JPH08203122A

JPH08203122A - 光記録媒体とその再生方法

Info

Publication number: JPH08203122A
Application number: JP7012868A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Tsujioka; 強辻岡; Toshio Harada; 俊雄原田; Minoru Kume; 実久米; Kazuhiko Kuroki; 和彦黒木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】フォトンモード反応で起こる材料からなるマ
スク層を備えた光記録媒体において、超解像効果を高め
てより高密度情報の再生を可能とすることを目的とす
る。【構成】記録層２と、フォトンモード性材料を含有
し、この材料が記録層２を透過した再生光を吸収するこ
とによって生じるフォトンモード反応によって再生光の
透過率が増大し、該記録層を透過した再生光を部分的に
透過するマスク層３と、このマスク層３を透過した再生
光を反射する反射層４と、をこの順序で備え、前記マス
ク層の再生光照射部分は該照射前の光学濃度が０．４以
上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度記録された情報の
再生が可能な光記録媒体とその再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、再生可能な記録密度を向上させる
ために、色素材料からなるマスク層を備える光記録媒体
を用いた超解像技術が研究されている。この技術は、一
般的に再生光をマスク層側から照射して、このマスク層
の一部の透過率を高めることにより、読み出しスポット
より小さな実効スポットをマスク層下の記録層に形成
し、高密度記録された情報を再生しようとするものであ
る。

【０００３】特開平５−２４２５２４号（Ｇ１１Ｂ７
／２４）号公報並びに特開平５−２６６４７８号（Ｇ１
１Ｂ７／００）号公報には、斯るマスク層に例えば逆
フォトクロミック性スピロピランを用いることが記載さ
れている。この場合、再生時には、マスク層のスポット
形成部の一部分の光吸収が低減されて実効スポットが小
さくなり、再生光スポット通過後、光吸収が増大する。
この逆フォトクロミック性を有するマスク層の光吸収の
低下は、再生光の照射によって生じる逆フォトクロミッ
ク性材料の光反応に基づくものであり、再生光スポット
通過後のマスク層の光吸収の増大は、スポット通過後、
主に常温時における熱的反応による。

【０００４】また、特開平５−２４２５２４号（Ｇ１１
Ｂ７／２４）号公報には、温度に依存して光吸収の大
きさが変化するサーモクロミック性色素材料を用いたマ
スク層が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記逆
フォトクロミック性マスク層は、再生光照射時に光反応
による吸収の低下と共に、スポット中心での温度上昇に
よる熱的反応（ヒートモード反応）による吸収の増大が
起こるため、スポット中心での透過率向上が不十分にな
って、超解像効果が十分に得られない恐れがあった。

【０００６】また、上記サーモクロミック性マスク層の
場合、サーモクロミック反応が温度上昇に伴って起こる
反応であるので、このマスク層に反応を生じさせるに必
要な十分な熱を加える必要がある。この結果、記録層が
光磁気層や相変化層などのヒートモード性である場合に
は、上記熱により記録層の情報が破壊される恐れがあっ
た。

【０００７】上述の問題は、着色反応及び消色反応とも
主にフォトンモード反応が起こる材料、即ちフォトンモ
ード性材料をマスク層（フォトンモード性マスク層）を
用いることにより解決できる。斯る材料としては、特開
平５−４０９６３（Ｇ１１Ｂ７／２４）号や雑誌「光化
学討論会要項集III」の第３９３頁のＡ２０６（１９９
４年）に開示のある可飽和吸収性色素材料の他、フォト
ンモード性フォトクロミック材料が知られている。

【０００８】しかしながら、フォトンモード性マスク層
を備えた光記録媒体においても、情報の高密度化の要求
に伴って更なる超解像効果が得られることが要望されて
いる。

【０００９】従って、本発明は上述の問題点を鑑みなさ
れたものであり、フォトンモード性マスク層を備えた光
記録媒体において、超解像効果を高めてより高密度情報
の再生を可能とすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体は、
記録層と、前記記録層を透過した再生光の吸収によって
生じるフォトンモード反応により、再生光に対する透過
率が増大するフォトンモード性マスク層と、該マスク層
を透過した再生光を反射する反射層又は反射性基板と、
をこの順序で備え、前記マスク層の再生光照射部分は該
照射前の光学濃度が０．４以上であることを特徴とす
る。

【００１１】更に、前記マスク層は、フォトンモード性
フォトクロミック材料又はフォトンモード性可飽和吸収
性色素材料を含有することを特徴とする。

【００１２】また、前記記録層は、再生光が透過するよ
うに層厚が設定された光磁気層又は相変化層であること
を特徴とする。

【００１３】特に、前記反射層又は反射性基板の再生光
に対する反射率は８０％以上であることを特徴とする。

【００１４】本発明の光記録媒体の再生方法は、記録層
と、前記記録層を透過した再生光の吸収によって生じる
フォトンモード反応により、再生光に対する透過率が増
大するフォトンモード性マスク層と、該マスク層を透過
した再生光を反射する反射層又は反射性基板と、をこの
順序で備えた光記録媒体の前記記録層に記録された情報
を再生光により再生する際に、前記マスク層の再生光照
射部分は該照射前の光学濃度が０．４以上に設定されて
いることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明では、記録層を透過した再生光を吸収す
ることによって生じるフォトンモード反応によって再生
光に対する透過率が増大するフォトンモード性マスク層
の再生光照射部分におけるその照射前の光学濃度を０．
４以上とし、しかも記録層を透過した再生光はマスク層
に照射された後、マスク層を透過した再生光が反射層又
は反射性基板の反射面で効率よく反射されて再度マスク
層に照射されるので、マスク層の再生光に対する透過率
が非線形的に顕著に増大する。

【００１６】尚、本発明者は、照射前の光学濃度が０．
４以上であるフォトンモード性フォトクロミック材料か
らなるマスク層に任意の強度の再生光を照射した場合、
マスク層の再生光の透過率が非線形的に大きくなること
を既に見出しているが、本発明は、更に上述のようにマ
スク層が記録層と反射層又は反射性基板との間にある構
成を採用することにより、記録層を透過した再生光がマ
スク層を透過した後、反射層又は反射性基板で高反射さ
れて再度透過することに因って上記非線形的な増大が顕
著になる現象を利用するものである。

【００１７】

【実施例】本発明の原理をまず理論的に説明する。尚、
図１は本発明の一例に係る光記録媒体の模式断面図であ
る。

【００１８】図１中、１は透光性基板、２は基板１上に
形成された再生光が透過可能な記録層、３は記録層２上
に形成されたフォトンモード性フォトクロミック材料又
はフォトンモード性可飽和吸収性色素材料等のフォトン
モード性材料を含有した層厚Ｌ（ｃｍ）のマスク層、４
はマスク層３上に形成された再生光を高反射する反射率
Ｒ_recの反射層である。

【００１９】上記マスク層３は、上記フォトンモード性
材料が再生光を吸収することによって生じるフォトンモ
ード反応によって再生光の透過率が増大する性質を有す
る。

【００２０】このマスク層３の再生光に対する透過率Ｔ
は次式で表される。

【００２１】Ｔ＝ｅｘｐ（−２．３εＣＬ）ここで、εは上記フォトンモード反応を生じ得る状態の
フォトンモード性材料の分子吸光係数［ｌ／（ｍｏｌ・
ｃｍ）］、Ｃは上記状態のフォトンモード性材料の濃度
［ｍｏｌ／ｌ］であり、マスク層３の光学濃度ＯＤはε
ＣＬである。

【００２２】本願発明者は、マスク層３の透過率Ｔが以
下の時間ｔ［秒］に関する微分方程式に従って変化する
ことを理論的に見出した。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで、φは上記フォトンモード反応によ
って分子の吸収が消失する確率を表し、フォトクロミッ
ク分子の場合は反応の量子収率に相当し、可飽和吸収性
色素分子の場合は１である。τは上記材料中の分子が光
を吸収し、フォトンモード反応によって吸収を消失して
いる時間［秒］を表し、フォトクロミック分子の場合は
実質的に無限大、可飽和吸収性色素分子の場合は励起寿
命に相当する。また、Ｐは再生光の照射強度［Ｗ］、Ｓ
は再生光のマスク層３での照射面積［ｃｍ²］、λは再
生光の波長［ｍ］、Ｔ₀は再生光照射前の透過率であ
り、定数αは次式で表される。

【００２５】α＝２．３×１０³／（ｈｃＮ_A）＝１．９
×１０⁴［Ｊｍ／ｍｏｌ］尚、ｈはプランク定数、ｃは真空中での光速度、Ｎ_Aは
アボガドロ数である。

【００２６】以下に、上記微分方程式を数値計算により
解いた結果を示す。ここでは、Ｐ＝４ｍＷ、Ｓ＝１×１
０^-8ｃｍ²、λ＝６８０×１０^-9ｍ、Ｔ₀＝０．２、０．
４、０．６とした。

【００２７】まず、上記マスク層３がフォトンモード性
フォトクロミック材料を含有する場合において、反射層
４の反射率Ｒ_recが０．２、０．５、０．８とした時の
上記微分方程式を数値計算により解いて透過率Ｔの２乗
と再生光の照射時間（ｔｉｍｅ）の関係を調べた。尚、
このフォトンモード性フォトクロミク材料のτは実質的
に無限大なので、方程式の右辺第１項は無視でき、量子
収率φと分子吸光係数εの積で表される感度εφは１０
００ｌ／（ｍｏｌ・ｃｍ）なる値を用いた。

【００２８】この結果を図２〜図４に示す。尚、図２〜
図４はそれぞれ初期光学濃度（再生光照射前の光学濃
度）ＯＤが０．２２（Ｔ₀＝０．６）、０．４（Ｔ₀＝
０．４）、０．６９（Ｔ₀＝０．２）の場合を表す。

【００２９】これら図から、初期光学濃度ＯＤが０．４
以上の場合に、マスク層３の透過率変化の非線形性が顕
著に大きくなり、しかも反射率Ｒ_recが大きい程、好ま
しくは０．８以上の場合に、マスク層３の非線形性が顕
著に大きくなることが判る。

【００３０】次に、上記マスク層３が可飽和吸収性色素
材料を含有する場合において、反射層４の反射率Ｒ_rec
が０．２、０．５、０．８とした時の上記微分方程式を
数値計算により解いて透過率Ｔの２乗と再生光の照射時
間（ｔｉｍｅ）の関係を調べた。尚、励起寿命τは斯る
材料の代表的な値である１００ｎｓ、分子吸光係数εは
２００００ｌ／（ｍｏｌ／ｃｍ）を用いた。

【００３１】この結果を図５〜図７に示す。尚、図５〜
図７はそれぞれ初期光学濃度ＯＤが０．２２、０．４、
０．６９の場合を表す。

【００３２】これら図からも、初期光学濃度ＯＤが０．
４以上の場合に、マスク層３の透過率変化の非線形性が
顕著に大きくなり、しかも反射率Ｒ_recが大きい程、好
ましくは０．８以上の場合に、マスク層３の非線形性が
顕著に大きくなることが判る。

【００３３】このように上記方程式の数値解析から判る
ように、初期光学濃度ＯＤが０．４以上且つ反射層が高
反射率、好ましくは反射率が０．８以上としたフォトン
モード性マスク層を記録層と反射層の間に設けることに
より、高超解像効果が得られることが判る。

【００３４】また、上記図３、図４、図６、及び図７か
ら判るように、マスク層３の透過率は再生光の照射量に
依存して大きくなり、且つ媒体と再生光は相対的に移動
して情報の再生が行われるので、マスク層３は再生光ス
ポットの後部分が再生光の透過部分となる。

【００３５】以下、具体的な実施例によって本発明を更
に説明する。（第１実施例）本実施例のマスク層はフォトンモード性
フォトクロミック材料を含有する光記録媒体であり、図
８はこの光記録媒体の概略構成図である。

【００３６】図８中、１１は直径１２ｃｍのポリカーボ
ネイト製透光性基板、１２は基板１１上にスパッタリン
グ法等により形成された基板保護のための層厚５００Å
のＳｉＮ透光性誘電体層、１３は誘電体層１２上にスパ
ッタリング法等により形成された再生光が透過可能な層
厚、例えば３００ÅのＴｂＦｅＣｏ光磁気層（記録
層）、１４は光磁気層１３上にフォトンモード性フォト
クロミック材料としてのジアリールエテン系フォトクロ
ミック材料とバインダーとしてのポリスチレンを含有す
るシクロヘキサノン溶液をスピンコート法により塗布形
成したフォトクロミック材料とポリスチレンからなる層
厚０．５μｍのマスク層、１５はマスク層１４上に蒸着
法等により形成された層厚２０００Åの銀からなる反射
層、１６は反射層１５上形成した層厚１０μｍの紫外線
硬化樹脂からなる保護層である。

【００３７】本実施例の上記フォトクロミック材料は、
以下に示す構造式のものを用いた。

【００３８】

【化１】

【００３９】この材料は、青色光の照射により波長６０
０〜７００ｎｍ近傍の光吸収が増大（着色）し、赤色光
の照射により同波長域の光吸収が低下（消色）する。こ
の材料はフォトンモード性フォトクロミック材料であ
り、両現象はフォトンモードで起こり、熱による反応は
起こらない。

【００４０】以下、上記光記録媒体とこの光記録媒体と
はマスク層の位置が誘電体層１２と光磁気層１３の間に
変わった以外は同じである比較例の光記録媒体につい
て、種々の周波数を磁界変調方式で記録した後、再生を
行って高周波（高線記録密度）領域を含めた周波数での
再生出力を調べた。

【００４１】ここで、記録再生は、記録時に出力を６ｍ
Ｗ、再生時に２ｍＷとした半導体レーザから出力される
波長６８０ｎｍ帯のレーザ光を光記録媒体の基板側から
照射すると共に、相対速度を４ｍ／秒とした。また本実
施例及び比較例の光記録媒体も、再生前にハロゲンラン
プから出力される光を青色光（着色光）を取り出すフィ
ルターを介して媒体表面全域に基板側から十分照射する
ことによりマスク層の初期光学濃度ＯＤを０．２〜０．
７と設定して行った。尚、この初期光学濃度ＯＤは上記
フォトクロミック材料の材料濃度を高く含有させた上で
着色光照射量を比較的短い所定時間照射しても設定でき
る。

【００４２】図９は本実施例の光記録媒体の比較例の光
記録媒体に対する記録周波数４ＭＨｚ（記録マーク長が
約０．５μｍに対応）での相対再生出力差と上記初期光
学濃度の関係を示す。尚、相対再生出力差は記録周波数
１ＭＨｚでの再生出力で規格化した。

【００４３】この図９から、本実施例の光記録媒体は初
期光学濃度が０．４以上の場合に比較例の光記録媒体に
比べて非常に高い再生出力が得られることが判る。特
に、初期光学濃度が０．４５以上の場合に略４ｄＢ以上
大きくなることが判る。

【００４４】即ち、このことから、初期光学濃度が０．
４以上のマスク層を備えた本実施例の媒体は、超解像の
効果が顕著であることが判る。（第２実施例）本実施例の光記録媒体は、第１実施例の
マスク層に含有されるフォトンモード性フォトクロミッ
ク材料を可飽和光吸収性色素材料に代えた以外は同じで
あり、比較例の光記録媒体もこの点のみ異なる。

【００４５】上記可飽和光吸収性色素材料は、赤色光の
照射により励起状態に励起された後、基底状態（着色状
態）に戻るのに１０〜１００ｎｓ（＝励起状態の寿命
τ）と長い期間を有し、この励起状態にある間は更に上
記赤色光を吸収できない性質を有する。従って、この材
料は、上記期間後に良好な着色状態戻るので、第１実施
例とは異なり、初期光学濃度を設定するため、再生光照
射前に他の波長の光を照射する等の工程は必要がなく、
媒体作成時の可飽和光吸収性色素材料の材料濃度やマス
ク層の層厚により設定される。

【００４６】尚、斯る現象もフォトンと色素材料分子と
の反応、即ちフォトンモードで起こり、熱による反応に
よっては起こらない。

【００４７】本実施例の可飽和光吸収性色素材料は以下
に示す構造式のものを用いた。

【００４８】

【化２】

【００４９】以下、上記光記録媒体と比較例の光記録媒
体について、第１実施例と同じく、種々の周波数を磁界
変調方式で記録した後、再生を行って高周波数（高線記
録密度）領域を含めた周波数での再生出力を調べた。

【００５０】ここで、記録再生には、記録時に出力を８
ｍＷ、再生時に４ｍＷとした半導体レーザから出力され
る波長６８０ｎｍ帯のレーザ光を光記録媒体の基板側か
ら照射すると共に、相対速度を４ｍ／秒とした。

【００５１】図１０は本実施例の光記録媒体の比較例の
光記録媒体に対する記録周波数４ＭＨｚ（記録マーク長
が約０．５μｍに対応）での相対再生出力差と上記初期
光学濃度の関係を示す。尚、相対出力差は記録周波数１
ＭＨｚでの再生出力で規格化した。

【００５２】この図１０から、本実施例の光記録媒体は
初期光学濃度が第１実施例と同じく、０．４以上の場合
に比較例の光記録媒体に比べて非常に高い再生出力が得
られることが判る。特に、初期光学濃度が０．４５以上
の場合に３ｄＢ以上大きくなることが判る。

【００５３】即ち、このことから、初期光学濃度が０．
４以上のマスク層を備えた本実施例の媒体は、超解像の
効果が顕著であることが判る。

【００５４】上述の実施例では、光磁気型光記録媒体を
示したが、本発明は他の再生光が透過可能な記録層を備
えた光記録媒体に適宜にも利用でき、例えば記録層とし
て再生光が透過可能な層厚に設定された相変化型層を備
えた相変化型記録媒体にも適応できる。

【００５５】また、マスク層に含有される材料も上記実
施例の材料に限定されず、フォトクロミック性材料であ
れば利用可能であり、その初期光学濃度は０．４以上、
好ましくは０．４５以上であればよい。尚、マスク層に
フォトクロミック性材料が含有されていなければ、初期
光学濃度を０．４以上に設定しても上述のような大きな
効果は得られない。

【００５６】尚、上述では、透光性基板上に記録層、マ
スク層、及び反射層をこの順序で設けたが、反射性基板
（反射層を備えた基板、表面が反射面となる基板）上
に、マスク層、記録層をこの順序で設けた構成にしても
よい。

【００５７】

【発明の効果】本発明では、記録層を透過した再生光を
吸収することによって生じるフォトンモード反応によっ
て再生光に対する透過率が増大するマスク層の再生光照
射部分におけるその照射前の光学濃度を０．４以上と
し、しかも記録層を透過した再生光はマスク層に照射さ
れた後、マスク層を透過した再生光が反射層又は反射性
基板の反射面で効率よく反射されて再度マスク層に照射
されるので、マスク層の再生光に対する透過率が非線形
的に顕著に増大する。この結果、記録層に記録されたよ
り高密度な情報を精度よく再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための光記録媒体の模
式断面図である。

【図２】フォトンモード性フォトクロミック材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．２２）を備えた上記光
記録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時
間の関係を示す図である。

【図３】フォトンモード性フォトクロミック材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．４）を備えた上記光記
録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時間
の関係を示す図である。

【図４】フォトンモード性フォトクロミック材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．６９）を備えた上記光
記録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時
間の関係を示す図である。

【図５】フォトンモード性可飽和吸収性色素材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．２２）を備えた上記光
記録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時
間の関係を示す図である。

【図６】フォトンモード性可飽和吸収性色素材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．４）を備えた上記光記
録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時間
の関係を示す図である。

【図７】フォトンモード性可飽和吸収性色素材料からな
るマスク層（初期光学濃度＝０．６９）を備えた上記光
記録媒体のマスク層の（透過率Ｔ）²と再生光の照射時
間の関係を示す図である。

【図８】第１及び第２実施例に係る光記録媒体の模式断
面図である。

【図９】比較例１に対する第１実施例の光記録媒体の相
対再生出力差と初期光学濃度の関係を示す図である。

【図１０】比較例２に対する第２実施例の光記録媒体の
相対再生出力差と初期光学濃度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１透光性基板３マスク層４反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒木和彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録層と、前記記録層を透過した再生光
の吸収によって生じるフォトンモード反応により、再生
光に対する透過率が増大するフォトンモード性マスク層
と、該マスク層を透過した再生光を反射する反射層又は
反射性基板と、をこの順序で備え、前記マスク層の再生
光照射部分は該照射前の光学濃度が０．４以上であるこ
とを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】前記マスク層は、フォトンモード性フォ
トクロミック材料又はフォトンモード性可飽和吸収性色
素材料を含有することを特徴とする請求項１記載の光記
録媒体。
【請求項３】前記記録層は、再生光が透過するように
層厚が設定された光磁気層又は相変化層であることを特
徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
【請求項４】前記反射層又は反射性基板の再生光に対
する反射率は８０％以上であることを特徴とする請求項
１、２、又は３記載の光記録媒体。
【請求項５】記録層と、前記記録層を透過した再生光
の吸収によって生じるフォトンモード反応により、再生
光に対する透過率が増大するフォトンモード性マスク層
と、該マスク層を透過した再生光を反射する反射層又は
反射性基板と、をこの順序で備えた光記録媒体の前記記
録層に記録された情報を再生光により再生する際に、前
記マスク層の再生光照射部分は該照射前の光学濃度が
０．４以上に設定されていることを特徴とする光記録媒
体の再生方法。