JPH08212602A - 記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｃ／Ｎ、Ｓ／Ｎが良好であり、ドロップアウ
トが少く、情報を正確に記録することが可能なディスク
を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、透明基板と、透明基板上に形
成され、時間情報が記録されたスパイラル状又は同心円
状のガイドトラック及び相隣接するガイドトラックの間
に中間部分を有し、記録光波長に対して光吸収性に優れ
る有機化合物を含有する記録層と、記録層の上に全面に
亘って被着された延展性のよい金属からなり、基板を透
過した光エネルギを吸収した記録層が昇華、溶融あるい
は蒸発することにより変形される金属膜と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体に関する。

【０００２】

【従来技術】従来情報記録板を製造するためにフォトレ
ジストが使用されていた。すなわち表面を研磨したガラ
ス等よりなる原盤を用意し、この原盤を洗浄して冷却す
る（約１時間の工程）。この原盤にフォトレジストを薄
くコートし、ブリベークした後冷却する（約１時間の工
程）。このフォトレジストをコートした原盤に記録すべ
き信号により変調されたレーザビーム等を照射し、信号
を記録する（約１時間乃至２時間の工程）。露光したこ
の原盤を現像し、水洗いし、水切りをしてさらにアフタ
ーベークした後冷却する（約１時間の工程）。これによ
り表面に記録信号に対応したピットが形成された原盤が
得られる。そしてさらにピットが形成された記録表面上
に金属の反射膜をコートする（約４５分の工程）。反射
膜がコートされた原盤を検査用再生機にて再生し、ドロ
ップアウト等の検査をする（約１時間乃至２時間の工
程）。この検査に合格した原盤のみが大量にレプリカを
製作するためのスタンパを製造する工程へ回されること
になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながらかかる
従来の方法は、信号の記録を開始してから検査を終了す
る迄約４時間乃至５時間を要し、その時間が経過しなけ
れば良品、不良品の区別ができなかった。従って約４時
間乃至５時間を経過して不良品であることが判明した場
合は、再び最初から同じ時間をかけて情報記録板を製造
する必要があり、極めて非能率的であった。

【０００４】このことはフォトレジストを記録膜として
使用しているために、信号記録後直ちにあるいは信号記
録時において記録信号を同時に再生する所謂モニターが
できないことに起因している。また信号の記録自体は正
確に行えたとしても、後の現像工程で現像時間等を誤ま
ると、結局は不良品となってしまうばかりでなく、フォ
トレジストが自然光によっても感光してしまうおそれが
あるために、明室でのハンドリングが困難となり、歩留
りが極めて悪いものになる欠点があった。従って自然製
造コストも高かった。

【０００５】かかる欠点を考慮してモニターが可能な素
材を記録膜として使用する方法が例えば米国特許第４０
９７８９５号に提案されている。これはガラス原盤の上
にアルミニウムの反射膜を形成し、その上に所定の波長
に対して著しい吸収性を有する染料（フルオレセン）よ
りなる記録膜を形成するものである。これにアルゴンレ
ーザを照射すると、この染料はアルゴンレーザの波長に
対して著しい吸収性を有するために昇華しピットが形成
される。ピットが形成された記録膜に、記録時より十分
小さく、染料を昇華させないパワーのアルゴンレーザを
照射すると、ピットが形成され反射膜が露出している部
分においてはレーザビームは反射され、ピットが形成さ
れておらず染料が残っている部分においてはレーザビー
ムは吸収されない（あるいは反射率は十分小さい）の
で、その光量差よりピットの有無従って信号を再生する
ことが可能となる。

【０００６】この方法による場合は、モニターもでき、
湿式の現像工程も不要であり、所定の波長に対してのみ
吸収性を有するから、明室においてもハンドリングが可
能となる。しかしながらこの方法は、染料の昇華速度が
遅く、ピットの形状がきれいに整わず、充分なＳＮを有
する情報記録板を得ることができない欠点があった。

【０００７】これを改良した方法が例えば特開昭５５−
８７５９５号公報や、１９７９年１１月２２日発行の電
子通信学会技術研究報告（ＣＰＭ７９−５９）「色素蒸
発記録材料を用いた実時間レーザ記録」に開示されてい
る。すなわちポリエステル、ポリエチレン等の透明なフ
ィルムあるいはアクリル等の基盤上に、エチルレッド、
メチレンブルー、ブリリアントグリーン等の色素増感剤
（染料）と、ニトロセルロース（重合度約８０）とをケ
トン系の溶剤に溶かしたものをコートし、当該色素増感
剤が著しい吸収性を有する波長のレーザビームを照射し
て信号を記録するものである。

【０００８】この方法は単に染料（色素増感剤）のみで
なく、ニトロセルロースを混合してあるため、その自己
酸化効果により昇華速度が速く、低温（低いパワー）で
の記録が可能であり、ピットの形状が前述した染料のみ
の場合に比べてきれいに整うという利点を有する。しか
しながらこの方法は、前述したフォトレジストを使用と
する場合に較べばピットの形状はまだ充分整えられてい
ないばかりでなく、反応残渣が出て記録面上にゴミ状の
異物として残り、充分なＳＮを有する情報記録板を製造
することはできなかった。従ってこの方法は実験段階の
域を出ず、商品としての情報記録板を大量に製造するた
めには前述したフォトレジストを使用する方法を採用せ
ざるを得なかった。

【０００９】さらにまたニトロセルロースと色素増感剤
とにより情報記録層を形成する場合、８００乃至９００
ｎｍの波長を有する半導体レーザに対して著しい吸収性
を呈する色素増感剤が見当らず、半導体レーザにより情
報を記録再生することが可能なディスクを実現すること
が困難であった。半導体レーザを使用することができれ
ば、記録再生装置が簡単かる極めて小型化することがで
き、再生は勿論のこと記録も可能な民生用機器を実現す
ることが可能となる。

【００１０】特開昭５７−１１０９０号公報には、半導
体レーザにより情報記録が可能な色素増感剤として、ベ
ンゼンジチオールニッケル錯体が提案されている。しか
しながら上記公報に開示された技術の範囲で追試を試み
たところ、少くともμｍのオーダで高密度に情報を記録
することができる実用可能なディスクを得ることができ
なかった。すなわち高密度に情報を記録するためにはド
ロップアウト等を少くするために情報記録層の整面性が
良好であるべきところ、平滑な平面を有する基板上に情
報記録層を形成した時点において色素増感剤の結晶粒が
折出してしまい、情報記録層が凹凸になってしまうので
あった。そこで色素増感剤のニトロセルロースに対する
混合量を少くすると、結晶粒は少くなるが感度が下がっ
てしまい、充分なＣ／ＮあるいはＳ／Ｎを得ることはで
きなくなってしまった。

【００１１】本発明はかかる状況に鑑みなされたもの
で、Ｃ／Ｎ、Ｓ／Ｎが良好であり、ドロップアウトが少
く、情報を正確に記録することが可能なディスク及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、透明基板と、透明基板上に形成され、時
間情報が記録されたスパイラル状又は同心円状のガイド
トラック及び相隣接するガイドトラックの間に中間部分
を有し、記録光波長に対して光吸収性に優れる有機化合
物を含有する記録層と、記録層の上に全面に亘って被着
された延展性のよい金属からなり、基板を透過した光エ
ネルギを吸収した記録層が昇華、溶融あるいは蒸発する
ことにより変形される金属膜と、を備える。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図を参照して詳述する。まず色
素増感剤としてベンゼンジチオールニッケル錯体（例え
ば三井東圧社製ＰＡ１００６）を、またバインダー及び
反応助剤としてニトロセルロースを各々用意する。ニト
ロセルロースは例えばＤＮＲＳ１／８程度（硝化度１
１．７）のものを用いることができる。ニトロセルロー
スを所定量（例えば溶剤１ｃｃに対して３２ｍｇとなる
ように）秤量し、溶剤に混合する。溶剤としては例えば
シクロヘキサノンが好適である。溶剤としてこの他にア
セトン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、メチルセロソルブ、セロソルブ、セロソル
ブアセテート、ジアセトンアルコール、酢酸エチル、エ
チレンジクロライドの１０種類を使用してみたが、これ
らを使用した場合においてはいずれも結晶粒が多く出て
しまい実用に供することは困難であった。すなわち色素
増感剤としてベンゼンジチオールニッケル錯体を使用す
る場合においては、その溶剤が極めて重要であることが
判明した。溶剤にニトロセルロースを溶融したものを例
えば４０℃にて約４時間振とう（インキュベート）す
る。しかる後例えば０．２μｍのフィルタにてフィルト
レーションする。一方ベンゼンジチオールニッケル錯体
を所定量（例えば溶剤１ｃｃに対して３２ｍｇとなるよ
うに）秤量、これを前記フィルトレーションした溶液に
混合する（従ってこの場合は溶剤１ｃｃに対して３２ｍ
ｇのニトロセルロースと３２ｍｇの色素増感剤とが混合
されたことになる）。この混合液を例えば常温にて約１
時間振とうした後、再び例えば０．２μｍのフィルタに
てフィルトレーションする。その結果得られた液体が情
報記録層の原液となる。

【００１４】この原液を材料として基板上に情報記録層
を形成するのであるが、基盤としてはガラス又はキャス
トアクリル（例えば志村化研工業社製、日東樹脂社
製）、さらに平滑性が良好であれば塩化ビニール、ポリ
カーボネート等の合成樹脂を用いることができる。情報
記録層に情報を記録した後これを原盤としてレプリカを
製造する場合はガラスが好ましいが、そのまま１枚の完
成したディスクとして使用する場合はキャストアクリル
が軽量なので好ましい。基板の表面は面精度が充分得ら
れるように研磨される必要があるが、充分な面精度が得
られない（例えばアクリルを基盤とした場合はガラスよ
り研精度が劣る）場合は、基板上にスムージング層を所
定厚さだけコートしてもよい。スムージング層としては
例えばノボラック樹脂（具体的には例えば東京応化社製
のポジホトレジストＯＦＰＲ−２）を１μｍ程度コート
すれば良い。例えば３５ｃｐのＯＦＰＲ−２を専用シン
ナにて１対１に希釈した溶液を、５００ｒ．ｐ．ｍ程度
で回転する基盤上にスピンコートし、６０℃で１５分間
ベーキングしてシンナを蒸発させ固体化する。この様に
液体状の合成樹脂を塗布した後固化させてスムージング
層としての薄膜を形成することにより、基盤上のキズ、
ゴミ等の影響を少くし、表面を平滑にすることができ
る。

【００１５】かかる基盤又は基盤上に形成したスムージ
ング層上に所定厚の銀、アルミニウム等よりなる反射膜
を形成する。反射膜としては例えば銀を４００Åの厚さ
にスパッタリングする。この場合アクリル基盤上に銀を
直接スパッタリングするより、スムージング層上に銀を
スパッタリングした方が、充分な膜強度とアンカリング
を得ることができる。

【００１６】この反射膜上に情報記録層を形成するに
は、上記原液を例えば０．４５μｍのフィルタにてフィ
ルトレーションをしたもの１０ｃｃを反射膜上に滴下
し、基盤を２５０ｒ．ｐ．ｍで７秒間回転させてこの液
を全面に塗布させ、さらに６００ｒ．ｐ．ｍで１２０秒
間回転させる。しかる後例えば６０℃で２０分間ベーキ
ングして溶剤を蒸発させ、固体化して常温に戻す。

【００１７】色素増感剤とバインダーとの混合量並びに
スピンコート回転数を変化させた場合における原液及び
情報記録層の特性は表１の如くになった。

【００１８】

【表１】 尚表１において原液の特性は５００倍に希釈した場合の
値であり、コート状態の特性は情報記録層の厚さを１０
００乃至３０００Å程度にした場合の値である。また、
光透過率は波長８３０ｎｍの半導体レーザに対するもの
であり、数種のサンプルディスクの平均値である。さら
にコート状態における光透過率は情報記録層を一回通過
した場合の値であり、再生時においては後述する如く一
旦情報記録層を通過したレーザ光が反射膜にて反射され
再び情報記録層を通過するから２乗した値となる（８０
％であれば６４％（＝０．８２) となる）。

【００１９】上記表からも明らかな如く、色素増感剤の
量を増大させるとそれだけ情報記録層に残る残留色素濃
度の値を上げる（コート状態における光透過率を下げ
る）ことができ、従って感度が上る（より高周波の信号
を記録することができる）ようになる。しかしながら増
大させすぎるとノイズの原因となる色素増感剤の結晶粒
が出現してコート状態の表面が悪化する（ＮＧとな
る）。６４ｍｇ／ｃｃ以上とすると良好な（ＯＫとな
る）平面は殆んど得られなかった。またバインダーの量
を増大させると、それだけ情報記録層の膜の均一性が向
上するが、溶液の動粘度が増加し、同一の膜圧を得るた
めにはスピンコート回転数を増大させる必要がある。回
転数を増大させると残留色素濃度が低下してしまうばか
りでなく、結晶粒が出現することにもつながる。

【００２０】この様にして形成された情報記録層は、８
００乃至９００ｎｍの波長の光に対して透過率が最小と
なり（吸収率が最大となり）、その他の可視光領域の波
長の光に対しては大きな透過率を有することが確認され
た。

【００２１】図１はかかる情報記録層を有するディスク
の構造の一実施例を表している。１は１．２ｍｍの厚さ
のキャストアクリルよりなる基盤、２は１μｍの厚さに
形成されたホトレジストよりなるスムージング層、３は
３００乃至５００Åの厚さに形成された銀よりなる反射
膜、４はニトロセルロースとベンゼンジチオールニッケ
ル錯対との混合物よりなる情報記録層、５は略円形の基
盤１の外周と内周とに配置された厚さ０．１ｍｍ程度の
スペーサ、６は１．２ｍｍの厚さの透明なキャストアク
リルよりなる保護板、７はスペーサ５により形成された
空気層、８は中心孔である。スペーサ５はその下端部を
基盤１と直接接触するようにしたり、基盤１又は保護板
６と一体成形するようにしてもよい。

【００２２】波長が８３０ｎｍの半導体レーザを記録信
号により直接変調して回転するディスクに保護板６を介
してレーザ光を照射すると、情報記録層４の露光された
部分は昇華、溶融あるいは蒸発し、図２に示す如く記録
情報に対応したピットＡが形成される。

【００２３】情報記録後同一の半導体レーザより放射さ
れるレーザ光を保護板６を介して情報記録層４上に照射
すると（この時記録時における場合よりレーザ光のパワ
ーを減衰させ、情報記録層４に新たなピットが形成され
ないようにする）、ピットＡがある部分においてはレー
ザ光は散乱してしまい、反射膜３にて反射された後補足
される反射光量は少なくない。ピットＡがない部分にお
いては情報記録層４にて吸収されるが表面が平滑である
ため散乱されず補足される反射光量は多くなる。従って
反射光量をホトダイオード等により検出することによっ
て記録情報を再生することができる。記録再生装置の構
成は公知のものと同一でよい。

【００２４】図２に示す如き構造のディスク（色素増感
剤とバインダーの溶剤に対する混合量は共に３２ｍｇ／
ｃｃ）を線速度１．２５ｍ／ｓで回転させ、固定した周
波数２００ＫＨｚの短形波信号を、波長８３０ｎｍ、Ｎ
Ａ０．５の工学系を使用して記録再生したところ、図３
に示す如き特性を得ることができた。同図において横軸
は記録時における対物レンズより放射されたレーザ光の
ピークパワー（従って平均パワーは示された値の１／
２）、縦軸はそのディスクを再生したと消えられた再生
信号のレベルとＣ／Ｎである。ピークパワーで約２ｍＷ
（平均パワーで１ｍＷ）から信号を記録することができ
た。Ｃ／Ｎはピークパワーが約４ｍＷ付近の時最大ピー
クとなる。

【００２５】

【表２】 図３における場合と同一のディスクについて記録パワー
と周波数を変化させて得られた結果が表２に示されてい
る。表２のうち最も右側のコラムは記録トラックのピッ
チを２．３μｍとした場合を、またその左側４つのコラ
ムは記録トラックのピッチを４．０２μｍとした場合
を、各々表している。尚カッコ内の数字は１００ＫＨｚ
における再生信号のレベルを０とした場合のデシベル値
を表している。

【００２６】図４は図１に示したディスクにガイドトラ
ックを形成した場合の構造を示している。図１における
場合と対応する部分には同一符号が付してあるのでその
詳述は省略する（以下の図においても同様である）。す
なわち孔８を中心として同心円上又はスパイラル状にガ
イドトラック９がスムージング層２上に形成してある
（従ってこの場合スムージング層２はガイドトラック形
成層としての機能も有する）。ガイドトラック９が形成
されている部分においてはスムージング層２が除去され
ているので情報記録層４は、トラックの中間部分１０よ
り厚くなっている。

【００２７】ガイドトラック９は基盤１上にスムージン
グ層２として塗布したポジ型レジストにレーザ光を連続
的に照射した後それを現像することにより形成すること
ができる。またガラス基盤にホトレジストを塗布したも
のにレーザ光を照射し、現像してガイドトラックが形成
されたマスター盤を予め用意しておき、基盤１上に紫外
線硬化樹脂よりなるスムージング層２をスピンコートに
て形成し、スムージング層２に上記マスター盤を押圧
し、紫外線を照射してスムージング層２を流体状から固
体状に硬化させることによっても形成することができ
る。あるいはまたガイドトラックが形成されたスタンパ
からインジェクション等により合成樹脂にガイドトラッ
クを転写する等して、基盤１と一体形成することによっ
ても形成することができる。勿論ディスクにガイドトラ
ックを転写するための上記マスター盤あるいはスタンパ
においてもホトレジストに換え本発明に係る上記色素増
感剤とバインダーとの混合物を利用することもできる。

【００２８】基盤１上にホトレジストよりなるスムージ
ング層２を形成し、スムージング層２にガイドトラック
９を形成するに際し、基盤１の裏側（スムージング層２
が形成されている面と反対の面）に光をよく吸収するイ
ンク（例えば黒色インク）等により文字あるいは絵等を
描いておくか、あるいは文字。絵等が描かれた紙等を基
盤２の裏側に当てた状態にしておくと、ホトレジスト側
から露光ビームが照射されたとき文字、絵等が描かれて
いる部分における場合よりピットあるいはガイドトラッ
クの幅が細くなり、裏側のインク、紙等を除去して裏側
あるいは表側より見ると、その文字、絵等がスカシを入
れたようになる。この様にピットあるいはガイドトラッ
クの幅を若干変化させても、本来記録再生される信号に
は殆んど影響がない。勿論ガイドトラックを転写するた
めのマスター盤等を作成する時に、その基盤の裏側に同
様の処理を施しておいても、ディスクにガイドトラック
あるいはピットと一緒に上記文字、絵等を転写すること
ができる。従って基板上にホトレジストを塗布し、ガイ
ドトラックを形成することなく直接信号を記録し、現像
してピットを出現させ、それからスタンパを作成し、ス
タンパから大量のレプリカディスの製造するような場合
においても、同様にして文字、絵等を転写することがで
きる。

【００２９】尚ディスクには単なるガイドトラックの
他、アドレスデータ等を記録してもよいことはもとより
である。またガイドトラック９が形成されたディスクに
おいては、記録再生のための光学系をガイドトラック９
に追従させることも、また相隣接するガイドトラック９
に狭まれた中間部分１０に追従させることも可能である
から、情報信号をガイドトラック９上又は中間部分１０
上に記録することができる。バインダーとしてのニトロ
セルロースの混合量にもよるが、情報記録層４を形成す
る原液の動粘度が大きくなると溝として形成されている
ガイドトラック９の底角部に記録材料が充分充填されな
い場所が生じる可能性があるから、かかる場合は中間部
１０に情報を記録した方が、ドロップアウト等に対して
有利となる。

【００３０】図５はディスクの構造の他の実施例であ
る。この実施例においては、透明な基盤１（保護板６と
考えることもできる）上に情報記録層４が形成され、そ
の上にアルミニウムよりなる反射膜３が形成された１対
のものが、スペーサ５を介してつきあわされている。こ
の実施例においては反射膜３が情報記録層４を介して基
盤１に形成されており、情報記録層４が一種のスムージ
ング層として機能するところから、特別なスムージング
層は省略することができる。また記録再生はディスクの
両面から各々可能である。またこの実施例の場合図６に
示す如く、反射膜３を情報記録層４と共に昇華、溶融あ
るいは蒸発させてピットＡを形成するようにしてもよく
（この場合反射膜３の厚さは３００Å以下とするのがよ
い）。また反射膜３に延展性のよいアルミニウム等の金
属を用い、情報記録層４が昇華、溶融あるいは蒸発する
とき発生する圧力によって反射膜３をバブル状に膨張さ
せるようにしてピットＢを形成してもよい。ピットＡの
ように形成した方がピットＢのように形成した場合より
再生信号のレベルは大となる。

【００３１】図７は図５に示したディスクにガイドトラ
ック９を形成した場合の構造を表わしている。この場合
のスムージング層２はスムージング層としての機能とガ
イドトラック形成層としての機能を有していることにな
る。

【００３２】

【発明の効果】以上に詳述した通り、本願発明は、透明
基板と、透明基板上に形成され、時間情報が記録された
スパイラル状又は同心円状のガイドトラック及び相隣接
するガイドトラックの間に中間部分を有し、記録光波長
に対して光吸収性に優れる有機化合物を含有する記録層
と、記録層の上に全面に亘って被着された延展性のよい
金属からなり、基板を透過した光エネルギを吸収した記
録層が昇華、溶融あるいは蒸発することにより変形され
る金属膜と、を構成したので、本発明によれば、Ｃ／
Ｎ、Ｓ／Ｎが良好であり、ドロップアウトが少なく、情
報を正確に記録することができるという効果が奏され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例のディスク構造を示す断面図で
ある。

【図２】 第１の実施例のディスクのピット形状を示す
断面図である。

【図３】 ディスクの特性を示す特性図である。

【図４】 第２の実施例のディスクの断面図である。

【図５】 第３の実施例のディスクの断面図である。

【図６】 第３の実施例のディスクのピット形状を示す
断面図である。

【図７】 第４の実施例のディスクの断面図である。

【符号の説明】

１…基盤 ２…スムージング層 ３…反射膜 ４…情報記録層 ５…スペーサ ６…保護板 ７…空気層 ８…中心孔 ９…ガイドトラック １０…中間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 文雄 埼玉県所沢市花園４丁目2610番地 パイオ ニア株式会社所沢工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、 該透明基板上に形成され、時間情報が記録されたスパイ
   ラル状又は同心円状のガイドトラック及び相隣接するガ
   イドトラックの間に中間部分を有し、記録光波長に対し
   て光吸収性に優れる有機化合物を含有する記録層と、 該記録層の上に全面に亘って被着された延展性のよい金
   属からなり、基板を透過した光エネルギを吸収した記録
   層が昇華、溶融あるいは蒸発することにより変形される
   金属膜と、 を備えたことを特徴とする記録媒体。