JP4818965B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォーマット情報が正確に再生できると共に記録データエラーの増加を抑えることのできるプリピットが形成された書込み可能な光記録媒体に関する。

書込み可能型の光記録媒体では位置検索のための同期信号やアドレス情報（以下、プリフォーマット情報という）が予め位相溝として基板上に形成されている。このプリフォーマット情報を位相溝として形成する方法としては、溝を蛇行（以下、ウォブルという）させる方法や、不連続の溝（以下、プリピットという）の長さや間隔、位置を変化させる方法がある。
このような光記録媒体の記録再生に際しては、アドレス情報を正確に得る必要がある。アドレス情報を得るために種々の構造を有する光記録媒体が提案されており、その一例として特許文献１に記載された光記録媒体がある。
この光記録媒体は、蛇行したグルーブを有し、隣り合ったグルーブとグルーブとを繋ぐランド部の切り欠きとして所定間隔でプリピットが形成され、このプリピットから検出されるプリピット信号によってアドレス情報が得られるようになっており、トラックピッチが狭い場合でも情報を正確に得ることができるという利点がある。また、未記録の状態ではプリピットからの信号が大きいのでアドレス情報を正確に得ることができる。

しかし、グルーブの記録層に記録ピットが形成されると、プリピットの側方にも記録ピットが形成されるため、プリピットからの信号が小さくなる傾向にある。その結果、プリピット信号を正確に得にくくなって未記録の場合よりも信号のエラーが増加し、アドレス情報を正確に得ることが困難になるという問題がある。また、記録ピットに影響されないように切り欠きの長さを長くすると、プリピット信号のエラー増加は抑えられるが、記録ピットから得られた再生信号を変換して得られるデータエラーが増加してしまう等の問題がある。
また、記録容量を増大させるために二層の情報記録層を有する二層光記録媒体が提案されており、その作製方法は主に２Ｐ法（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍａｒｉｚａｔｉｏｎ法）とＩＳ法（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｓｔａｃｋ法）の２種類に分けることができる。
ＩＳ法で作製された二層光記録媒体は、第１基板と、その上に設けられた少なくとも第１記録層を有する第１情報層と、第２基板と、その上に設けられた少なくとも反射層、第２記録層及び保護層をこの順に有する第２情報層とが、中間層を介して、第１記録層及び第２記録層が内側になるように積層された層構成を有する。そして、光入射方向からみて奥側となる第２記録層には、通常ランド記録がなされる。

特開平９−３２６１３８号公報

記録層を１層しか有さない光記録媒体の記録層や、二層光記録媒体における光入射側の記録層の場合、基板のランド（凸部）の色素膜厚がグルーブ（凹部）よりかなり薄くなっており、記録トラックであるグルーブに記録する際にはランドの断熱効果により隣接トラックへのピットの広がりが抑制される。
一方、ＩＳ方式による二層光記録媒体における光入射側からみて奥側の記録層（第２記録層）では、第２基板のランドに形成される色素記録層膜厚が、トラック間であるグルーブに形成される色素記録層膜厚とほぼ同じか又は若干薄いだけであるため、連続するトラックに記録した場合に、記録レーザー照射による加熱及び色素分解時の発熱が隣接トラックに伝達し、記録マークが過度に広がってしまう（熱変形）。このため、記録マークが広がりにくい有機色素が考えられているが、その場合でも、第１情報層と第２情報層とでは記録マークの形状が異なることになる。
したがって、第２基板に、第１基板のプリピットと同形状のプリピットを形成したとしても、各記録層に形成される記録マークの形状が異なるため、適切なプリピット信号やデータエラー特性を得られるわけではなかった。
そこで本発明は、ＩＳ法により作製された光記録媒体の光入射側からみて奥側の情報層について、未記録状態及び記録後の何れにおいてもプリピット信号のエラー増加を抑えて、アドレス情報を正確に得ることができると共に、記録ピットの再生信号から得られるデータのエラー増加も抑えられる光記録媒体の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）〜２）の発明によって解決される。
１） 溝深さ１６００Å、トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブの溝幅が２４００Åの案内溝を設けた第１基板と、その上に設けられた少なくとも第１記録層を有する第１情報層と、溝深さ３００Å、トラックピッチ０．７４μｍの第２基板と、その上に設けられた少なくとも反射層、第２記録層及び保護層をこの順に有する第２情報層とが、中間層を介して第１記録層及び第２記録層が内側になるように積層され、第２記録層は下記化学式で表されるスクアリリウム色素からなると共に、膜厚が３５０〜６００ｎｍであって、第２基板の第２情報層が積層された側に、螺旋状のグルーブ及びランドが形成され、第２記録層にランド記録がなされる光記録媒体であって、第２基板のランドの一部に、このランドと隣り合う他のランドに向かって突出するように屈曲したプリピットが形成され、前記プリピットとして突出している部分の最も突出した位置でのランドの中心線と、突出していない部分のランドの中心線との距離をＲｌ（Å）、ランドの溝幅をＷｌ（Å）、プリピットの長さをＬｌ（Å）としたとき、Ｒｌ、Ｗｌ、Ｌｌが「５００（Å）≦Ｒｌ×Ｌｌ／Ｗｌ≦７５０（Å）」という関係を満足することを特徴とする光記録媒体。
２） 第２記録層における記録後の再生信号の変調度が０．７以下であることを特徴とする１）記載の光記録媒体。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
−基板−
基板の材料としては、通常、ガラス、セラミックス、樹脂、などが用いられるが、成形性、コストの点から、樹脂製基板が好適である。前記樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、成形性、光学特性、コストの点から、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂が好ましい。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

−色素含有記録層−
色素含有記録層は、レーザー光の照射により何らかの光学的変化を生じ、その変化により情報を記録できるものであって、少なくとも有機色素を含有し、バインダー、安定剤等を含有する。
また、色素含有記録層は、該記録層両界面の多重干渉効果により、高反射率を得る構成となっている。更に、色素含有記録層には、屈折率ｎが大きく吸収ｋが比較的小さい光学特性が必要である。好ましい範囲はｎ＞２、０．０３＜ｋ＜０．２である。このような光学特性は色素膜の光吸収帯の長波長端部の特性を利用することにより得られる。
前記有機色素としては、例えば、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ピリリウム系・チオピリリウム系色素、アズレニウム系色素、スクワリリウム系色素、アゾ系色素、ホルマザンキレート系色素、Ｎｉ，Ｃｒなどの金属錯塩系色素、ナフトキノン系・アントラキノン系色素、インドフェノール系色素、インドアニリン系色素、トリフェニルメタン系色素、トリアリルメタン系色素、アミニウム系・ジインモニウム系色素、ニトロソ化合物などが挙げられる。これらの中でも、膜の光吸収スペクトルの最大吸収波長が５５０〜６５０ｎｍにあり、レーザー光波長（約６５０ｎｍ）において所望の光学特性が得やすい色素化合物として、溶剤塗布による成膜性、光学特性の調整のしやすさから、テトラアザポルフィラジン色素、シアニン色素、アゾ色素、及び前記化学式で表されるスクアリリウム色素から選択される少なくとも１種の色素が好ましい。

色素含有記録層には、高分子材料を配合させることもできる。該高分子材料としては、例えば、アイオノマー樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニル系樹脂、天然高分子化合物、シリコーン、液状ゴム等の種々の材料もしくはシランカップリング剤等が挙げられる。更に、特性改良の目的で安定剤（例えば、遷移金属錯体）、分散剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤等を一緒に用いることもできる。
前記記録層の形成には、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法又は溶液塗布法等の通常の手段によって行うことができる。塗布法を用いる場合には、前記色素等を有機溶剤等に溶解してスプレー、ローラーコーティング、ディッピング、及びスピンコーティング等の慣用のコーティング法によって行われる。

前記有機溶剤には、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類；酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類；クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、四塩化炭素、トリクロロエタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類；ベンゼン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族類；メトキシエタノール、エトキシエタノール等のセロソルブ類；ヘキサン、ペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

−反射層−
反射層の材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａなどの金属材料、又はそれらの合金などを用いることができる。また、これら金属材料への添加元素として、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｔａなどが使用できる。これらの中でも、Ａｇ及びＡｇ合金の何れかを含有することが好ましい。それは、記録媒体を構成する反射層は通常、記録時に発生する熱の冷却速度を調整する熱伝導性の観点と、干渉効果を利用して再生信号のコントラストを改善する光学的な観点から、高熱伝導率／高反射率の金属が望ましく、純Ａｇ又はＡｇ合金はＡｇの熱伝導率が４２７Ｗ／ｍ・Ｋと極めて高く、記録時に記録層が高温に達した後、直ぐにマーク形成に適した急冷構造を実現できるからである。
なお、このように高熱伝導率性を考慮すると純銀が最良であるが、耐食性を考慮しＣｕを添加してもよい。この場合Ａｇの特性を損なわないためには銅の添加量範囲は０．１〜１０原子％が好ましく、特に０．５〜３原子％が好適である。銅の過剰な添加は逆にＡｇの耐食性を劣化させてしまう。
反射層は、各種気相成長法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法などによって形成できる。中でも、スパッタリング法が、量産性、膜質等に優れている。
本発明は二層光記録媒体であるため、一層目の反射層は照射されるビームに対して透過率が３０％〜７０％であることが好ましい。二層目の反射層は、放熱能力や耐久性を考慮すると膜厚は、５０〜３００ｎｍが好ましい。

−接着層−
貼り合わせにはアクリレート系、エポキシ系、ウレタン系の紫外線硬化型又は熱硬化型接着剤等が使用できるが、透明シートにより貼り合わせる方法でも良い。

図１及び図２は本発明の二層光記録媒体の第２基板の部分構造を示し、図１はランド記録を行う第２基板の一部の平面図、図２は第２基板の一部の断面図である。
第２記録層の材料として有機色素を用いた場合、図に示すように、ランドの溝幅をＷｌ（Å）、プリピットの長さをＬｌ（Å）、プリピットとして突出している部分の最も突出した位置でのランドの中心線と、突出していない部分のランドの中心線との距離をＲｌ（Å）として、Ｒｌ、Ｗｌ、Ｌｌが次の式を満足することが好ましい。
５００（Å）≦Ｒｌ×Ｌｌ／Ｗｌ≦７５０（Å）
Ｒｌ×Ｌｌ／Ｗｌ＜５００（Å）では、アドレス情報が正確に得られないことがあり、Ｒｌ×Ｌｌ／Ｗｌ＞７５０（Å）では、記録後のデータエラーが増加することがある。
また、有機色素の膜厚は３５０〜６００ｎｍの範囲とする。この範囲を外れると、後述するＤＶＤ規格を満足する記録再生特性が得られないので好ましくない。

光記録媒体は、通常はディスク状であり、本発明に用いるディスク基板は、従来のディスク基板と同様にスタンパを用いて射出成形により製造される。
ディスク原盤を作製するに際しては、ガラス基板等の高剛性基板の表面にポジ型のレジスト層を形成し、レーザービーム等の露光用ビームによりレジスト層を露光した後、現像することによりレジスト層をパターニングする工程を設ける。
本発明では、レジスト層を露光する際に、グルーブに対応する溝が形成できるように原盤を回転させながら１本の露光用ビームを連続照射し、グルーブにプリピットを形成する位置において露光用ビームを一瞬だけディスク原盤の径方向に変位させる。変位中にも露光用ビームは連続的に照射する。このときの変位量を制御することにより、プリピットの突出量（前述のＲｌ）を調節し、更に変位時間を制御することによりプリピットの長さＬｌを調節できる。

本発明によれば、ＩＳ法により作製された光記録媒体の、光入射側からみて奥側の情報層について、未記録状態及び記録後の何れにおいてもプリピット信号のエラー増加を抑えてアドレス情報を正確に得ることができると共に、記録ピットの再生信号から得られるデータのエラー増加も抑えられる光記録媒体を提供できる。

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。

実施例１
溝深さ１６００Å、トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブの溝幅が２４００Åの案内溝を設けた、厚さ０．５８ｍｍ、直径１２０ｍｍの射出成形ポリカーボネート基板を第１基板とし、その上に、下記〔化３〕のスクアリリウム色素を２，２，３，３−テトラフルオロプロパノールに溶解させた溶液をスピンナー塗布して、膜厚５００Åの第１記録層を形成し、次いで、スパッタ法により膜厚９０Åの銀からなる半透過反射層を設けた。
一方、溝深さ３００Å、トラックピッチ０．７４μｍ、ランドの溝幅Ｗｌが２１１０Åの案内溝を設けた、厚さ０．５７ｍｍ、直径１２０ｍｍの射出成型ポリカーボネート基板を第２基板とし、この基板の、プリピットとして突出している部分の最も突出した位置でのランドの中心線と、突出していない部分のランドの中心線との距離Ｒｌを１５３０Å、プリピットの長さＬｌを１０２０Åとし、この基板上に、スパッタ法により膜厚約１２０ｎｍの銀からなる第２反射層を形成し、その上に、下記〔化３〕のスクアリリウム色素を２，２，３，３−テトラフルオロプロパノールに溶解させた溶液をスピンナー塗布して、膜厚５００ｎｍの第２記録層を形成し、その上に、スパッタ法によりＺｎＳ−ＳｉＯ_２を約１５ｎｍの厚さに設けてバリア層を形成した。
次いで、上記製膜済みの第１基板と第２基板を、紫外線硬化型接着剤（日本化薬社製 ＫＡＲＡＹＡＤ ＤＶＤ００３）を用いて、記録層同士が内側になるように貼り合わせ、二層光記録媒体を得た。

上記二層光記録媒体について測定及び評価を行った。なお、本実施例では光入射方向からみて奥側にある第２基板及び第２記録層についてのみ評価を行った。
基板の溝形状及びプリピット形状の測定にはＤｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用した。
また、光ディスク評価装置としてパルステック社製のＯＤＵ１０００を用い、対物レンズＮＡ（開口数）＝０．６、波長６５０ｎｍのピックアップを用いて、線速３．５ｍ／ｓで第２基板のプリピット信号（ＰＰｂ）の評価を行った。
なお、プリピット信号の評価は、ＤＶＤ ｆｏｒｕｍから発行されているｂｏｏｋのｐｈｉｓｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに記載のランドプリピット信号：ＬＰＰｂ（Ｌａｎｄ Ｐｒｅ−Ｐｉｔ ｓｉｇｎａｌ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｂｅｆｏｒｅ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）と同様の測定方法で行った。ここでランドプリピットと呼ばないのは、本発明の二層光記録媒体の第２情報層は、グルーブにプリピット情報があり、いわばグルーブプリピットとなっているためである。
更に、同じピックアップを用いて、ＤＶＤ（８−１６）信号を、線速２１．０ｍ／ｓ（ＤＶＤ再生速度の６倍）で第２記録層に記録し、記録信号のＡＲ（Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｔｉｏ）、エラー（ＰＩｓｕｍ８）、及び変調度の測定を行った。なお、ＡＲとは、記録後のランドプリピット信号の大きさのことを言うが、本実施例では前述したグルーブプリピットをＡＲと見なして測定した。測定方法は、上記ＤＶＤ ｆｏｒｕｍから発行されているｂｏｏｋのｐｈｉｓｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎに記載されている方法と同じである。また、ＰＩｓｕｍ８はデータエラーの指標であり、ランドプリピット信号やＡＲが大きいと、アドレスは読みやすくなるが、ＰＩｓｕｍ８が増すという関係にある。また、変調度とは、再生信号の最大レベル（ＩＨ）と最小レベル（ＩＬ）から求められる値であり、変調度＝（ＩＨ−ＩＬ）／ＩＨである。
上記測定結果を表１に示す。
なお、上記ｂｏｏｋの規格値は、０．１８≦ＬＰＰｂ≦０．２８、ＡＲ≧０．１０、
ＰＩｓｕｍ８≦２８０、変調度≧０．６０である。

実施例２〜４、比較例１〜６
第２基板の溝形状及びプリピット形状を表１に示すように変化させた点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製し、記録再生評価を行った。
その結果を表１に示す。

比較例７〜８
第２基板の溝形状及びプリピット形状を表１に示すように変化させ、色素膜厚を３３０Å（比較例７）、６３０Å（比較例８）とした点以外は、実施例１と同様にして光記録媒体を作製し、記録再生評価を行った。
その結果を表１に示す。

ランド記録を行う第２基板の一部の平面図。 第２基板の一部の断面図。

符号の説明

Ｒｌ プリピットとして突出している部分の最も突出した位置でのランドの中心線と、突出していない部分のランドの中心線との距離
Ｗｌ ランドの溝幅
Ｌｌ プリピットの長さ

Claims (2)

1. 溝深さ１６００Å、トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブの溝幅が２４００Åの案内溝を設けた第１基板と、その上に設けられた少なくとも第１記録層を有する第１情報層と、溝深さ３００Å、トラックピッチ０．７４μｍの第２基板と、その上に設けられた少なくとも反射層、第２記録層及び保護層をこの順に有する第２情報層とが、中間層を介して第１記録層及び第２記録層が内側になるように積層され、第２記録層は下記化学式で表されるスクアリリウム色素からなると共に、膜厚が３５０〜６００ｎｍであって、第２基板の第２情報層が積層された側に、螺旋状のグルーブ及びランドが形成され、第２記録層にランド記録がなされる光記録媒体において、第２基板のランドの一部に、このランドと隣り合う他のランドに向かって突出するように屈曲したプリピットが形成され、前記プリピットとして突出している部分の最も突出した位置でのランドの中心線と、突出していない部分のランドの中心線との距離をＲｌ（Å）、ランドの溝幅をＷｌ（Å）、プリピットの長さをＬｌ（Å）としたとき、Ｒｌ、Ｗｌ、Ｌｌが「５００（Å）≦Ｒｌ×Ｌｌ／Ｗｌ≦７５０（Å）」という関係を満足することを特徴とする光記録媒体。
   
2. 第２記録層における記録後の再生信号の変調度が０．７以下であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。