JPH05104862A

JPH05104862A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH05104862A
Application number: JP3297627A
Authority: JP
Inventors: Yoko Hayashi; 洋子林; Shinichiro Tamura; 眞一郎田村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-04-27

Abstract

(57)【要約】【構成】基板上に記録層及び金属反射層が順次形成さ
れる光記録媒体において、前記記録層を主としてレーザ
ー光を吸収する物質と、主として一重項酸素を失活させ
る物質により構成する。一重項酸素を失活させるものと
しては、アミン類あるいはニッケル錯体を用いる。【効果】有機色素を記録材料とする光記録媒体の反射
率を確保し、且つ耐光性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機色素を記録材料と
する光学情報記録媒体に関し、特にその耐光性の向上に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録の分野においては光情報
記録方式に関する研究が各所で進められている。この光
学情報記録方式は、非接触で記録・再生が行えること、
磁気記録方式に比べて一桁以上も高い記録密度が達成で
きること、再生専用型，追記型，書換可能型のそれぞれ
のメモリー形態に対応できる等の数々の利点を有し、安
価な大容量ファイルの実現を可能とする様式として産業
用から民生用まで幅広い用途の考えられているものであ
る。

【０００３】上述のメモリー形態のうち追記型は、エン
ドユーザーにおいて記録と再生が行えるものであり、消
去できないことから、主にデータの長期保存用ファイル
として使用される。記録に際しては、記録材料が光エネ
ルギーを吸収して熱エネルギーに変換することにより生
ずる記録層の局部的な非可逆的物理変化を利用してい
る。この非可逆的物理変化としては、記録層の形状変化
（ピットの形成）、表面性変化、結晶状態変化等が知ら
れている。

【０００４】現在使用されている追記型光学情報記録媒
体は、そのほとんどがテルル合金またはテルル化合物を
記録材料とするものである。しかし近年、媒体の量産性
や経済性をより向上させる観点から、これらテルル系材
料に代わって有機色素が注目されている。上記有機色素
は、記録再生に使用される半導体レーザーの波長域であ
る近赤外領域において大きな吸収を示すことが必要であ
り、これまでにメチン系色素，ベンゼンジチオールニッ
ケル錯体，金属フタロシニアン色素，ナフトキノン色素
等が知られている。

【０００５】ところで、デジタルオーディオディスク
（コンパクト・ディスク）を再生する装置（いわゆるコ
ンパクト・ディスクプレーヤー）によって記録後の追記
型光学情報記録媒体の再生を行おうとする要求が、近年
高まってきている。コンパクトディスクプレーヤーによ
る再生を可能とするためには、光記録媒体の反射率を現
行のコンパクトディスクの値（７８０ｎｍにおいて７０
％以上）と同等に高くする必要があり、信号変調度も６
０％以上とする必要がある。また、この値は規格として
定められている。

【０００６】前述の有機色素を記録材料とする追記型光
学情報記録媒体においては、上記のコンパクトディスク
プレーヤーによる再生が可能な性能を有した光記録媒体
の開発が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機色
素を記録材料とする追記型光学情報記録媒体には、記録
材料である有機色素が光により退色しやすく、光劣化を
起こしやすいという問題点がある。この光記録媒体は、
記録時、色素膜が溶解または分解を起こし、ピットを形
成することで記録が行われる為、太陽光等の光による記
録層の劣化は、記録内容の劣化に繋がる。よって、通常
データの長期保存用ファイルとして使用される追記型光
学情報記録媒体において、耐光性は大きな課題となる。

【０００８】この追記型光学情報記録媒体が、上述のよ
うにコンパクトディスクプレーヤーによる再生の可能な
性能を有したものであれば、コンパクトディスクと同様
に取扱われる為、通常の光記録媒体よりも耐光性が必要
となる。そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提
案されたものであって、追記型光学情報記録媒体におい
て、コンパクトディスクプレーヤーによる再生が可能な
性能を有し、なおかつ耐光性に優れた光記録媒体を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、記録材料と
して一重項酸素に対する性質の異なる２種以上の物質を
混合することで、必要とされる反射率及び信号変調度を
有し、耐光性も改善された追記型光学情報記録媒体を得
ることができるとの知見を得るに至った。

【００１０】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであって、基板上に記録層及び金属反射層が
順次形成されてなる光記録媒体において、前記記録層
は、主としてレーザー光を吸収する物質と、主として一
重項酸素を失活させる物質とを含有することを特徴とす
るものである。

【００１１】本発明の光記録媒体の構成は図１に示すよ
うに、必要に応じてプリグループ１ａを形成した透明な
基板１の上に、半導体レーザー光を吸収して光熱変換を
行う記録層２と、反射率を増大させるための金属反射層
３が順次積層されたものである。上記金属反射層３の上
には、さらに必要に応じて紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂
等からなる保護膜４を設けても良い。

【００１２】上記基板１の材質としては、通常の光記録
媒体に使用されているものであれば特に限定されず、例
えばポリカーボネート，アクリル等のプラスチック類や
ガラス等が好適である。また、上記記録層２の上に設け
られる金属反射層３は、７８０ｎｍにおける反射率の高
い金属を真空蒸着，スパッタリング等の真空薄膜形成技
術により被着させたものである。使用可能な金属として
は、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇ等が挙げられる。この金属
反射層３の層厚は３００〜２０００Å程度に選ばれる。
層厚が３００Å未満では光記録媒体の反射率を増大させ
る効果が不足し、また２０００Åを越えると成膜に長時
間を要し生産性の点で不利であるばかりか、記録層２へ
到達する光エネルギーが不足してしまう虞れもある。

【００１３】一方、記録層２は、有機色素材料を記録材
料とするものであり、ここでは必要とされる反射率及び
信号変調度、耐光性を達成するために後述の２種類の物
質を混合して用いることとする。

【００１４】先ず、第１番目の物質（以下、便宜上成分
１と称する。）であるが、これは主としてレーザー光を
吸収する物質である。すなわち、成分１としては、レー
ザー波長に吸収のあるもので、複素屈折率ｎ^*＝ｎ＋ｋ
ｉ（ｎは実数部でいわゆる屈折率，ｉは虚数単位）のう
ちのｎの値が２．５７以上のものが選択的に使用され
る。この成分１は、吸収ピークがレーザー波長に近い程
レーザー波長域でのｋの変動が小さくなり、反射スペク
トルが平坦なものとなるので望ましいが、ある程度吸収
帯が前記レーザー波長にかかっていれば良い。また、成
分１は記録の際にレーザー光を有効に吸収する必要があ
り、したがって光照射やその際の温度上昇（３００℃程
度）によって吸収が変化しないものが望ましい。

【００１５】これらの条件を満足する物質を具体的に例
示すれば、シアニン系色素や金属錯体系色素、フタロシ
アニン系色素、ナフタロシアニン系色素等である。なか
でも、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素
が好ましく、特に耐熱性，感度，汎用溶媒に対する溶解
性等を考慮すると、ヘキシルアミノフタロシアニン，プ
ロピルアミノフタロシアニン，ドデシルアミノフタロシ
アニン，ベンジルアミノフタロシアニン等の置換アミノ
フタロシアニンが好適である。

【００１６】一方、一般に色素の光劣化のメカニズム
は、色素が一重項酸素生成に対する増感剤として働き、
生成した一重項酸素が色素と反応することによると言わ
れている。よって、２番目の物質（以下、成分２と称す
る。）としては、この一重項酸素を失活させるもの、つ
まり、光によって励起した色素と基底三重項状態の酸素
とが反応することにより生成した励起一重項酸素をもと
の基底状態にもどす働きをもつものが良い。例えば、励
起一重項酸素に電子を与える電子供与性をもつもの、基
底状態の色素のエネルギー準位よりも低いエネルギー準
位をもつものが挙げられる。これらの条件を満足する物
質を具体的に例示すれば、前者の性質を持つものとして
は、例えばアミン類、後者の性質を持つものとしては、
例えばニッケル錯体が好適である。

【００１７】上述のような成分１，成分２を含有する記
録層２は、一般には適当な有機溶媒に溶解したものを塗
布することにより基板１の上に形成される。この場合、
記録層２の層厚は干渉効果により反射率が７０％以上と
なるような厚さを選ぶことが好ましく、使用するレーザ
ー光の波長をλとした場合、λ／２ｎ又はその整数倍近
辺に選べば良い。また、これら成分１と成分２の混合比
率であるが、これは選択する物質の種類によっても異な
り、反射率や記録感度等を考慮して設定すればよく、混
合して記録層としたときにその複素屈折率におけるｎの
値が、２．５０≦ｎとなるように選択すれば良い。上記
有機溶媒としては、成分１及び成分２を溶解させること
が出来、かつ基板１に損傷を与えないものを適宜選択し
て使用する。

【００１８】

【作用】透明基板の上に、半導体レーザー光を吸収して
光熱変換を行う記録層と、反射率を増大させるための金
属反射層が順次積層され、金属反射層の上には必要に応
じて紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等からなる保護膜を設
けた、上述のような光記録媒体において、記録層を形成
する記録材料である有機色素は光劣化を起こしやすく、
その劣化メカニズムは、色素が一重項酸素生成に対する
増感剤として働き、生成した一重項酸素が色素と反応す
ることによると言われている。本発明の光記録媒体にお
いて、記録層は主に２種類の物質（成分１及び成分２）
から構成されており、主として成分１がレーザー光を吸
収して光熱変換を行い、成分２は、一重項酸素を失活さ
せ、一重項酸素と成分１の反応による記録層の光劣化を
妨げる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果をもとに説
明する。実験１本実験では、先ず、記録層の色素組成と反射率及び信号
変調度の関係について調べた。

【００２０】使用した媒体は、基板側から記録再生を行
うもので、透明基板に記録層、高反射層、さらに保護層
の順に積層した構造で、全て７８０ｎｍのレーザーダイ
オードに対応した直径１２ｃｍのディスク媒体とした。
基板はポリカーボネイト基板とした。記録層は、成分１
として化１に示すシアニン色素、成分２として化２に示
すアミン類を使用し、表１に示す組成物の混合溶液（溶
媒：３─ヒドロキシ─３─メチル─２─ブタノン）を膜
厚１４０ｎｍで塗布することにより形成し、比較ディス
ク１とサンプルディスク１〜サンプルディスク４を作製
した。

【００２１】

【化１】

【００２２】

【化２】

【００２３】

【表１】

【００２４】さらに、比較ディスク１とサンプルディス
ク１〜サンプルディスク４の記録層上に、金の反射膜を
真空蒸着によって７５ｎｍの厚さで形成し、その上には
保護層としてスピンコート法により紫外線硬化樹脂を３
μｍの厚さで形成した。

【００２５】作製した比較ディスク１とサンプルディス
ク１〜サンプルディスク４に市販のコンパクトディスク
の再生信号をディスクライターを用いて記録した。記録
された信号を市販のコンパクトディスクプレーヤーで再
生し、反射率と信号変調度（Ｉ₁₁／Ｉ_TOP変調度）の測
定を行った。結果を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２を見てわかるように、コンパクトディ
スクプレーヤーにて再生の可能なディスクはサンプルデ
ィスク３とサンプルディスク４であった。

【００２８】実験２次に、信号変調度と複素屈折率の関係を調べるために、
比較ディスク１とサンプルディスク３とサンプルディス
ク４の複素屈折率の測定を行った。結果を表３と図２に
示す。図２中で、○は比較ディスク１，●はサンプルデ
ィスク３，◎はサンプルディスク４の測定データを示
す。

【００２９】

【表３】

【００３０】図２の結果から複素屈折率の実数部が２．
５０以上であるとき、信号変調度は０．６以上となり、
コンパクトディスクプレーヤーにて再生の可能な光記録
媒体を得ることがわかった。

【００３１】実験３次に、光照射量と信号変調度の関係を調べるために、比
較ディスク１とサンプルディスク３に熱線防止フィルタ
ーを透してキセノンアーク灯による光照射を行い、各デ
ィスクの信号変調度の変化を測定した。キセノンアーク
灯による光照射装置を図３に示す。この装置はキセノン
アーク灯５を光源とし、熱線防止フィルター６，レンズ
７，ミラー８よりなる光学系、Ｘ，Ｙ軸メカニカルステ
ージ９，モーター１０よりなる試料部よりなる。キセノ
ンアーク灯５より光を熱線防止フィルター６，レンズ７
を透した後、ミラー８に反射させて、試料部に設置され
たサンプル１１に光を照射するものである。光源である
キセノンアーク灯５は５００Ｗのものを用いた。光強度
は４４ｍＷ／ｃｍ²であった。また、この時の実験結果
を表４に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】表４には、各ディスクの信号変調度劣化に
要する光照射量を示したが、記録層に一重項酸素失活剤
を含んでいない比較ディスク１に比べて、記録層に一重
項酸素失活剤を適量含んでいるサンプルディスク３は、
耐光性が５．５倍向上していることがわかった。

【００３４】従って、主にレーザー光を吸収する成分１
と主に一重項酸素を失活させる成分２よりなる記録層の
複素屈折率におけるｎ，ｋの値が、それぞれ２．５０≦
ｎ、０≦ｋ≦０．２となる時、コンパクトディスクプレ
ーヤーでの再生が可能で、なおかつ耐光性の優れた光記
録媒体を得ることができた。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光記録媒体において、記録層は主に２種類の物質
（成分１及び成分２）から構成されており、主として成
分１がレーザー光を吸収して光熱変換を行い、成分２
は、一重項酸素を失活させ、一重項酸素が成分１と反応
して劣化することを妨げる。よって、従来耐光性が良好
でなかったコンパクトディスクプレーヤーでの再生が可
能な光記録媒体においても、良好な耐光性を付与するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】光記録媒体の構成を示す模式図である。

【図２】信号変調度と複素屈折率の関係を示す図であ
る。

【図３】キセノンアーク灯による光照射装置の構成を示
す模式図である。

【符号の説明】

１・・・・基板１ａ・・・プリグループ２・・・・記録層３・・・・金属反射層４・・・・保護層

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】一方、一般に色素の光劣化のメカニズム
は、色素が一重項酸素生成に対する増感剤として働き、
生成した一重項酸素が色素と反応することによると言わ
れている。よって、２番目の物質（以下、成分２と称す
る。）としては、この一重項酸素を失活させるもの、つ
まり、光によって励起した色素と基底三重項状態の酸素
とが反応することにより生成した励起一重項酸素をもと
の基底状態にもどす働きをもつものが良い。例えば、励
起一重項酸素に電子を与える電子供与性をもつもの、励
起状態の色素のエネルギー準位よりも低いエネルギー準
位をもつものが挙げられる。これらの条件を満足する物
質を具体的に例示すれば、前者の性質を持つものとして
は、例えばアミン類、後者の性質を持つものとしては、
例えばニッケル錯体が好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に記録層及び金属反射層が順次形
成される光記録媒体において、前記記録層は、主としてレーザー光を吸収する物質と、
主として一重項酸素を失活させる物質を含むことを特徴
とする光記録媒体。