JPH06162569A

JPH06162569A - 光学的情報記録媒体円盤

Info

Publication number: JPH06162569A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Kasai; 利記河西
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】実効スポット径を小さくすることにより高密
度記録の可能な光ディスクを提供する。【構成】光ディスク１は、ポリカーボネート樹脂の射
出成形等によって形成された基板２上に、予め変調され
た信号がピット３として転写されている。そしてこのピ
ット３を転写された基板２の上には、本発明に係る光吸
収層４が形成され、更にこの上にはアルミニウム等の反
射膜５及び紫外線硬化樹脂等からなる保護膜６が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体円
盤に関し、特に高密度な情報の記録及び再生が可能な光
学的情報記録媒体円盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学的情報記録媒体円盤（以下、
光ディスクと称する。）に関しては、より高密度記録を
達成すべく様々な研究が行われている。一般に光ディス
クの情報記録読み取り或いは書き込みにはレーザが用い
られるが、レーザの光ビームスポット径は、光ディスク
の光源波長と対物レンズの開口数（ＮＡ）とによって空
間周波数として定められる。従って、この空間周波数に
より記録密度も決まってしまうため、上記ビームスポッ
ト径を小さくすることによって記録密度を高めようとす
る試みが数多くなされており、例えば特開平２−９６９
２６号公報にはビームスポット径を小さくすることので
きる物質層を設けることが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
２−９６９２６号公報の技術では基板上のピット列或い
はトラッキング用の案内溝に対して、その物質層がどの
ように設けられれば目的を達することができるかに関し
ての記載がなく、また製造方法に関しても述べられてい
ない。

【０００４】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、ビー
ムスポット径の縮小を効果的に行うことによって情報の
記録及び読み取り能力をアップし、その結果高記録密度
を達成することのできる光ディスクを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく第
１の発明は、微小なピット列により情報記録されている
光透過性基板上に光反射性物質からなる反射層が形成さ
れており、レーザビームの照射によって前記情報の読み
出しを行うことのできる光学的情報記録媒体円盤であっ
て、前記基板と反射層との間には光吸収層が更に形成さ
れている。そしてこの光吸収層は、光照射により励起一
重項状態から励起三重項状態へ変換するときの量子収率
（以後、三重項収率と称す。）をＱ、この励起三重項状
態の寿命をＴ（秒）としたとき、ＱとＴとの積ＱＴが３
×１０^-4（秒）よりも大きい物質を含有している。

【０００６】また第２の発明は、トラッキング用の案内
溝が設けられている光透過性基板上に、情報記録のため
の記録層と光反射性物質からなる反射層とがこの順に設
けられ、レーザビームの照射によって前記情報の書き込
み及び読み出しを行うことのできる光学的情報記録媒体
円盤であって、前記基板と記録層との間には光吸収層が
更に形成されている。そしてこの吸収層は、三重項収率
をＱ、この励起三重項状態の寿命をＴ（秒）としたと
き、ＱとＴとの積ＱＴが３×１０^-4（秒）よりも大きい
物質を含有している。

【０００７】本発明に係る光吸収層は、光照射されるビ
ームスポット径よりも実効スポット径を小さくすること
のできる物質を含有している。このような物質としては
可飽和吸収性物質、非線形光学効果を有する物質或いは
相変化物質等がある。

【０００８】前記可飽和吸収性物質は、照射光強度によ
って物質透過率が変化する性質を有している。従って、
照射されるビームスポットの光強度分布のうち、光強度
の大きな部分のみの透過率を上昇させるため、実効スポ
ット径を小さくすることができ、このため高密度の情報
を読み書きすることができる。また非線形光学物質につ
いては、光強度に比例して透過率、即ち光の吸収率が変
化する場合には上記可飽和吸収性物質と同様の効果を期
待することができる。また、光強度に比例して物質の屈
折率が変化する場合には、ビームが自己集束して同じく
スポット径を小さくすることができる。更に、相変化物
質については、照射光強度に対応して結晶、非晶質の相
変化が起こり、光吸収率が変化することを利用して同様
の効果を得ることができる。

【０００９】一般に、基底状態にある光吸収性物質が光
量子（フォトン）を吸収して活性化され、励起状態にな
る場合、いまだ基底状態にある分子の量と、既に励起状
態にある分子の量との変化によって光の吸収係数も変化
する。そのため照射される光強度が強くなると、基底状
態にある分子数が相対的に減少し、見掛け上吸収が減少
してくる。この現象を飽和吸収と呼ぶ。

【００１０】前記現象は図１に示す３エネルギ準位モデ
ルによって説明できる。即ち、基底状態Ｓ₀にあった分
子が、入射光ｈνを吸収して活性化された場合、励起一
重項状態Ｓ₁となる。その後、この分子は蛍光を発して
基底状態Ｓ₀に戻るか、又は、蛍光を発することなく励
起三重項状態Ｔ₁に移行（項間交差）する。このような
励起一重項状態Ｓ₁から励起三重項状態Ｔ₁へ項間交差す
る確率を三重項収率Ｑで表す。

【００１１】前記励起三重項状態Ｔ₁へ項間交差した分
子は、寿命Ｔの間励起三重項状態Ｔ₁に留った後、燐光
を発して基底状態Ｓ₀に戻る。従って、照射される光エ
ネルギが大きくなるほど励起三重項状態Ｔ₁に留ってい
る分子の数は増加し、一方基底状態Ｓ₀に留る分子の数
は減少する。即ち前記光の吸収係数は低下（透過率は上
昇）する。以上から、前記三重項収率Ｑが大きく、また
寿命Ｔが長い物質ほど、その透過率の光強度に対する依
存性は大きくなる。

【００１２】上記の現象はアプライドオプティクス（Ap
plied Optics;1990 Vol.29,4 p449）に測定例が示され
ており、このような物質の例としてキサンテン系色素、
アゾ色素、シアニン色素等の有機色素類が挙げられてい
る。本発明の光吸収層には上記有機色素類の他、無機系
色素類、無機半導体類、金属単体類、或いは合金類等か
ら選択した物質を使用することができる。

【００１３】レーザビームの光強度分布は、通常中心部
分の強度が最大であり、中心から遠ざかるにつれて低下
する。従って、前記物質を使用すれば、周辺部分の光強
度の弱い部分は透過率が小さく、中心部分の光強度の大
きいところは透過率が大きくなるようにすることが可能
である。このようにすれば、図２に示すように、実際に
ピット列或いは案内溝に照射される実効スポット径を、
照射スポット径に比較して大幅に小さくすることができ
る。なお、同図中の飽和強度は前記飽和吸収に係る吸収
係数により、物質毎に定まるものである。

【００１４】一般的に前記寿命Ｔの長い物質は三重項収
率Ｑが低く、反対にＱの高い物質はＴが短いという関係
がある。本発明者は種々検討の結果、ＱとＴとの積ＱＴ
が３×１０^-4（秒）よりも大きい物質のみが透過率の光
強度依存性が高いことを見出したものである。

【００１５】

【作用】光吸収層に関して、光照射により励起一重項状
態から励起三重項状態へ変換するときの量子収率Ｑと、
この励起三重項状態へ変換された際の寿命Ｔとの積ＱＴ
が大きい物質を含有させると、前記光吸収層の透過率
は、光強度に対する依存性が大きくなる。

【００１６】

【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３は第１発明に基づく再生専用型光
ディスクの一例を示す部分断面図である。この光ディス
ク１は、ポリカーボネート樹脂の射出成形等によって形
成された基板２上に、予め変調された信号がピット３と
して転写されている。そしてこのピット３を転写された
基板２の上には、本発明に係る光吸収層４が形成され、
更にこの上にはアルミニウム等の反射膜５及び紫外線硬
化樹脂等からなる保護膜６が設けられている。

【００１７】一方、図４は第２発明に基づく書換え型光
ディスクの一例を示す部分断面図である。この光ディス
ク８は、ポリカーボネート樹脂の射出成形等によって形
成された基板９上に、予め案内溝１０がスパイラル状に
設けられている。そしてこの案内溝１０を設けた基板９
の上には、本発明に係る光吸収層１１が形成され、更に
この上には情報記録のための有機色素等からなる記録層
１２、例えば金をスパッタリングした反射膜１３及び紫
外線硬化樹脂等からなる保護膜１４が設けられている。

【００１８】本発明の実施例を以下に更に詳細に述べ
る。第１発明のポリカーボネート透明基板２上にポリビ
ニルアルコール水溶液に溶解したキサンテン系有機色素
のひとつであるエリトロシンを塗布して光吸収層４を設
けた。この光吸収層４の前記Ｑは０．３３、Ｔは５msec
であり、その積ＱＴは１６．５×１０^-4秒である。こう
して作成した光ディスク１にアルゴンレーザを照射して
光強度と透過率との関係を調べ図５に示した。同図から
明らかなように、基底状態における透過率は４８％であ
り、飽和強度よりも弱い光が照射された部分の透過率は
変化しない。一方、飽和強度よりも強い強度の光が照射
された部分の透過率は７０％迄上昇した。即ち、この色
素を用いると、ビームスポットの光強度によって透過率
が変化するため、実効ビームスポットを小さくすること
ができる。

【００１９】同様に、ゼラチン水溶液に溶解した前記キ
サンテン系有機色素からなる光吸収層４のＱＴは１０．
１×１０^-4秒であり、透過率は６８％から７９％迄変化
しており、実効ビームスポットを小さくすることができ
た。

【００２０】また第２発明の光吸収層１１としてポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に溶解したアゾ色素の
ひとつであるメチルオレンジを用いた。この色素のＱＴ
は８×１０^-4秒であった。そして更にこの上に、真空蒸
着法でフタロシアニン系色素（Fastogen Blue；大日本
インキ化学工業（株）製）からなる記録層１２を設け
た。こうして作成した光ディスク８にアルゴンレーザを
照射したところ透過率は２２％から３８％迄変化し、実
効ビームスポットを小さくできることが分かった。ま
た、記録層１２を設けたため情報の書き込みが可能とな
った。

【００２１】次に比較例を示す。前記第１発明の基板２
上に、ポリメチン系シアニン色素（ＮＫ−５；日本感光
色素研究所製）を固体薄膜状に設けて光吸収層４とし
た。この色素のＱＴは８×１０^-5秒であり、本発明の範
囲外である。照射強度と透過率の関係は図６に示した通
り僅か４１％から４３％の変化のみであり、実効スポッ
ト系を小さくする効果は認められなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の光学的情
報記録媒体円盤は一定の光強度に対してのみ透過率の高
くなる光吸収層を有するため、実効ビームスポット径を
小さくすることができ、光波長と対物レンズ開口数で制
限されるいわゆる空間周波数よりも高密度な記録が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３エネルギ準位モデルの説明図

【図２】同、照射スポットと実効スポットとの関係図

【図３】本発明に基づく再生専用型光ディスクの一例を
示す部分断面図

【図４】同、書換え型光ディスクの一例を示す部分断面
図

【図５】実施例に基づく光強度と透過率との関係図

【図６】比較例に基づく光強度と透過率との関係図

【符号の説明】

１、８…光学的情報記録媒体円盤、２、９…基板、３…
ピット、４、１１…光吸収層、５、１３…反射膜、６、
１４…保護膜、１０…案内溝、１２…記録層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微小なピット列によって情報が記録され
ている光透過性基板上に光反射性物質からなる反射層が
形成され、レーザビームの照射によって前記情報の読み
出しを行う光学的情報記録媒体円盤において、前記基板
と反射層との間に更に光吸収層が形成され、この光吸収
層は、光照射により励起一重項状態から励起三重項状態
へ変換するときの量子収率をＱ、この励起三重項状態の
寿命をＴ（秒）としたとき、ＱとＴとの積が３×１０^-4
（秒）よりも大きい物質を含有することを特徴とする光
学的情報記録媒体円盤。
【請求項２】トラッキング用の案内溝が設けられてい
る光透過性基板上に、情報記録のための記録層と光反射
性物質からなる反射層とがこの順に設けられ、レーザビ
ームの照射によって前記情報の書き込み及び読み出しを
行う光学的情報記録媒体円盤において、前記基板と記録
層との間に更に光吸収層が形成され、この吸収層は、光
照射により励起一重項状態から励起三重項状態へ変換す
るときの量子収率をＱ、この励起三重項状態の寿命をＴ
（秒）としたとき、ＱとＴとの積が３×１０^-4（秒）よ
りも大きい物質を含有することを特徴とする光学的情報
記録媒体円盤。