JP4644216B2 - Optical information recording medium, manufacturing method thereof, and recording method - Google Patents
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Description
本発明は追記型の光情報記録媒体およびその記録方法にかかるもので、とくに半導体レーザーによる波長が３６０〜４５０ｎｍのレーザー光（ブルーレーザー光、青色レーザー光）による記録を行う光情報記録媒体、並びにその製造方法及び記録方法に関するものである。 The present invention relates to a write-once type optical information recording medium and a recording method therefor, and in particular, an optical information recording medium for recording with laser light (blue laser light, blue laser light) having a wavelength of 360 to 450 nm by a semiconductor laser, and The present invention relates to a manufacturing method and a recording method.
現在、従来より短波長側の３６０〜４５０ｎｍ付近（たとえば４０５ｎｍ前後）のブルーレーザー光を用いた追記型の光情報記録媒体について開発が行われている（特許文献１参照）。
この光情報記録媒体は、有機色素化合物をその光記録層に使用しており、この有機色素化合物がレーザー光を吸収することにより分解あるいは変質して、レーザー光の記録再生波長における光学的特性の変化を変調度として得て、記録を行うとともに、再生を行っていた。
近年の記録の高密度化および高速化に対応してレーザー光を短波長側のものを用いることが行われ、レーザー光が短波長側になるほど、光記録層としてより薄い薄膜を形成する必要があるが、とくに高屈折率の色素を得る方向での開発、いわゆるＨｉｇｈ ｔｏ Ｌｏｗ方式の光情報記録媒体の開発が行われている（特許文献２参照）。
すなわち、記録再生波長における屈折率の変化による光学的位相差を利用して変調度を得ていた。
Currently, a write-once optical information recording medium using blue laser light near 360 to 450 nm (for example, around 405 nm) on the shorter wavelength side is being developed (see Patent Document 1).
This optical information recording medium uses an organic dye compound in the optical recording layer, and the organic dye compound is decomposed or altered by absorbing laser light, and has optical characteristics at the recording / reproducing wavelength of the laser light. The change was obtained as the degree of modulation, and recording and reproduction were performed.
In response to the recent increase in recording density and speed, laser light having a shorter wavelength has been used, and as the laser light becomes shorter, it is necessary to form a thinner thin film as the optical recording layer. However, development in the direction of obtaining a dye having a high refractive index, in particular, development of a so-called High to Low optical information recording medium has been carried out (see Patent Document 2).
That is, the degree of modulation is obtained using an optical phase difference due to a change in refractive index at the recording / reproducing wavelength.
このＨｉｇｈ ｔｏ Ｌｏｗ方式における光情報記録媒体の記録原理について図１５を用いて説明する。図１５は、レーザー光の波長に対する屈折率ｎおよび消衰係数ｋの関係をそれぞれ示すグラフであって、記録後に屈折率ｎは減少し、それにともなって反射率Ｒが低下する。屈折率ｎの変化Δｎを大きく取ることにより、反射率の変化ΔＲを十分に得て、記録ピットとその他の部分との間の変調度を確保し、再生可能な記録を行うようにしている。 The recording principle of the optical information recording medium in this High to Low system will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a graph showing the relationship between the refractive index n and the extinction coefficient k with respect to the wavelength of the laser beam. The refractive index n decreases after recording, and the reflectance R decreases accordingly. By taking a large change Δn in the refractive index n, a sufficient change ΔR in reflectivity is obtained, a degree of modulation between the recording pits and other portions is ensured, and reproducible recording is performed.
また、消衰係数ｋのグラフは、当該色素のレーザー光に対する吸光度のグラフと事実上同様であり、この吸収ピークの長波長側における波長（記録波長）を記録光（レーザー光）の波長とすることが一般的である。すなわち、屈折率ｎのグラフは、消衰係数ｋのグラフの長波長側にその吸収ピークを有しており、この記録波長において屈折率ｎの変化Δｎを大きく取ることができるからである。 The graph of the extinction coefficient k is practically the same as the graph of the absorbance of the dye with respect to the laser beam, and the wavelength (recording wavelength) on the long wavelength side of this absorption peak is the wavelength of the recording beam (laser beam). It is common. That is, the graph of the refractive index n has an absorption peak on the long wavelength side of the graph of the extinction coefficient k, and a large change Δn of the refractive index n can be taken at this recording wavelength.
一方、消衰係数ｋは、同じ記録波長において屈折率ｎと同様に、記録後に低下することが知られており、消衰係数ｋが低下すると、反射率Ｒは増加する。すなわち、消衰係数ｋの変化Δｋは、屈折率ｎの変化Δｎによる反射率Ｒの変化ΔＲを減少させるように作用していた。すなわち、ΔＲの絶対値を（Δｎ−Δｋ）に相当する量として得ることになる。したがって従来は、必要なレベルの変調度を得るために、Δｎができるだけ大きいとともに、Δｋができるだけ小さい色素を選択することに開発の関心が向けられていた。 On the other hand, the extinction coefficient k is known to decrease after recording in the same recording wavelength as the refractive index n. When the extinction coefficient k decreases, the reflectance R increases. That is, the change Δk of the extinction coefficient k acts to reduce the change ΔR of the reflectance R due to the change Δn of the refractive index n. That is, the absolute value of ΔR is obtained as an amount corresponding to (Δn−Δk). Therefore, in the past, in order to obtain the required level of modulation, development interest has been directed to selecting dyes with as large Δn as possible and Δk as small as possible.
しかしながら実際には、記録波長が３６０〜４５０ｎｍの領域（たとえば４０５ｎｍ）のレーザー光に対しては、光記録層３の色素材料として適当な色素が得られていないのが現状である。
上述のように、色素材料としては、記録前後のコントラストを十分に確保することができるように、適度な消衰係数ｋ（吸収係数）および大きな屈折率ｎを得る必要があり、色素の吸収スペクトルの吸収ピークの長波長側の裾野に記録再生波長が位置するように材料を選択して、大きな屈折率ｎの変化Δｎを得るように設計していた。
However, in reality, no suitable dye is obtained as a dye material for the
As described above, as a dye material, it is necessary to obtain an appropriate extinction coefficient k (absorption coefficient) and a large refractive index n so that sufficient contrast before and after recording can be secured, and the absorption spectrum of the dye. The material is selected so that the recording / reproducing wavelength is located at the base of the long wavelength side of the absorption peak, and it is designed to obtain a large change Δn in the refractive index n.
さらに、この有機化合物に求められる特性として、ブルーレーザー光波長に対する上述の光学的性質とともに、分解挙動の適切な選択が必要である。しかしながら、このような短波長領域において光学特性が従来のＣＤ−ＲおよびＤＶＤ−Ｒ並みの屈折率ｎを有する材料は少ない。すなわち、有機化合物の吸収帯をブルーレーザー光波長近傍に持たせるためには、有機化合物の分子骨格を小さくすること、あるいは共役系を短くすることが必要であるが、これらのことは、消衰係数ｋの低下および屈折率ｎの低下を招くという問題がある。 Furthermore, as a characteristic required for the organic compound, an appropriate selection of the decomposition behavior is required in addition to the above-described optical properties with respect to the blue laser light wavelength. However, few materials have a refractive index n similar to that of conventional CD-R and DVD-R in the short wavelength region. In other words, in order to have an organic compound absorption band near the wavelength of the blue laser light, it is necessary to reduce the molecular skeleton of the organic compound or shorten the conjugated system. There is a problem that the coefficient k and the refractive index n are decreased.
この点を解決するための方法としては、色素分子単体の光学特性ではなく、会合に代表される分子間の相互作用を利用することにより光学的性質を改善することができる可能性があることがわかってきたが、まだ十分な記録特性を得るまでには至っていない。 As a method for solving this problem, there is a possibility that the optical properties can be improved by utilizing the interaction between molecules represented by the association instead of the optical properties of the dye molecule alone. Although it has been understood, sufficient recording characteristics have not yet been obtained.
また、光情報記録媒体への高速記録では、従来ないし低速記録のときより短い時間で所定の記録を行う必要があるため、記録パワーが高くなり、記録時に発生する記録層における熱量、ないし単位時間あたりの熱量が大きくなり、熱ひずみの問題が顕在化しやすく、記録ピットがばらつく原因となっている。また、レーザー光を照射するための半導体レーザーの出射パワー自体に限界があり、高速記録に対応することができる高感度の色素材料が求められている。 Also, in high-speed recording on an optical information recording medium, it is necessary to perform predetermined recording in a shorter time than in conventional or low-speed recording, so that the recording power increases, the amount of heat generated in the recording layer during recording, or unit time The amount of heat per unit area becomes large, the problem of thermal distortion is likely to become obvious, and this causes the recording pits to vary. In addition, there is a limit to the emission power of a semiconductor laser for irradiating laser light, and a highly sensitive dye material that can cope with high-speed recording is desired.
当該光情報記録媒体は、既述のように、有機色素化合物を光記録層に使用しており、短波長側のレーザー光に対して、とくに高屈折率の色素を得る方向での開発が主であった。
ブルーレーザー波長の近傍に吸収帯を有する有機化合物は現在多数存在し、消衰係数ｋを制御することは可能となるが、大きな屈折率ｎを有していないために、記録部（記録ピット）の光学的な位相差を確保して変調度を得るためには、ある程度の色素膜厚が必要になる。
As described above, the optical information recording medium uses an organic dye compound in the optical recording layer, and is mainly developed in the direction of obtaining a dye having a high refractive index with respect to laser light on a short wavelength side. Met.
Many organic compounds having an absorption band in the vicinity of the blue laser wavelength currently exist, and the extinction coefficient k can be controlled. However, since it does not have a large refractive index n, the recording portion (recording pit) In order to secure the optical phase difference and obtain the degree of modulation, a certain dye film thickness is required.
しかしながら、ブルーレーザー光を使用する記録媒体は、高密度記録が求められており、物理的なトラックピッチが狭く、色素分解時の熱が隣接トラックに伝わりやすいため、特性の悪化を招くという問題がある。
したがって、色素の高屈折率化が困難なブルーレーザー波長領域の記録媒体は、従来の屈折率ｎ変化の位相変化による記録は、良好な記録特性を得ることが困難であるという問題がある。
However, a recording medium using blue laser light is required to have high density recording, and the physical track pitch is narrow, and heat at the time of dye decomposition is easily transmitted to adjacent tracks, which causes a problem of deterioration of characteristics. is there.
Therefore, the recording medium in the blue laser wavelength region in which it is difficult to increase the refractive index of the dye has a problem that it is difficult to obtain good recording characteristics in the conventional recording based on the phase change of the refractive index n change.
また、最近では、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光情報記録媒体の開発も行われているが、ブルーレーザー波長域において、とくに、グルーブがレーザー光の入射に対して凹方向になり、０．１ｍｍの光透過層をレーザー光の入射面に設けた光情報記録媒体の場合には、記録前後の複素屈折率の虚数部ｋの変化が主因子で反射率変化を起こすタイプの色素を用いると、このＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光情報記録媒体では、未記録時のプッシュプル(ＮＰＰｂ)信号が高くなり過ぎてしまう。 Recently, an optical information recording medium based on the Low to High method has been developed. In the blue laser wavelength region, in particular, the groove becomes concave with respect to the incidence of the laser beam, and the light of 0.1 mm In the case of an optical information recording medium in which a transmission layer is provided on the incident surface of the laser beam, when a dye of a type that causes a change in reflectance due to a change in the imaginary part k of the complex refractive index before and after recording is used as this low factor is used. In an optical information recording medium using the to-high method, the push-pull (NPPb) signal when not recorded becomes too high.
プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が大きくなり過ぎると、非点収差法によるフォーカス方式において、フォトディテクターの明暗の識別が困難となり、フォーカス追従ができなかったり、ＤＰＰ（ディファレンシャルプッシュプル）方式においても、フォトディテクターの明暗の識別が困難となり、トラッキング追従ができなくなるという課題が生じる。また、背景に消衰係数の比較的大きい有機色素を使う必要があり、グルーブの溝深さや幅に影響されてプッシュプルの値は大きくなり易い。また、この場合、屈折率は小さめのために、プッシュプルは良好な傾向ではあるが、消衰係数が大きい色素であるため、反射を生じやすいため、結局、材料の選定だけでは、適度で良好なプッシュプル値のあるディスクを得ることができなかった。
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、３６０〜４５０ｎｍ、とくに４００ｎｍ前後（たとえば４０５ｎｍ）の記録波長による高密度および高速の記録に適した光情報記録媒体およびその記録方法を提供することを課題とする。
また本発明は、ブルーレーザー光に用いられるディスクにおいて、良好なプッシュプル信号を得ることができる記録を行うようにした光情報記録媒体およびその記録方法を提供することを課題とする。
また本発明は、ブルーレーザー光に用いられるディスクにおいて、良好な変調度を得ることができる記録を行うようにした光情報記録媒体およびその記録方法を提供することを課題とする。
さらに本発明は、ブルーレーザー光に用いられるディスクにおいて、熱干渉（熱歪み）が少なく、再生耐性の優れた光情報記録媒体およびその記録方法を提供することを課題とする。
The present invention has been considered in view of the above problems, and provides an optical information recording medium suitable for high-density and high-speed recording at a recording wavelength of 360 to 450 nm, particularly around 400 nm (for example, 405 nm), and a recording method therefor. The task is to do.
It is another object of the present invention to provide an optical information recording medium and a recording method therefor which can perform recording capable of obtaining a good push-pull signal on a disk used for blue laser light.
It is another object of the present invention to provide an optical information recording medium and a recording method therefor, in which recording capable of obtaining a good degree of modulation is performed on a disk used for blue laser light.
Furthermore, an object of the present invention is to provide an optical information recording medium and a recording method therefor which have less heat interference (thermal distortion) and excellent reproduction durability in a disk used for blue laser light.
本発明は、ランド部分の膜厚を従来の設計よりも薄くし、またトラックの幅（および深さ）を狭くしたことに着目したものである。
すなわち、本発明は、従来のようにＨｉｇｈ ｔｏ Ｌｏｗ方式による記録ではなく、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による記録に基づき、ピットの反射率が非ピット領域の反射率よりも高く、ピットが配列されるトラックの領域における記録層の最大膜厚が２５〜６０ｎｍの範囲にあり、トラックに隣接した領域における記録層の最大膜厚が５〜３０ｎｍの範囲にあると、良好なプッシュプル信号を得ることができるものである。
The present invention focuses on the fact that the film thickness of the land portion is made thinner than that of the conventional design and the width (and depth) of the track is narrowed.
That is, the present invention is not based on the recording by the high to low method as in the prior art, but based on the recording by the low to high method, the reflectivity of the pit is higher than the reflectivity of the non-pit area, and A good push-pull signal can be obtained when the maximum thickness of the recording layer in the region is in the range of 25 to 60 nm and the maximum thickness of the recording layer in the region adjacent to the track is in the range of 5 to 30 nm. It is.
すなわち、ランド部分の膜厚やグルーブ部分の膜厚を最適な条件に設定することにより、記録層として消衰係数の大きな材料を用いても吸収量と反射量のバランスを最適に保ちつつ、プッシュプルを小さくすることができる。また、同様にトラックの溝深さや溝幅を最適な条件に設定することでもプッシュプルを小さくすることができる。例えば溝深さを浅くすることにより反射率を向上させ、
プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号＝（ＰＰｂ）信号／反射率
の分母を大きくし、ＮＰＰｂを小さくすることができる。
プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号は、４分割されたフォトディテクター（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）において、グルーブ上をレーザー光が走査した場合に、
プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号＝（（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））／（（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ））
で定義される。
In other words, by setting the film thickness of the land part and the film thickness of the groove part to the optimum conditions, even if a material having a large extinction coefficient is used as the recording layer, the balance between absorption and reflection is kept optimal and push Pull can be reduced. Similarly, the push-pull can be reduced by setting the groove depth and groove width of the track to optimum conditions. For example, by improving the reflectivity by reducing the groove depth,
Push-pull (NPPb) signal = (PPb) signal / reflectance denominator can be increased and NPPb can be decreased.
The push-pull (NPPb) signal is obtained when the laser beam is scanned on the groove in the photodetector (A, B, C, D) divided into four.
Push-pull (NPPb) signal = ((A + B) − (C + D)) / ((A + B) + (C + D))
Defined by
さらに、グルーブをＷｏｂｂｌｉｎｇさせた場合、トラックピッチは２９０ｎｍ〜３５０ｎｍ以内の範囲で変化するが、この場合の平均トラックピッチ３２０ｎｍの半値１６０ｎｍよりもグルーブ幅を狭くすることによっても、プッシュプルを小さくすることができる。
Furthermore, when the groove is wobbling, the track pitch changes within a range of 290 nm to 350 nm. In this case, the push-pull can also be reduced by making the groove width narrower than the
また、本発明は、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光情報記録媒体で、とくに、０．１ｍｍの光透過層をレーザー光の入射面に設けた光情報記録媒体におけるランドとグルーブの光学的位相差と、記録層の消衰係数ｋとの関係に着目したものであり、２ｎａｂｓ｛Ｄｇ−Ｄｌ＋（ｎｓｕｂ×Ｄｓｕｂ）／ｎａｂｓ）｝／λで規定される光学的位相差ΔＳと、記録前後の消衰係数ｋの変化量Δｋとの関係が、０．０２≦ΔＳ×Δｋ≦０．１１の範囲にあると、良好な変調度を確保することができるものである。 Further, the present invention is an optical information recording medium according to a Low to High method, and in particular, an optical phase difference between a land and a groove in an optical information recording medium in which a light transmission layer of 0.1 mm is provided on a laser light incident surface, Focusing on the relationship with the extinction coefficient k of the recording layer, the optical phase difference ΔS defined by 2 nabs {Dg−Dl + (nsub × Dsub) / nabs)} / λ and the extinction coefficient before and after recording When the relationship between the change amount k of k and the change amount Δk is in the range of 0.02 ≦ ΔS × Δk ≦ 0.11, a good modulation degree can be ensured.
さらに、本発明は、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光情報記録媒体で、反射層の膜厚を１２０〜１８０ｎｍの厚い膜とし、溝幅を８５〜１５０ｎｍとすることにより、良好なＮＰＰｂ特性を満たしつつ、厚い膜により記録時に発生する過剰な熱を迅速に放熱させ熱干渉を抑制することができるものである。 Furthermore, the present invention is an optical information recording medium based on the Low to High method, and the thickness of the reflective layer is 120 to 180 nm, and the groove width is 85 to 150 nm, while satisfying good NPPb characteristics. A thick film can quickly dissipate excess heat generated during recording to suppress thermal interference.
したがって、従来のＨｉｇｈ ｔｏ Ｌｏｗ方式による高屈折率の色素による記録ではなく、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による消衰係数ｋの変化による記録を行うことが可能となる。すなわち、３６０〜４５０ｎｍ、とくに４００ｎｍ前後（たとえば４０５ｎｍ）の記録波長による高密度および高速の記録の信頼性を向上させることが可能となる。 Therefore, it is possible to perform recording based on a change in the extinction coefficient k according to the Low to High method, instead of recording with a high refractive index dye according to the conventional High to Low method. That is, it is possible to improve the reliability of high-density and high-speed recording with a recording wavelength of 360 to 450 nm, particularly around 400 nm (for example, 405 nm).
すなわち、請求項１に係る発明は、グルーブとランドが形成された基板と、この基板上に形成された反射層及び有機色素を含む記録層とを有し、前記記録層に波長３６０〜４５０ｎｍの範囲のレーザー光が照射されることにより光学的に読み取り可能なピットを記録した又は記録することができる光情報記録媒体であって、
前記ピットの反射率が非ピット領域の反射率よりも高く、前記ピットが配列される前記グルーブ部分における記録層の最大膜厚が２５〜６０ｎｍの範囲にあり、前記ランド部分における記録層の最大膜厚が５〜３０ｎｍの範囲にあり、
前記グルーブ部分における記録層の最大膜厚と、前記ランド部分における記録層の最大膜厚との比が、０．１〜０．６の範囲にあり、
前記グルーブ部分の最大深さは、３５〜６５ｎｍの範囲にあり、
前記記録層のグルーブ部分の最大深さをＤｓｕｂ、前記反射層のグルーブ部分の最大深さをＤｒｅｆとしたとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．２〜０．６の範囲にあり、
前記グルーブは、２９０〜３５０ｎｍの範囲のピッチで、かつ８５〜１５０ｎｍの範囲の幅で形成されていることを特徴とする光情報記録媒体である。
That is, the invention according to
The reflectance of the pit is higher than the reflectance of the non-pit area, the maximum film thickness of the recording layer in the groove portion where the pits are arranged is in the range of 25 to 60 nm, and the maximum film of the recording layer in the land portion The thickness is in the range of 5-30 nm,
The ratio of the maximum film thickness of the recording layer in the groove portion and the maximum film thickness of the recording layer in the land portion is in the range of 0.1 to 0.6,
The maximum depth of the groove portion is in the range of 35-65 nm,
When the maximum depth of the groove portion of the recording layer is Dsub and the maximum depth of the groove portion of the reflective layer is Dref, 1-Dsub / Dref is in the range of 0.2 to 0.6,
The groove is an optical information recording medium characterized that you have been formed at a pitch in the range of 290～350Nm, and a width in the range of 85～150Nm.
また、請求項３に係る発明は、前記グルーブ部分の反射率が前記ランド部分の反射率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体である。
The invention according to
また、請求項８に係る発明は、前記記録層の光透過層側の層界のグルーブ部分の最大深さをＤｓｕｂ、前記記録層のグルーブ部分の最大厚さをＤｇ、前記記録層のランド部分の最大厚さをＤｌ、前記記録層より光透過層側にある層の複素屈折率の実数部をｎｓｕｂ、前記記録層の複素屈折率の実数部をｎａｂｓ、再生光の波長をλとしたときの光学的位相差ΔＳ＝２ｎａｂｓ｛Ｄｇ−Ｄｌ＋（ｎｓｕｂ×Ｄｓｕｂ）／ｎａｂｓ）｝／λとし、
前記記録層の未記録時における複素屈折率の虚数部をｋａｂｓｂ、記録後における複素屈折率の虚数部をｋａｂｓａとしたときの変化量Δｋ＝ｋａｂｓｂ−ｋａｂｓａとしたとき、
０．０２≦ΔＳ×Δｋ≦０．１１の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体である。
In the invention according to
When the imaginary part of the complex refractive index when the recording layer is not recorded is kabsb, and the amount of change Δk = kabsb−kabsa when the imaginary part of the complex refractive index after recording is kabsa,
The optical information recording medium according to
また、請求項１０に係る発明は、前記反射層の膜厚を１２０〜１８０ｎｍとし、前記反射層の溝幅を８５〜１５０ｎｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体である。
Further, the invention is a film thickness before Symbol reflective layer and 120～180Nm, the optical information recording medium according to
本発明によれば、光情報記録媒体の情報の高密度化および高速記録化を図ることが容易になるため、より短波長、例えば３６０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長領域のレーザー光に対応したＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光情報記録媒体を実現することが可能になる。
また、本発明においては、３６０ｎｍ〜４５０ｎｍのような短波長領域のレーザー光に対応して、良好なプッシュプル信号、変調度を得ることができる。
さらに、本発明においては、良好なＮＰＰｂ特性を満たしつつ、熱干渉(Jitter)を抑制することができる。
According to the present invention, it becomes easy to increase the density of information on an optical information recording medium and to increase the recording speed. Therefore, the Low to High method corresponding to laser light having a shorter wavelength, for example, a wavelength region of 360 nm to 450 nm. The optical information recording medium can be realized.
In the present invention, it is possible to obtain a good push-pull signal and modulation degree corresponding to laser light in a short wavelength region such as 360 nm to 450 nm.
Furthermore, in the present invention, thermal interference (Jitter) can be suppressed while satisfying good NPPb characteristics.
本発明の実施の形態による光情報記録媒体を図１ないし図３に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるブルーレーザー光を用いる光情報記録媒体の断面図である。図１において、円盤状の光情報記録媒体１０は、厚さ１．１ｍｍの基板１と、この基板１上に形成した反射層２と、この反射層２の上に形成した記録層３（光吸収層）と、この記録層３の上に形成した中間層７と、この中間層７の上に形成された厚さ０．１ｍｍの光透過層６と、を有する
An optical information recording medium according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a sectional view of an optical information recording medium using blue laser light according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a disc-shaped optical
基板１は、レーザー光に対する屈折率がたとえば１．５〜１．７程度の範囲内の透明度の高い材料で、耐衝撃性に優れた主として樹脂により形成したもの、たとえばポリカーボネート、ガラス板、アクリル板、エポキシ板等を用いる。
The
反射層２は、熱伝導率および光反射性の高い金属膜であり、たとえば、金、銀、銅、アルミニウム、あるいはこれらを含む合金を、蒸着法、スパッタ法等の手段により形成する。
The
記録層３は、反射層２の上に形成した色素材料からなるからなる層で、レーザー光を照射することにより、発熱、吸熱、溶融、昇華、変形または変性をともなう層である。この記録層３は、たとえば溶剤により溶解したアゾ系色素、シアニン系色素等、あるいはこれらの混合材料を、スピンコート法等の手段により、反射層２の表面に一様にコーティングすることによってこれを形成する。
記録層３としては、例えば、下記（化１）に示すようなアゾ系色素化合物などが用いられる。
The
As the
また、記録層３としては、例えば、下記（化２）に示すようなシアニン系色素化合物などが用いられる。
Further, as the
記録層３に用いる材料は、任意の記録材料を採用することができるが、光吸収性の有機色素が望ましい。
Although any recording material can be adopted as the material used for the
中間層７は、記録層３を保護する機能を有し、記録材料の隣接層への混ざりを防止するために、蒸着法、スパッタ法等の手段により記録層３の表面に形成される。
中間層７としては、ＺｎＳ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、ＳｉＣ等の材料が使用される。
The
For the
光透過層６は、反射層２や記録層３を外部の衝撃から保護するとともに、これら各層２，３が湿気等の腐食因子と接触するのを防止する保護層として機能する。この光透過層６は、レーザー光を透過する材料によって構成され、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂，ポリオレフィン系樹脂等の樹脂材料よりなるシートやガラス板等の透明材を、紫外線硬化樹脂等の透明接着剤あるいは粘着剤によって中間層７上に貼り合せることで設けられる。
The
図１に示す光情報記録媒体においては、記録層３と光透過層６の間に中間層を介在させた例であるが、これに限らず、図２に示すように、記録層３の上に直接形成するようにしてもよい。例えば、記録層３上に紫外線硬化樹脂をスピンコート等の手法によって塗布し、紫外線照射することで光透過層５を形成しても良い。また、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂，ポリオレフィン系樹脂等の樹脂材料よりなるシートやガラス板等の透明材の一面に粘着剤等を形成して光透過層５とし、この光透過層５を記録層３上に貼り合せるようにしても差し支えない。
The optical information recording medium shown in FIG. 1 is an example in which an intermediate layer is interposed between the
こうした構成の光情報記録媒体においては、光透過層６を通してレーザー光を照射し、照射された記録層３がそのレーザー光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換し、記録層３の分解あるいは変性などを生じさせ、記録ピットを形成し、記録部分および未記録部分の光反射率などによるコントラストを電気信号（変調度）として読み取っている。
In the optical information recording medium having such a configuration, laser light is irradiated through the
ここで、本発明の構成について以下に説明する。
図３は、図１における光情報記録媒体の要部拡大図である。
図３において、Ｄｓｕｂは、記録層３に隣接する光透過層６側、すなわち中間層７のランド１２の部分の層界を基準としたときのグルーブ１１部分における同層界の最大深さを示す。ｎｓｕｂは、記録層３より光透過層６側にある層の複素屈折率の実数部を示し、その層が光透過層６を含んで複数層からなる場合には、光透過層を含むそれら複数層の表面を測定することにより、合成された複素屈折率の実数部とする。ｎａｂｓは、記録層３の複素屈折率の実数部を示し、Ｄｇは、グルーブ１１部分における記録層３の最大厚さを示し、Ｄｌは、ランド６部分における記録層３の最大厚さを示す。
Here, the configuration of the present invention will be described below.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the optical information recording medium in FIG.
In FIG. 3, Dsub indicates the maximum depth of the same layer boundary in the
この場合において、光透過層６側からレーザー光を照射したときに、記録層３の光透過層６側の層を基準としたときのランド１２部分の光学的距離は、ｎａｂｓ・Ｄｌで表され、グルーブ１１部分の光学的距離は、ｎｓｕｂ・Ｄｓｕｂ＋ｎａｂｓ・Ｄｇで表される。したがって、その光学的距離差ＮＤは、
ＮＤ＝ｎａｂｓ・Ｄｇ＋ｎｓｕｂ・Ｄｓｕｂ−ｎａｂｓ・Ｄｌ
となる。
このとき、光透過層６側から再生レーザー光を照射したとき、反射層２によりグルーブ１１部分とランド１２部分とで反射されたレーザー光の光学的位相差ΔＳは、
ΔＳ＝２ＮＤ／λ
＝２（ｎａｂｓ・Ｄｇ＋ｎｓｕｂ・Ｄｓｕｂ−ｎａｂｓ・Ｄｌ）／λ
＝２ｎａｂｓ｛Ｄｇ−Ｄｌ＋（ｎｓｕｂ×Ｄｓｕｂ）／ｎａｂｓ）｝／λ
となる。
In this case, when the laser beam is irradiated from the
ND = nabs · Dg + nsub · Dsub−nabs · Dl
It becomes.
At this time, when the reproduction laser beam is irradiated from the
ΔS = 2ND / λ
= 2 (nabs · Dg + nsub · Dsub−nabs · Dl) / λ
= 2 nabs {Dg-Dl + (nsub × Dsub) / nabs)} / λ
It becomes.
なお、図２の断面図で示すように、記録層３の上に光透過層５が形成される場合には、光透過層５との層界を基準として、最大深さＤｓｕｂ、複素屈折率の実数部ｎｓｕｂを測定すればよい。
As shown in the sectional view of FIG. 2, when the
本発明では、ブルーレーザー光による光情報記録媒体を実現するために、Ｌｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による記録方式に着目し、具体的にはランド部分の記録層膜厚を従来の設計よりも薄くし、またトラックの幅（および深さ）を狭くしたことに着目したものである。
すなわち、３６０〜４５０ｎｍの波長領域において、変調度を確保しつつプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号は、０．４〜０．７の範囲にすることで良好な記録再生特性が得られることが実験上検証されている。
In the present invention, in order to realize an optical information recording medium using a blue laser beam, attention is paid to a recording method using a Low to High method. Specifically, the land layer has a thinner recording layer than the conventional design, This is because the track width (and depth) is reduced.
That is, in a wavelength region of 360 to 450 nm, it is experimentally verified that good recording / reproduction characteristics can be obtained by setting the push-pull (NPPb) signal in the range of 0.4 to 0.7 while ensuring the modulation degree. Has been.
そこで、記録層におけるトラック領域（グルーブ１１部分に相当）およびトラックに隣接した領域（ランド１２部分に相当）での膜厚と、プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号との関係を図４に示す。
図４において、横軸は記録層３のランド膜厚／グルーブ膜厚であり、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号の値である。
同図からも分かるように、良好なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を得るためには、記録層３のランド膜厚／グルーブ膜厚が０．１〜０．６の範囲であることが必要である。ランド膜厚／グルーブ膜厚が０．６を上回ると、プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が０．７を超え大きくなり過ぎてしまうため、レーザーピックアップのフォーカス追従ができなくなってしまう。逆に、ランド膜厚／グルーブ膜厚が０．１を下回ると、プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が０．４より小さくなってしまうため、記録後のトラッキング制御ができなくなってしまう。
Therefore, FIG. 4 shows the relationship between the film thickness in the track region (corresponding to the
In FIG. 4, the horizontal axis represents the land film thickness / groove film thickness of the
As can be seen from the figure, in order to obtain a good push-pull (NPPb) signal, the land film thickness / groove film thickness of the
図４の関係において、記録層３のランド膜厚とグルーブ膜厚の各データをサンプリングしてみると、トラック領域における記録層の最大膜厚Ｄｇは２５〜６０ｎｍが好ましく、トラックに隣接した領域における記録層の最大膜厚Ｄｌは、５〜３０ｎｍが好ましい、という結果が得られている。この範囲は、図４に示すグルーブ膜厚に対するランド膜厚の割合０．１〜０．６の範囲に応じて設定することができる。
なお、記録層膜厚は、例えば、中間層７と記録層３の界面で剥離することにより原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの装置により測定できる。例えば、ランド膜厚Ｄｌは記録層３のうちグルーブの無いディスク内周領域あるいは外周領域で測定でき、グルーブ膜厚Ｄｇは、予め記録層深さＤｓｕｂとランド膜厚Ｄｌを測定しておき、記録層洗浄後反射層深さＤｒｅｆを測定すれば、記録層膜厚Ｄｇ＝Ｄｌ＋Ｄｒｅｆ−Ｄｓｕｂにより算出することができる。
ここでは、測定方法の一例を示したが、これに限らず他の方法で測定しても何ら差し支えない。
この場合、剥離によるばらつきを考慮して測定誤差を±５％見込んでおくのがよい。さらに、各測定値は、その測定ポイントにおける最大値を測定しておくことで差し支えない。
In the relationship of FIG. 4, when the data of the land film thickness and the groove film thickness of the
The recording layer thickness can be measured by an apparatus such as an atomic force microscope (AFM) by peeling at the interface between the
Here, an example of the measurement method is shown, but the present invention is not limited to this, and other methods may be used for measurement.
In this case, it is preferable to allow a measurement error of ± 5% in consideration of variations due to peeling. Furthermore, each measurement value may be measured by measuring the maximum value at the measurement point.
また、トラックの溝深さと溝幅について、それぞれプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号との関係を図５、図６に示す。
図５において、横軸はトラックの溝深さに相当するグルーブ深さ、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号の値であり、図６において、横軸はトラックの溝幅に相当するグルーブ幅、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号の値である。
これらの結果からも分かるように、良好なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を得るためには、図５においてその溝深さは少なくとも３０〜７０ｎｍの範囲であればよいことになる。しかし、３６０〜４５０ｎｍの波長領域において高密度な光情報記録媒体を得るには、トラックピッチを２９０〜３５０ｎｍの範囲する必要がある。そのため、基板１の成形上の内外周ばらつきを抑えるためには、溝深さは３５〜６５ｎｍの範囲であるのが好ましい。また、図６においても良好なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を確保し、さらに基板１の成形上のばらつきを抑えるためには、溝幅は８５〜１５０ｎｍの範囲であるのが好ましい。
The relationship between the track groove depth and groove width and the push-pull (NPPb) signal is shown in FIGS.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the groove depth corresponding to the groove depth of the track, the vertical axis represents the push-pull (NPPb) signal value, and in FIG. 6, the horizontal axis represents the groove width corresponding to the track groove width, The vertical axis represents the value of a push-pull (NPPb) signal.
As can be seen from these results, in order to obtain a good push-pull (NPPb) signal, the groove depth in FIG. 5 should be at least in the range of 30 to 70 nm. However, in order to obtain a high-density optical information recording medium in the wavelength region of 360 to 450 nm, the track pitch needs to be in the range of 290 to 350 nm. Therefore, in order to suppress variations in inner and outer circumferences on the formation of the
ここでいうトラックの溝深さ及び溝幅は、基板１上に反射層２が形成された状態で測定した値である。これは従来の光情報媒体における基板の溝深さ及び溝幅を定義したものと異なる。これは、レーザー光の照射方向が基板側からではなく基板と反対側、すなわち光透過層側から照射することによるものであり、トラックとして基板１上に反射層２が形成された状態での溝深さおよび溝幅を測定することが、安定したプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を得るために必要となる。
なお、溝深さはその測定ポイントにおける最大値を測定すればよく、溝幅は半値幅を測定すればよい。また、測定にあたっては、前述と同様に原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの装置により測定でき、測定誤差として最大±５％を見込んでおけばよい。
Here, the groove depth and groove width of the track are values measured in a state where the
The groove depth may be measured at the maximum value at the measurement point, and the groove width may be measured at the half value width. Further, the measurement can be performed with an apparatus such as an atomic force microscope (AFM) in the same manner as described above, and a maximum error of ± 5% may be expected.
また、本発明のＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式の光情報記録媒体においては、レーザー光の照射により形成されたピット部分の反射率が非ピット部分の反射率よりも高いことを特徴としている。これは、図３においてグルーブ部分にレーザー光を照射すると、記録層３がレーザー光を吸収することにより分解あるいは変性することによりピットが形成される。このとき、記録層３の吸収スペクトルの吸収ピークは短波長側にシフトするようになる。そこで、記録再生波長を記録層の吸収ピークに対して短波長側に設定しておくことで、記録層３の消衰係数ｋの増加させることができ、記録後のピット部分の反射率を非ピット部分の半謝意率よりも高くさせることで、ピットの有無を判断することができる。
反射率は、スペクトラムアナライザ等の測定器を用いて測定することができ、ピット部分、非ピット部分の反射率の違いは電気的な信号の大小として測定することができる。
In addition, the low to high optical information recording medium of the present invention is characterized in that the reflectance of the pit portion formed by laser light irradiation is higher than the reflectance of the non-pit portion. This is because, when the groove portion in FIG. 3 is irradiated with laser light, the
The reflectance can be measured using a measuring instrument such as a spectrum analyzer, and the difference in reflectance between the pit portion and the non-pit portion can be measured as the magnitude of an electrical signal.
また、記録層に有機色素を用いた場合、本発明のＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式の光情報記録媒体においては、グルーブ部分の反射率がランド部分の反射率より低いことを特徴としている。これは、図３におけるランドとグルーブの光学的位相差ΔＳの設定することで調整できる。グルーブ部分の反射率を低く抑えることでグルーブ部分に形成されるピットをより鮮明に記録することができる。これにより最適なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を得るとともに、記録後においても正確にピットを読み取ることができ、良好な変調度を得ることができる。
この反射率の測定は、前述と同様な方法で行うことができる。
Further, when an organic dye is used for the recording layer, the low to high optical information recording medium of the present invention is characterized in that the reflectance of the groove portion is lower than the reflectance of the land portion. This can be adjusted by setting the optical phase difference ΔS between the land and the groove in FIG. By keeping the reflectance of the groove portion low, pits formed in the groove portion can be recorded more clearly. As a result, an optimum push-pull (NPPb) signal can be obtained, and pits can be read accurately even after recording, so that a good degree of modulation can be obtained.
This reflectance measurement can be performed by the same method as described above.
また、記録層３のレベリングとプッシュプル（ＮＰＰｂ）との関係を図７に示す。
図７において、横軸はレベリングの値であり、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）の値である。ここで、レベリングとは記録層のグルーブ部分の最大深さをＤｓｕｂ、前記反射層のグルーブ部分の最大深さをＤｒｅｆとしたとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆの条件で得られる値であり、レーザー光の回折の影響を示す指標である。この結果から分かるように、良好なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号を得るためには、上記条件で得られる値が０．２〜０．６の範囲にあるのが好ましい。このレベリング値が０．２を下回ると、記録層３の凹凸が大きくなってしまいプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が大きくなり過ぎてしまう。また、逆にレベリング値が０．６を超えると、ランド・グルーブのコントラストが得にくくなってしまい、プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が小さくなり過ぎてしまい、トラック追従ができなくなってしまう。
なお、測定にあたっては、前述のように、例えば中間層７と記録層３の界面で剥離することにより原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの装置により測定できる。ここでは、測定方法の一例を示したが、これに限らず他の方法で測定しても何ら差し支えない。
この場合、剥離によるばらつきを考慮して測定誤差を±５％見込んでおくのがよい。さらに、各測定値は、その測定ポイントにおける最大値を測定しておくことで差し支えない。
FIG. 7 shows the relationship between leveling of the
In FIG. 7, the horizontal axis represents leveling values, and the vertical axis represents push-pull (NPPb) values. Here, leveling is a value obtained under the condition of 1-Dsub / Dref, where Dsub is the maximum depth of the groove portion of the recording layer and Dref is the maximum depth of the groove portion of the reflective layer, and the laser beam It is an index showing the influence of diffraction. As can be seen from this result, in order to obtain a good push-pull (NPPb) signal, the value obtained under the above conditions is preferably in the range of 0.2 to 0.6. When this leveling value is less than 0.2, the unevenness of the
As described above, the measurement can be performed by an apparatus such as an atomic force microscope (AFM) by peeling off at the interface between the
In this case, it is preferable to allow a measurement error of ± 5% in consideration of variations due to peeling. Furthermore, each measurement value may be measured by measuring the maximum value at the measurement point.
また、図３における光学的位相差ΔＳと記録層の消衰係数ｋの記録前後の変化量Δｋに対するプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号との関係を図８に、変調度との関係を図９に示す。
図８において、横軸はΔＳ×Δｋの値、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）の値であり、図９において、横軸はΔＳ×Δｋの値、縦軸は変調度の値である。これらの結果から分かるように、光学的位相差ΔＳと消衰係数の変化量Δｋとの積からなるパラメータは、プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号および変調度とリニアな関係にあることが分かる。
FIG. 8 shows the relationship between the optical phase difference ΔS in FIG. 3 and the change Δk before and after recording of the extinction coefficient k of the recording layer, and FIG. 9 shows the relationship with the modulation degree. .
In FIG. 8, the horizontal axis represents ΔS × Δk value, the vertical axis represents push-pull (NPPb) value, and in FIG. 9, the horizontal axis represents ΔS × Δk value, and the vertical axis represents the modulation factor value. As can be seen from these results, it can be seen that the parameter formed by the product of the optical phase difference ΔS and the amount of change Δk in the extinction coefficient has a linear relationship with the push-pull (NPPb) signal and the modulation factor.
これは、フレネル回折式と多層膜の吸収、透過、多重反射式を組み合わせ、グルーブ、ランド形状を条件に入れた追記型ディスクの理論計算と、フレネル回折式を用い、ピット形状を条件に入れたＲＯＭディスクのシミュレーションを行ったところ、追記型ディスクとＲＯＭディスクのプッシュプル信号のＰｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋの振幅差は追記型ディスクのほうが約１．８倍大きく、ＲＯＭディスクのプッシュプル信号はシミュレーション上０．３程度であり、この場合、ＲＯＭディスクでは５０％以上の変調度を得ることが理論上分かっている。 This is a combination of Fresnel diffraction and multilayer film absorption, transmission, and multiple reflection methods, using the theoretical calculation of write-once discs with the groove and land shapes as conditions, and the pit shape with the Fresnel diffraction equations. When the ROM disk was simulated, the amplitude difference between the peak-to-peak of the push-pull signal of the write-once disk and the ROM disk was about 1.8 times larger in the write-once disk, and the push-pull signal of the ROM disk was 0. It is theoretically known that in this case, a modulation degree of 50% or more is obtained with a ROM disk.
この理論に基づき、３６０〜４５０ｎｍの波長領域において追記型ディスクにおける変調度は４０〜７０の範囲を確保する必要があり、図８、図９の結果から光学的位相差ΔＳと消衰係数の変化量Δｋとの積：ΔＳ×Δｋの値は、０．０２〜０．１１の範囲にすることが好ましい。
ここで、光透過層側の層の屈折率、記録層の屈折率、消衰係数は、例えばｎ，ｋ計測装置（例えば、Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）により測定することができる。なお、測定にあたっては、前述のように、例えば中間層７と記録層３の界面で剥離して、例えばグルーブの無いディスク内周領域あるいは外周領域で測定できる。また、記録層の膜厚や溝深さなどの他の条件は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの装置により測定できる。ここでは、測定方法の一例を示したが、これに限らず他の方法で測定しても何ら差し支えない。
この場合、剥離によるばらつきを考慮して測定誤差を±５％見込んでおくのがよい。さらに、記録層の膜厚や溝深さなどの測定値は、その測定ポイントにおける最大値を測定しておくことで差し支えない。
Based on this theory, it is necessary to secure a range of modulation of 40 to 70 in the write-once disc in the wavelength region of 360 to 450 nm. From the results of FIGS. 8 and 9, the change in the optical phase difference ΔS and the extinction coefficient. The product of the quantity Δk: The value of ΔS × Δk is preferably in the range of 0.02 to 0.11.
Here, the refractive index of the layer on the light transmission layer side, the refractive index of the recording layer, and the extinction coefficient are measured by, for example, an n, k measuring device (for example, ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH). Can do. In the measurement, as described above, for example, the separation can be performed at the interface between the
In this case, it is preferable to allow a measurement error of ± 5% in consideration of variations due to peeling. Further, the measurement values such as the film thickness and groove depth of the recording layer may be measured by measuring the maximum values at the measurement points.
図７に示すとおり、ＮＰＰｂを低減させるためには、レベリング（１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆ）を大きくしなければならないが、そのためにはＤｓｕｂを小さくして、記録層の膜厚を厚くする必要がある。しかしながら、記録層を厚膜化すると記録時に熱が過剰に蓄熱し、記録時に補償しきれない熱干渉が発生し、Jitter特性を悪化させる為に、ＮＰＰｂ特性とJitter特性とは相反する関係にある。
前述のとおり、本発明の光情報記録媒体は、基板上に反射層と記録層とを有するものであるため、反射層も溝形状を有しているが、該反射膜厚及び溝幅が、ＮＰＰｂ及びJitter特性に大きく影響を与えることがわかった。
As shown in FIG. 7, in order to reduce NPPb, leveling (1-Dsub / Dref) must be increased. To this end, it is necessary to decrease Dsub and increase the thickness of the recording layer. . However, if the recording layer is made thicker, heat is excessively stored during recording, and thermal interference that cannot be compensated for during recording occurs, and the Jitter characteristics are deteriorated, so the NPPb characteristics and the Jitter characteristics are in a contradictory relationship. .
As described above, since the optical information recording medium of the present invention has a reflective layer and a recording layer on a substrate, the reflective layer also has a groove shape. It has been found that NPPb and Jitter characteristics are greatly affected.
反射膜厚とJitter特性の関係を図１０に示す。
図１０において、横軸は反射膜厚（ｎｍ）の値、横軸はJitter（％）の値である。
この結果から分かるように反射膜厚は、１２０〜１８０ｎｍで良好な値を示し、１２０ｎｍよりも薄くすると急激にJitterが悪化する。
The relationship between the reflective film thickness and the Jitter characteristic is shown in FIG.
In FIG. 10, the horizontal axis represents the value of the reflective film thickness (nm), and the horizontal axis represents the value of Jitter (%).
As can be seen from this result, the reflective film thickness shows a good value at 120 to 180 nm, and when it is thinner than 120 nm, Jitter deteriorates rapidly.
溝の深さを基板と同じとして変化させず、溝幅を変化させたときの溝幅とプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号との関係を図１１に示す。
図１１において、横軸は反射層の溝幅（ｎｍ）の値、縦軸はプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号の値である。
この結果から分かるように反射層の溝幅は、８５〜１５０ｎｍで良好な値を示し、１５０ｎｍを超えるとＮＰＰｂは０．７以上となる。
FIG. 11 shows the relationship between the groove width and push-pull (NPPb) signal when the groove width is changed without changing the groove depth to be the same as that of the substrate.
In FIG. 11, the horizontal axis represents the value of the groove width (nm) of the reflective layer, and the vertical axis represents the value of the push-pull (NPPb) signal.
As can be seen from this result, the groove width of the reflective layer shows a good value at 85 to 150 nm, and when it exceeds 150 nm, NPPb becomes 0.7 or more.
これらのことから、本発明においては、反射膜厚を１２０〜１８０ｎｍの厚い膜で形成するとともに、幅溝を８５〜１５０ｎｍとすることにより、ＮＰＰｂ特性を満たしつつ、厚い反射膜により記録時に発生する過剰な熱を迅速に放熱させ熱干渉を抑制させることができる。 For these reasons, in the present invention, the reflective film thickness is formed with a thick film of 120 to 180 nm and the width groove is set to 85 to 150 nm, so that NPPb characteristics are satisfied and the thick reflective film generates during recording. Excess heat can be quickly dissipated to suppress thermal interference.
このようにして、３６０〜４５０ｎｍの波長領域において記録可能な光情報記録媒体は、前述したように種々の条件を独立に設定することにより、または各条件を組み合わせることにより、良好なプッシュプル信号、変調度を得ることができる。 In this way, the optical information recording medium capable of recording in the wavelength region of 360 to 450 nm is a favorable push-pull signal by setting various conditions independently as described above, or by combining the conditions. The degree of modulation can be obtained.
また、前述したような光情報記録媒体を記録装置により最適に記録するにあたっての記録方法について以下に説明する。
波長３６０〜４５０ｎｍのような短波長領域のレーザー光を使用する場合、前述した光情報記録媒体の構成においてピットが配列されるトラックの領域における記録層の最大膜厚が２５〜６０ｎｍの範囲にあり、トラックに隣接した領域における記録層の最大膜厚が５〜３０ｎｍの範囲にあるのが好ましい。
A recording method for optimally recording the optical information recording medium as described above by the recording apparatus will be described below.
When laser light in a short wavelength region such as a wavelength of 360 to 450 nm is used, the maximum film thickness of the recording layer in the track region where pits are arranged in the configuration of the optical information recording medium described above is in the range of 25 to 60 nm. The maximum film thickness of the recording layer in the region adjacent to the track is preferably in the range of 5 to 30 nm.
この場合、レーザー光のスポット径によってプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号がばらつくため、特にラジアル方向のスポット径に着目すれば、記録時のピットの広がりを抑えてクロストークを防止するために、ラジアルスポット径を０．３〜０．５μｍの範囲にするのがよい。その場合、レーザー光の記録パワーも記録層の熱干渉を防ぐ、良好な変調度を得るために４．９〜５．９ｍＷの範囲にするのがよい。このような条件で光情報記録媒体にレーザー光を照射することにより、ピットの反射率が非ピット領域の反射率よりも高くなるように形成する。
このようにすれば記録された光情報記録媒体は、良好なプッシュプル（ＮＰＰｂ）信号および変調度を得ることができる。
In this case, since the push-pull (NPPb) signal varies depending on the spot diameter of the laser beam, the radial spot diameter can be reduced in order to suppress the spread of pits during recording and to prevent crosstalk, particularly when focusing on the spot diameter in the radial direction. Is preferably in the range of 0.3 to 0.5 μm. In that case, the recording power of the laser beam is preferably in the range of 4.9 to 5.9 mW in order to obtain a good degree of modulation that prevents thermal interference of the recording layer. By irradiating the optical information recording medium with laser light under such conditions, the pit reflectance is higher than the reflectance of the non-pit region.
In this way, the recorded optical information recording medium can obtain a good push-pull (NPPb) signal and modulation.
なお、図１２は、前述した光情報記録媒体１０について記録層３の膜厚を変化させたときの変調度（反射率）に対する屈折率の変化量Δｎおよび消衰係数の変化量Δｋの影響度を示すグラフであって、図示のように、変調度に対する貢献度としては、従来の色素とは異なり、Δｋの方がΔｎより大きいことがわかる。この結果からは、変調度の約８０％がΔｋによる効果と推測することができる。
図１３において得られた貢献度の比率から計算すると、変調度をたとえば０．４５までに達成するには、Δｎとしては、０．０５２（９４％の上昇）が必要となり、Δｋとしては、０．００９（２２％の上昇）が必要で、具体的には、Δｎ＝０．３３５、Δｋ＝０．０５５が必要となる。
12 shows the degree of influence of the refractive index change amount Δn and the extinction coefficient change amount Δk on the modulation degree (reflectance) when the film thickness of the
When calculating from the contribution ratio obtained in FIG. 13, in order to achieve the modulation degree up to 0.45, for example, Δn requires 0.052 (an increase of 94%), and Δk is 0. .009 (22% increase), specifically, Δn = 0.335 and Δk = 0.955 are required.
また、図１３は、屈折率ｎに対する反射率の変化を示すグラフであって、屈折率ｎ単独で必要な変調度（たとえば０．４５）を得ようとすると、屈折率の変化範囲として、図中一点鎖線による範囲のように、約１．５５〜１．９の変化が必要となるが、実際の結果としては、Δｎとしては０．０５５のみしか変化せず、図１１に示すように非常に狭い領域（図中二点鎖線による範囲）の値の変化しかなく、必要な反射率の変化を得ることができない。 FIG. 13 is a graph showing the change in the reflectance with respect to the refractive index n. When the required modulation degree (for example, 0.45) is obtained with the refractive index n alone, the change range of the refractive index is shown in FIG. A change of about 1.55 to 1.9 is required as in the range indicated by the one-dot chain line, but as an actual result, only 0.055 is changed as Δn, and as shown in FIG. There is only a change in the value of a narrow area (the range indicated by the two-dot chain line in the figure), and the required change in reflectance cannot be obtained.
図１４は、消衰係数ｋに対する反射率の変化を示すグラフであって、消衰係数ｋ単独で必要な変調度（たとえば０．４５）を得ようとすると、消衰係数ｋの範囲として、図中一点鎖線による範囲のように、約０．１５〜０．２の変化が必要となるが、実際の結果としては、Δｋとしては０．０４０の変化であり、図１４に示すように、屈折率ｎの場合とは異なって非常に広い領域（図中二点鎖線による範囲）の値の変化を示し、Δｋのみでも必要な反射率の変化を得ることができる。
なお図１４中、Δｋの範囲として、単独での必要値の範囲（図中一点鎖線）が実際の変化量の範囲（図中二点鎖線による範囲）より小さい値にずらしてあるのは、Δｋに対する反射率の変化の傾向として、Δｋが小さくなるほど反射率の上昇勾配が高くなるので、より好ましい範囲として示したものであり、実用上は、Δｋの範囲を任意の部分に設定することができる。
FIG. 14 is a graph showing the change in reflectance with respect to the extinction coefficient k. When obtaining the required modulation degree (for example, 0.45) with the extinction coefficient k alone, the range of the extinction coefficient k is as follows. As shown by the alternate long and short dash line in the figure, a change of about 0.15 to 0.2 is required. However, as an actual result, Δk is a change of 0.040, and as shown in FIG. Unlike the case of the refractive index n, it shows a change in the value of a very wide area (a range indicated by a two-dot chain line in the figure), and a necessary change in reflectance can be obtained even with Δk alone.
In FIG. 14, the range of Δk is shifted to a value smaller than the actual range of change (the range indicated by the two-dot chain line in the drawing) of the necessary value alone (the one-dot chain line in the drawing). As the tendency of the change in reflectivity with respect to the above, the slope of the increase in reflectivity increases as Δk decreases, so this is shown as a more preferable range. In practice, the range of Δk can be set to an arbitrary part. .
（実施例１）
ピッチ０．３２μｍからなるグルーブを形成し、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの円盤状のポリカーボネート製の基板を作製した。この基板上に、Ａｇ合金からなる反射層をスパッタリングし、深さ４５ｎｍ、幅１１０ｎｍのトラックを形成した。その後、（化１）に示すアゾ色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、グルーブ膜厚３５ｎｍ、ランド膜厚１５ｎｍの記録層を形成した。その後、窒化アルミニウム材料からなる透明な中間層を３０ｎｍの厚さになるようにスパッタリングした。その後、０．１ｍｍのポリカーボネート製シートからなる光透過層を、透明粘着剤を介して中間層の表面に貼り合わせることにより、光情報記録媒体を得た。
Example 1
Grooves having a pitch of 0.32 μm were formed, and a disk-shaped polycarbonate substrate having an outer diameter of 120 mm and a thickness of 1.1 mm was produced. On this substrate, a reflective layer made of an Ag alloy was sputtered to form a track having a depth of 45 nm and a width of 110 nm. Thereafter, a dye solution in which the azo dye shown in (Chemical Formula 1) is dissolved in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent is applied by spin coating, and dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes. A recording layer was formed. Thereafter, a transparent intermediate layer made of an aluminum nitride material was sputtered to a thickness of 30 nm. Thereafter, an optical information recording medium was obtained by bonding a light transmission layer made of a polycarbonate sheet of 0.1 mm to the surface of the intermediate layer via a transparent adhesive.
こうして得られた光情報記録媒体における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４２で、ｋは０．３９であった。また、光学的位相差ΔＳは０．３７であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２３であり、変化量Δｋは０．１６であった。 When the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the optical information recording medium thus obtained were measured with an n, k measuring device (ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH), n was 1.42. And k was 0.39. The optical phase difference ΔS is 0.37, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is measured by heating the recording layer using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and measuring the extinction coefficient after heating. As a result, k was 0.23 and the amount of change Δk was 0.16.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡ０．８５、記録パワー５．３ｍＷで、線速４．９２ｍ／ｓで記録し再生特性を評価したところ、プッシュプル（ＮＰＰｂ）値は０．４５であり、変調度は５５％であった。すなわち、いずれも良好な結果が得られた。 This optical information recording medium was recorded at a linear velocity of 4.92 m / s at a wavelength of 405 nm, a numerical aperture NA of 0.85, a recording power of 5.3 mW, using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech). When the reproduction characteristics were evaluated, the push-pull (NPPb) value was 0.45, and the modulation factor was 55%. That is, good results were obtained in all cases.
（実施例２）
基板上に反射層をスパッタリングし、深さ５７ｎｍ、幅１１０ｎｍのトラックを形成したこと、記録層として、（化１）に示すアゾ色素と、（化２）に示すシアニン色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、グルーブ最大膜厚３４ｎｍ、ランド膜厚１０ｎｍの記録層を形成したこと以外は、上記実施例１と同様にして光情報記録媒体を得た。
こうして得られた光情報記録媒体における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４１で、ｋは０．３５であった。また、光学的位相差ΔＳは０．４９であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２１であり、変化量Δｋは０．１４であった。
(Example 2)
A reflective layer was sputtered on a substrate to form a track having a depth of 57 nm and a width of 110 nm. As a recording layer, an azo dye represented by (Chemical Formula 1) and a cyanine dye represented by (Chemical Formula 2) were added to TFP (tetrafluoropropanol). ) An optical information recording medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that a dye solution dissolved in a solvent was applied by spin coating to form a recording layer having a maximum groove thickness of 34 nm and a land thickness of 10 nm. .
When the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the optical information recording medium thus obtained were measured with an n, k measuring device (ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH), n was 1.41. And k was 0.35. The optical phase difference ΔS is 0.49, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is measured by heating the recording layer using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and measuring the extinction coefficient after heating. As a result, k was 0.21, and the amount of change Δk was 0.14.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、実施例１と同様の条件で記録し再生特性を評価したところ、プッシュプル（ＮＰＰｂ）値は０．５１であり、変調度は５８％であった。すなわち、いずれも良好な結果が得られた。 When this optical information recording medium was recorded under the same conditions as in Example 1 using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech), the push-pull (NPPb) value was 0. 51 and the degree of modulation was 58%. That is, good results were obtained in all cases.
（実施例３）
基板上に反射層をスパッタリングし、深さ３５ｎｍ、幅８５ｎｍのトラックを形成したこと、記録層として、実施例１と同様の色素溶液をスピンコート法により塗布し、グルーブ最大膜厚２３ｎｍ、ランド膜厚１６ｎｍの記録層を形成したこと以外は、上記実施例１と同様にして光情報記録媒体を得た。
こうして得られた光情報記録媒体における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４２で、ｋは０．３９であった。また、光学的位相差ΔＳは０．３４であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２３であり、変化量Δｋは０．１６であった。
(Example 3)
A reflective layer was sputtered on the substrate to form a track having a depth of 35 nm and a width of 85 nm. As a recording layer, the same dye solution as in Example 1 was applied by spin coating, and the groove maximum film thickness was 23 nm. An optical information recording medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that a recording layer having a thickness of 16 nm was formed.
When the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the optical information recording medium thus obtained were measured with an n, k measuring device (ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH), n was 1.42. And k was 0.39. The optical phase difference ΔS is 0.34, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is measured by heating the recording layer using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and measuring the extinction coefficient after heating. As a result, k was 0.23 and the amount of change Δk was 0.16.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、実施例１と同様の条件で記録し再生特性を評価したところ、プッシュプル（ＮＰＰｂ）値は０．４０であり、変調度は４７％であった。すなわち、いずれも良好な結果が得られた。 When this optical information recording medium was recorded under the same conditions as in Example 1 using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech), the push-pull (NPPb) value was 0. 40 and the degree of modulation was 47%. That is, good results were obtained in all cases.
（比較例１）
基板上に反射層をスパッタリングし、深さ３０ｎｍ、幅８５ｎｍのトラックを形成したこと、記録層として、実施例１と同様の色素溶液をスピンコート法により塗布し、グルーブ最大膜厚４５ｎｍ、ランド膜厚３０ｎｍの記録層を形成したこと以外は、上記実施例１と同様にして光情報記録媒体を得た。
こうして得られた光情報記録媒体における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４２で、ｋは０．３９であった。また、光学的位相差ΔＳは０．２４であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２３であり、変化量Δｋは０．１６であった。
(Comparative Example 1)
A reflective layer was sputtered on the substrate to form a track having a depth of 30 nm and a width of 85 nm. As a recording layer, the same dye solution as in Example 1 was applied by spin coating, and the groove maximum film thickness was 45 nm. An optical information recording medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that a recording layer having a thickness of 30 nm was formed.
When the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the optical information recording medium thus obtained were measured with an n, k measuring device (ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH), n was 1.42. And k was 0.39. The optical phase difference ΔS is 0.24, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is measured by heating the recording layer using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and measuring the extinction coefficient after heating. As a result, k was 0.23 and the amount of change Δk was 0.16.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ−１０００）を用いて、実施例１と同様の条件で記録し再生特性を評価したところ、プッシュプル（ＮＰＰｂ）値は０．２６であり、変調度は３８％であった。すなわち、いずれもいずれも低すぎる結果となってしまい、良好な特性が得られなかった。 When this optical information recording medium was recorded under the same conditions as in Example 1 using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech), the push-pull (NPPb) value was 0. 26, and the degree of modulation was 38%. In other words, both results were too low, and good characteristics could not be obtained.
（比較例２）
基板上に反射層をスパッタリングし、深さ７０ｎｍ、幅１５３ｎｍのトラックを形成したこと、記録層として、実施例１と同様の色素溶液をスピンコート法により塗布し、グルーブ最大膜厚５５ｎｍ、ランド膜厚３９ｎｍの記録層を形成したこと以外は、上記実施例１と同様にして光情報記録媒体を得た。
こうして得られた光情報記録媒体における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４２で、ｋは０．３９であった。また、光学的位相差ΔＳは０．７０であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２３であり、変化量Δｋは０．１６であった。
(Comparative Example 2)
A reflective layer was sputtered on the substrate to form a track having a depth of 70 nm and a width of 153 nm. As a recording layer, the same dye solution as in Example 1 was applied by spin coating, and the groove maximum film thickness was 55 nm. An optical information recording medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that a recording layer having a thickness of 39 nm was formed.
When the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the optical information recording medium thus obtained were measured with an n, k measuring device (ETA-RT / UV manufactured by Stage ETA-Optik GmbH), n was 1.42. And k was 0.39. The optical phase difference ΔS is 0.70, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is measured by heating the recording layer using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and measuring the extinction coefficient after heating. As a result, k was 0.23 and the amount of change Δk was 0.16.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、実施例１と同様の条件で記録し再生特性を評価したところ、プッシュプル（ＮＰＰｂ）値は０．７６であり、変調度は７５％であった。すなわち、いずれもいずれも高すぎる結果となってしまい、良好な特性が得られなかった。 When this optical information recording medium was recorded under the same conditions as in Example 1 using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech), the push-pull (NPPb) value was 0. 76, and the degree of modulation was 75%. In other words, both results were too high, and good characteristics could not be obtained.
(評価条件１)
ピッチ０．３２μｍからなるグルーブを形成し、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの円盤状のポリカーボネート製の基板を作製した。この基板上に、Ａｇ合金からなる反射層をスパッタリングし、以下、実施例および比較例の条件でトラックを形成した。その後、色素ｉ）：（化１）に示すアゾ色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、同じく実施例および比較例の条件からなるグルーブ膜厚、ランド膜厚の記録層を形成した。色素ii):（化１）に示すアゾ色素と、（化２）に示すシアニン色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、同じく実施例および比較例の条件からなるグルーブ膜厚、ランド膜厚の記録層を形成した。その後、ｉ）、ii）それぞれについて、窒化アルミニウム材料からなる透明な中間層を２０ｎｍの厚さになるようにスパッタリングした。その後、０．１ｍｍのポリカーボネート製シートからなる光透過層を、透明粘着剤を介して中間層の表面に貼り合わせることにより、光情報記録媒体を得た。
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡ０．８５、記録パワー５．３ｍＷで、線速４．９２ｍ／ｓで記録し再生特性を評価した。
(Evaluation condition 1)
Grooves having a pitch of 0.32 μm were formed, and a disk-shaped polycarbonate substrate having an outer diameter of 120 mm and a thickness of 1.1 mm was produced. A reflective layer made of an Ag alloy was sputtered on this substrate, and tracks were formed under the conditions of Examples and Comparative Examples below. Thereafter, a dye solution prepared by dissolving the azo dye shown in Dye i): (Chemical Formula 1) in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent was applied by spin coating, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and the same examples and comparative examples. A recording layer having a groove thickness and a land thickness having the above conditions was formed. Dye ii): A dye solution prepared by dissolving the azo dye shown in (Chemical formula 1) and the cyanine dye shown in (Chemical formula 2) in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent is applied by spin coating, and dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes. Thereafter, a recording layer having a groove film thickness and a land film thickness similarly formed under the conditions of Examples and Comparative Examples was formed. Thereafter, for each of i) and ii), a transparent intermediate layer made of an aluminum nitride material was sputtered to a thickness of 20 nm. Thereafter, an optical information recording medium was obtained by bonding a light transmissive layer made of a 0.1 mm polycarbonate sheet to the surface of the intermediate layer via a transparent adhesive.
This optical information recording medium was recorded at a linear velocity of 4.92 m / s at a wavelength of 405 nm, a numerical aperture NA of 0.85, a recording power of 5.3 mW, using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech). Reproduction characteristics were evaluated.
（実施例４）
深さ４６ｎｍ、幅１０９ｎｍのトラックを形成し、色素ｉ）を用いてグルーブ膜厚２７ｎｍ、ランド膜厚１０ｎｍの記録層を形成した。このとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．３７であって、再生評価したところプッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．５９の良好な結果が得られた。
Example 4
A track having a depth of 46 nm and a width of 109 nm was formed, and a recording layer having a groove thickness of 27 nm and a land thickness of 10 nm was formed using the dye i). At this time, 1-Dsub / Dref was 0.37, and reproduction evaluation showed that the push-pull value (NPPb) was 0.59.
（実施例５）
深さ６２ｎｍ、幅１３６ｎｍのトラックを形成し、色素ii）を用いてグルーブ膜厚４４ｎｍ、ランド膜厚１２ｎｍの記録層を形成した。このとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．５２であって、再生評価したところプッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．４９の良好な結果が得られた。
(Example 5)
A track having a depth of 62 nm and a width of 136 nm was formed, and a recording layer having a groove thickness of 44 nm and a land thickness of 12 nm was formed using the dye ii). At this time, 1-Dsub / Dref was 0.52, and reproduction evaluation showed that the push-pull value (NPPb) was 0.49.
（実施例６）
深さ３５ｎｍ、幅８６ｎｍのトラックを形成し、色素ｉ）を用いてグルーブ膜厚２７ｎｍ、ランド膜厚６ｎｍの記録層を形成した。このとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．６０であって、再生評価したところプッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．４０の良好な結果が得られた。
(Example 6)
A track having a depth of 35 nm and a width of 86 nm was formed, and a recording layer having a groove thickness of 27 nm and a land thickness of 6 nm was formed using the dye i). At this time, 1-Dsub / Dref was 0.60, and reproduction evaluation showed that the push-pull value (NPPb) was 0.40.
（比較例３）
深さ５７ｎｍ、幅１５３ｎｍのトラックを形成し、色素ｉ）を用いてグルーブ膜厚２３ｎｍ、ランド膜厚１４ｎｍの記録層を形成した。このとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．１６であって、再生評価したところプッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．７４の大きすぎる結果となった。
(Comparative Example 3)
A track having a depth of 57 nm and a width of 153 nm was formed, and a recording layer having a groove thickness of 23 nm and a land thickness of 14 nm was formed using the dye i). At this time, 1-Dsub / Dref was 0.16, and reproduction evaluation showed that the push-pull value (NPPb) was too large, 0.74.
（比較例４）
深さ３５ｎｍ、幅８６ｎｍのトラックを形成し、色素ｉ）を用いてグルーブ膜厚２７ｎｍ、ランド膜厚４ｎｍの記録層を形成した。このとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．６６であって、再生評価したところプッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．３５の小さすぎる結果となった。
(Comparative Example 4)
A track having a depth of 35 nm and a width of 86 nm was formed, and a recording layer having a groove thickness of 27 nm and a land thickness of 4 nm was formed using the dye i). At this time, 1-Dsub / Dref was 0.66, and reproduction evaluation showed that the push-pull value (NPPb) was too small, 0.35.
（評価条件２）
ピッチ０．３２μｍからなるグルーブを形成し、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの円盤状のポリカーボネート製の基板を作製した。この基板上に、Ａｇ合金からなる反射層をスパッタリングし、トラックを形成した。その後、色素ｉ）：（化１）に示すアゾ色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、記録層を形成した。色素ii）：（化１）に示すアゾ色素と、（化２）に示すシアニン色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、記録層を形成した。その後、ｉ）、ii）それぞれについて、窒化アルミニウム材料からなる透明な中間層を２０ｎｍの厚さになるようにスパッタリングした。その後、０．１ｍｍのポリカーボネート製シートからなる光透過層を、透明粘着剤を介して中間層の表面に貼り合わせることにより、光情報記録媒体を得た。
(Evaluation condition 2)
Grooves having a pitch of 0.32 μm were formed, and a disk-shaped polycarbonate substrate having an outer diameter of 120 mm and a thickness of 1.1 mm was produced. A reflective layer made of an Ag alloy was sputtered on this substrate to form a track. Thereafter, a dye solution prepared by dissolving the azo dye shown in Dye i): (Chemical Formula 1) in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent was applied by spin coating, and dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes to form a recording layer. Dye ii): A dye solution prepared by dissolving the azo dye shown in (Chemical Formula 1) and the cyanine dye shown in (Chemical Formula 2) in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent is applied by spin coating, and dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes. Thereafter, a recording layer was formed. Thereafter, for each of i) and ii), a transparent intermediate layer made of an aluminum nitride material was sputtered to a thickness of 20 nm. Thereafter, an optical information recording medium was obtained by bonding a light transmission layer made of a polycarbonate sheet of 0.1 mm to the surface of the intermediate layer via a transparent adhesive.
このとき、色素ｉ）における記録層の屈折率ｎ、消衰係数ｋをｎ，ｋ計測装置（Ｓｔｅａｇｅ ＥＴＡ−Ｏｐｔｉｋ ＧｍｂＨ社製ＥＴＡ−ＲＴ／ＵＶ）で測定したところ、ｎは１．４２で、ｋは０．３９であった。消衰係数ｋの変化量Δｋは、示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて記録層を加熱し、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２３であり、変化量Δｋは０．１６であった。同様に、色素ii）における記録層の屈折率ｎは１．４１、消衰係数ｋは０．３５であり、消衰係数ｋの変化量Δｋは、加熱後の消衰係数を測定したところｋは０．２１であったため、変化量Δｋは０．１４であった。 At this time, when the refractive index n and extinction coefficient k of the recording layer in the dye i) were measured with an n, k measuring apparatus (Stage ETA-Optik GmbH ETA-RT / UV), n was 1.42. k was 0.39. The change Δk in the extinction coefficient k is 0.23 when the recording layer is heated using a differential thermal analyzer (TG-DTA) and the extinction coefficient after heating is measured. The change Δk is It was 0.16. Similarly, the refractive index n of the recording layer in dye ii) is 1.41, the extinction coefficient k is 0.35, and the change amount Δk of the extinction coefficient k is determined by measuring the extinction coefficient after heating. Was 0.21, and thus the variation Δk was 0.14.
この光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＤＤＵ-１０００）を用いて、波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡ０．８５、記録パワー５．３ｍＷで、線速４．９２ｍ／ｓで記録し再生特性を評価した。 This optical information recording medium was recorded at a linear velocity of 4.92 m / s at a wavelength of 405 nm, a numerical aperture NA of 0.85, a recording power of 5.3 mW, using a commercially available recording / reproducing apparatus (DDU-1000 manufactured by Pulse Tech). Reproduction characteristics were evaluated.
（実施例７）
色素ｉ）を用いて、前述した光学的位相差ΔＳの式に基づき、ΔＳが０．５となるように光情報記録媒体を形成した。このとき、ΔＳ×Δｋは０．０８であって、プッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．４０、変調度は５２％の良好な結果が得られた。
(Example 7)
Using the dye i), an optical information recording medium was formed based on the above-described formula of the optical phase difference ΔS so that ΔS was 0.5. At this time, ΔS × Δk was 0.08, the push-pull value (NPPb) was 0.40, and the modulation factor was 52%.
（実施例８）
色素ii）を用いて、前述した光学的位相差ΔＳの式に基づき、ΔＳが０．７となるように光情報記録媒体を形成した。このとき、ΔＳ×Δｋは０．１であって、プッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．５３、変調度は６４％の良好な結果が得られた。
(Example 8)
Using the dye ii), an optical information recording medium was formed so that ΔS was 0.7 based on the formula of the optical phase difference ΔS described above. At this time, ΔS × Δk was 0.1, the push-pull value (NPPb) was 0.53, and the modulation factor was 64%.
（比較例５）
色素ｉ）を用いて、前述した光学的位相差ΔＳの式に基づき、ΔＳが１．０となるように光情報記録媒体を形成した。このとき、ΔＳ×Δｋは０．１６であって、プッシュプル値（ＮＰＰｂ）は０．７５、変調度は７６％で、プッシュプル値が大きすぎる結果だった。
(Comparative Example 5)
Using the dye i), an optical information recording medium was formed so that ΔS was 1.0 based on the above-described formula of optical phase difference ΔS. At this time, ΔS × Δk was 0.16, the push-pull value (NPPb) was 0.75, the modulation factor was 76%, and the push-pull value was too large.
（実施例９〜１１及び比較例６，７）
ピッチ０．３２μｍからなるグルーブを形成し、外径１２０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの円盤状のポリカーボネート製の基板を作製した。この基板上に、Ａｇ合金からなる反射層を６０〜１８０ｎｍの厚さでスパッタリングし、トラックを形成した。その後（化１）に示すアゾ色素をＴＦＰ（テトラフルオロプロパノール）溶剤に溶かした色素溶液をスピンコート法により塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥後、グルーブ膜厚３５ｎｍ、ランド膜厚１５ｎｍの記録層を形成した。
(Examples 9 to 11 and Comparative Examples 6 and 7)
Grooves having a pitch of 0.32 μm were formed, and a disk-shaped polycarbonate substrate having an outer diameter of 120 mm and a thickness of 1.1 mm was produced. On this substrate, a reflective layer made of an Ag alloy was sputtered to a thickness of 60 to 180 nm to form a track. Thereafter, a dye solution in which the azo dye shown in (Chemical Formula 1) is dissolved in a TFP (tetrafluoropropanol) solvent is applied by spin coating, dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes, and then recorded with a groove film thickness of 35 nm and a land film thickness of 15 nm. A layer was formed.
その後、窒化アルミニウム材料からなる透明な中間層を２０ｎｍの厚さになるようにスパッタリングした。その後、０．１ｍｍのポリカーボネート製シートからなる光透過層を、透明粘着剤を介して中間層の表面に貼り合わせることにより、光情報記録媒体を得た。 Thereafter, a transparent intermediate layer made of an aluminum nitride material was sputtered to a thickness of 20 nm. Thereafter, an optical information recording medium was obtained by bonding a light transmission layer made of a polycarbonate sheet of 0.1 mm to the surface of the intermediate layer via a transparent adhesive.
これらの光情報記録媒体を、市販の記録再生装置（パルステック製 ＯＤＵ−１０００）を用いて、波長４０５ｎｍ、開口数ＮＡＯ．８５、線速４．９２ｍ／ｓで、記録／再生特性を評価した。
基板、反射膜形成後の溝深さ、溝幅はＡＦＭを用いて計測を行った。基板の溝深さは３５〜６２３ｎｍの範囲で作製し、反射膜厚形成後の深さ変化は±３ｎｍであり、誤差程度の結果だった。
These optical information recording media were recorded using a commercially available recording / reproducing apparatus (ODU-1000 manufactured by Pulstec) with a wavelength of 405 nm and a numerical aperture NAO. The recording / reproducing characteristics were evaluated at 85 at a linear velocity of 4.92 m / s.
The groove depth and groove width after forming the substrate and the reflective film were measured using AFM. The groove depth of the substrate was produced in the range of 35 to 623 nm, and the depth change after forming the reflective film thickness was ± 3 nm, which was a result of an error level.
実施例９〜１１及び比較例６、７における、それぞれの基板の溝幅、反射膜厚、反射層の溝深さ及び溝幅、ＮＰＰｂ、及びJitterを下記の表に示す。
ここで、ＮＰＰｂ値は、プッシュプル信号を４分割ディテクター（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の回転追従方向で二分割し（Ａ＋Ｂ，Ｃ＋Ｄ）、それらの差分を取ったものを反射光量で除算した値である。この値自体は、上記のような市販の記録再生装置で算出される。
また、Jitter値は、ＲＦ信号を二値化して、この二値化されたデジタル信号と基準クロックとのずれ量を算出した値である。この値自体も、上記のような記録再生装置で算出される。
Here, the NPPb value is obtained by dividing the push-pull signal into two parts (A + B, C + D) in the rotation follow-up direction of the four-division detector (A, B, C, D), and dividing the difference between them by the amount of reflected light. Value. This value itself is calculated by a commercially available recording / reproducing apparatus as described above.
The Jitter value is a value obtained by binarizing the RF signal and calculating a deviation amount between the binarized digital signal and the reference clock. This value itself is also calculated by the recording / reproducing apparatus as described above.
そして、３６０〜４５０ｎｍの波長領域において、変調度を確保しつつプッシュプル（ＮＰＰｂ）特性の上限を０．７にすることで、良好な記録再生特性を得られることができる。プッシュプル（ＮＰＰｂ）信号が０．７を超えてしまうと、フォトディテクターの明暗の識別が困難となり、トラッキング追従ができなくなってしまう。
また、Jitter特性は、プッシュプル特性を満足しつつ８％以下であると、良好な記録再生特性を得ることができる。Jitter特性が８％を超えてしまうと、データ読み取りが困難になり、ドライブ側でデータの読み取りができなくなってしまう恐れが生じてしまう。
In the wavelength region of 360 to 450 nm, by setting the upper limit of the push-pull (NPPb) characteristic to 0.7 while ensuring the degree of modulation, good recording / reproducing characteristics can be obtained. If the push-pull (NPPb) signal exceeds 0.7, it becomes difficult to distinguish the light and dark of the photodetector, and tracking tracking cannot be performed.
Further, when the Jitter characteristic is 8% or less while satisfying the push-pull characteristic, good recording / reproducing characteristics can be obtained. If the Jitter characteristic exceeds 8%, it becomes difficult to read data, and there is a possibility that data cannot be read on the drive side.
実施例９〜１１では、いずれもＮＰＰｂ及びJitterは共に良好な結果を得た。一方、比較例６では、ＮＰＰｂは良好であったが、熱干渉が大きく、Jitterは１２．６％の結果となり、比較例７では、Jitterは良好であったが、ＮＰＰｂは０．７５と大きすぎる結果となった。 In Examples 9 to 11 , both NPPb and Jitter obtained good results. On the other hand, in Comparative Example 6 , NPPb was good, but thermal interference was large and Jitter was 12.6%. In Comparative Example 7 , Jitter was good, but NPPb was as large as 0.75. The result was too much.
なお、前述した本発明の実施の形態においては、記録層が一層の場合を示したが、これに限らず、記録層が複数形成された多層記録型の光情報記録媒体についても十分適用可能である。
また、前述した本発明の実施の形態では、記録層として色素材料からなる層について示したが、これに限られるものではなく、例えば、反射層が記録に関与するような光学干渉を引き起こす場合には、記録層としては反射層も含めた複数層からなるものである。また、記録層に隣接して光学特性を調整する光干渉層やエンハンス層を設けた場合にも同様のことがいえる。要は、記録層としては、記録に関与する層であれば、それが一層であっても複数層であってもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, the case of a single recording layer has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is sufficiently applicable to a multilayer recording type optical information recording medium in which a plurality of recording layers are formed. is there.
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the layer made of the dye material is shown as the recording layer. However, the present invention is not limited to this. For example, when the reflective layer causes optical interference related to recording. The recording layer is composed of a plurality of layers including a reflective layer. The same can be said when an optical interference layer or an enhancement layer for adjusting optical characteristics is provided adjacent to the recording layer. In short, the recording layer may be a single layer or a plurality of layers as long as it is a layer involved in recording.
以上のように、本発明の光情報記録媒体は、プッシュプルを小さくすることができることにより、情報の高密度化及び高速化を図ることができるために、より、短波長、たとえば３６０〜４５０ｎｍの波長領域に対応したＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ方式による光学情報媒体の提供を可能にするものであって、３６０〜４５０ｎｍのような短波長領域のレーザー光に対応して、良好なプッシュプル信号及び変調を可能とした光情報記録媒体への記録方法が提供される。 As described above, since the optical information recording medium of the present invention can reduce the push-pull, and thereby can increase the density and speed of information, it is possible to achieve a shorter wavelength, for example, 360 to 450 nm. It is possible to provide an optical information medium by the Low to High method corresponding to the wavelength region, and it is possible to provide a good push-pull signal and modulation corresponding to a laser beam in a short wavelength region such as 360 to 450 nm. A method for recording on an optical information recording medium is provided.
１ 基板
２ 反射層
３ 記録層
４ 凹部
５、６ 光透過層
７ 中間層
１０ 光情報記録媒体
１１ グルーブ
１２ ランド
DESCRIPTION OF
11
Claims (10)
前記ピットの反射率が非ピット領域の反射率よりも高く、前記ピットが配列される前記グルーブ部分における記録層の最大膜厚が２５〜６０ｎｍの範囲にあり、前記ランド部分における記録層の最大膜厚が５〜３０ｎｍの範囲にあり、
前記グルーブ部分における記録層の最大膜厚と、前記ランド部分における記録層の最大膜厚との比が、０．１〜０．６の範囲にあり、
前記グルーブ部分の最大深さは、３５〜６５ｎｍの範囲にあり、
前記記録層のグルーブ部分の最大深さをＤｓｕｂ、前記反射層のグルーブ部分の最大深さをＤｒｅｆとしたとき、１−Ｄｓｕｂ／Ｄｒｅｆが０．２〜０．６の範囲にあり、
前記グルーブは、２９０〜３５０ｎｍの範囲のピッチで、かつ８５〜１５０ｎｍの範囲の幅で形成されていることを特徴とする光情報記録媒体。 By having a substrate on which grooves and lands are formed and a recording layer containing a reflective layer and an organic dye formed on the substrate, the recording layer is irradiated with laser light in a wavelength range of 360 to 450 nm. An optical information recording medium that records or can record optically readable pits,
The reflectance of the pit is higher than the reflectance of the non-pit area, the maximum film thickness of the recording layer in the groove portion where the pits are arranged is in the range of 25 to 60 nm, and the maximum film of the recording layer in the land portion The thickness is in the range of 5-30 nm,
The ratio of the maximum film thickness of the recording layer in the groove portion and the maximum film thickness of the recording layer in the land portion is in the range of 0.1 to 0.6,
The maximum depth of the groove portion is in the range of 35-65 nm,
When the maximum depth of the groove portion of the recording layer is Dsub and the maximum depth of the groove portion of the reflective layer is Dref, 1-Dsub / Dref is in the range of 0.2 to 0.6,
The groove is an optical information recording medium characterized that you have been formed at a pitch in the range of 290～350Nm, and a width in the range of 85～150Nm.
前記記録層の未記録時における複素屈折率の虚数部をｋａｂｓｂ、記録後における複素屈折率の虚数部をｋａｂｓａとしたときの変化量Δｋ＝ｋａｂｓｂ−ｋａｂｓａとしたとき、
０．０２≦ΔＳ×Δｋ≦０．１１の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。 Dsub the maximum depth of the layer boundary of the groove portion of the light transmissive layer side of the front type recording layer, Dg the maximum thickness of the groove portion of the recording layer, Dl the maximum thickness of the land portion of the recording layer, the recording The optical phase difference ΔS = 2 nabs {where the real part of the complex refractive index of the layer on the light transmission layer side of the layer is nsub, the real part of the complex refractive index of the recording layer is nabs, and the wavelength of the reproduction light is λ. Dg−Dl + (nsub × Dsub) / nabs)} / λ,
When the imaginary part of the complex refractive index when the recording layer is not recorded is kabsb, and the amount of change Δk = kabsb−kabsa when the imaginary part of the complex refractive index after recording is kabsa,
3. The optical information recording medium according to claim 2 , wherein the optical information recording medium is in a range of 0.02 ≦ ΔS × Δk ≦ 0.11.
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