JP2008310922A

JP2008310922A - 情報記録媒体及びこの媒体を用いたディスク装置

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Publication number: JP2008310922A
Application number: JP2007160307A
Authority: JP
Inventors: Kazuyo Umezawa; 和代梅澤; Seiji Morita; 成二森田; Koji Takazawa; 孝次高澤; Naomasa Nakamura; 直正中村; Naoki Morishita; 直樹森下; Shinichi Katsuta; 伸一勝田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-12-25
Also published as: US20080310280A1; US8422353B2; US20120026851A1; CN101329882A; CN101930769A; US20120026854A1; US8059523B2; US8437242B2; CN101930769B; US20100246366A1

Abstract

【課題】特に４５０ｎｍ以下の短波長レーザで記録再生を行う、多層記録層を有する情報記録媒体においても、内周から外周まで良好な信号特性を得ることが可能な情報記録媒体及びこの媒体を用いたディスク装置を提供する
【解決手段】複数の記録層を有し、４５０ｎｍ以下の半導体レーザーを用いて情報を記録再生することが可能な情報記録媒体において、前記情報記録媒体に記録された前記情報を再生するときに前記情報の最短マーク長と最短スペース長の繰り返しパターンの周波数をｘとすると、ｘ／３２４０〜ｘ／１９０の周波数範囲において、和信号を所定の測定器を用いて検出したときに、この測定器によって検出された最も高いレベルの値とｘ／１９０におけるレベルの値との比が３２ｄＢよりも小さいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば青色レーザ光等のような短波長レーザ光による情報の記録再生を可能とした情報記録媒体、特に追記型情報記録媒体に関する。
本発明は、多層で情報の記録を可能とした情報記録媒体及びこの媒体を用いたディスク装置に関する。

光ディスクには、大きく分けて再生専用のＲＯＭディスク、追記型のＲディスク、書き換え型のＲＷまたはＲＡＭディスクの３種類がある。情報の大容量化に伴い、光ディスクにも大容量化と高転送レート化が求められている。大容量化という市場の要求に応えるべく、ＤＶＤ−Ｒでは同じレーザ波長の記録システムを用いた場合でも大容量化が可能となるように、通常の単層記録層から2層記録層を設けたディスクの開発が進められてきた。

ここで、更なる光ディスクの大容量化を行うために、ＨＤＤＶＤという種類の光ディスクが開発されている。データ容量は、ＨＤＤＶＤ−ＲＯＭやＲでは片面１５ＧＢと、今までのＤＶＤの４．７ＧＢと比較して３倍以上の大容量化を実現している。このようなＨＤＤＶＤ−Ｒの記録層には、有機色素材料が使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

しかしながら、このＨＤＤＶＤ‐Ｒの記録層２層化を行うのは、ＤＶＤ−Ｒの記録層２層化を行うよりも高密度であるためにはるかに難しく、特に、外周での信号特性劣化が深刻であった。
特開２００６−２０５６８３特開２００５−２７１５８７

本発明の目的は、特に４５０ｎｍ以下の短波長レーザで記録再生を行う、多層記録層を有する情報記録媒体においても、内周から外周まで良好な信号特性を得ることが可能な情報記録媒体及びこの媒体を用いたディスク装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明は、複数の記録層を有し、４５０ｎｍ以下の半導体レーザーを用いて情報を記録再生することが可能な情報記録媒体において、前記情報記録媒体に記録された前記情報を再生するときに前記情報の最短マーク長と最短スペース長の繰り返しパターンの周波数をｘとすると、ｘ／３２４０〜ｘ／１９０の周波数範囲において、和信号を所定の測定器を用いて検出したときに、この測定器によって検出された最も高いレベルの値とｘ／１９０におけるレベルの値との比が３２ｄＢよりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、４５０ｎｍ以下の波長を用いて記録再生を行う多層の記録層を有する情報記録媒体において、内周から外周まで良好な記録再生を行うことが可能となる。

本発明者らは、上記した課題を解決するため種々検討したところ、特に外周において、低周波数でのノイズが記録特性に大きく影響を及ぼしていることがわかった。例えば最短マーク長を０．２０４μｍとし、ディスクの回転線速度を６．６１ｍ／ｓとした場合、最短マーク最短スペースの繰り返しパターンの周波数は１６．２ＭＨｚとなる。この周波数をｘとし、

ｘ／３２４０〜ｘ／１９０
の式に代入すると、
５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚの間となる。この周波数帯でスペクトルアナライザを用いて測定を行う。スペクトルアナライザの設定は、ＲＢＷ（Resolution Band Width）を１ｋＨｚ、ＶＢＷ（Video Band Width）を１ｋＨｚとし、６４回波形を取り込んで平均化した。このとき、８５ｋＨｚの値をノイズレベルとし、５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚの間のピーク値をキャリアレベルとし、Ｃ／Ｎは（キャリアレベル-ノイズレベル）とした。

このＣ／Ｎの値が３２ｄＢより大きいと、外周での特性が悪化していることが判明した。Ｃ／Ｎは３２ｄＢよりも小さければ小さいほど好ましい。
図１に、本実施例における情報記録媒体の５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚにおけるＬ１のＣ／Ｎと、ｒ＝５７ｍｍでのＰＲＳＮＲとの関係を示す。ＰＲＳＮＲはPartial Response Signal to Noise Ratioの略で、値が大きいほど良好な信号特性を示す。本実施例では１２以上でドライブによるデータの読み取りが可能となり、１５以上が好ましい値となる。

以下、図面を参照してこの発明の種々な実施の形態を説明する。図２は、この発明の一実施の形態に係る光ディスク（具体例として追記型の片面２層光ディスク）１００の構成例を説明する図である。図２（ａ）（ｂ）に例示されるように、この光ディスク１００は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂材料で円盤状に形成された透明樹脂基板１０１を備えている。この透明樹脂基板１０１には、同心円状またはらせん状に溝（グルーブ）が形成されている。この透明樹脂基板１０１は、スタンパを用いて射出成形により製造することができる。

ここで、ポリカーボネート等の０．５９ｍｍ厚透明樹脂基板１０１上に第１層目（Ｌ０）の有機色素記録層１０５および光半透過反射層１０６を順に積層し、その上にフォトポリマー（２Ｐ樹脂）１０４をスピンコートする。そして、その上に第２層目（Ｌ１）の溝（グルーブ）形状を転写して第２層目の有機色素記録層１０７および銀または銀合金等の反射膜１０８を順に積層する。こうしてＬ０およびＬ１の記録層が積層されたものに、他の０．５９ｍｍ厚の透明樹脂基板（あるいはダミー基板）１０２が、ＵＶ硬化樹脂（接着層）１０３を介して貼り合わされる。上記有機色素の記録膜（記録層１０５および１０７）は、半透過反射層１０６及び中間層１０４を挟む２層構造となっている。こうして出来上がった貼り合わせ光ディスクの合計厚は、ほぼ１．２ｍｍとなる。

ここで、透明樹脂基板１０１上あるいはフォトポリマー１０４上には、例えばトラックピッチ０．４μm、深さ６０ｎｍのらせん状グルーブが（Ｌ０とＬ１の各層に）形成されている。このグルーブはウォブルしており、アドレス情報はこのウォブル上に記録されている。そして、この透明樹脂基板１０１あるいはフォトポリマー１０４上に、そのグルーブを充填するように、有機色素を含む記録層１０５、１０７が形成される。

この記録層１０５、１０７を形成する有機色素としては、その最大吸収波長領域が記録波長（例えば４０５ｎｍ）よりも長波長側にシフトしているものを用いることができる。また、記録波長領域において吸収が消滅しているのではなく、その長波長領域（例えば４５０ｎｍ〜６００ｎｍ）でも相当の光吸収を有するように設計される。

上記有機色素（具体例は後述）は、溶媒に溶かすことで液体とし、スピンコート法により透明樹脂基板面に容易に塗布することができる。この場合、溶媒による希釈率、スピン塗布時の回転数を制御することにより、膜厚を高精度に管理することができる。

なお、情報記録前のトラック上を記録用レーザ光によりフォーカシングまたはトラッキングした場合は、低光反射率である。その後、レーザ光により色素の分解反応が生じ、光吸収率が低下することにより、記録マーク部分の光反射率が上昇する。このため、レーザ光を照射して形成した記録マーク部分の光反射率が、レーザ光照射前の光反射率よりも高くなるという、いわゆるＬｏｗ−ｔｏ−Ｈｉｇｈ（またはＬ to Ｈ）の特性を実現している。

この発明の一実施の形態において、透明樹脂基板１０１およびフォトポリマー（２Ｐ樹脂）１０４上に存在するＬ０層およびＬ１層に適用される物理フォーマットとしては、例えば以下のものがある。すなわち、追記型片面２層ディスクの一般パラメータは１層ディスクの一般パラメータとほとんど同じであるが、以下の点で異なる。ユーザが使用可能な記録容量は３０ＧＢであり、データ領域の内半径がレイヤー０（Ｌ０層）では２４．６ｍｍであり、レイヤー１（Ｌ１層）では２４．７ｍｍであり、データ領域の外半径が５８．１ｍｍ（レイヤー０、レイヤー１共通）である。

図２（ａ）の光ディスク１００において、システムリードイン領域ＳＬＡは、図２（ｃ）に例示されるようにコントロールデータセクションを含み、このコントロールデータセクションは、物理フォーマット情報等の一部として、記録パワー（ピークパワー）、バイアスパワー等の記録に関するパラメータを、Ｌ０およびＬ１それぞれに対して含んでいる。

また、光ディスク１００のデータ領域ＤＡ内のトラックには、図２（ｄ）に例示されるように、所定の記録パワー（ピークパワー）およびバイアスパワーを伴うレーザにより、マーク／スペース記録が行われる。このマーク／スペース記録により、図２（ｅ）に例示されるように、例えば高精細ＴＶ放送番組等のオブジェクトデータ（ＶＯＢ等）とその管理情報（ＶＭＧ）が、データ領域ＤＡ内の（Ｌ０および／またはＬ１の）トラック上に記録される。

本発明の一実施形態において使用できるＬｔｏＨ型の有機色素として、色素部と対イオン（アニオン）部とからなるもの、有機金属錯体を使用することができる。色素部としては、シアニン色素、スチリル色素、ポルフィリン系色素、アゾ色素等を使用することができる。特に、シアニン色素、スチリル色素、アゾ色素は、記録波長に対する吸収率の制御がしやすく好適である。

ＬｔｏＨ型の有機色素の中でも、モノメチン鎖を有するモノメチンシアニン色素は、透明樹脂基板に塗布される記録膜を薄膜化することにより、極大吸収と記録波長域（４００ｎｍ〜４０５ｎｍ）での吸光度を０．３〜０．５付近、好ましくは０．４付近に容易に調整することができる。このため、記録再生特性を良くすることが可能で、かつ、光反射率、記録感度を共に良好に設計することができる。

有機色素のアニオン部としては、有機金属錯体とするのが光安定性の観点からも良好である。有機金属錯体は、コバルトまたはニッケルを中心金属とするものが、特に光安定性に優れている。

有機金属錯体としては、例えばアゾ金属錯体を使用することができ、２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール（ＴＦＰ）を溶媒とした場合の溶解性も良好であって、スピンコート用の溶液を容易に作ることができる。また、スピンコート後のリサイクルが可能なので、情報記録媒体製造のコストダウンを図ることができる。

なお、有機金属錯体は、ＴＦＰ液に溶解させ、スピン塗布することができる。特に、アゾ金属錯体が記録後に変形を生じにくいので、記録層を２層とする情報記録媒体に使用する場合、Ａｇ合金層の薄いＬ０用記録層には良好である。中心金属はＣｕ，Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙが使えるが、特に再生光耐性が良好なのはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｏであり、Ｃｕは遺伝毒性が無く、記録再生信号の品質が優良である。

中心金属を取り巻くリガンド（配位子）は様々なものが使用できる。たとえば下記構造式（Ｄ１）ないし（Ｄ６）で表される色素のようなものが使用される。ここに出てきたリガンドを組み合わせて他の構造にしてもよい。

また、図３は、本発明に使用できるＬｔｏＨ型有機色素層として使用し得る有機色素材料として、色素Ａ〜Ｄの４つの例を示している。色素Ａは、色素部（カチオン部）をスチリル色素、アニオン部をアゾ金属錯体１としたものである。色素Ｃは、色素部（カチオン部）をスチリル色素、アニオン部をアゾ金属錯体２としたものである。色素Ｄは、色素部（カチオン部）をモノメチンシアニン色素、アニオン部をアゾ金属錯体１としたものである。なお、有機金属錯体の単体も使用可能である。例えば、色素Ｂは、ニッケル錯体色素である。

ここで、下記一般式（Ｅ１）は、上記色素Ａ，Ｃの色素部となるスチリル色素の一般式を示し、下記一般式（Ｅ２）は、色素Ａ，Ｃのアニオン部となるアゾ金属錯体の一般式を示している。また、下記一般式（Ｅ３）は、上記色素Ｄの色素部となるモノメチンシアニン色素の一般式を示し、下記一般式（Ｅ４）は、色素Ｄのアニオン部となるアゾ金属錯体の一般式を示している。

上記スチリル色素の一般式において、Ｚ３は芳香環を表わし、その芳香環は置換基を有していてもよい。Ｙ３１は炭素原子またはヘテロ原子を表わしている。Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３は互いに同じか異なる脂肪族炭化水素基を表わし、それらの脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。Ｒ３４，Ｒ３５はそれぞれ独立に、水素原子または適宜の置換基を表わし、Ｙ３１がヘテロ原子である場合、Ｒ３４，Ｒ３５のいずれか一方または両方が存在しない。

また、上記モノメチンシアニン色素の一般式において、Ｚ１，Ｚ２は互いに同じか異なる芳香環を表わし、それらの芳香環は置換基を有していてもよい。Ｙ１１，Ｙ１２はそれぞれ独立に、炭素原子またはヘテロ原子を表わしている。Ｒ１１，Ｒ１２は脂肪族炭化水素基を表わし、それらの脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素原子または適宜の置換基を表わし、Ｙ１１，Ｙ１２がヘテロ原子である場合、Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６の一部または全部が存在しない。

この実施の形態で用いるモノメチンシアニン色素としては、置換基を１または複数有することのあるモノメチン鎖の両端に、置換基を１または複数有することのある、互いに同じか異なるイミダゾリン環、イミダゾール環、ベンゾイミダソール環、α−ナフトイミダゾール環、β−ナフトイミダゾール環、インドール環、イソインドール環、インドレニン環、イソインドレニン環、ベンゾインドレニン環、ピリジノインドレニン環、オキサゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ピリジノオキサゾール環、α−ナフトオキサゾール環、β−ナフトオキサゾール環、セレナゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、α−ナフトセレナゾール環、β−ナフトセレナゾール環、チアゾリン環、チアゾール環、イソチアゾール環、ベンゾチアゾール環、α−ナフトチアゾール環、β−ナフトチアゾール環、テルラゾリン環、テルラゾール環、ベンゾテルラゾール環、α−ナフトテルラゾール環、β−ナフトテルラゾール環、さらには、アクリジン環、アントラセン環、イソキノリン環、イソピロール環、イミダノキサリン環、インダンジオン環、インダゾール環、インダリン環、オキサジアゾール環、カルバゾール環、キサンテン環、キナゾリン環、キノキサリン環、キノリン環、クロマン環、シクロヘキサンジオン環、シクロペンタンジオン環、シンノリン環、チオジアゾール環、チオオキサゾリドン環、チオフェン環、チオナフテン環、チオバルビツール酸環、チオヒダントイン環、テトラゾール環、トリアジン環、ナフタレン環、ナフチリジン環、ピペラジン環、ピラジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、ピラゾロン環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピリリウム環、ピロリジン環、ピロリン環、ピロール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントレン環、フェナントロリン環、フタラジン環、プテリジン環、フラザン環、フラン環、プリン環、ベンゼン環、ベンゾオキサジン環、ベンゾピラン環、モルホリン環、ロダニン環等の環状核が結合してなる色素を挙げることができる。

また、モノメチンシアニン色素及びスチリル色素の一般式を通じて、Ｚ１〜Ｚ３は、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、キノリン環、キノキサリン環等の芳香環を表わし、それらの芳香環は置換基を１または複数有していてもよい。置換基としては、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の脂肪族炭化水素基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基、フェニル基、ビフェニリル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、キシリル基、メシチル基、ｏ−クメニル基、ｍ−クメニル基、ｐ−クメニル基等の芳香族炭化水素基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、フェノキシ基、ベンゾイルオキシ基等のエーテル基、メトキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等のエステル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、フェニルチオ基等のチオ基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、エチルスルファモイル基、ジエチルスルファモイル基、プロピルスルファモイル基、ジプロピルスルファモイル基、ブチルスルファモイル基、ジブチルスルファモイル基等のスルファモイル基、第一級アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジノ基等のアミノ基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロピルカルバモイル基、ジプロピルカルバモイル基等のカルバモイル基、さらには、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルフィノ基、スルホ基、メシル基等が挙げられる。なお、一般式において、Ｚ１及びＺ２は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。

モノメチンシアニン色素及びスチリル色素の一般式におけるＹ１１，Ｙ１２，Ｙ３１は炭素原子またはヘテロ原子を表わしている。ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子等の周期律表における第１５族及び第１６族の原子が挙げられる。なお、Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ３１における炭素原子は、例えば、エチレン基、ビニレン基等の２個の炭素原子を主体とする原子団であってもよい。また、モノメチンシアニン色素の一般式におけるＹ１１，Ｙ１２は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。

モノメチンシアニン色素及びスチリル色素の一般式におけるＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ３２，Ｒ３３は脂肪族炭化水素基を表わしている。脂肪族炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソプロペニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、２−ペンテニル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。この脂肪族炭化水素基は、Ｚ１〜Ｚ３におけるものと同様の置換基を１または複数有していてもよい。

なお、モノメチンシアニン色素の一般式におけるＲ１１，Ｒ１２と、スチリル色素の一般式におけるＲ１３，Ｒ３２，Ｒ３３とは、それぞれ、互いに同じものであっても異なるものであってもよい。

モノメチンシアニン色素及びスチリル色素の一般式におけるＲ１３〜Ｒ１６，Ｒ３４，Ｒ３５は、個々の一般式においてそれぞれ独立に、水素原子または適宜の置換基を表わしている。置換基としては、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の脂肪族炭化水素基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、フェノキシ基、ベンゾイルオキシ基等のエーテル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等のハロゲン基、さらには、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。なお、モノメチンシアニン色素及びスチリル色素の一般式において、Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ３１がヘテロ原子である場合には、Ｚ１及びＺ２におけるＲ１３〜Ｒ１６の一部または全部、また、Ｚ３におけるＲ３４，Ｒ３５の一方もしくは両方が存在しないこととなる。

また、上記アゾ金属錯体の一般式において、Ａ及びＡ´は窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子及びテルル原子から選ばれるヘテロ原子を１または複数含んでなる、互いに同じか異なる、例えば、フリル基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピペリジノ基、ピペリジル基、キノリル基、イソオキサゾリル基等の五員環〜十員環の複素環基を表わしている。この複素環基は、例えば、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基等の脂肪族炭化水素基、メトキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等のエステル基、フェニル基、ビフェニリル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｏ−クメニル基、ｍ−クメニル基、ｐ−クメニル基、キシリル基、メシチル基、スチリル基、シンナモイル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基、さらには、カルボキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基等の置換基を１または複数有していてもよい。

なお、一般式で表わされるアゾ系有機金属錯体を構成するアゾ化合物は、常法にしたがって、一般式に対応するＲ２１，Ｒ２２か、または、Ｒ２３，Ｒ２４を有するジアゾニウム塩と、分子内に、カルボニル基に隣接する活性メチレン基を有する、例えば、イソオキサゾロン化合物、オキサゾロン化合物、チオナフテン化合物、ピラゾロン化合物、バルビツル酸化合物、ヒダントイン化合物、ロダニン化合物等の複素環式化合物とを反応させることによって得ることができる。Ｙ２１，Ｙ２２は、例えば、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子等の、周期律表における第１６族の元素から選ばれる互いに同じか異なるヘテロ原子を表わしている。

一般式で表されるアゾ金属錯体は、通常、その１または複数が金属（中心原子）に配位してなる金属錯体の形態で用いられる。中心原子となる金属元素の例としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀等が挙げられ、特にコバルトが好ましい。

図４（ａ）は、上記色素Ａにおいて、照射されたレーザ光の波長に対する吸光度の変化を示している。図４（ｂ）は、上記色素Ｂにおいて、照射されたレーザ光の波長に対する吸光度の変化を示している。図４（ｃ）は、上記色素Ｃにおいて、照射されたレーザ光の波長に対する吸光度の変化を示している。

また、図５（ａ）は、上記色素Ｄにおいて、照射されたレーザ光の波長に対する吸光度の変化を示している。図５（ｂ）は、上記色素Ｄのアニオン部において、照射されたレーザ光の波長に対する吸光度の変化を示している。

図４及び図５に示す特性から明らかなように、各色素Ａ〜Ｄは、その最大吸収波長領域が記録波長（４０５ｎｍ）よりも長波長側にシフトしている。この実施の形態で説明する追記型光ディスクは、上記のような特性を有する有機色素を記録膜に含ませ、かつ、レーザ光照射前の光反射率よりもレーザ光照射後の光反射率が高くなる、いわゆるＬｔｏＨの特性を持たせるように構成することにより、青色レーザ光等のような短波長レーザ光を使用しても、保存耐久性、再生信号ＳＮ比、ビット誤り率等の点で優れ、高密度で十分に実用に適するレベルの性能をもって情報の記録再生を行なうことを可能としている。

すなわち、この追記型光ディスクは、有機色素を含む記録膜の極大吸収波長が記録用レーザ光の波長よりも長波長側にあるため、紫外線等の短波長の光の吸収を小さく抑えることができるので、光安定性に優れ、情報記録再生の信頼性が高くなる。

また、情報の記録時点では、光反射率が低いことから、反射拡散によるクロスライトが生じないため、隣接トラックに情報が記録されている状態であっても、再生信号ＳＮ比、ビット誤り率の劣化を少なくすることができる。さらに、熱に対しても、記録マークのコントラスト、解像度を高い品質で保持することができ、記録感度設計を容易に行なうことができる。

また、最大吸収波長領域が記録波長（４０５ｎｍ）よりも短波長側にシフトしているような色素を記録膜に用いた場合、この実施の形態で説明する追記型光ディスクは、レーザ光照射前の光反射率よりもレーザ光照射後の光反射率が低くなる、いわゆるＨｔｏＬの特性を持たせるように構成することにより、青色レーザ光等のような短波長レーザ光を使用しても、高反射率であり、再生信号ＳＮ比、ビット誤り率等の点で優れ、高密度で十分に実用に適するレベルの性能をもって情報の記録再生を行なうことを可能としている。

すなわち、この追記型光ディスクは、有機色素を含む記録膜の極大吸収波長が記録用レーザ光の波長よりも短波長側にあるため、紫外線等の短波長の光を吸収、あるいは多少反射させることができるので、光安定性に優れ、情報記録再生の信頼性が高くなる。

さらに、熱に対しても、記録マークのコントラスト、解像度を高い品質で保持することができ、記録感度設計を容易に行なうことができる。
アゾ化合物は芳香環を持っており、その芳香環の構造はもちろんのこと、芳香環に様々な置換基を持たせることで、記録特性や保存特性、再生安定性などを最適化することが可能となる。この置換基は、嵩高いほど再生光耐久性が向上する傾向にあるが、記録時の感度も悪くなる傾向にあるため、どちらの特性も良好となるような置換基の選択が重要となる。また、この置換基は、溶剤への溶解度にも関与している。

これまで（記録レーザ波長が６２０ｎｍより長いもの）の色素系情報記録媒体の記録メカニズムと異なり、本願発明が関係する短波長レーザ記録（記録波長が例えば４０５ｎｍ）ではその記録メカニズムが基板や色素膜体積の物理的変化でない。レーザ記録波長での光の吸収が存在するため、再生時、色素に記録時よりも弱いレーザを照射することによって、熱または光により記録層内の色素分子の配向変化、あるいは、色素分子内の立体配座の変化が徐々に生じてしまうが、色素分子内に嵩高い置換基が存在することにより、これらの変化を生じにくくする効果があると考えられる。これが、嵩高い置換基が再生光耐久性向上に寄与する理由である。

このときの嵩高い置換基とは、色素分子内芳香環に置換している炭素３つ以上からなる置換基を指し、例えば、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、１−メチルプロピル基、２−メチルプロピル基、ｎ−ペンチル基、１−エチルプロピル基、１−フェニルプロピル基、１−メチルブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、１，１−ジメチルプロピル基、１，１−ジフェニルメチル基、１，２−ジメチルプロピル基、２，２−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、１，１−ジメチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブチル基、１−エチルブチル基、２−エチルブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、などがある。ここで、置換基の中には、酸素、硫黄、窒素、珪素、フッ素、臭素、塩素、ヨウ素など炭素以外の原子を含んでも良い。

本実施例で用いるアゾ色素の一般式２種を下記式（１）、式（２）に示す。

ここで、Ｚ１〜Ｚ４の少なくともいずれかひとつには芳香環が入り、その芳香環はＺ１からＺ４でそれぞれ異なってもよい。この芳香環はイミダゾリン環、イミダゾール環、ベンゾイミダソール環、α−ナフトイミダゾール環、β−ナフトイミダゾール環、インドール環、イソインドール環、インドレニン環、イソインドレニン環、ベンゾインドレニン環、ピリジノインドレニン環、オキサゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ピリジノオキサゾール環、α−ナフトオキサゾール環、β−ナフトオキサゾール環、セレナゾリン環、セレナゾール環、ベンゾセレナゾール環、α−ナフトセレナゾール環、β−ナフトセレナゾール環、チアゾリン環、チアゾール環、イソチアゾール環、ベンゾチアゾール環、α−ナフトチアゾール環、β−ナフトチアゾール環、テルラゾリン環、テルラゾール環、ベンゾテルラゾール環、α−ナフトテルラゾール環、β−ナフトテルラゾール環、さらには、アクリジン環、アントラセン環、イソキノリン環、イソピロール環、イミダノキサリン環、インダンジオン環、インダゾール環、インダリン環、オキサジアゾール環、カルバゾール環、キサンテン環、キナゾリン環、キノキサリン環、キノリン環、クロマン環、シクロヘキサンジオン環、シクロペンタンジオン環、シンノリン環、チオジアゾール環、チオオキサゾリドン環、チオフェン環、チオナフテン環、チオバルビツール酸環、チオヒダントイン環、テトラゾール環、トリアジン環、ナフタレン環、ナフチリジン環、バルビツール酸環、ピペラジン和、ピラジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、ピラゾロン環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリドン環、ピリミジン環、ピリリウム環、ピロリジン環、ピロリン環、ピロール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントレン環、フェナントロリン環、フタラジン環、プテリジン環、フラザン環、フラン環、プリン環、ベンゼン環、ベンゾオキサジン環、ベンゾピラン環、モルホリン環、ロダニン環等の環状核が結合してなる。

また、色素部（カチオン部）とアニオン部を有する有機色素の場合、色素材料部分としては図示しないがシアニン色素、スチリル色素、モノメチンシアニン色素、アゾ色素を用いることができる。

＜実施例＞
表面に同心円またはスパイラル形状のグルーブ及びランドが形成された、１２０ｍｍの直径、０．６ｍｍの厚さを有する例えばポリカーボネート等の透明樹脂基板を用意した。

そして、上記式（Ｄ１）で表される有機色素の１．２ｗｔ％２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール（ＴＦＰ）溶液を調製した。
続いて、上記透明樹脂基板上に、スピンコートによりＴＦＰ溶液を塗布し、有機色素層を形成した。塗布後の有機色素層のグルーブ底からの厚みは６０ｎｍとした。得られた有機色素層上にＡｇ合金の光反射層をスパッタリングにより１００ｎｍ積層し、有機色素層と光反射層とが積層された記録層を得た。

さらに、光反射層上に、ＵＶ硬化樹脂をスピンコートし、０．６０ｍｍの厚さを有するもう１枚の透明樹脂基板１０２を貼り合わせて、片面２層追記型情報記録媒体を得た。

上記式（Ｄ１）の色素は有機金属錯体であった。
以上のようにして作製した情報記録媒体（片面２層Ｒの評価ディスク）を用いて再生信号の評価実験を行った。
評価に用いた装置は、パルステック社製の光ディスク評価装置ＯＤＵ−１０００であり、この装置のレーザの波長は４０５ｎｍ、ＮＡは０．６５である。記録再生時の線速度は６．６１ｍ／ｓとした。記録信号は８−１２変調されたランダムデータであり、図６に示すような、記録パワー（ピークパワー）と２種類のバイアスパワー１，２を含むレーザ波形を用いて情報の記録を行った。その際の記録条件を、以下に述べる。

・記録条件（ライトストラテジ：ＷｒｉｔｅＳｔｒａｔｅｇｙの情報）の説明
標準速について、最適な記録パワーを調べる時に使用する記録波形（記録時の露光条件）について図６を用いて説明する。記録時の露光レベルとして記録パワー（ピークパワー：Ｐｅａｋｐｏｗｅｒ）、バイアスパワー１（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ１）、バイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）、バイアスパワー３（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ３）の４レベルを持ち、長さの長い（４Ｔ以上の）記録マーク９形成時には記録パワー（ピークパワー：Ｐｅａｋｐｏｗｅｒ）とバイアスパワー３（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ３）の間でマルチパルスの形で変調される。この実施の形態ではチャネルビット長Ｔに対する最小マーク長は２Ｔとなっている。この２Ｔの最小マークを記録する場合には、図７に示すように、バイアスパワー１（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ１）の後で記録パワー（ピークパワー：Ｐｅａｋｐｏｗｅｒ）レベルの１個のライトパルスを使用し、ライトパルスの直後は一度バイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）になる。３Ｔの長さの記録マーク９を記録する場合には、バイアスパワー１（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ１）の後に来る記録パワー（ピークパワー：Ｐｅａｋｐｏｗｅｒ）レベルのファーストパルスとラストパルスの２個のライトパルスを露光した後、一旦バイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）になる。４Ｔ以上の長さの記録マーク９を記録する場合には、マルチパルスとラストパルスで露光した後、バイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）になる。

図６における縦の破線はチャネルクロック周期（Ｔ）を示す。２Ｔの最小マークを記録する場合にはクロックエッジからＴＳＦＰ遅れた位置から立ち上がり、その１クロック後のエッジからＴＥＬＰ後ろの位置で立ち下がる。その直後のバイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）になる期間をＴＬＣと定義する。ＴＳＦＰとＴＥＬＰ及びＴＬＣの値は、制御データゾーンＣＤＺ内の物理フォーマット情報ＰＦＩ内に記録されている。

３Ｔ以上の長い記録マーク形成時の場合には、クロックエッジからＴＳＦＰ遅れた位置から立ち上がり、最後にラストパルスで終わる。ラストパルスの直後はＴＬＣの期間バイアスパワー２（Ｂｉａｓｐｏｗｅｒ２）になるが、ラストパルスの立ち上がり／立ち下がりタイミングのクロックエッジからのずれ時間をＴＳＬＰ，ＴＥＬＰで定義する。また、先頭パルスの立ち下がりタイミングのクロックエッジから測った時間をＴＥＦＰで、さらに１個のマルチパルスの間隔をＴＭＰで定義する。

ＴＥＬＰ−ＴＳＦＰ、ＴＭＰ、ＴＥＬＰ−ＴＳＬＰ、ＴＬＣの各間隔は、最大値に対する半値幅で定義する。また、この実施の形態では、上記パラメーターの設定範囲を

０．２５Ｔ≦ＴＳＦＰ≦１．５０Ｔ（ｅｑ．０１）
０．００Ｔ≦ＴＥＬＰ≦１．００Ｔ（ｅｑ．０２）
１．００Ｔ≦ＴＥＦＰ≦１．７５Ｔ（ｅｑ．０３）
−０．１０Ｔ≦ＴＳＬＰ≦１．００Ｔ（ｅｑ．０４）
０．００Ｔ≦ＴＬＣ ≦１．００Ｔ（ｅｑ．０５）
０．１５Ｔ≦ＴＭＰ ≦０．７５Ｔ（ｅｑ．０６）
とする。
さらに、この実施の形態では、記録マークの長さ（Ｍａｒｋｌｅｎｇｔｈ）とその直前／直後のスペース長（Ｌｅａｄｉｎｇ／Ｔｒａｉｌｉｎｇｓｐａｃｅｌｅｎｇｔｈ）に応じて、上記各パラメーターの値を変化できるようにしている。

本実施例では最短マーク長を０．２０４μｍとし、ディスクの回転線速度を６．６１ｍ／ｓとしたので、最短マーク最短スペースの繰り返しパターンの周波数は１６．２ＭＨｚとなる。この周波数をｘとし、

ｘ／３２４０〜ｘ／１９０
の式に代入すると、
スペクトラムアナライザで測定する範囲は５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚとなる。ここで、Ｎレベルは８５ｋＨｚで−８９．８ｄＢｍ、最も高いレベル（Ｃレベル）は−６６．７ｄＢｍとなっていた。この結果より、Ｃ／Ｎは２３．１ｄＢ（＝Ｃレベルの値−Ｎレベルの値）であった。記録したときのＰＲＳＮＲは、Ｌ０の内周で１８．７、外周で１７．６、Ｌ１の内周で２３．１、外周で１７．０と内周から外周まで良好な記録特性を得ることができた。この最適記録パワー（最も良好なＳｂＥＲ、ＰＲＳＮＲが得られる記録パワー）で最短マークである２Ｔの繰り返し記録を行い、キャリアレベル（Ｃｓｔ）をスペクトラムアナライザで測定すると、−４３．５ｄＢであった。Ｃｓｔ／Ｃ＝２３．２ｄＢとなった。

キャリアレベル（Ｃｓｔ）とは、最適記録パワーで２Ｔの繰り返し記録を行ったあと再生し、この再生信号の振幅の大きさの平均値を示すものである。
＜比較例＞
実施例と同様に情報記録媒体を作製し、記録を行った。ここで、５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚの範囲でのＮレベルは８５ｋＨｚで−８９．０ｄＢｍ、Ｃレベルは−４９．７ｄＢｍとなっていた。この結果より、Ｃ／Ｎは３９．３ｄＢであった。記録したときのＰＲＳＮＲは、Ｌ０の内周で２０．９、外周で１９．８、Ｌ１の内周で２１．２、外周で１１．４とＬ０とＬ１の内周では良好な記録特性を得ることができたが、外周では特性が悪かった。このときの最適記録パワー（最も良好なＳｂＥＲ、ＰＲＳＮＲが得られる記録パワー）で最短マークである２Ｔの繰り返し記録を行い、Ｃｓｔをスペクトラムアナライザで測定すると、−４５．０ｄＢであった。Ｃ／Ｃｓｔ＝４．７ｄＢとなった。

この比較例では、上記実施例と同様に情報記録媒体を作製したにも関わらず、外周では特性が悪いのが分かる。これは、２層で高密度であるために外周での信号特性が劣化してしまうからである。

本発明は、このような特性劣化する媒体を上述したような方法で簡単に評価でき、内周から外周まで良好な信号特性を得ることが可能な媒体のみを選定することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、本発明は２層ディスクだけでなく将来実用化されるであろう３層以上の記録層を持つ光ディスクにおいても実施可能である。

次に、上述した光ディスクに記録された情報を再生する光ディスク装置について説明する。図７は、光ディスクを再生するための光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、光ディスクは例えば図２に示した片面２層タイプの光ディスクである。光源には短波長の半導体レーザ光源１２０が用いられる。その出射光の波長は、例えば４００ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲の紫色波長帯のものである。半導体レーザ光源１２０からの出射光１１０は、コリメートレンズ１２１により平行光となり偏光ビームスプリッタ１２２、λ／４板１２３を透過して、対物レンズ１２４に入射される。その後、光ディスクＤの基板を透過し、各情報記録層に集光されるようになっている。光ディスクＤの情報記録層による反射光１１１は、再び光ディスクＤの基板を透過し、対物レンズ１２４、λ／４板１２３を透過し、偏光ビームスプリッタ１２２で反射された後、集光レンズ１２５を透過して光検出器１２６に入射される。

光検出器１２７の受光部は、通常複数に分割されておりそれぞれの受光部から光強度に応じた電流を出力する。出力された電流は、図示しないＩ／Ｖアンプ（電流電圧変換）により電圧に変換された後、演算回路１４０に入力される。入力された電圧信号は、演算回路１４０によりチルト誤差信号及びＨＦ信号及びフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号などに演算処理される。チルト誤差信号はチルト制御を行うためのものであり、ＨＦ信号は光ディスクＤに記録された情報を再生するためのものであり、フォーカス誤差信号はフォーカス制御を行うためのものであり、またトラック誤差信号はトラッキング制御を行うためのものである。

対物レンズ１２４はアクチュエータ１２８にて上下方向、ディスクラジアル方向、およびチルト方向(ラジアル方向または／およびタンジェンシャル方向)に駆動可能であり、サーボドライバ１５０によって光ディスクＤ上の情報トラックに追従するように制御される。なお、チルト方向には２種類ある。光ディスクの中心に向かってディスク面が傾くことで生じる「ラジアルチルト」と、トラックの接線方向に生じる「タンジェンシャルチルト」とがある。このうちディスクの反りで一般に生じるのはラジアルチルトである。単にディスク製造時に生じるチルトだけではなく、経年変化や使用環境の急変で生じるチルトも考慮する必要がある。このような光ディスク装置を用いて、本発明の光ディスクを再生することができる。

また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

Ｌ１層の５ｋＨｚ〜８５ｋＨｚでのＣ／Ｎと、ｒ＝５７ｍｍでのＬ１のＰＲＳＮＲとの関係を示す図。本発明の一実施形態に係る光ディスクの構成例を説明する図。ＬｔｏＨ型有機色素層として使用し得る有機色素材料の例を表す図。色素毎のレーザー光波長と吸光度との関係を表す図。色素毎のレーザー光波長と吸光度との関係を表す図。追記型形情報記憶媒体上に記録される書替え可能データのデータ記録方法を表す波形図。光ディスクを再生するための光ディスク装置の概略構成を示すブロック図。

符号の説明

１００…光ディスク（具体例として片面２層の追記型光ディスク）、１０１…Ｌ０層側のポリカーボネート基板、１０２…Ｌ１層側のポリカーボネート基板（ダミー基板）、１０３…紫外線硬化樹脂（接着層）、１０４…中間層、１０５…Ｌ０記録層、１０６…Ｌ０反射層（レーザ光に対して半透過性）、１０７…Ｌ１記録層、１０８…Ｌ１反射層（片面３層ならレーザ光に対して半透過性、片面２層ならレーザ光を完全反射）

Claims

複数の記録層を有し、４５０ｎｍ以下の半導体レーザーを用いて情報を記録再生することが可能な情報記録媒体において、
前記情報記録媒体に記録された前記情報を再生するときに前記情報の最短マーク長と最短スペース長の繰り返しパターンの周波数をｘとすると、
ｘ／３２４０〜ｘ／１９０の周波数範囲において、和信号を所定の測定器を用いて検出したときに、この測定器によって検出された最も高いレベルの値とｘ／１９０におけるレベルの値との比が３２ｄＢよりも小さいことを特徴とする情報記録媒体。
前記記録層における記録膜材料は少なくとも１つの層において有機色素を用いることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
複数の記録層を有し、４５０ｎｍ以下の半導体レーザーを用いて情報を記録再生することが可能な情報記録媒体において、
前記情報記録媒体に記録された前記情報を再生するときに前記情報の最短マーク長と最短スペース長の繰り返しパターンの周波数をｘとすると、
ｘ／３２４０〜ｘ／１９０の周波数範囲において、和信号を所定の測定器を用いて検出したときに、この測定器によって検出された最も高いレベルの値と比較して、前記最短マーク長と前記最短スペース長の繰り返しパターンにおける振幅の平均値が１０ｄＢよりも大きいことを特徴とする情報記録媒体。
前記請求項１または請求項３記載の情報記録媒体にレーザ光を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射された前記レーザ光からの反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段によって受光された前記反射光に基づいて、前記両面光ディスクを再生する再生手段とを有することを特徴とするディスク装置。