメトキシアントラセンが挙げられが、
その他電子供与性となるアントラセン誘導体であればよ
い。

【００３８】また電子受容性化合物としては、テトラシ
アノエチレン或いはテトラシアノキノジメタン等が挙げ
られるが、前記アントラセン若しくはその誘導体と錯体
を形成できる化合物であればその他のものでもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の光記録媒
体には、通常は光の透過率が低く、一定の強度以上の光
が照射された場合にのみ光学的に透明となり、且つこの
強い光が消えたときには瞬時に不透明に戻る性質を有す
る透過率変化層を設けてあるため、集光スポット中央の
強い光のみが透過され、周辺の弱い光は遮断することが
できる。従って、実質的な集光スポット径が縮小される
ため、高記録密度の情報を読み取り、或いは書き込むこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく再生専用型光ディスクの一例を
示す断面図

【図２】同、追記型若しくは書換え型光記録媒体の例

【図３】同上

【図４】同上

【図５】同上

【図６】本発明に基づく再生専用型光記録媒体の例

【図７】同上

【図８】従来の再生専用型光記録媒体の例

【図９】本発明に係る光強度分布の例

【図１０】同、光強度−透過率線図

【図１１】同、光ディスクの断面図及び光強度分布グラ
フ

【図１２】同、透過率変化層に対するレーザ光照射時の
透過率

【図１３】同、透過率変化層通過前後の集光スポット径

【符号の説明】

１…光ディスク、２…基板、３…ピット、４…透過率変
化層、５…反射膜、６…保護膜、７…記録層、８…断熱
層、９…エンハンス層、１０…透明誘電体層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光により記録再生を行うことのできる光
記録媒体において、この光記録媒体には、温度の変化に
対応して光の透過率を変化させるサーモクロミック材料
を含有する透過率変化層が形成されていることを特徴と
する光記録媒体。
【請求項２】前記サーモクロミック材料は、少なくと
も電子供与性呈色化合物、電子受容性顕色剤及び極性化
合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の光記
録媒体。
【請求項３】光により記録再生を行うことのできる光
記録媒体において、この光記録媒体には、光の強度に対
応して光の透過率を変化させるII−VI族半導体とIII−
Ｖ族半導体のうち、少なくとも一つを含有する透過率変
化層が形成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】前記半導体は平均粒径２００Å以下の微
粒子からなり、且つこれらの微粒子はバインダ中に分散
されて前記透過率変化層を形成していることを特徴とす
る請求項３に記載の光記録媒体。
【請求項５】光により記録再生を行うことのできる光
記録媒体において、この光記録媒体には、光の強度に対
応して光の透過率を変化させるフタロシアニン色素及び
／又はナフタロシアニン色素を含有する透過率変化層が
形成されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項６】前記色素が、ジフタロシアニン色素及び
／又はジナフタロシアニン色素であることを特徴とする
請求項５に記載の光記録媒体。
【請求項７】光により記録再生を行うことのできる光
記録媒体において、この光記録媒体には、光の強度に対
応して光の透過率を変化させるアントラセン又はアント
ラセン誘導体と、電子受容性化合物とからなる錯体を含
有する透過率変化層が形成されていることを特徴とする
光記録媒体。