JPH04358331A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザ−光を用いて反
射率を変化させることにより信号を記録する追記型光デ
ィスク（ＷＯＲＭ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レ−ザ−ビ−ムを用いる情報記録媒体は
大容量デ−タメモリ−として実用化されている。特に音
楽、画像や各種デ−タ−ベ−スの再生専用メモリ−とし
てＲＯＭ型光情報記録媒体（コンパクトディスク：ＣＤ
）はＣＤ規格に基ずいて再生プレ−ヤとのマッチングも
安定になされ広く一般に普及し使用されている。しかし
ながら、再生専用系のため、利用者が自由に音楽情報等
を記録することは不可能であった。一方、従来の追記型
情報記録媒体ではＴｅ，Ｓｎ，Ｂｉ等の半金族やシアニ
ン、フタロシアニンン等の有機色素等を記録層として開
発されているが、媒体構造的に記録層背後に空間層を設
けた貼り合わせ構造が一般的には必須であること、また
媒体反射率、記録感度等での媒体特性の多様性から使用
する媒体ごとに設計されたプレ−ヤ（ドライブ）で情報
を記録再生することから民生用途として汎用性に乏しい
欠点があつた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、廉価な市販の
ＣＤプレ−ヤ−を有効に利用しつつ、利用者が自由に情
報を記録しえる追記可能なＣＤの実用化が強く望まれる
。この追記型ＣＤで最も重要なことは、記録後の信号特
性で再生専用ＣＤプレ−ヤ−との互換が必須なことであ
り、一般に広く普及しているＣＤプレ−ヤ−で確実に再
生できる必要がある。また、追記時の安定なハ−ド（ラ
イタ−）とのマッチングを保証してやる必要がある。こ
のための媒体設計における詳細仕様は追記型ＣＤ規格（
オレンジブック）が既に存在しそれに記載されている。 ここで媒体構造としては板厚１．２ｍｍ以内での単板構
造が前提となり、記録前後での安定なフォ−カシングと
トラッキングサ−ボ特性を得るための媒体高反射率（記
録後のグル−ブ反射率（Ｒｔｏｐ）で６５％以上）、プ
ッシュプル出力ゲイン（Ｐ／Ｐ）、さらにはラジアルコ
ントラスト出力（グル−ブ上／グル−ブ間反射率差をそ
の反射率で規格化した出力（ＲＣｂ））を充分安定に獲
得してやる必要がある。さらにＣＤでのＥＦＭ信号の記
録入力に対して形成ピットの低ジッタ−特性、低クロス
ト−ク特性が要求され、さらにＣＤ規格を満足する信号
変調度を獲得してやる必要がある。本発明者らは、ＣＤ
規格に適合した追記型光情報記録媒体の提供にあたり、
高反射率と優れたトラッキングサ−ボ特性を確保し、且
つ極めて安定な記録特性（ジッタ−特性、クロスト−ク
特性、記録変調度）を得るために鋭意検討した結果記録
前後における最適基板グル−ブ形状変化を見いだし、か
かる新規な知見にもとづいて本発明をなすに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ト
ラッキング用グル−ブ半値幅が０．２〜０．６μｍの範
囲で且つその半値幅部でのグル−ブ傾斜角度が２５゜〜
６５゜の範囲にあるグル−ブが形成された基板上に、レ
−ザ−光により情報の書き込みが可能な色素を含有する
記録層が設けられ、さらに該記録層上に金属からなる反
射層及び保護層が設けられてなる単板型光情報記録媒体
である。本発明を添付図面にもとづいて説明すれば、本
発明の光情報記録媒体においては、図１に示すようにト
ラッキング用案内溝が形成されている透明性基板１の上
にレ−ザ−光を吸収する記録層２が形成され、その上に
反射率を増大させるための金属反射層３が設けられてい
る。そしてさらにその上には記録層、反射層を保護する
ための保護層４が形成され、全体としてＣＤ規格を満足
する単板型媒体構造をとる。ここで透明基板上に形成さ
れているグル−ブ仕様としては図２に示すように溝半値
幅（ｗ）が０．２〜０．６μｍであり、且つその半値幅
部での溝傾斜角（θ）が２５゜〜６５゜の範囲にあるよ
うな特定の形状を有するものである。本発明においては
かかる特定の形状を有する単板型光情報記録媒体のグル
−ブ上に成膜された記録膜上への、レ−ザ−光照射によ
り、この記録層が温度上昇し隣接する該基板グル−ブ界
面が熱変形し溝幅方向の形状変化や／又は溝傾斜角の変
化を伴い情報が記録される。

【０００５】本発明者らの詳細な検討によれば、未記録
時でのグル−ブ半値幅（ｗ）が０．２〜０．６μｍ、且
つ傾斜角度（θ）が２５゜〜６５゜の範囲のグル−ブ仕
様の媒体に於いてはＣＤの規格で要求される高反射率が
保持でき、ラジアルコントラスト（ＲＣｂ）が安定に出
力でき、且つＰ／Ｐ出力も充分大きいなど、安定なトラ
ッキングサ−ボ特性が確保しえるのである。ここで溝幅
が０．６μｍを越える場合はＲＣｂが減少すると共に記
録時の信号クロスト−クが生じ好ましくない。又溝幅が
０．２μｍ未満の場合はＰ／Ｐ出力が小さくなり、安定
サ−ボ特性の観点から好ましくない。一方、グル−ブ傾
斜角度は小さい程高反射率が保持しえること、ＲＣｂ、
Ｐ／Ｐ信号で外乱要因（例えば記録膜膜厚変動）で信号
が大きく変動しない等の利点はあるが、２５゜未満に於
いてはＲＣｂが小さくなると共に記録時のクロスト−ク
が大きくなり好ましくない。また傾斜角度が６５゜を越
える場合は記録時に前記のサ−ボ信号が外乱変動を受け
易くジッタ−特性等で劣化が生じ媒体設計としては好ま
しくない。前記したような仕様の基板は、基板の成型時
に用いられるスタンパ−を作る際に、レジストの膜厚、
レジストを露光するレ−ザ−ビ−ムの形状や強度等によ
りスタンパ−のグル−ブ形状をコントロ−ルすることに
よって作ることができる。

【０００６】また該グル−ブ上に形成された記録ピット
の詳細な観察と獲得された信号特性（品質）との対応か
ら、図３に示すように記録した際に溝幅方向へのグル−
ブ形状変化が０．０５μｍ以上の場合は再生に必要な記
録変調度が安定に獲得でき、且つ記録後も高反射率が保
持しえる良好なＣＤ互換媒体の達成が可能である。即ち
記録ピット部の溝幅（ｗ’）と未記録部の溝幅（ｗ）に
式［１］がなりたつとき信号変調度獲得が確証しえた。 ｗ’≧　　ｗ＋０．０５　　（単位μｍ）　　　　　　
　　　　［１］

【０００７】なお、さらにいえば、記録
時の溝幅方向への変化量が０．９μｍ以下の場合は信号
クロスト−クを低く制御出来、且つジッタ−特性も良好
な記録媒体の確保が安定に可能であり望ましい。すなわ
ち、［２］式の満足も望ましい。 ｗ’≦　　０．９　　　　　　　　（単位μｍ）　　　
　　　　　　　［２］ここで溝幅方向への形状変化が０
．０５μｍ未満の場合はＥＦＭ変調信号を記録した際、
特に最短ピットである３Ｔの再生信号の変調度が大きく
ならずＣＤプレ−ヤ−との互換性が得られない。又信号
変の調度が小さいことからピット端でのジッタ−特性が
劣り良好な再生特性を有しない。一方溝幅方向への変化
量が０．９μｍを越える場合は記録ピットの幅が再生ビ
−ム径の実効半径以上（１／ｅ２　）になり信号クロス
ト−クを引き起こし好ましくない。

【０００８】さらに、グル−ブ溝幅変化量と同様、グル
−ブ傾斜角度が±１０゜以上の変化を受ける際も充分な
記録変調度が獲得される。即ちここで記録ピット部のグ
ル−ブ傾斜角度（θ’）が未記録部グル−ブ傾斜角度（
θ）に対して下式［３］が成り立つとき信号変調度の獲
得が確認された。図４に概念を示す。 ｜θ’−θ｜≧１０゜　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　［３］ここで、変化が１０゜未満の
時には記録変調度の獲得が小さくＣＤ互換足りえない。 記録時において溝幅変化、溝傾斜角度変化は各々独立に
記述したが、当然同時に起こりうる。また上記いずれの
場合でも溝深さ方向への基板変位の有無は特にここだわ
らない。

【０００９】上記基板１に用いられる材質としては、半
導体レ−ザ−の光を実質的に透過し、通常の光記録媒体
に用いられる高分子材料ならばいかなるものでも使用で
きる。たとえば、ポリカ−ボネ−ト樹脂、アクリル樹脂
、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、またはアモルファ
スポリオレフィン樹脂などが挙げられる。記録層２に用
いられる色素としては、半導体レ−ザ−の波長域に吸収
を有し、一定以上のエネルギ−をもつレ−ザ−光を吸収
した際に分解・発熱する色素であれば特に限定されない
。ただしＣＤ規格での光学諸要件を鑑みれば屈折率２．
０以上の以下のような各種有機色素を用いることが好ま
しい。即ち、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン
系色素、シアニン系色素、スクアリリウム系色素、ピリ
リウム系色素、チオピリリウム系色素、アズレニウム系
色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、Ｎ
ｉ，Ｃｒなどの金属塩系色素、インドフェノ−ル系色素
、トリフェニルメタン系色素、キサンテン系色素、イン
ダンスレン系色素、インジゴ系色素、チオインジゴ系色
素、メロシアニン系色素、チアジン系色素、アクリジン
系色素、オキサジン系色素、アゾ系色素などを挙げるこ
とができる。なかでも、耐光性、耐湿熱性の観点からフ
タロシアニン系色素が好ましい。これらの各種色素は一
種類ずつ用いてもよいし、多種類のものを混合、あるい
は積層して用いてもよい。記録層の厚みは、特に規定す
るものではないが、通常３０〜１０００ｎｍ程度である
。

【００１０】金属反射層３材料としては半導体レ−ザ−
の波長域において十分高い反射率を有すもの、即ちＡｕ
，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｉなどの金属またはこれ
らを用いた合金が適用される。とりわけＡｕ，Ａｌ等の
金属膜はスパッタ法等で高反射率膜が容易に形成される
ので望ましい。その厚みは通常、３０〜１０００ｎｍ程
度である。反射層上には、前述した記録層、反射層を保
護する目的から主として高分子材料からなる保護層４が
設けられる。なかでも紫外線硬化樹脂は容易に保護層が
形成できるので最適である。保護層の厚みは、３〜３０
μｍ　程度である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を示す。 実施例１ α位に４個のビスイソプロピルメトキシ基を有するＰｄ
−テトラ−ビス（イソプロピル）メトキシ−フタロシア
ニンを１分子当り平均３個クロル化したフタロシアニン
色素の３．５重量％ジブチルエ−エル溶液をグル−ブが
設けられた円盤状のポリカ−ボネイト基板（外径：１２
０ｍｍ，内径：１５ｍｍ、トラックピッチ：１．６μｍ
、グル−ブ半値幅：０．５２μｍ、傾斜角度：５３゜、
グル−ブ深さ：１２５０Å）上にスピンコ−ト法（回転
数７００ｒｐｍの速度で塗布後３０００ｒｐｍで乾燥）
で溝上／溝間での平均膜厚が１２００Å（　１２０ｎｍ
　）　の前記色素からなる記録層を成膜した。この記録
層の上にＡｕをスパッタリングして膜厚が８００Å（　
８０ｎｍ　）の反射層を形成した。更に、この反射層上
に、保護層としてＵＶ硬化性樹脂ＳＤ−１７（大日本イ
ンキ化学工業（株）製）をスピンコ−ト後、紫外線を照
射し硬化させ厚さ４μｍの保護層を形成し情報記録媒体
を作った。 上記で得られた情報記録媒体を、光ディスク評価装置Ｄ
ＤＵ−１０００（パルステック工業製、レ−ザ−波長７
８１ｎｍ、ＮＡ＝０．５０）を用いて記録前のグル−ブ
上の反射率（Ｒｇ）、ラジアルコントラスト（ＲＣｂ）
、及び０．１μｍのオフセットを抱かせたときの２分割
フォトダイオ−ド上でのプッシュプルゲイン値（Ｐ／Ｐ
）を評価した。結果は表１に纏めた。続いてＥＦＭエン
コ−ダ−（ＫＥＮＷＯＯＤ製）を用いて線速度１．４ｍ
／ｓ、記録レ−ザ−パワ−７．０ｍＷでＥＦＭ変調信号
を記録した。これをヤマハ製ＣＤＸ１０５０ＣＤプレ−
ヤ−にて再生し反射率（Ｒｔｏｐ）、ＢＬＥＲ（ブロッ
クエラ−レイト）、記録長３Ｔ及び１１Ｔの直流再生成
分から記録変調度（Ｉ３，Ｉ１１）、３Ｔジッタ−値を
測定し表１に纏めた。更に記録後の基板のグル−ブの変
形を走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）にて観察したとこ
ろ、記録ピット部の溝幅に０．１５μｍの変化（拡張）
が観測された。また形成ピットの半値幅部での傾斜角度
は２５゜に変化していた。

【００１２】実施例２ 実施例１においてグル−ブの半値幅が０．４２μｍ、傾
斜角度が５８゜、グル−ブ深さが１２５０Åの基板を用
いる以外は実施例１と同じようにして情報記録媒体を作
り評価した。結果は表１に纏めた。このときＳＴＭ形状
評価によれば、グル−ブ表面幅には０．１５μｍの変化
が観測された。傾斜角度に変化は観察されなかった。

【００１３】実施例３ 実施例１においてグル−ブ半値幅が０．５０μｍ、傾斜
角度が２５゜、グル−ブ深さが１１５０ÅのＶ溝仕様の
基板を用いる以外は実施例１と同じようにして情報記録
媒体を作り評価した。結果は表１に纏めた。このときＳ
ＴＭ形状評価によれば、グル−ブ半値幅には０．２２μ
ｍの変化が確認された。傾斜角度は３３゜に変化してい
た。

【００１４】比較例１ 実施例１においてグル−ブ半値幅が０．７２μｍ、傾斜
角度が２２゜、ブル−ブ深さが１２５０Åの基板を用い
る以外は実施例１と同じようにして情報記録媒体を作り
評価した。結果は表１に纏めた。又ＳＴＭ形状評価によ
ればグル−ブ半値幅には０．１５μｍの変化が観測され
、傾斜角度は４２゜に変化していた。

【００１５】比較例２ 実施例１においてグル−ブ半値幅が０．８０μｍ、傾斜
角度が２０゜、グル−ブ深さが７００Åの基板を用いる
以外は実施例１と同じようにして情報記録媒体を作り評
価した。結果は表１に纏めた。又ＳＴＭ形状評価によれ
ばブル−ブ半値幅は０．２５μｍの変化が観察され（記
録部溝幅＝１．０５μｍ）、傾斜角度は６０゜に変化し
ていた。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光情報記
録媒体によればＣＤ規格を満足するところの高反射率、
安定トラッキングサ−ボ特性を記録前後において有し、
ＥＦＭ信号再生特性においても信号変調度が十分獲得で
き、低ジッタ−特性、低クロスト−ク特性が確証しえた
安定なＣＤプレ−ヤ互換記録媒体が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラック方向に沿って切断した光情報記録媒体
の断面構造を示す断面図。

【図２】光情報記録媒体で用いている光記録前の基板グ
ル−ブ仕様を示す断面図。

【図３】記録ピット部の基板の溝幅の変化を基板表面か
らみた概念図。

【図４】記録ピット部の基板の溝傾斜角度の変化の様子
を示す媒体の半径方向断面図。

【符号の説明】

１　　基板 ２　　記録層 ３　　金属反射層 ４　　保護層 ５　　グル−ブ半値幅（ｗ） ６　　グル−ブ傾斜角度（θ） ７　　未記録部グル−ブ半値幅（ｗ） ８　　記録部グル−ブ半値幅（ｗ’） ９　　未記録トラッキング用グル−ブ １０　　記録ピット形成部グル−ブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トラッキング用グル−ブ半値幅が０．
   ２〜０．６μｍの範囲で且つその半値幅部でのグル−ブ
   傾斜角度が２５゜〜６５゜の範囲にあるグル−ブが形成
   された基板上に、レ−ザ−光により情報の書き込みが可
   能な色素を含有する記録層が設けられ、さらに該記録層
   上に金属からなる反射層及び保護層が設けられてなる単
   板型光情報記録媒体。
2. 【請求項２】　　グル−ブ上の記録層へのレ−ザ−光照
   射により記録を施すことにより、記録ピット形成部の基
   板グル−ブ半値幅が０．０５μｍ以上の変化をともなう
   請求項１記載の単板型光情報記録媒体。
3. 【請求項３】　　グル−ブ上の記録層へのレ−ザ−光照
   射により記録を施すことにより、記録ピット形成部の基
   板グル−ブ傾斜角が、プラスまたはマイナス１０゜以上
   の変化をともなう請求項１記載の単板型光情報記録媒体
   。
4. 【請求項４】　　記録層としてフタロシアニン系有機色
   素を用いる請求項１〜３のいずれかに記載の単板型光情
   報記録媒体。
5. 【請求項５】　　記録前の媒体反射率が６０％以上であ
   る請求項１〜３のいずれかに記載の単板型光情報記録媒
   体。