JPH10228672A - 光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速記録時に発生する熱的な不均一性が
原因となるジッターの悪化、およびピット長さの偏りを
抑えるとともに、光吸収層３の厚さを充分に薄くするこ
とにより、熱的な不均一性が充分に小さい状態で、なお
かつ充分な変調度を有する、高速記録および高速読出し
に適した書き込み可能な光情報記録媒体を提供するこ
と。 【解決手段】 光吸収層３に記録光Ｌ１を照射すること
により情報を記録する光情報記録媒体であって、光吸収
層３の平均膜厚Ｄａｖが、４０ｎｍ≦Ｄａｖ≦１００ｎ
ｍであるとともに、最適パワーにおけるＥＦＭ信号記録
を行った場合に、光吸収層３中の色素残存率Ｅが、０．
６≦Ｅ≦０．９であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光情報記録媒体にか
かるもので、とくに透光性の基板上に少なくとも光吸収
層および光反射層を有する、書き込み可能な光情報記録
媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の書き込み可能な光情報記録媒体と
しては、たとえば特公平７−１０５０６５号にあるよう
に、スパイラル状に形成したプリグルーブを有する透光
性の基板上に、有機色素などからなる光吸収層を設け、
この光吸収層の上にさらに金属膜などからなる光反射層
を設けた構造を基本としている。この光情報記録媒体
に、その基板側からレーザー光などによる記録光を照射
することにより、光吸収層にエネルギーを吸収させて、
光吸収層における色素の発熱、分解、および基板の熱変
形などにより記録ピットを形成し、情報の記録を行うも
のである。

【０００３】こうした書き込み可能な光情報記録媒体
は、一般に「ＣＤ−Ｒ」として知られており、このＣＤ
−Ｒは、再生専用のＣＤ（コンパクトディスク）および
ＣＤ−ＲＯＭなどのディスクとの互換性が高く、一度の
みの記録が可能で、この記録を消去することができない
という特徴を有することから、とくに情報処理分野にお
いて一般的になり、広く普及している。

【０００４】しかしながら、情報データの増大、ならび
に情報処理の複雑化および高度化にともなって、光情報
記録媒体への記録速度および読出し速度は、ここ数年高
速度化が進んでおり、ＣＤ−Ｒ市場においては１９９６
年度末までに、通常の６倍速の記録機および１５倍速の
読出し用のＣＤ−ＲＯＭドライブが一般に市販されてい
る。

【０００５】高速で記録を行う場合、たとえば６倍速で
あれば、線速を６倍とし、ＥＦＭ信号の各基本ピット長
さＴに相当する時間の約１／６の時間づつ高出力のレー
ザー光を照射し、結果的に規定範囲のピット長さ３Ｔ〜
１１Ｔまでの信号を記録した光情報記録媒体を得ようと
するものである。

【０００６】したがって、記録機において各Ｔの記録ピ
ットの長さを制御するにあたっては、従来の等速記録以
上の精度が要求されるという問題がある。また、記録さ
れる媒体についても、所定長さのそれぞれのピットを従
来の数分の一のみの時間で形成させる必要があるため、
記録時の発熱および熱干渉の影響が従来よりも格段に大
きくなってくるという問題がある。

【０００７】したがって、これらの高速記録時に発生す
る熱的な不均一性が原因となってジッターが悪化し、ピ
ット長さの偏りが発生するという問題がある。

【０００８】高速記録時の特性悪化は、上述のような熱
的な不均一性が原因と考えられるが、これは光吸収層の
厚さ（膜厚）との関連が大きい。すなわち、光吸収層の
厚さを薄くすれば発熱および熱干渉の影響を小さくする
ことができる。しかしながらＣＤ−Ｒは、その原理上、
ピット部と非ピット部の光学的位相差から生じる光の回
折によってピットコントラストを得ているため、光吸収
層の膜厚が小さいと充分なピットの明暗すなわち、充分
な変調を得られにくいという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】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、高速記録に適した書
き込み可能な光情報記録媒体を提供することを課題とす
る。

【００１０】また本発明は、高速記録時に発生する熱的
な不均一性が原因となるジッターの悪化、およびピット
長さの偏りを抑えた光情報記録媒体を提供することを課
題とする。

【００１１】また本発明は、光吸収層の厚さを充分に薄
くすることにより、熱的な不均一性が充分に小さい状態
で、なおかつ充分な変調度を有する光情報記録媒体を提
供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、光吸
収層の平均膜厚Ｄａｖ、および光吸収層中の色素残存率
Ｅを所定範囲に限定することに着目したもので、透光性
を有するとともにプリグルーブを形成した基板と、この
基板上に設けるとともに、レーザー光による記録光を吸
収する色素から構成した光吸収物質を含む光吸収層と、
この光吸収層上に設けるとともに、レーザー光を反射す
る光反射層と、を有し、上記光吸収層に上記記録光を照
射することにより情報を記録する光情報記録媒体であっ
て、上記光吸収層の平均膜厚Ｄａｖが、４０ｎｍ≦Ｄａ
ｖ≦１００ｎｍであるとともに、最適パワーにおけるＥ
ＦＭ信号記録を行った場合に、上記光吸収層中の色素残
存率Ｅが、０．６≦Ｅ≦０．９であることを特徴とする
光情報記録媒体である。

【００１３】上記プリグルーブ上の上記光吸収層の厚さ
Ｄｇを、６０ｎｍ≦Ｄｇ≦１４０ｎｍとすることができ
る。

【００１４】上記光吸収層は、単一あるいは複数種のカ
ーボシアニン色素を有するとともに、上記記録光を吸収
して発熱分解するものを８０ｗｔ％以上含有することが
できる。

【００１５】以下、より具体的に説明する。図１は、本
発明による光情報記録媒体１の断面図であって、光情報
記録媒体１は、透光性の基板２と、基板２上に形成した
光吸収層３と、光吸収層３の上に形成した光反射層４
と、光反射層４の上に形成した保護層５と、を有する。

【００１６】基板２には、スパイラル状にプリグルーブ
６を形成してある。プリグルーブ６の左右には、プリグ
ルーブ６以外の部分すなわちランド７が位置している。

【００１７】光吸収層３は、レーザー光Ｌ１を吸収する
色素から構成した光吸収物質を含むものである。

【００１８】なお、基板２と光吸収層３とは第１の層界
８により互いに接している。光吸収層３と光反射層４と
は第２の層界９により接している。光反射層４と保護層
５とは第３の層界１０により接している。

【００１９】図示のように、光情報記録媒体１に記録光
（記録用レーザー光）Ｌ１を照射したときに、光吸収層
３がこのレーザー光Ｌ１のエネルギーを吸収することに
より発熱し、基板２側に熱変形が生じてピット１１を形
成している。また、再生光（再生用レーザー光）Ｌ２を
照射することにより、上記ピット１１の部分および非ピ
ット部（ランド７）の光学的位相差から生じる光の回折
によってピットコントラストを得て、情報を読み取るも
のである。

【００２０】光吸収層３の平均膜厚をＤavとする。な
お、平均膜厚Ｄavは、（光吸収層３の体積）／（光吸収
層３が形成された領域の面積）により表される。光吸収
層３のプリグルーブ６の部分における膜厚をＤgとす
る。

【００２１】本発明による光情報記録媒体１において
は、光吸収層３の平均膜厚Ｄａｖ、および光吸収層３中
の色素残存率Ｅを上述の範囲内、すなわち、４０ｎｍ≦
Ｄａｖ≦１００ｎｍ、および ０．６≦Ｅ≦０．９、 とすることにより、高速記録時に発生する熱量を抑える
ことができるとともに、金属などにより構成した光反射
層への熱伝導をも充分に行うことができる。

【００２２】したがって、ひとつのピット１１を記録す
る場合の記録初期および記録末期における熱的状態の差
が少ない、結果的に、熱干渉による悪影響の少ない記録
ピット１１を得ることができる。

【００２３】光吸収層３の平均膜厚Ｄａｖが、上述の範
囲より大きい場合には、熱干渉の影響が大きく、高速記
録時のジッター特性およびＢＬＥＲ特性などにおいて特
性が充分に良好な光情報記録媒体を得ることができな
い。光吸収層３の平均膜厚Ｄａｖが、上述の範囲より小
さい場合には、光反射層４への放熱が大きすぎるため、
充分な記録を行うことができず、記録のためのレーザー
光Ｌ１のパワーを必要以上に大きくしなければならない
などの問題が生ずる。

【００２４】ところで、ＣＤ−Ｒ（書き込み可能な光情
報記録媒体）は、前述したように、ピット部と非ピット
部との間の光学的位相差から生じる光の回折によってピ
ットコントラストを得ている。この光学的位相差△Ｐは
一般的に、 △Ｐ＝△ｎ・ｄ／λ ・・・・式（１） と表される。ただし、△ｎは、ピット部と非ピット部の
光吸収層３における屈折率の差、ｄは、光吸収層３の厚
さ（ｎｍ）（本発明における平均膜厚Ｄａｖ、ないしプ
リグルーブ６上の光吸収層３の厚さＤｇに相当）、λ
は、再生光（再生用レーザー光）Ｌ２の波長の波長（ｎ
ｍ）である。

【００２５】上記式（１）のように、光学的位相差△Ｐ
は、光吸収層３における屈折率の差△ｎと光吸収層３の
厚さｄとの積に比例する。高速記録においては、前述の
ように光吸収層３の厚さｄが小さい方が発熱および熱干
渉の影響を小さくすることができて有利であることか
ら、厚さｄを小さくしつつ従来と同等以上の変調度を得
るためには、全体として△Ｐを現状以上とする必要があ
り、このために屈折率の差△ｎを従来よりかなり大きく
する必要がある。

【００２６】この屈折率の差△ｎを大きくするために
は、光吸収層３における色素分子をより高い効率で分解
することが不可欠になる。本発明者は、平均膜厚Ｄａｖ
の範囲内（４０ｎｍ≦Ｄａｖ≦１００ｎｍ）において、
記録前後の光吸収層３中のスペクトルピーク比が、 ０．６≦Ｅ≦０．９ であるような場合に、光吸収層３の膜厚が薄くても充分
な変調を得られることを見い出した。ただし、光吸収層
３中の色素残存率Ｅは、具体的には、Ｅ＝（記録後の光
吸収層３の膜溶液スペクトルピーク）／（記録前の光吸
収層３の膜溶液スペクトルピーク）である。

【００２７】色素残存率Ｅが０．９より大きい場合に
は、ピット１１形成時の色素分解が充分ではなく、ＣＤ
規格を満足する充分な変調を得ることができない。ま
た、色素残存率Ｅが０．６よりも小さい場合には、色素
分解過多の状態となり、クロストークの増大やノイズレ
ベルの増加などの問題を生ずる。

【００２８】なお、前述の平均膜厚Ｄａｖの範囲内にお
いて、色素残存率Ｅを上述の範囲内とするためには、色
素分解を従来より効率よく行う必要があり、したがっ
て、光吸収層３中に記録レーザー光Ｌ１を吸収、増感
し、温度３００℃以下で発熱分解する単一あるいは複数
種のカーボシアニン色素を８０ｗｔ％以上含有すること
が望ましい。

【００２９】さらに、プリグルーブ６上の光吸収層３の
厚さＤｇについて、 ６０ｎｍ≦Ｄｇ≦１４０ｎｍ とすることが望ましい。このプリグルーブ６上の厚さＤ
ｇが、上述の範囲より大きい場合には、熱干渉の影響が
大きく、高速記録時のジッター特性、ＢＬＥＲ特性など
において特性が充分に良好な光情報記録媒体を得ること
ができない。上述の範囲より小さい場合には、光反射層
４への放熱が大きすぎるため、充分な記録を行うことが
できず、記録のためのレーザー光Ｌ１のパワーを必要以
上に大きくしなければならないなどの問題が生ずる。

【００３０】

【実施例】つぎに本発明の実施例による光情報記録媒体
を図２ないし図５も参照して説明する。幅０．５５μ
ｍ、深さ１７０ｎｍ、ピッチ１．６μｍのスパイラル状
のプリグルーブ６を形成した、厚さ１．２ｍｍ、外径１
２０ｍｍ、内径１５ｍｍのポリカーボネート製の基板２
を射出形成法により得る。

【００３１】つぎに記録色素として、ベンゾインドレニ
ンシアニン色素である、図２に示す構造のカーボシアニ
ン色素（（株）日本感光色素研究所製、品番ＮＫ−３２
１９）８５重量部を、安定化剤として、アミニウム塩で
ある、図３に示す構造の近赤外吸収色素（日本化薬
（株）製、品番ＩＲＧ−００３）１５重量部とともに、
メチルセロソルブ２５グラム／リットルにより溶解し、
これをスピンコート法により、上記基板２上に塗布し、
平均膜厚Ｄａｖ＝７０ｎｍの光吸収層３を形成した。こ
のときプリグルーブ６上の膜厚Ｄｇは１０５ｎｍであっ
た。上記ベンゾインドレニンシアニン色素は、波長７８
０ｎｍのレーザー光を吸収し、発熱分解することがわか
っており、その分解温度は２８７℃であった。

【００３２】この色素膜付きの基板２上にＲＦスパッタ
リング法により金（Ａｕ）からなる厚さ１００ｎｍの光
反射層４を形成し、この光反射層４上に、紫外線硬化性
樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、ＳＤ−２１１）
をスピンコートし、さらに紫外線照射して、厚さ１０μ
ｍの保護層５を形成した。

【００３３】こうして得られた光情報記録媒体に、波長
７８０ｎｍのレーザー光Ｌ１を用いた記録機（フィリッ
プス社製、ＣＤＤ−２０００）を用いて、ディスク全面
に線速度１．２ｍ／ｓによって再生評価を行ったとこ
ろ、Ｉ11／Ｉtop＝０．６３、Ｉ3／Ｉtop＝０．３１、
ＢＬＥＲ＝１．３ｃｐｓで、ＣＤ規格を満足するととも
にジッターはすべての信号領域において３５ｎｓ以下の
良好な特性が得られた。

【００３４】記録後のディスクの光吸収層３を２００ｍ
ｌのエタノールで溶出し、溶液スペクトルを測定したと
ころ、図４に示すように、吸収スペクトルピーク値は
０．８３３Ａｂｓであった。なお光吸収層３は、基板２
と保護層５との境界にナイフにより切込みを入れ、保護
層５を取り除いたのち、光反射層４をはがしたうえ、基
板２上の色素および光反射層４に付着した色素両方から
上記エタノールで洗浄した。

【００３５】同様に作成した未記録状態のディスクで
は、図５に示すように、吸収スペクトルピーク値は０．
９５７Ａｂｓであったところから、光吸収層３における
色素残存率Ｅは０．８７である。

【００３６】同様に作製したディスクに波長７８３ｎｍ
のレーザー光を用いた記録機（コダック社製、ＰＣＤ
Ｗｒｉｔｅｒ ６００）を用いて、ディスク全面に線速
度７．２ｍ／ｓによってＥＦＭ信号を６倍速記録し、こ
れを前述と同様に再生評価したところ、Ｉ11／Ｉtop＝
０．７６、Ｉ3／Ｉtop＝０．３４、ＢＬＥＲ＝２．１ｃ
ｐｓで、ＣＤ規格を満足するとともに、ジッターはすべ
ての信号領域において３５ｎｓ以下の良好な特性が得ら
れた。

【００３７】記録後のディスクの光吸収層３を２００ｍ
ｌのエタノールで溶出し、溶液スペクトルを測定したと
ころ、吸収スペクトルピーク値は０．７２０Ａｂｓであ
った。同様に作成した未記録状態のディスクでは、吸収
スペクトルピーク値は０．９５７Ａｂｓであったところ
から、色素残存率Ｅは０．７５である。

【００３８】

【比較例】実施例で用いたものと同様の基板２におい
て、ベンゾインドレニンシアニン色素である、図２に示
した構造のカーボシアニン色素（ＮＫ−３２１９）３５
重量部、およびインド系シアニン色素である、図６に示
す構造の色素（（株）日本感光色素研究所製、品番ＮＫ
−３３４５）５０重量部を、アミニウム塩である、図３
に示した構造の近赤外吸収色素（ＩＲＧ−００３）１５
重量部とともに、メチルセロソルブに２５グラム／リッ
トルにより溶解した。

【００３９】この溶液を基板２上にスピンコートし、平
均膜厚Ｄａｖ＝６８ｎｍ、プリグルーブ６上の膜厚Ｄｇ
＝１０４ｎｍの光吸収層３を設けた以外は、実施例と同
様のディスクを作製した。

【００４０】なお図６に示した色素（ＮＫ−３３４５）
の色素膜は、波長７８０ｎｍ付近に光吸収帯を有してお
らず、波長７８０ｎｍのレーザー光を吸収することによ
りこれを発熱、分解させることができない。なお、その
熱分解温度は、２７１℃である。

【００４１】こうして得られたディスクに、実施例と同
様の記録機（ＣＤＤ−２０００）を用いて、線速度１．
２ｍ／ｓで同様の等速度記録を行った。これを同様の再
生機を用いて、記録を評価したところ、Ｉ11／Ｉtop＝
０．４２、Ｉ3／Ｉtop＝０．１９、ＢＬＥＲ＝３１０ｃ
ｐｓで、ＣＤ規格を満足しなかった。

【００４２】この記録後のディスクと、未記録状態のデ
ィスクの光吸収層３について、実施例と同様の溶液スペ
クトルを測定したところ、吸収スペクトルピーク値は記
録後が０．９７２Ａｂｓであり、未記録状態では１．０
３１Ａｂｓであり、したがって、色素残存率Ｅは０．９
４２である。

【００４３】また実施例と同様に６倍速記録を行い、再
生評価したところ、Ｉ11／Ｉtop＝０．５８、Ｉ3／Ｉto
p＝０．２６、ＢＬＥＲ＝２５０ｃｐｓで、ＣＤ規格を
満足しなかった。このディスクについても、同様の溶液
スペクトルを測定したところ、吸収スペクトルピーク値
は記録後が０．９３８Ａｂｓであり、未記録状態では
１．０３１Ａｂｓであり、したがって、色素残存率Ｅは
０．９４１である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光吸収層
の平均膜厚および色素残存率を所定範囲内に規制したの
で、高速記録に対しても、ジッターなどの特性も充分に
良好で、充分な変調度のマージンを有する光情報記録媒
体とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光情報記録媒体１の断面図であ
る。

【図２】同、実施例において記録色素として用いたベン
ゾインドレニンシアニン色素（カーボシアニン色素）
（（株）日本感光色素研究所製、品番ＮＫ−３２１９）
の構造式を示す図である。

【図３】同、実施例において用いた、近赤外吸収色素
（日本化薬（株）製、品番ＩＲＧ−００３）の構造式を
示す図である。

【図４】同、実施例における、記録後のディスクの光吸
収層３の溶液スペクトルを示すグラフである。

【図５】同、実施例における、未記録状態のディスクの
光吸収層３の溶液スペクトルを示すグラフである。

【図６】比較例において用いた色素（（株）日本感光色
素研究所製、品番ＮＫ−３３４５）の構造式を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 光情報記録媒体（図１） ２ 透光性の基板 ３ 光吸収層 ４ 光反射層 ５ 保護層 ６ スパイラル状のプリグルーブ ７ ランド ８ 第１の層界 ９ 第２の層界 １０ 第３の層界 １１ ピット Ｌ１ 記録光（記録用レーザー光） Ｌ２ 再生光（再生用レーザー光） Ｄａｖ 光吸収層３の平均膜厚 Ｄｇ プリグルーブ６上の光吸収層３の厚さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性を有するとともに、プリグルー
   ブを形成した基板と、 この基板上に設けるとともに、レーザー光による記録光
   を吸収する色素から構成した光吸収物質を含む光吸収層
   と、 この光吸収層上に設けるとともに、レーザー光を反射す
   る光反射層と、を有し、 前記光吸収層に前記記録光を照射することにより情報を
   記録する光情報記録媒体であって、 前記光吸収層の平均膜厚Ｄａｖが、 ４０ｎｍ≦Ｄａｖ≦１００ｎｍ であるとともに、 最適パワーにおけるＥＦＭ信号記録を行った場合に、前
   記光吸収層中の色素残存率Ｅが、 ０．６≦Ｅ≦０．９ であることを特徴とする光情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記プリグルーブ上の前記光吸収層の
   厚さＤｇが、 ６０ｎｍ≦Ｄｇ≦１４０ｎｍ であることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒
   体。
3. 【請求項３】 前記光吸収層は、 単一あるいは複数種のカーボシアニン色素を有するとと
   もに、 前記記録光を吸収して発熱分解するものを８０ｗｔ％以
   上含有することを特徴とする請求項１記載の光情報記録
   媒体。