CN1295325A - 光记录媒体 - Google Patents

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Abstract

提供不损害记录再放特性,可正确读取地址信息的光记录媒体。与螺旋状或同心圆状凹槽32形成的同时,在邻接的凹槽之间的凸棱34上,只在邻接的凹槽中的一条凹槽侧的侧壁上有开口,此预先形成的槽38记录此条凹槽的地址信息。

Description

光记录媒体
本发明是关于光记录媒体，具体说来，就是关于具有凸棱／凹槽的构造，凸棱上事先形成了记录凹槽的地址信息的槽的光记录媒体。
因近几年短波长激光的研究开发，使得能比CD更高密度录放的DVD得以实用化，现在可写入的追记型光记录媒体DVD-R也正在被实用化。
追记型光记录媒体的基板上，预先设置了跟踪用的引导槽，形成了凸棱／凹槽的构造。DVD-R的构造是预先在凸棱上设置了被称为预制槽(LPP)的槽，用于记录凸棱内围一侧凹槽的地址信息。
用推拉法进行伺服搜索，播放记录于DVD-R的信号时，二极管A、B、C、D作为传感器将从凹槽上的电子束光点的反光四等分后进行光电变换，各自得到对应的A、B、C、D信号。这些信号相加后的(A+B+C+D)就是记录信号的播放信号。由***一侧的反光的对应信号A、B与内围一侧的反光的对应信号C、D相减(A+B-C-D)就是搜索错误信号。搜索错误信号如图7所示，显示了对应凹槽***侧凸棱的LPP的负脉冲和对应凹槽内围侧凸棱的LPP的正脉冲。因凸棱记录了内围侧的凹槽的地址信息，所以检测出以负脉冲形式出现的LPP信号即可读出LPP所记录的地址信息。
为正确读取地址信息，就要加强LPP信号强度，因此必须形成有一定程度大小的LPP。为此，如图8所示，通常邻接的两条凹槽间的侧壁就都有开口。
但是，从凹槽上看，LPP就象是凹槽的分槽，当在记录层上形成槽时，由于记录层材料的膨胀而波及到LPP，导致得不到希望槽长度，从而无法进行正确记录。并且，LPP信号强度过大也会成为RF信号的噪音原因。
因此，本发明的目的是提供不损坏录放特性、可以正确读取地址情报的光记录媒体。
为达到上记目的，本发明的光记录媒体的特征是与螺旋状或同心圆状凹槽形成的同时，在邻接的凹槽之间的凸棱上，只在邻接凹槽中的一条凹槽侧的侧壁开口，此预先形成的槽记录此条凹槽的地址信息。
本发明中，因为凸棱上的槽(LPP)只在邻接两条凹槽中一条凹槽侧的侧壁上开口，而在另一条的凹槽侧上不开口，所以在其它凹槽的记录层形成槽时，此凸棱就成为保护壁，阻止因记录层材料膨胀而波及到LPP。由此，能得到所希望的槽长度，进行正确记录。
因LPP是在邻接两条凹槽中一条凹槽侧壁上形成的，所以LPP信号中读取地址信息时，需要的脉冲变大，不需要的脉冲会消失(或变小)。由此，在可以正确读取地址信息的同时，也可以减低对RF信号的噪音。
形成了槽的凸棱最窄处b和没有槽的凸棱最宽处a的比(b／a)优选在1／40以上。
以下，在参照附图的同时，具体说明本发明适用于只有一面记录层的DVD-R型光记录媒体时的实施方案。
图1为本实施方案的光记录媒体有LPP的基板部分的斜视图
图2为本实施方案的光记录媒体的积层构造断面简图
图3为本实施方案的光记录媒体的设有形状为切除凸棱的一部分的LPP的基板部分的斜视图
图4(A)、(B)为本实施方案的光记录媒体的基板一部分的俯视图
图5为定义凹槽的槽深、槽宽、槽距、槽倾斜部的宽度的模式图
图6为比较例的LPP平面简图
图7为LPP信号的波形图
图8为以前的光记录媒体的设有LPP的基板部分的斜视图
如图2所示，DVD-R型光记录媒体10，是在形成轨道间距0．6～0．9μm的凹槽的透明圆盘状基板12的有凹槽一侧的表面上，与按含色素记录层14，反射层16，保护层18的顺序形成的积层体20和与基板12尺寸大致相同的圆盘状保护基板22，用粘合剂24接合的装置。可用以下方法制作。
在基板12上，有跟踪用的槽，及凸棱／凹槽构造。此凹槽希望是聚碳盐酸等树脂材料经喷射成型或压制成型直接在基板上形成所定轨道间距。优选凹槽深度在80～300nm，更优选在100～250nm。且其半值宽度优选为0．2～0．9μm。
如图1所示，凹槽32A***侧是凸棱34A，凹槽32B***侧是凸棱34B，凹槽32C***侧是凸棱34C这样的凹槽与凸棱交互配置。邻接的凹槽32A、32B之间的凸棱34B上有记录凹槽32B的地址信息的槽(LPP)38B。同样，凸棱34A上有记录凹槽32A的地址信息的LPP38A、凸棱34C上有记录凹槽32C的地址信息的LPP38C。就这样，各凹槽的地址信息被其***凸棱的LPP所记录。本发明中，LPP的形状及形成位置很重要。
凸棱34B上设置的LPP38B只在记录地址信息的凹槽一侧(图1中为内围一侧的凹槽32B侧)侧壁上有开口36B，另一凹槽侧(图1中为***一侧的凹槽32A侧)侧壁上没有开口。LPP38A、LPP38C也是这样。象这样只在记录地址信息的凹槽一侧的侧壁设置开口，就可使当记录层上形成槽时，没开口一侧的凸棱就可阻止因记录材料膨胀而波及到LPP，以得到所希望的槽长度。
并且，LPP的形状既可如图1所示的横断面是椭圆或长圆的所谓圆槽状，也可以是图3所示的将凸棱的一部分被切去的形状。
图4(A)是基板12的俯视图。如图所示，LPP38B是在邻接的凹槽32A及32B之内，凹槽32B一侧形成的。最好按照使沿虚线所示的凹槽32B中心线移动的记录电子束的光点40和凹槽32B的记录地址信息、并在***侧凸棱34B上形成的LPP38B的重合部尽可能大，光点40和内围侧凸棱34C上形成的LPP38C的重合部尽可能小的原则，在凸棱34B上配置LPP38B，在凸棱34C上配置LPP38C。因LPP靠着记录地址信息的凹槽一侧形成，使LPP信号中，读取地址信息必需的脉冲加强，不必要的脉冲减弱。
如图4(B)所示，未形成LPP的凸棱部分的宽度(通常的凸棱宽度)为a，形成LPP的最窄部分的凸棱宽度(最窄凸棱宽度)为b，为了使LPP信号中读取地址信息必需的脉冲加强，不必要的脉冲减弱，优选b／a的数值在1／40以上，更优选在1／8以上，最优选在1／5以上。并且，为了使LPP得到更大的所定值，设立了上限。例如，通常的凸棱宽为0．4μm时，最窄凸棱宽度优选在0．01μm以上、更优选在0．05μm以上、最优选在0．08μm以上。
此外，为了确实检测出LPP信号，希望LPP的面积和记录电子束的光点面积大小相同，如图4(B)所示，LPP的扫描方向的长度为LPP的长度L，LPP的长度L上限优选为电子束光点延伸方向长度的2．0倍以下，更优选为1．5倍以下，LPP的长度L下限优选为电子束光点延伸方向长度的0．2倍以上，更优选为0．5倍以上，最优选为0．8倍以上。例如，电子束光点延伸方向的直径是0．4～0．8μm时，LPP长度优选在0．4～0．6μm之间。
作为基板12(含保护基板22)所用材料，有如玻璃；聚碳酸盐；聚甲基甲基丙烯酸酯等丙烯酸树脂；聚氯乙烯、氯乙烯的共聚体等氯乙烯系树脂；环氧树脂；非晶体聚烯烃及聚酯等物质，根据要求可并用。并且，这些材料可以作为胶片状或有刚性的基板使用。上记材料中，从耐湿性、尺寸稳定性及价格等方面考虑，聚碳酸盐较好。通常使用基板尺寸为直径为120±3mm、厚度为0．6±0．1mm或直径为80±3mm、厚度为0．6±0．1mm。
在有记录层14一侧的基板12表面上，出于改善平面性、提高粘接力、防止记录层14变质等目的，可加设下涂层。作为下涂层的材料有例如聚甲基甲基丙烯酸酯、丙烯酸·甲基丙烯酸共聚体、苯乙烯·无水马来酰酸共聚体、聚乙烯醇、N-羰甲基丙烯酰胺、苯乙烯·乙烯基甲苯共聚体、氯磺化聚乙烯、硝化纤维素、聚氯乙烯；氯化聚烯烃、聚酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯·氯化乙烯共聚体、乙烯·醋酸乙烯共聚体、聚乙烯、聚丙乙烯、聚碳酸盐等高分子物质；及硅烷耦合剂等表面改良剂。
下涂层是将上记物质用适当溶剂溶解或分散后调制成涂敷剂，再将此涂敷剂利用旋压、浸泡、挤压等涂敷方法涂在基板表面形成的。下涂层的厚度一般为0．005～20μm，最好在0．01～10μm。
基板12上(或下涂层)形成凹槽的表面上，有含色素的记录层14。作为其含有色素，有深蓝系色素、偶氮系色素、酞菁系色素、氧菁类系色素、甲撑吡咯色素等，优选深蓝系色素、偶氮系色素、氧菁类系色素，最优选深蓝系色素、氧菁类系色素。
含有色素记录层14是由例如，深蓝色色素、所需要的防褪色剂、粘合剂等溶于溶剂中制成涂敷剂，然后将其涂在形成凹槽的基板表面，形成涂膜后，干燥后形成的。
作为含有色素的记录层形成用的涂敷液的溶剂，有乙酸丁酯、溶纤剂乙酸盐等的酯；甲基乙基甲酮、环乙酮、甲基异丁基乙酮等的酮；二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、氯仿等的氯化碳氢化合物、N，N-二甲基甲酰胺等酰胺；环己烷等的碳氢化合物；四氢呋喃、***、二噁烷等醚；乙醇、n-丙醇、异丙醇、正丁醇、双丙酮醇等醇；2，3，3，3-四氟丙醇(Tetrafluoro-Propanol)等氟系溶剂；乙二醇一甲醚、乙二醇一***、丙二醇一甲基醚等乙二醇脂。上述溶剂考虑到化合物的溶解性，可单独或两种以上组合使用。根据不同目的，可在涂敷液中添加防氧化剂、UV吸收剂、可塑剂、润滑剂等添加剂。
作为有代表性的防褪色剂有亚硝基化合物、金属配位化合物、二酮镆(dione monium)盐、胺鎓盐等。这些物质也同时在日本特开平2-300288号、3-224793号、4-146189号等公报中有记载。使用褪色防止剂时，使用量与色素量之比通常为0．1～50重量％，优选是在0．5～45重量％，更优选是在3～40重量％，最优选是在5～25重量％。
作为粘合剂有明胶、纤维素衍生物、葡聚糖、松脂、橡胶等天然有机高分子物质；聚胺酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚异丁撑等碳氢化合物树脂；聚氯乙烯、聚氯乙烯叉、聚氯乙烯·聚醋酸乙烯酯共聚体等乙烯树脂；聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯树脂；聚乙烯醇、氯化聚乙烯、环氧树脂、丁醛树脂、橡胶衍生物、苯酚甲醛树脂等热硬化树脂的初期缩合物等的合成有机高分子。作为记录层14的材料和粘合剂并用时，粘合剂使用量对100重量份的色素量时，粘合剂的重量份为0．2～20重量份、优选0．5～10重量份、更优选1～5重量份。如此调制的涂敷液中色素浓度一般为0．01～10重量％、优选在0．1～5重量％。
作为涂敷方法有喷射法、旋压法、浸泡法、滚压法、刮板法、滚动涂胶法、网板印刷法等。含色素记录层14既可是单层也可是多层。含有色素的记录层14的层厚一般为20～500nm，优选50～300nm。本发明的光盘的含色素记录层14的厚度，在凹槽内优选厚度为130～200nm(更优选140～190nm，最优选145～185nm)。凸棱部的含色素记录层14优选厚度为50～150nm(更优选60～120nm)。
为提高信息播放时的反射率，在上记记录层14上加设了反射层16。反射层16的材料是对激光反射率高的光反射性物质，例如，Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Bi等金属、半金属或不锈钢。其中，优选的物质是Cr、Ni、Pt、Cu、Ag、Au、Al及不锈钢。这些物质即可单独使用，也可两种以上组合或作为合金使用。反射层16由上记反射性物质经蒸镀、喷溅、或离子电镀等方法在记录层14上形成。反射层16的厚度一般为10～800nm、优选20～500nm、更优选50～300nm更好。
因要对记录层14等进行物理及化学的保护，所以在反射层16上加设了保护层18。此保护层18也可作为提高基板12的未设置记录层14一侧的耐伤性、耐湿性的目的而设置。保护层18所利用的材料有例如SiO、SiO2、MgF2、SnO2、Si3N4等无机物质，热可塑性树脂、热硬化性树脂、UV硬化性树脂等有机物质。保护层18不一定必须设置。
保护层18经塑料压制加工得到的胶片、粘合层在反射层及或基板12上由层压制件形成。或用真空蒸镀、喷溅、涂敷也可制成。用热可塑性树脂、热硬化性树脂时，将其溶于适当的溶剂中，调制成涂敷液，将其涂敷干燥后成型。用UV硬化性树脂时，将其直接或溶解于适当的溶剂中调制成涂敷液涂敷后，经UV光照射硬化后成型。可根据不同的目的在这些涂敷液中添加防静电剂、防氧化剂、UV吸收剂等添加剂。保护层18厚度一般在0．1～100μm之间。
由以上工艺，可在基板12上制作记录层14、反射层16、及保护层18组成的积层体20。所制成的积层体20、和积体层20的基板12尺寸大致相同的圆盘状保护基板22用粘合剂24粘合而成，使记录层14成为内侧，制成只一侧有记录层的DVD-R型光记录媒体10。粘合剂既可用前述保护层18成型所使用的UV硬化性树脂，也可用合成粘合剂。或两面胶带也可以用。粘合后的光记录媒体厚度优选为1．2±0．2mm。
所制成的DVD-R型光记录媒体的记录再放，例如按下所述进行。
首先，一边使光记录媒体按所定的定线速度(3．84m／秒)或定角速度旋转，一边从基板侧将半导体激光等记录用的激光经光学***集光、照射。经激光照射，使得记录层的照射部分将激光吸收后局部温度上升，发生物理或化学的变化，从而使光学特性发生变化，由此信息被记录。作为记录光、可视区域的激光，通常使用有振荡波长在600～700nm(优选620～680nm，更优选630～660)的半导体激光电子束。记录光通过由NA在0．55～0．7之间的光学***集光较为理想。
如上所述，被记录的信息再放是通过，一边使光记录媒体按所定的定线速度旋转一边使与记录时波长相同的半导体激光从基板侧照射，并检测出其反射光实现的。
本发明中，因为凸棱上的槽(LPP)只在邻接两条凹槽中一条凹槽侧上开口，另一凹槽侧上不开口，所以在其它凹槽的记录层形成槽时，此凸棱就成为保护壁，阻止因记录层材料膨胀而波及到LPP。由此，能得到所希望的槽长度，进行正确记录。此外，本发明因LPP是在邻接两条凹槽中一条凹槽侧上形成的，所以LPP信号中读取地址信息时，需要的脉冲变大，不需要的脉冲会消失(或变小)。由此，在可以正确读取地址信息的同时，也可以减低对RF信号的噪音。
如上所述，在本实施方案中，例举了基板表面上设置了含色素记录层、反射层、保护层所形成的积层体、和基板尺寸大致相同的圆盘状保护基板、使记录层成为内侧，经粘合后，制成的只一侧有记录层的DVD-R型光记录媒体。本发明中，可以制作两枚在基板表面上设置了含色素记录层、反射层、保护层所形成的积层体，本发明也能适用于将两枚积层体各自的记录层置于内侧进行接合的构造的两面都有记录层的光记录媒体。
在本实施方案中，所例举了DVD-R型光记录媒体，本发明能适用于能由LPP记录地址信息的光记录媒体，如能适用于可重复写入的DVD-RW数码录像盘、CD-R、MO等装置。
实施例1
由射出成型法制作成表面有螺旋状凹槽(凸棱)及LPP的聚碳酸盐基板〔厚：0．6mm、外圆直径：120mm、内圆直径：15mm、帝人(株)制作，商品名：聚碳酸树脂(Panlite)AD5503〕。
凹槽槽深、槽宽、槽距、槽的倾斜部分的宽度，如下所述。且槽深度D、槽宽W、槽倾斜部宽度(W1-W2)／2，各按图5标出的所定义。且槽深、槽宽、槽距、槽的倾斜部分的宽度的测定是在原子间力显微镜(AFM)下进行。
槽深度D：150nm
槽宽W：300nm
槽距：740nm
槽倾斜部宽度(W1-W2)／2：120nm(单侧60nm)
凸棱宽度平均值(通常的凸棱宽度a)为0．44μm。只在凸棱内周一侧的凹槽侧有开口形成LPP。LPP的形状如图4B所示的欠缺一部分的长圆，凸棱最窄宽度b为0．1μm，LPP长度L为0．5μm，且比(a／b)为5／22。
将1g氧菁类色素溶于100ml的2，2，3，3-四氟-1-丙醇，得到形成吸光层所用的涂敷液，将此液体在旋转数为300～3000rpm的变化下，用旋压法涂于基板的有凹槽面上，干燥后形成吸光层。用SEM测量吸光层断面后得知吸光层厚度为：在凹槽内为110nm，在凸棱上为70nm。
化1
Figure 0012467800101
在氩气介质中，利用DC喷溅法在吸光层上由Au形成厚度约为100nm的反射层。且，容器内压力为0．8Pa。
将UV硬化性树脂(商品名：[SD-318]，大日本油墨化学工业(株)制)在旋转数为300rpm～4000rpm变化下，用旋压法涂在反射层上。之后，用高压水银灯从其上面照射紫外线，使其***，形成8μm厚的保护层。表面硬度为相当于铅笔2H的硬度。这样，在基板上，就得到了以吸光层、反射层、及保护层为顺序的积层体。
另外，准备只形成保护层的用聚碳酸盐制的圆盘状保护基板(直径：120mm，厚度：0．6mm)，用上述制得的积层体和只形成保护层的基板，以基板侧为内侧进行叠合，为使贴合层的厚度为17μm，利用了CIBA公司的紫外线硬化型丙烯酸酯粘合剂[XNR5522]进行贴合，粘合剂的层厚为40μm。
据以上工艺，依本发明制成了DVD-R型光盘。
比较例1
除在邻接两侧凹槽侧有开口所形成LPP外，其它的都和实施例1一样，制成比较用的DVD-R型光盘，LPP形状如图6所示，两侧为缺一部分的长圆，LPP长度为0．5μm。
〔测定记录前的LPP信号强度〕
对于上记实施例和比较例的DVD-R型光盘，对推挽信号，由凸状信号的振幅来测定记录前的LPP信号强度。
〔对光盘的评价〕
对于上记实施例和比较例的DVD-R型光盘，用DDU1000(Pulse tee公司制)评价机，将波长为635nm，(NA在0．6，拾波器)定线速度3．8m／s，调制频率为0．935MHz的激光信号用能源-9mW记录下来。
对记录后的光盘，利用惠普公司的调节磁畴测定器[53310A]测定3T槽的失真(pitjetter)。3T槽的失真(pitjetter)的数值越小，表示槽的不规则分布就越少。结果如表1所示。
表1       失真(jetter)        LPP信号振幅
实施例    7．9％              0．03
比较例    8．6％              0．03
从表1结果可知，按本发明制的DVD-R型光盘(实施例1)，LPP信号振幅大、为0．03，足能充分读取地址信息。因3T槽的失真(pitjetter)的数值小，可得到稳定的记录再放特性。另一方面，当用比较用的DVD-R型光盘(比较例1)时，LPP信号振幅同是0．03，但3T槽的失真(pitjetter)的数值大，易产生数码信号读取错误等，不能得到满意的记录再放特性。
本发明的光记录媒体，有阻止因记录时记录层材料产生膨胀而波及到LPP的影响，使能得到所希望的槽长，达到正确记录的效果。
本发明的光记录媒体还有能使在LPP信号中，读取地址信息时所需要的脉冲变大，不需要的脉冲变小，由此，在可以正确读取地址信息的同时，减低对RF信号的噪音的效果。

Claims (1)

1、一种光记录媒体，其特征在于：与螺旋状或同心圆状凹槽形成的同时，在邻接的凹槽之间的凸棱上，只在邻接的凹槽中的一条凹槽侧的侧壁上有开口，此预先形成的槽记录此条凹槽的地址信息。
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