JP2521178B2 - 光学的記録媒体円盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は光学的記録媒体円盤、特にコンパクト・ディ
スクに対して互換性のある追記型光学的記録媒体円盤に
関する。

【従来の技術】

各種の情報信号を高い記録密度で記録することについ
ての要望が高まるにつれて、近年になって色々な構成原
理や動作原理に基づいて作られた情報記録媒体を用いて
情報信号の高密度記録再生が行なわれるようになり、例
えば、情報記録媒体の信号面に情報信号に応じた凹凸を
形成させて情報信号の記録を行い、記録された情報信号
を光学的な手段によって再生するようにした記録再生装
置が、映像信号や音声信号の記録再生用として既に実用
されている。 また、各種の技術分野における高密度記録再生の要求
に応じるために、情報記録媒体の記録層に情報信号によ
って強度変調されたビームを照射することにより、情報
記録媒体における記録層に情報信号に応じた物理変化あ
るいは化学変化を生じさせて情報信号の記録が行なわれ
るようにした情報記録媒体についても研究が行なわれる
ようになったが、近年、安定な動作を行う半導体レーザ
が容易に得られるようになったのに伴い、レーザ光を用
いて高密度記録再生を行うようにした各種の光学的記録
媒体（光ディスク）が既に実用化されたり、あるいは実
用化のための研究開発が行なわれている現状にあること
は周知のとおりである。 すなわち、幾何学的な凹部あるいは凸部として形成さ
れているビットにより情報信号が記録された原盤から大
量に複製された記録済み光ディスク（再生専用の光ディ
スク）が、例えばビデオ・ディスクやコンパクト・ディ
スク等として、一般の家庭にも普及し始めている他、１
回だけユーザが追加して記録できる光ディスク（追記型
光ディスク）や消去可能な光ディスクなどが、例えばオ
フィス用ファイルメモリ、その他の用途での実用化のた
めに盛んに研究開発が行なわれている。 ところで、情報信号が高密度記録されている情報記録
媒体から情報信号を再生する場合には、トラッキング制
御によって再生素子あるいは再生用のビームを情報信号
が記録されている記録跡に常に正確に辿らせるようにす
ることが行なわれていることは周知のとおりであり、前
記した各種形式の情報記録媒体に高密度に記録された情
報信号の再生に当っても、再生動作はトラッキング制御
動作の下に行なわれるようにされるのが通常である。 さて、情報記録媒体の信号面に情報信号と対応するビ
ットの配列によって、情報信号が高密度記録されている
形態の情報記録媒体の１つとして知られているコンパク
ト・ディスクは、780nmの光の波長に対して特定な関係
に設定されている深さのピットの配列によって情報信号
が信号面に記録されているとともに、それの信号面の全
面がアルミニウム等の薄膜により被覆された構成となさ
れていて、波長が780nmの光に対して信号面におけるラ
ンドの部分の反射率が70％〜90％となるように規定され
ており、情報記録媒体の信号面からの情報信号の読出し
を、波長が780nmの光のスポットによって行うようにし
ている。 そして、前記したコンパクト・ディスクからの情報信
号の読出しは、それの信号面におけるピットの部分から
の反射光の光量が、ピットの部分で生じる光の干渉の結
果としてランドの部分からの反射光の光量よりも減少し
た状態になることを利用して行なわれており、また、ト
ラッキング誤差情報も記録跡の部分からの反射光の光量
と、ランドの部分からの反射光の光量との差を用いて得
るようにされている。 さて、前記したコンパクト・ディスクの普及に伴い、
コンパクト・ディスク用の再生機を使用して再生の可能
なコンパクト・ディスクと互換性のある光ディスクとし
て、例えば、再生専用の記録済み領域と追記型光ディス
クとして使用できる記録領域を設けた構成形態の追記型
光ディスク、あるいは全面が記録領域になされている光
ディスクについての諸提案もなされるようになったが、
前記のように記録領域が設けられている構成形態の光デ
ィスクでは、記録時にもトラッキング制御が行なわれる
ように透明基板にトラッキング用の案内溝を設けてある
ような構成となされている。 ところで、コンパクト・ディスクとの互換性を備えて
いる光ディスクとしては、当然のことながらコンパクト
・ディスクについて定められている再生に関する諸規格
の内の反射率に関する規格値を満足するものでなければ
ならない。 そして、コンパクト・ディスクにおける反射率につい
ての規格値は、光ディスクの読出し側から波長が780nm
のレーザ光を入射させたときに、光ディスクの読出し側
からみて70％以上の反射率を有することが求められてい
るが、光ディスクの表面では約８％の反射損失が生じる
から、この光ディスクの表面での反射損失だけを考慮し
ただけでも、光ディスクの読出し側における反射率を70
％以上とするためには、金属の反射膜での反射率は少な
くとも80％以上が必要とされるのであり、コンパクト・
ディスクでは80％以上の反射率を示すアルミニウムの反
射膜を使用して、前記の反射率の規格値を満足させるよ
うにしていることは周知のとおりである（前記の反射率
はアルミニウム膜の成膜条件によって変化することはい
うまでもない）。 しかし、追記型の光ディスクにおいては、記録膜（記
録層）に記録が行なわれるために記録膜で記録のための
エネルギの吸収が生じ、また、既述のように追記型の光
ディスクでは記録時におけるトラッキング制御のため、
透明基板にはトラッキング制御用の案内溝を設けてある
ために、入射光が前記の案内溝によって回折されること
による光量損失も加わることにより、光ディスクの読出
し側における反射率をコンパクト・ディスクにおける反
射率の規格値にすることは従来困難とされていたが、近
年になって、例えば特開平２−42652号公報にも開示さ
れているように、トラッキング用の案内溝を備えている
透明基板におけるトラッキング用の案内溝が設けてある
方の板面上にスピンコート法の適用によって特殊な色素
系の記録膜と高い反射率を有する金による反射膜とを積
層させて、波長が780nmの光に対して信号面におけるラ
ンドの部分の反射率が70％〜90％というコンパクト・デ
ィスクで規定されている反射率が得られるような追記型
の光ディスクが提案された。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、前記した既提案の追記型の光ディスクで
は、金属の反射膜として高価な金を使用した反射膜を使
用すれば、波長が780nmの光に対して信号面におけるラ
ンドの部分の反射率が70％〜90％というコンパクト・デ
ィスクで規定されている反射率を示す追記型の光ディス
クが構成できるが、金属の反射膜として安価なアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を使用した場合には波長が
780nmの光に対して信号面におけるランドの部分の反射
率が70％〜90％というコンパクト・ディスクで規定され
ている反射率を示す追記型の光ディスクを構成させるこ
とが困難であった。

【課題を解決するための手段】

本発明はトラッキング用の案内溝が設けてある透明基
板と、前記した透明基板におけるトラッキング用の案内
溝が設けてある方の板面上に、屈折率NdがNd＝n₁−k₁i
で記録光の適量を吸収する有機色素材料を用いて、再生
時に所定の信号再生特性が得られるような記録状態に情
報の記録がなされる厚さとした有機色素材料膜を記録膜
として付着させ、また、前記した記録膜の屈折率Ndに対
して、|Nd|＞|Ne|,n₁＞n₂,k₁＞k₂の関係にある屈折率Ne
＝n₂−k₂iを有する材料により反射光量増強用干渉膜を
前記した記録膜上に付着させ、さらに前記した反射光量
増強用干渉膜上にアルミニウムまたはアルミニウム合金
による反射膜を付着させるとともに、透明基板における
トラッキング用の案内溝が設けてない方の面から入射さ
せた予め定められた波長を有する再生用の光による前記
した透明基板におけるトラッキング用の案内溝以外の部
分と対応する構成部分からの反射光量が入射光量に対し
て70％以上となるように前記した反射光量増強用干渉膜
の厚さを設定してなる光学的記録媒体円盤を提供する。

【作用】

トラッキング用の案内溝が設けてある透明基板におけ
るトラッキング用の案内溝が設けてある方の板面上に、
記録光の適量を吸収する有機色素材料による記録膜と、
反射光量増強用干渉膜と、アルミニウム膜またはアルミ
ニウム合金膜とを積層して構成させた光学的記録媒体円
盤における記録膜を構成する有機色素材料の屈折率Nd＝
n₁−k₁iと、反射光量増強用干渉膜の構成材料の屈折率N
e＝n₂k₂iとを、|Nd|＞|Ne|,n₁＞n₂,k₁＞k₂の関係にある
ようにし、また、前記の各層の厚さをそれぞれ所定の厚
さに選定することにより、透明基板におけるトラッキン
グ用の案内溝が設けてない方の面から入射させた予め定
められた波長を有する再生用の光による前記した透明基
板におけるトラッキング用の案内溝以外の部分と対応す
る構成部分からの反射光量が入射光量に対して70％以上
になされる。

【実施例】 以下、添付図面を参照して本発明の光学的記録媒体円
盤の具体的な内容を詳細に説明する。第１図は本発明の
光学的記録媒体円盤の一部の縦断面図、第２図は本発明
の光学的記録媒体円盤の反対率特性を示す曲線図、第３
図は各種の光学的記録媒体円盤の反射率の比較の説明に
使用される光学的記録媒体円盤の一部の縦断面図であ
る。 第１図において１はトラッキング用の案内溝G,G…が
設けてある透明基板であり、前記の透明基板１における
トラッキング用の案内溝G,G…が設けてある方の板面上
に、記録膜２と、反射光量補強用干渉膜３と、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金による反射膜４とが積層さ
れている。 前記した記録膜２はトラッキング用の案内溝G,G…が
設けてある透明基板１（例えば、ポリカーボネート樹脂
製の透明基板）におけるトラッキング用の案内溝G,G…
が設けてある方の板面上に、屈折率NdがNd＝n₁−k₁iで
記録光の適量を吸収する有機色素材料を用いて、再生時
に所定の信号再生特性が得られるような記録状態に情報
の記録がなされる厚さの有機色素材料膜として、例えば
スピンコート法を適用して構成される。なお前記の記録
膜２の形成時に適用されるスピンコート法で使用される
溶剤が透明基板１に損傷を与えるようなものであるとき
は、透明基板１上に透明な保護薄膜を形成させた後にそ
の透明な保護薄膜上にスピンコート法により記録膜２を
形成させるようにする。前記した有機色素材料の屈折率
Ndにおけるn₁は屈折率Ndの実数部であり、またk₁iは有
機色素材料の屈折率Ndの虚数部である。 前記した記録膜２の構成に使用される有機色素材料と
しては、例えば日本感光色素株式会社製の品番NK3219の
有機色素材料のようなインドレニン系シアニン色素材料
を用いることができる。 前記した有機色素材料の屈折率Ndは、Nd＝2.3−0.05i
である。そして、前記の有機色素材料をジアセトンアル
コールに溶解し、それをスピンコート法により所定の厚
さ、例えば40nmの厚さの膜に成膜して有機色素材料膜に
よる記録膜２を構成させることができる。 また、前記した反射光量増強用干渉膜３としては、前
記した記録膜2,の屈折率Ndに対して、|Nd|＞|Ne|,n₁＞n
₂,k₁＞k₂の関係にある屈折率Ne＝n₂−k₂iを有する材料
を用いて、真空蒸着法によって記録膜２上に所定の厚さ
に成膜したり、あるいは前記の材料がスピンコート法の
適用も可能なものであれば、スピンコート法により記録
膜２上に所定の厚さに成膜したりすることにより構成で
きる。なお、前記の反射光量増強用干渉膜３の形成時に
適用されるスピンコート法において使用される溶剤が、
記録膜２に損傷を与えるようなものであるときは、記録
膜２上に透明な保護薄膜を形成させた後にその透明な保
護薄膜上にスピンコート法により反射光量増強用干渉膜
３を形成させるようにする。 前記した反射光量増強用干渉膜３は、透明基板１にお
けるトラッキング用の案内溝G,G…を設けていない方の
面から入射させた予め定められた波長（780nm）を有す
る再生用の光による前記した透明基板１におけるトラッ
キング用の案内溝G,G…以外の部分と対応する構成部分
からの反射光量が入射光量に対して70％以上となされる
状態に前記した反射光量増強用干渉膜３の厚さが定めら
れるのである。第２図は横軸に反射光量増強用干渉膜３
の厚さをとり、縦軸に光学的記録媒体円盤に波長が780n
mの再生光を入射させたときのランド部分の反射率を示
している。 前記した反射光量増強用干渉膜３の構成に使用される
材料の屈折率Neにおけるn₂は屈折率Neの実数部であり、
またk₂は屈折率Neの虚数部である。前記した反射光量増
強用干渉膜３の構成に使用される材料としては、例えば
グアニン、またはビスフェノールＡが使用できる。そし
て前記した材料の屈折率NeはNe＝1.5（虚数部は零）で
ある。 そして、前記したグアニン、またはビスフェノールＡ
は、真空蒸着法によって記録膜２上に例えば180nmの厚
さの膜に成膜して反射光量増強用干渉膜３を構成させる
ことができる。 前記した反射光量増強用干渉膜３上には厚さが200nm
のアルミニウムの反射膜４をスパッタリング法を適用し
て成膜する。５は前記したアルミニウムの反射膜４上に
設けた保護膜である。 第２図は前記のように構成された本発明の光学的記録
媒体円盤に、波長が780nmの再生光を入射させたときの
ランド部の反射率が、前記した反射光量増強用干渉膜３
の膜厚の変化によってどのように変化するものかを示す
計算値であり、実際に得られる反射率も第２図と略々同
じである。（計算に使用した数値は、空気の屈折率が
０、アルミニウムの屈折率が1.99−7.05i、反射光量増
強用干渉膜３の屈折率Ne＝1.5（虚数部は零）、記録膜
２の屈折率Nd＝2.3−0.05i、ポリカーボネート樹脂製の
透明基板１の屈折率が1.55（虚数部は零）、アルミニウ
ムの反射膜４の厚さが200nm、記録膜２の厚さが40nm、
反射光量増強用干渉膜３の厚さが０〜300nmである｝。 第２図に示されている前記した反射光量増強用干渉膜
３の膜厚の変化に対して変化する反射率の値をみると、
屈折率Ndが2.3−0.05iの有機色素材料による厚さ40nmの
記録膜２と、屈折率が1.99−7.05iのアルミニウムによ
る厚さが200nmの反射膜４となされている場合に、屈折
率Neが1.5（虚数部は零）の材料による反射光量増強用
干渉膜３の膜厚が略々180nmとなされると、ランド部で
の反射率が85％となっていることが判かり、また、光量
増強用干渉膜３の膜厚が70nm〜230nmの範囲にわたって
ランド部での反射率が70％以上となっていることが判か
る。 第３図の（ａ）は従来のコンパクトディスクのランド
部の縦断面図、第３図の（ｂ）は例えば特開平２−4265
2号公報にも開示されているな波長が780nmの光に対して
信号面におけるランドの部分の反射率が70％〜90％とい
うコンパクト・ディスクで規定されている反射率が得ら
れるような追記型の光ディスクのランド部の縦断面図、
第３図の（ｃ）は本発明の光学的記録媒体円盤のランド
部の縦断面図であり、第３図において１は屈折率が1.55
（虚数部は零）のポリカーボネート樹脂製の透明基板、
２は屈折率Ndが2.3−0.05iの有機色素材料による記録
膜、３は屈折率が＝1.5（虚数部は零）の反射光量増強
用干渉膜、４は屈折率が1.99−7.05iのアルミニウムに
よる反射膜、６は屈折率0.149−4.654iの金による反射
膜である。 第３図の（ａ）に示されている従来のコンパクトディ
スクにおいては、アルミニウムによる反射膜４自体の反
射率は86％であるが、ランド部における反射率は81％と
なっている。 また、第３図の（ｂ）に示されている既提案の追記型
の光ディスクにおいては金による反射膜６自体の反射率
は97％であるが、ランド部における反射率は記録層の厚
さによって74〜84％となっている。 そして、第３図の（ｃ）に示されている本発明の光学
的記録媒体円盤では、第２図について既述のように、屈
折率Ndが2.3−0.05iの有機色素材料による厚さ40nmの記
録膜２と、屈折率が1.99−7.05iのアルミニウムによる
厚さが200nmの反射膜４となされている場合に、屈折率N
eが1.5（虚数部は零）の材料による反射光量増強用干渉
膜３の膜厚が略々180nmのときには、ランド部での反射
率が85％となり、また、光量増強用干渉膜３の膜厚が70
nm〜230nmの範囲にわたってランド部での反射率が70％
以上となされる。 次に、記録光の適量を吸収する有機色素材料としてイ
ンドレニン系シアニン色素材料を含んで構成された記録
膜を備えた本発明の光学的記録媒体円盤の具体例につい
て説明する。 トラッキング用の案内溝G,G…が設けられている透明
基板１として、1.6ミクロンのピッチのトラッキング用
の案内溝G,G…が設けられている直径が120ミリメートル
のポリカーボネート樹脂製の透明基板１を用い、前記し
た案内溝付のポリカーボネート樹脂製の透明基板１にお
ける案内溝Ｇが設けられている方の面上に、インドレニ
ン系シアニン色素を含む（クエンチャー等の添加剤を含
んでも良い）色素材料を、ポリカーボネート樹脂を侵さ
ない溶媒、例えばセロソルブ系、ケトアルコール系、ア
ルコール系、脂肪族炭化水素系の溶媒に溶解し、スピン
コート法により30〜300nmの厚さの記録膜２を成膜す
る。 次に、波長が780nmの再生光に対して透過率が95％以
上の透明物質、例えばアデニン、グアニン、キノン系等
のような透明物質による70〜230nmの厚さの反射光量増
強用干渉膜３を真空蒸着法により前記した記録膜２上に
成膜する。 次に、前記した反射光量増強用干渉膜３上に、マグネ
トロンスパッタリング法を適用して厚さが200nmのアル
ミニウムの反射膜４を成膜し、さらに前記したアルミニ
ウムの反射膜４上に紫外線硬化樹脂のコーティングによ
り５ミクロンの厚さの保護膜５を形成させる。 一例として、1.6ミクロンのピッチのトラッキング用
の案内溝G,G…が設けられている直径が120ミリメートル
のポリカーボネート樹脂製の透明基板１における案内溝
Ｇが設けられている方の面上に、インドレニン系シアニ
ン色素を含む（クエンチャー等の添加剤を含んでも良
い）色素材料を、ポリカーボネート樹脂を侵さない溶
媒、例えばセロソルブ系、ケトアルコール系、アルコー
ル系、脂肪族炭化水素系の溶媒に溶解し、スピンコート
法により50nmの厚さの記録膜２を成膜し、次に、グアニ
ンによる150nmの厚さの反射光量増強用干渉膜３を真空
蒸着法により前記した記録膜２上に成膜し、次いで前記
した反射光量増強用干渉膜３上に、マグネトロンスパッ
タリング法を適用して厚さが200nmのアルミニウムの反
射膜４を成膜し、さらに前記したアルミニウムの反射膜
４上に紫外線硬化樹脂のコーティングにより５ミクロン
の厚さの保護膜５を形成させて構成させた光学的記録媒
体円盤では、透明基板１を通して波長が780nmの光を入
射させた際にランド部分における反射率は75％以上であ
った。 また、前記の光学的記録媒体円盤にEMF記録を行なっ
てエラーレートを測定したところ市販のコンパクトディ
スクと同等のエラーレートであり、さらに再生信号波形
も良好でCD規格満足していた。

【発明の効果】

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本
発明はトラッキング用の案内溝が設けてある透明基板に
おけるトラッキング用の案内溝が設けてある方の板面上
に、記録光の適量を吸収する有機色素材料による記録膜
と、反射光量増強用干渉膜と、アルミニウム膜またはア
ルミニウム合金膜とを積層して構成させた光学的記録媒
体円盤における記録膜を構成する有機色素材料の屈折率
Nd＝n₁−k₁iと、反射光量増強用干渉膜の構成材料の屈
折率Ne＝n₂−k₂iとを、|Nd|＞|Ne|,n₁＞n₂,k₁＞k₂の関
係にあるようにし、また、前記の各層の厚さをそれぞれ
所定の厚さに選定することにより、透明基板におけるト
ラッキング用の案内溝が設けてない方の面から入射させ
た予め定められた波長を有する再生用の光による前記し
た透明基板におけるトラッキング用の案内溝以外の部分
と対応する構成部分からの反射光量が入射光量に対して
70％以上になされるのであり、本発明によれば安価なア
ルミニウムまたはアルミニウム合金による反射膜を用い
てコンパクト・ディスクとの互換性を備えている光学的
記録媒体円盤を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的記録媒体円盤の一部の縦断面
図、第２図は本発明の光学的記録媒体円盤の反射率特性
を示す曲線図、第３図は各種の光学的記録媒体円盤の反
射率の比較の説明に使用される光学的記録媒体円盤の一
部の縦断面図である。 １……トラッキング用の案内溝G,G…が設けてある透明
基板、２……記録膜、３……反射光量増強用干渉膜、４
……アルミニウムまたはアルミニウム合金による反射
膜、５……保護膜、６……金による反射膜、

フロントページの続き (72)発明者 河西 利記 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 辻田 公二 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12 番地 日本ビクター株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラッキング用の案内溝が設けてある透明
   基板と、前記した透明基板におけるトラッキング用の案
   内溝が設けてある方の板面上に、屈折率NdがNd＝n₁−k₁
   iで記録光の適量を吸収する有機色素材料を用いて、再
   生時に所定の信号再生特性が得られるような記録状態に
   情報の記録がなされる厚さとした有機色素材料膜を記録
   膜として付着させ、また、前記した記録膜の屈折率に対
   して、 n₁＞n₂,k₁＞k₂の関係にある屈折率Ne＝n₂−k₂iを有する
   材料により反射光量増強用干渉膜を前記した記録膜上に
   付着させ、さらに前記した反射光量増強用干渉膜上にア
   ルミニウムまたはアルミニウム合金による反射膜を付着
   させるとともに、透明基板におけるトラッキング用の案
   内溝が設けてない方の面から入射させた予め定められた
   波長を有する再生用の光による前記した透明基板におけ
   るトラッキング用の案内溝以外の部分と対応する構成部
   分からの反射光量が入射光量に対して70％以上となるよ
   うに前記した反射光量増強用干渉膜の厚さを設定してな
   る光学的記録媒体円盤