JPS6221584A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、半導体レーザーの集束ビームを用い追記する
ことが可能な光記録媒体に関するものであり、更に詳し
くはコンピューター外部メモリー、画像、音声等の各種
情報の記録に用いられる光記録媒体に関する。

〔従来技術〕

上記した追記可能な光記録媒体としては、テルル、テル
ル合金、ビスマス合金等の低融点金属薄膜の無機系記録
層を有する記録媒体が実用化されはじめられている。し
かしながら、これ等記録媒体は真空蒸着、スパッタリン
グ等の真空中での記録層の形成を必要とする為に生産性
が低く、又記録層の熱伝導率ゲ大きい為に記録密度、記
録感度の点で限界があり、又テルル等の有毒物質を使用
すそので毒性面の点で民生使用する場合特に不安がもた
れている。

これ等の問題を解決する為に近年有機系色素膜を記録層
とした光記録媒体が検討され、金属フタロシアニン、ジ
チオ−゛ル金属錯体、ポリメチン色素、スクアリウム色
素等の半導体レーザーの発振波長に吸収を示す有機色素
が提案されている。しかしながらこれまで提案された有
機色素系の光記録媒体は耐久性に乏しかったり、又反射
率が低いために別途金属薄膜や金属酸化物薄膜等の無機
系化合物からなる反射層を必要とした。

かかる無機系化合物からなる反射層を記録層とは別にわ
ざわざ形成せざるを得ないため光記録媒体の製造工程が
かなり繁雑になる問題があった。

また熱伝導率が低いことによって期待される有機色素系
記録膜の高い記録密度や記録感度がこのような伝導率の
高い金属系の反射層を記録層に積層することにより低減
・減殺してしまうという致命的な問題点があった。

〔基本的発憩〕

呆発曲者らは、有機系色素膜を記録層とした光記録媒体
の前記したような欠点を改良すべく鋭意検討を行った結
果、記録層に特定のアントラキノン系色素を用い、かつ
記録層の膜厚を適当な厚みにコントロールすることによ
り、従来の有機色素を用いた光記録媒体において実現し
えなかった耐久性を有する偽とはもちろん、該記録層自
体が反・耐層の機能を有するため従来のごとく無機系化
合物からなる反射層を別途設ける必要のない光記録１　
媒体が形成できることを見出し本発明を完成した。

〔発明の開示〕

即ち本発明は、反射光を用いて信号の記録及び再生を行
う光記録媒体において、透明な基板及び下記一般式（Ｉ
） 〔式（Ｉｌ中、　Ｒ１及び歌は同一または各々独立に置
換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリ′−
ル基、置換又は無置換のアルケニル基又はシクロアルキ
ル基を表わし、■又はＹ２は同一または各々独立にヒド
ロキシ基又は水素原子を表わす。〕 で示されるアントラキノン系色素を含有する５０〜４０
０ｎｍの膜厚を有する記録層からなり、無機系化合物か
らなる反射層を有することなしに信号の記録及び読み出
しを行いつる光記録媒体を提供する。

本発明においては、透明な基板を通しての光ビームによ
り信号の書き込みや読み出しを行うことがゴミやキズな
どによる影響を受けにくくなるので好ましい。従って、
本発明において用いられる透明な基板とは、信号の書き
込みや読み出しを行うための光の透過率が好ましくは８
５チ以上であり、かつ光学的異方性の小さいものが望ま
しい。

例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレ
フィン樹脂などのプラスチックやガラスなどが好ましい
ものの例示として挙げられる。これらの中で基板の機械
的強度、案内溝やアドレス信号等の符号のしやすさ、経
済性の点からプラスチックが特に好ましい。

これらの透明な基板の形状は板状でもフィルム状でもよ
く、又円形やカード状でもかまわない。

もちろんその表面に記録位置を表わす案内溝やアドレス
信号などのための凹凸を有していてもよい。

かかる案内溝やアドレス信号などは射出成形や注型によ
って基板を作る際に付与したり、基板上に紫外線硬化型
樹脂等を塗布し、スタンパ−と重ね合せて紫外線露光等
を行うことによりでも付与できる。

本発明においては、かかる基板上に前記一般式（Ｉ）で
示されるアントラキノン系゛色素を含有する記録層を設
けるものである。

本発明に用いら・れるアントラキノン系化合物（Ｉ）は
、非プロトン性極性溶媒中、下記式ｃＩＴ）〔式σＩ）
中、Ｒ１、Ｒ２，Ｙｌ、　Ｙ２は式ｆＩｌ中のＲ１，Ｒ
２、Ｙｌ。

Ｙ２と同一の意味を表わす。〕 の化合物と、シアン化合物とを、重炭酸アンモニウム、
重炭酸ソーダ、重炭酸カリウム、硫酸水素ナトリウム、
亜硫酸水素ナトリウム等の存在下、反応させることによ
り得られる。

又、式（Ｉ）中Ｒ１又はＲ句表わされる置換又は無置換
のアルキル基としては、炭素数１〜２０個の分岐又は直
鎖のアルキル基、アラルキル基、アルコキシアルキル基
、アシルオキシアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハ
ロゲン化アルキル基、シアノアルキル基、アミノアルキ
ル基、モノアルキルアミノアルキル基、ジアルキルアミ
ノアルキル基。

アルコキシカルボニルアルキル基などが挙げられ、置換
又は無置換のアリール基、とじては、フェニル基、ナフ
チル基、トルイル基、キシリル基などのアルキル置換フ
ェニル又はナフチル基、メトキシフェニル基、エトキシ
フェニル基、ジメトキシフェニル基などのアルコキシ置
換フェニル又はナフチル基、クロロフェニル基などのハ
ロゲン置換フェニル又はナフチル基、トリフロロメチル
基でｔ換したフェニル又はナフチル基、Ｎ、Ｎ−（ジエ
チルアミノ）フェニル基のようなアルキルアミノ基置換
フェニル又はナフチル基などが挙げられ、アルケニル基
の例としては、アリル基、メタクル基、クロチル基など
が挙げられる。

本発明の光記録媒体において、記録層を透明な基板上に
定着（形成）するには例えば、アントラキノン系色素を
真空蒸着、スパッタリング、イオンプレー子イングなど
の方法で定着することも出来るが、これらの方法は操作
が繁雑であり、がっ生産性の点で劣るのでいわゆる塗布
による方法が最も好ましい。

記録層を塗布により定着するには前記したアントラキノ
ン色素と後記有機溶剤からなる色素溶液を基板に接触さ
せて色素を基板上に定着することにより、より具体的に
は、例えば、基板上に前記色素液を流下せしめたのち、
又は基板表面を色素液の液面に接触せしめてから引き上
げたのち、基板を回転させながら余剰の液を除去する方
法や、基板を回転させながら色素液を該基板上に流下せ
しめる方法などがある。又もし必要ならこのあと強制的
な乾燥を行ってもよい。この際用いられる有機溶剤はア
ントラキノン系色素を溶解する通常の溶剤でよく、例え
ばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メ
チルエチルケトンチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢
酸アミル、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロ
ソルブ、セロソルブアセテート、ジグライム、クロロホ
ルム、四塩化炭素、塩化メチレン、メチルクロロホルム
、トリクレン、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる
。溶剤の選択にあたっては色素の溶解性以外に当然のこ
とながら、透明基板上の案内溝などにダメージを与えな
い溶剤が好ましく，前記した溶剤の中でクロロホルム、
四塩化炭素、メチルクロロホルム、トリクレンなどが特
に好ましい。

本発明における前記色素液の濃度は溶剤の種類及び塗布
方法によって異なるが通常０．１〜１０重量係、好まし
くは０．３〜５重量係である。この際前記色素液に色素
の結着剤としてニトロセルロース、エチルセルロース、
アクリル樹脂などの可溶性の樹脂やレベリング剤、消泡
剤などの添加剤を添加して用いてもよい。しかしあまり
に過剰の樹脂成分や添加剤の添加は記録層の反射率の低
下を生じる傾向にあり、その添加量は前記色素に対し２
５重重量風下が好ましい。

本発明の光記録媒体においては前記したように透明な基
板を通しての光ビーム（基板側から照射された光ビーム
）により信号の記録及び再生を行うのが好ましい。この
ような場合には、記録層の膜厚があまり厚くなると、書
き込み用の光が厚い記録層を通過するにつれて吸収され
ることにより相当減衰してしまい、記録層表面（空気と
接してい・る面）にまで充分到達しない。したがってこ
の表面での光量が不足し温度上昇が不充分で信号に対応
する凹凸の形成を満足に行うことが出来ない。

その結果感度が低下したり、たとえなんとか記録できた
としても信号を読み出す際のｓ／Ｎ値（信号と雑音の比
）値が小さく実用に供しえない。

一方、記録層の膜厚があまり薄い場合には後に述べるよ
うに、光の干渉により記録層での反射率が充分に得られ
ず従って大きな８／Ｎ値を得ることは出来ない。

したがって、適当な厚みの記録層を形成する必要がある
が、本発明の光記録媒体における記録層の膜厚はおよそ
の目やすとして５０〜４００ｎｍが好ましく、更に好ま
しくは６０〜２５０ｎｍ　　である。

膜厚の測定には種々の方法があり、また正確な測定値を
得るのはかなりむずかしいものであるが、エリプソメー
ターを用いて測定した値を使用するのが好ましい。なお
、基板上に案内溝がある場合の膜厚の測定は特にむずか
しいが、同じ基板で案内溝等の凹凸を有しない基板に色
素を定着した際の膜厚で代用することができる。

本発明の最も特徴とするところは、このようにして形成
した記録層は、それ自身かなり高い反射率を有している
ことであり、したがって、該記録層そのものが同時に反
射層としての機能をも兼ねそなえていることである。

したがって、本発明の光記録媒体は従来のごとく特に金
属薄膜や金属酸化物もしくは金属合金薄膜等の無機化合
物からなる反射層をなんら設けなくとも信号を記録した
り読み出す際の、レーザービームの焦点制御や信号の書
き込み位置のトラック制御が可能となるのである。

本発明の光記録媒体において信号を書き込むには記録層
に焦点を番せてレーザービームを照射する。該照射部の
記録層の色素がレーザー光を吸収し熱を発生するため記
録層が変質し凹凸が形成され反射率が減少することによ
り書き込みが行なわれる。この反射率の変化を、より微
細なレーザービーム光により検出することにより信号の
読み出しを行うが、一般にこの反射率の変化が小さいと
信号と雑音の比（Ｓ／Ｎ）が小さく好ましくない。

大きなＳ／Ｎ値を得るには基板を通しての元々の一反射
率が信号が書き込まれる前の状態において少なくとも１
０係以上、好ましくは１５％以上である。この１０％、
好ましくは１５係以上の反射率は本発明の色素を用いて
かつ記録層の膜厚を適切に選択することによって容易に
達成することが出来るのである。しかして反射率は、記
録層の表と裏からの反射光による干渉等により膜厚によ
り変化する。

本発明の光記録媒体を実用に供するにあたってはＳ／Ｎ
値を向上させるために反射防止層を設けたり、記録層を
保護する目的で記録層の上に紫外線硬化樹脂などを塗布
したり、記録層面に保護シートを張り合せたり、又記録
層面同志を内側にして２枚を張り合せる等の公知の手段
を併用してもよい。張り合せる際に記録層上にエアーギ
ャップを設けて張り合せる方が望ましい。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。

実施例−１ （１１厚さ１．２５顛、直径２００ｍｍのアクリル樹脂
板の中心部に、１，４−ジー（ｎ−ブチルアミノ）−２
，３−ジシアノ−５，８−ジ−ヒドロキシアントラキノ
ン色素１重量部とクロロホルムＣ８Ｐ値９．３）９９重
量部からなる液を滴下したのち、このアクリル樹脂板を
２０００　ｒｐｍの速度で１５秒間回転した。次にこの
アクリル樹脂板を４０℃の雰囲気で１０分間乾燥しアク
リル樹脂板に記録層を定着した。この記録層の厚さはエ
リプソメーターによる測定で１１０ｎｍであった。又ア
クリル樹脂板を通しての８３０ｎｍの波長を有する光の
反射率は２１係であった。

（２）このようにして作った光記録媒体を記録層を上に
してターンテーブルに乗せ、９００ｒｐｍの速度で回転
させながら、８００ｎｍの発振波長と基板面での出力が
８ｍＷを有する半導体レーザーを装備した光学ヘッドを
用いて、光記録媒体の下側からレーザービームがアクリ
ル樹脂板を通して記録層に集束するように制御しながら
１メガヘルツのパルス信号の記録を行った。次に同じ装
置を用いて半導体レーザーの出力を基板面で０．７ｍＷ
にして同じようにしながら記録した信号の再生を行った
。

この時の信号・雑音比（Ｓ／Ｎ）は５４デシベルで極め
て良好な信号の書き込みと読み出しが行えた。

（３）　　この光記録媒体の耐久性を調べるために６０
℃、９５％ＲＨの雰囲気に４ケ月間放置したのち、未記
録部に前記と同じ方法で信号の記録を行い、耐久性テス
トをする前に記録した信号と、耐久性テスト後に記録し
た信号の再生を行ったところ、それぞれ５２．５３デシ
ベルのＳ／Ｎが得られ、耐久性テストによる変化は充分
に小さかった。

（４）　　なお、耐久性テスト後の信号の記録部のビッ
トの形状を走査型電子顕微鏡で観察したが、耐久性テス
ト前に記録したビットも耐久性テスト後に記録したビッ
トもほぼ同じような形状であり、Ｔｅ系などの無機薄膜
を記録層とする光記録媒体において熱伝導率が大きいた
めに発生すると考えられ、雑音の原因となるビットの縁
の盛り上りはほとんど見られず、非常にきれいなビット
形状であった。

実施例−２〜ｌＯ 厚さ１．２　ｉｍ　ｓ直径１２０ｍのポリカーボネート
板を用い、第１表に示したアントラキノン色素と溶媒と
して四塩化炭素を用い色素濃度を変化して実施例−１と
同じ方法で光記録媒体を作り、反射率及びＳ／Ｎを調べ
た。結果を第１表にまとめた。

（１Ｂ） 実施例−１１ 厚さ１．２５ｉ＋ｍ、直径２００ｉ＋ｍでスパイラル状
の記録案内溝（巾０．８ｐｍｓ深さ０．．０７　ｐｍ、
　　ピッチ間隔２．５μｍ）を有するアクリル樹脂板と
案内溝を有しないアクリル樹脂板の両方に、１，４−ジ
ー（ｎ−へキシルアミノ）−２，３−ジシアノ−５，８
−ジヒドロキシアントラキノン１重量％四塩化炭素液を
実施例−１と同じ方法で塗布、乾燥し光記録媒体を作っ
た。但し案内溝を有するアクリル樹脂板については案内
溝をもつ面に記録層を定着した。この光記録媒体の膜厚
はエリプソメーターによる測定で１３０ｎｍ、反射率は
２２ｑ６であった。（案内溝を有しない基板で） これらの光記録媒体を用いて実施例−１と同じ方法で信
号の書き込み及び読み出しによるＳ／Ｎの測定及び耐久
性テスト、ビットの観察を行なった。

結果を第２表にまとめた。

第２表

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な基板及び該基板上に設けられた、下記一般
   式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） 〔式（ I ）中、Ｒ＾１及びＲ＾２は同一または各々独
   立に置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のア
   リール基、置換又は無置換のアルケニル基又はシクロア
   ルキル基を表わし、Ｙ＾１及びＹ＾２は同一または各々
   独立にヒドロキシ基又は水素原子を表わす。〕 で示されるアントラキノン系色素を含有する５００〜４
   ００ｎｍの膜厚を有する記録層よりなり、無機系化合物
   からなる反射層を有することなしに信号の記録及び読み
   出しを行いうる光記録媒体。
2. （２）透明な基板を通しての光ビームにより信号の記録
   及び読み出しが行なわれる特許請求の範囲第１項記載の
   光記録媒体。