JPH10149583A

JPH10149583A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH10149583A
Application number: JP8309341A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Taniguchi; 義輝谷口; Hideki Umehara; 英樹梅原; Sumio Hirose; 純夫広瀬
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【解決手段】グルーブを有する透明な基板上に、直接
又は他の層を介して、レーザー光を吸収する色素を含有
する記録層と、該記録層の上に直接又は他の層を介して
金属の反射層を有する光記録媒体において、λ／ＮＡで
表される記録ビームの径をｒ［ここで、λは記録波長
（μｍ）、ＮＡは対物レンズの開口数を表す］、基板の
グルーブのピッチをＰ（μｍ）、グルーブの幅をＷｇ
（μｍ）とした際に、ＷｇおよびＰが下記式を満足し、
かつ、該記録層に含有される色素が、トリメチンシアニ
ン色素であることを特徴とする高密度光記録媒体。０．２４ｒ≦Ｗｇ≦０．３５ｒ、０．６８ｒ≦Ｐ≦０．
８３ｒ【効果】本発明によれば、クロストークを可能な限り
小さくでき、高密度で記録することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透明基板上に色素を
含有する記録層、反射層を有する光記録媒体に関し、特
に高密度に記録可能な光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】色素を記録層とし、かつ、反射率を大き
くするため記録層の上に金属の反射層を設けた記録可能
な光記録媒体は、例えば Optical Data Storage 1989 T
echnical Digest Series Vol.1,45(1989) に開示されて
おり、記録層にシアニン系色素やフタロシアニン系色素
を用いた媒体は、ＣＤ−Ｒ媒体として市場に供されてい
る。これらの媒体は780 ｎｍの半導体レーザーで記録す
ることができ、かつ、780 ｎｍの半導体レーザーを搭載
している市販のＣＤプレーヤーやＣＤ−ＲＯＭプレーヤ
ーで再生できるという特徴を有している。

【０００３】しかしながら、これらの媒体は650 ＭＢ程
度の容量しか持たず、デジタル動画等のように大容量の
情報を記録すると、記録時間が１５分以下と短い。又、
機器の小型化が進むなかで、従来の媒体は小型にすると
容量が不足する。前記したＣＤ−Ｒ媒体は780 ｎｍ前後
の波長を有する半導体レーザーを用いて記録及び再生を
行っていたのに対し、最近では630 〜650 ｎｍの半導体
レーザーが開発され、より高密度の記録及び／又は再生
が可能となり、直径120 ｍｍの媒体に２時間の高画質の
動画を記録した光記録媒体が、ＤＶＤとして開発されて
いる。この媒体は４．７ＧＢ／面の記録容量を有する
が、現在のところ、ピットを基板に転写して作られる再
生専用の媒体である。そのため、上記したようなＤＶＤ
の記録容量に近い大容量を有する記録可能な光記録媒体
が求められている。

【０００４】一般的に、記録可能な媒体において、記録
容量を大きくするには記録レーザービームを小さくすれ
ばよい。用いるレーザーの波長が短い程、又、対物レン
ズの開口数（ＮＡ）が大きい程、ビーム径は小さくな
り、高密度記録に好ましいが、現在の半導体レーザー技
術やレンズのＮＡから、ビーム径には限界がある。例え
ば、前記したＤＶＤのビーム径は、従来のＣＤの場合に
比較して、記録密度の割には小さくない。従って、記録
時に、ＣＤ−Ｒの場合と比較してビーム径に比してより
小さなピットを正確に形成しなければならず、そのため
記録時のピット間の熱干渉とクロストークが大きくな
り、かつ最短ピットの変調度が小さくなるため、ジッタ
ーやエラーレートが大きくなり、高密度の記録が困難と
なる。そこで、記録時に変調度を犠牲にせずに細く小さ
なピットを正確に形成することが求められている。

【０００５】トリメチンシアニン色素を記録層とする光
記録媒体が、特開平6-40162 号公報に開示されている。
しかしながら、この公報には高密度記録のための短波長
レーザー光に記録感度を有する色素としてトリメチンシ
アニン色素が開示されているに過ぎず、記録容量を大き
くするための種々の条件に関しては具体的に何も開示さ
れていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
ビーム径に対してトラックピッチを小さくしても、クロ
ストークが小さい、高密度の記録が可能な高密度光記録
媒体を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、記録ビーム径、ト
ラックピッチ及びグルーブ形状及び色素について非自明
な選択を行い本発明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明は、（１）グルーブを
有する透明な基板上に、直接又は他の層を介して、レー
ザー光を吸収する色素を含有する記録層と、該記録層の
上に直接又は他の層を介して金属の反射層を有する光記
録媒体において、λ／ＮＡで表される記録ビームの径を
ｒ［ここで、λは記録波長（μｍ）、ＮＡは対物レンズ
の開口数を表す］、基板のグルーブのピッチ（トラック
ピッチ）をＰ（μｍ）、グルーブの幅をＷｇ（μｍ）と
した際に、ＷｇおよびＰが下記式を満足し、かつ、該記
録層に含有される色素が、トリメチンシアニン色素であ
ることを特徴とする高密度光記録媒体、０．２４ｒ≦Ｗｇ≦０．３５ｒ０．６８ｒ≦Ｐ≦０．８３ｒ（２） λが０．６３５〜０．６５５μｍ、ＮＡが０．
６０±０．０５である（１）に記載の高密度光記録媒体
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体は、透明な基
板上に少なくともレーザー光を吸収する色素を含有する
記録層、金属の反射層からなるものであり、記録ビーム
径の割にはトラックピッチを小さくしても、変調度を犠
牲にせずに、クロストークを低減した高密度の記録を可
能とするものである。

【００１０】記録層に色素を用いる場合、スピンコート
法により記録層を成膜することができる。グルーブを有
する基板上にスピンコート法で記録層を成膜した場合、
グルーブ部の記録層の膜厚は、グルーブ間（ランド）部
の記録層の膜厚より通常厚くなる。

【００１１】通常、記録感度は記録層の膜厚に依存し、
特に、記録層の上に金属の反射層を設けた媒体の場合
は、この反射層へ熱が拡散し、記録感度が低下する。記
録層の膜厚が薄いほど、この熱拡散の影響を大きく受け
感度が低下し易い。すなわち、グルーブとランド部の記
録感度に大きな差が生じる。それ故に、記録レーザービ
ームのビーム径が大きくても細いピットを形成すること
ができ、クロストークの小さな記録が可能となる。

【００１２】しかしながら、いくら細いピットが記録で
きても、トラックピッチを小さくできるわけではない。
なぜなら、トラックピッチを無制限に小さくしても、再
生する際のレーザービームの径が大きいと変調度が小さ
くなるだけでなく、クロストークが大きくなり過ぎて再
生できなくなるからである。すなわち、クロストーク
は、再生の際のビーム径とトラックピッチ及び記録した
ピットの幅に関係するのだが、通常、記録時と再生時の
ビーム径は同じなので、トラックピッチを小さくして、
細いピットでクロストークの小さな記録ができても、再
生時はクロストークが大きくなってしまうからである。

【００１３】本発明において、再生時の変調度を犠牲に
せずにクロストークが小さくなるように記録するには、
λ／ＮＡで表される記録ビーム径をｒとすると、トラッ
クピッチ（Ｐ）を０．６８ｒ〜０．８３ｒに、かつ、グ
ルーブの幅（Ｗｇ）を０．２４ｒ〜０．３５ｒにするの
が好ましい。ここでグルーブの幅とは半値幅を意味す
る。トラックピッチが０．６８ｒ未満の場合はクロスト
ークが大きくなり過ぎて変調度が小さくなり、かつ、ジ
ッター及びエラーレートが大きくなり好ましくなく、
０．８３ｒを越える場合は半径方向の記録密度が大きく
ならず目的の記録容量が得られない。一方、グルーブの
幅が０．２４ｒ未満の場合は変調度が小さくなり、０．
３５ｒを越える場合はクロストークが大きくなり好まし
くない。

【００１４】本発明における記録、再生の際のビーム径
は、用いるレーザーの波長が短い程、又、対物レンズの
開口数（ＮＡ）が大きい程小さくなり高密度記録に好ま
しいが、装置の小型化や光学系を単純にできる等の点
や、装置の経済性の点から記録に利用できる高出力のレ
ーザーとしては０．６３５〜０．６５５μｍの半導体レ
ーザーが好ましく、０．６３５〜０．６４０μｍが最も
好ましい。又、レンズのＮＡは基板の厚みムラや基板の
傾きによる収差の点から０．６０±０．０５である。

【００１５】本発明の光記録媒体において用いられる透
明な基板としては、信号の記録や読み出しを行う光の透
過率が85％以上で、かつ光学異方性の小さいものが好ま
しい。例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリオレフィン樹脂等の公知の樹脂基板が挙げられ
る。これらの基板は、板状でもフィルム状でも良く、
又、その形状は円形でもカード状でも良い。これらの基
板の表面には記録位置を表すグルーブ及び／又はピット
を有する。このようなグルーブやピットは、基板の成形
時に付与するのが好ましいが、基板の上に紫外線硬化樹
脂層を設けて付与することもできる。トラック（グルー
ブ）ピッチ及びグルーブの幅は前記したとおりであり、
また、グルーブの深さは70〜180 ｎｍ程度が好ましい。

【００１６】本発明においては記録層に色素を含有して
なるが、この記録層に用いられる色素の物性は記録感
度、反射率等の点から重要である。特に変調度等の点か
らも重要であり、具体例としては記録に用いられる波長
の光を吸収する色素であり、例えば、ポルフィリン系色
素、ポリメチン系色素、シアニン系色素、アゾ系色素、
ナフトキノン系色素等が挙げられる。

【００１７】高密度記録に際しては、同じ大きさのピッ
トを形成した場合に大きな変調度が得られ、かつ、しき
い値特性に優れた色素が特に好ましく、この点からはト
リメチンシアニン色素が好ましい。

【００１８】トリメチンシアニン色素としては、下記式
（１）〔化１〕で表される化合物であり、その一部は市
販されているので、容易に入手可能である。

【００１９】

【化１】［ここで、Ｙ、Ｙ’はＣＲ4 Ｒ5 、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、ＮＲ
6 を、Ｒ1 〜Ｒ6 は水素あるいは、炭素数１〜１２の無
置換又は置換アルキル基を、Ａ1 〜Ａ4 は水素又は炭素
数１〜４のアルキル基を、又、Ａ1 とＡ2 、又はＡ3 と
Ａ4 は無置換又は置換のベンゼン環又はナフタレン環を
形成していても良い。Ｘは１価の陰イオンを表し、Ｒ1
が１価の陰イオン置換基の場合はＸは無くて良い］本発明で用いられるトリメチンシアニン色素をより具体
的には述べれば、窒素とＹ（Ｙ’）からなる５員環部分
としては、インドリン環（Ｙ、Ｙ’＝ＣＲ4 Ｒ5 、Ａ1
とＡ2 又はＡ3 とＡ4 がベンゼン環を形成）、ベンゾイ
ンドリン環（Ｙ、Ｙ’＝ＣＲ4 Ｒ5 、Ａ1 とＡ2 又はＡ
3 とＡ4 がナフタレン環を形成）、チアゾール環（Ｙ、
Ｙ’＝Ｓ）、ベンゾチアゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｓ、Ａ1
とＡ2 又はＡ3 とＡ4 がベンゼン環を形成）、ナフトチ
アゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｓ、Ａ1とＡ2 又はＡ3 とＡ4
がナフタレン環を形成）、オキサゾール環（Ｙ、Ｙ’＝
Ｏ）、ベンゾオキサゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｏ、Ａ1 とＡ
2 又はＡ3 とＡ4 がベンゼン環を形成）、ナフトオキサ
ゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｏ、Ａ1 とＡ2 又はＡ3 とＡ4 が
ナフタレン環を形成）、イミダゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｎ
Ｒ6 ）、ベンゾイミダゾール環（Ｙ、Ｙ’＝ＮＲ6 、Ａ
1 とＡ2 又はＡ3 とＡ4 がベンゼン環を形成）、ナフト
イミダゾール環、セレナゾール環（Ｙ、Ｙ’＝Ｓｅ）、
ベンゾセレナゾール環、ナフトセレナゾール環等が挙げ
られ、Ａ1 とＡ2 又はＡ3 とＡ4 が形成するベンゼン環
又はナフタレン環は置換基を有していても良い。置換基
の具体例としては、塩素、臭素、弗素、ヨウ素等のハロ
ゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ア
リール基、アリールオキシ基、アリールチオ基等が挙げ
られる。又、Ｘとしてはハロゲンイオン、過塩素酸イオ
ン、ホスフォニウムイオン、スルフォニウムイオン、１
重項酸素クエンチャーとして公知のジチオール金属錯体
陰イオン等の１価の陰イオンが挙げられる。

【００２０】本発明においては、基板の上に直接に、あ
るいは無機系又は有機系の他の層（下引き層）を介して
前記したレーザー光を吸収する色素を含有する記録層を
設ける。該記録層を設ける方法は、例えば、スピンコー
ト法、浸漬法、スプレー法、蒸着法等があるが、スピン
コート法が好ましい。

【００２１】スピンコート法で成膜する際の塗布溶剤と
しては、基板へのダメージを与えない溶剤が好ましい。
好ましい溶剤としては、例えば、エチルアルコール、プ
ロピルアルコール、ブチルアルコール、フルフリルアル
コール、エチレングリコールモノメチルエーテル、テト
ラフロロプロパノール等のアルコール系溶剤が挙げられ
る。

【００２２】記録層を成膜する際に、必要に応じて、バ
インダーを併用することもできる。好ましいバインダー
としては、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ケトン
樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリカー
ボネート、ポリオレフィン等が挙げられる。又、記録特
性などの改善のために他の色素を添加することもでき
る。記録層の膜厚は変調度や反射率に影響するが、本発
明においては40ｎｍ〜300 ｎｍ、好ましくは60ｎｍ〜20
0 ｎｍである。

【００２３】記録層を基板の上に成膜する際に、基板の
耐溶剤性や反射率、記録感度等を改良するために、上記
したように基板の上に無機物やポリマーからなる層を設
けても良い。

【００２４】本発明においては、前記記録層の上に直接
に、あるいは、他の層を介して反射層を設ける。反射層
としては、金、銀、アルミニウム、銅、白金等の金属や
これらの金属を含有する合金が用いられるが、反射率や
耐久性の点から金、アルミニウム、銀やこれらの金属を
主成分とする合金が好ましい。反射層の膜厚は通常40ｎ
ｍ〜300 ｎｍ、好ましくは60ｎｍ〜200 ｎｍである。反
射層を成膜する方法は、例えば、真空蒸着、スパッタ
法、イオンプレーティング法等が挙げられる。

【００２５】本発明においては、反射率、変調度等の特
性を改良するために、前記した色素を含有する記録層と
反射層の間に光干渉層を設けることもできる。光干渉層
を形成する材料としては、無機誘電体、ポリマーや色素
等が挙げられる。

【００２６】本発明においては、対物レンズの開口数が
大きいので、収差を小さくするために基板の厚みは0.5
〜0.8 ｍｍ程度が好ましい。この際、媒体の強度や機械
特性の向上のために、接着剤を用いて２枚を貼り合わせ
て供されてもよい。貼り合わせに当たっては、反射層上
に保護層を成膜することなしに、又は保護層を成膜した
後、貼り合わせることができる。保護層としては、紫外
線硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化性エポキシ樹脂、シ
リコーン系ハードコート樹脂等が用いられる。又、貼り
合わせる際の接着剤としては紫外線硬化性アクリル樹
脂、紫外線硬化性エポキシ樹脂、ホットメルト接着剤等
が用いられる。

【００２７】このようにして得られた本発明の光記録媒
体は、レーザー光を記録層に集束することによりビーム
径の割には、はるかに高密度に記録や再生を行うことが
できる。記録する際の信号としては、例えばＣＤやＤＶ
Ｄ等に用いられている変調信号が、本発明の効果を達成
する上で好ましい。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明の実施の態様はこれにより限定されるもの
ではない。（実施例１）厚さ 0.6ｍｍ、直径 120ｍｍのスパイラル
状のグルーブ（深さ150 ｎｍ、幅 0.28 μｍ、ピッチ0.
74μｍ）を有する射出成形ポリカーボネート基板のグル
ーブを有する面に、この樹脂基板を回転させながら、下
記式〔化２〕のベンゾインドリントリメチンシアニン色
素の3.５重量％テトラフロロプロパノール溶液を滴下
し、基板上に実質的に色素のみからなる記録層を成膜し
た。記録層の膜厚は160ｎｍであった。

【００２９】

【化２】

【００３０】この記録層の上に、反射層として厚さ80ｎ
ｍの金薄膜をスパッターにより成膜した後、この反射層
の上に紫外線硬化接着剤を塗布した。この接着剤の上に
前記したのと同じ0.6 ｍｍの基板を重ね合わせ、高速で
回転し余分な接着剤を除去した後、紫外線を照射して貼
り合わせた光記録媒体を作製した。

【００３１】この光記録媒体をターンテーブルに乗せ、
2.8m/sの線速で回転させながら、638 ｎｍの発振波長を
有する半導体レーザーとＮＡが0.63の対物レンズからな
る光ヘッドを搭載したドライブを用いて、レーザービー
ムを基板を通してグルーブ上の記録層に集束するように
制御しながら、記録レーザーパワーを変化させながら最
短ピット長が0.4 μｍのＣＤと同じEFM 変調信号を記録
した後、同じ装置を用いてレーザー出力を１ｍＷにし
て、記録した信号の読み出しを行った。なお、読み出す
際はイコライゼーション処理を施した。記録パワーが8.
2 ｍＷのレーザー出力の時が最もエラーレートが小さく
（最適記録パワー）、エラーレートは６×10^-4、又、そ
の際のジッターは、ピットの立ち上がりも立ち下がりも
チャネルビットクロックの７％であった。未記録部の反
射率は52％、最長ピットの変調度は64％、最短ピットの
変調度（I3/I11：最短ピットの振幅の最長ピットの振幅
に対する割合）は0.23、クロストークは65％であり、き
わめて良好な記録、再生ができた。又、再生波形には殆
ど歪は観測されなかった。なお、この場合のＷｇは0.28
ｒ、Ｐは0.73ｒである。

【００３２】（実施例２〜４及び比較例１〜３）実施例
１において〔表１〕に示すグルーブ形状の基板を用いる
以外は実施例１と同じ方法で媒体を作製し、評価した。
結果は〔表２〕にまとめた。〔表２〕から明らかなよう
に、本発明の実施例においては極めて良好な記録、再生
ができたが、比較例においてはクロストークが大きかっ
たり、最短ピットの変調度が小さく、エラーレーレート
及びジッターが大きく、うまく記録、再生ができなかっ
た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】（実施例５〜７）記録層に用いる色素とし
て下記式〔化３〕に示したＡ〜Ｃのトリメチンシアニン
色素と、トラックピッチ0.8 μｍ、グルーブ幅0.36μ
ｍ、深さ150 ｎｍの基板を用いる以外は実施例１と同じ
方法で媒体を作製し、評価した。結果は〔表３〕にまと
めた。但し、ＮＡが0.60の対物レンズからなる光ヘッド
を搭載したドライブを用いた。なお、この場合のＷｇは
0.34ｒ、Ｐは0.75ｒである。

【００３６】

【化３】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】本発明の実施例及び比較例から明らかな
ように、本発明においては、基板上に少なくとも色素を
含有する記録層、反射層を有してなる光記録媒体におい
て、特定の色素を記録層に含有させ、トラックピッチ及
びグルーブ幅をλ／ＮＡで表される記録ビーム径（λは
記録波長、ＮＡは対物レンズの開口数）に対して規定す
ることにより、クロストークを可能な限り小さくでき、
高密度で記録することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グルーブを有する透明な基板上に、直接
又は他の層を介して、レーザー光を吸収する色素を含有
する記録層と、該記録層の上に直接又は他の層を介して
金属の反射層を有する光記録媒体において、λ／ＮＡで
表される記録ビームの径をｒ［ここで、λは記録波長
（μｍ）、ＮＡは対物レンズの開口数を表す］、基板の
グルーブのピッチ（トラックピッチ）をＰ（μｍ）、グ
ルーブの幅をＷｇ（μｍ）とした際に、ＷｇおよびＰが
下記式を満足し、かつ、該記録層に含有される色素が、
トリメチンシアニン色素であることを特徴とする高密度
光記録媒体。０．２４ｒ≦Ｗｇ≦０．３５ｒ０．６８ｒ≦Ｐ≦０．８３ｒ
【請求項２】 λが０．６３５〜０．６５５μｍ、ＮＡ
が０．６０±０．０５である請求項１に記載の高密度光
記録媒体。