JPS63257932A - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度のレーザビームを用いての
情報の書き込みおよび／または読み取りか可能な情報記
録媒体に関するものである。さらに詳しくは本発明は、
プレピットを有する上記情報記録媒体の改良に関するも
のである。

［発明の技術的背景コ 近年において、レーザ光等の高エネルギー密度のビーム
を用いる情報記録媒体か開発され、実用化されている。

この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・ディ
スク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止画像
ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・メモリ
などとして使用されている。

光ディスクは基本構造として、ガラス、合成樹脂などか
らなる円盤状の基板と、この上に設けられたＢ　ｉ、Ｓ
ｎ、Ｉ　ｎ、Ｔｅ等の金属または半金属からなる記録層
とを有する。なお、記録層が設けられる側の基板表面に
は通常、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向上
あるいは光ディスクの感度の向上などの点から、高分子
物質からなる中間層が設けられることか多い。

また、記録層を保護するためのディスク構造として、二
枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚の基板上に記録
層を設け、この二枚の基板を、記録層か内側に位置し、
かつ空間を形成するようにソング状内側スペーサとリン
グ状外側スペーサとを介して接合してなるエアーサンド
イッチ構造か提案されている。このようなエアーサンド
イッチ構造を有する光ディスつては、記録層は直接外気
に接することがなく、情報の記録、再生は基板を透過す
るレーザ光で行なわれるために、記Ｑ層か物理的または
化学的な損傷を受けたり、あるいはその表面に塵埃が付
着して情報の記録、再生の障害となることかないとの利
点かある。

光ディスクへの情報の書き込みおよび読み取りは、通常
は下記の方法により行なわれる。

情報の書き込みはレーザビームをこの光ディスクに照射
することにより行なわれ、記録層の照射部分がその光を
吸収して局所的に温度上昇し、物理的あるいは化学的な
変化（たとえば、ビットの生成）が生じてその光学的特
性を変えることにより情報か記録される。情報の読み取
りもまた、レーザビームを光ディスクに照射することに
より行なわれ、記録層の光学的特性の変化に応じた反射
光または透過光を検出することにより情報が再生される
。

上記のように光ディスクへの情報の書き込みおよび読み
取りは、通常ディスク表面の所定の位置にレーザビーム
を照射することにより行なわれている。

一方、光ディスクへの情報記録量の増加か強く望まれて
いるところから、ビットなどの記録部位の密度の増大か
図られている。そして、このような記録部位の密度の増
大により、レーザビームを正しく所定の位置に照射する
ことか困難になるため、最近てはレーザビームを案内し
て正確に照射予定位置をたどる（一般にトラッキングと
呼ばれる）ようにするために、トラッキング案内溝（プ
レグルーブ）あるいはトラッキング用のマーク（サーボ
ビット）がディスク表面に設けられることか多くなって
いる。前者のトラッキング案内溝をディスクに予め設け
る方法を連続溝方式、後者のトラックのところどころに
トラッキング用のマークをつける方法をサンプル・サー
ボ方式と言い、特に、最近、光学系や信号処理系か簡単
になる、あるいは焦点信号に案内溝の影響かでない等の
理由からサンプル・サーボ方式か注目されている。この
サンプル・サーボ方式のためのサーボビットの他に、セ
クター、アドレス、同期マークあるいはクロックビット
などを含めてプレピットと呼んでいる。そして、このプ
レピットには、光ディスクへの情報の書き込みおよび読
み取りを行なうために必要な情報が予め記録されている
。

従来から、このようなプレピットは、書き込み、あるい
は読み取りに利用されるレーザの波長を考慮して、その
ビット深さを［入／４ｎ］　　（但し、ｎは基板の屈折
率、λは使用するレーザの波長℃ある。）とすることか
、再生信号の変調度か最良であることから一般的てあっ
た。

［発明の目的］ 本発明は、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上
に中間層を介して付設されたレーザによる情報の書き込
みおよび／または読み取りが可能な記録層からなる情報
記録媒体であって、特にプレピットの信号のコントラス
トが向上した情報記録媒体を提供することを主な目的と
するものである。

［発明の要旨］ 本発明は、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上
に中間塗布層を介して付設されたレーザによる情報の書
き込みおよび／または読み取りが可能な記録層からなる
情報記録媒体において、該プレピット底部を被覆してい
る中間塗布層表面と該プレピットの側壁頂部を被覆して
いる中間塗布層表面との距離（ａ）が、該基板の屈折率
（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込みまたは該記録媒
体からの情報の読み取りの際に使用するレーザ光の波長
（入）とに対して下記の条件：λ／　５　ｎ≦ａ≦入／
　３　ｎ を満足することを特徴とする情報記録媒体にある。

［発明の効果］ 本発明の情報記録媒体は従来の同種のプレピット付き情
報記録媒体に比較してプレピット部の信号のコントラス
トが顕著に向上している。

従って、本発明の情報記録媒体は従来の同種のプレピッ
ト付き情報記録媒体に比較して、信号の読み誤りか発生
しなくなるため、必要な情報の読み取りか速くなり、ハ
ツトセクター率も低下する。

［発明の詳細な記述］ プレピットは、第１図に示した逆台形などの形状の断面
を有する溝からなるものであり、その寸法、形状などに
ついて、レーザ光の特性および基板の屈折率との関係に
おいて研究が進められており、特にピットの深さくｈ）
については、ｈ＝入／　４　ｎ ［たたし、入はレーザ光の波長、モしてｎは基板の屈折
率である。］を満足することが望ましいことが既に知ら
れている。そして、そのように設計されたプレピットを
有する光ディスクが利用されている。

しかしながら、本発明者の研究によると、上記の規定に
従う深さのプレピットを有する光ディスクであっても、
そのプレピット上に中間塗布層を介して記録層を付設し
た光ディスクでは、充分満足できる信号のコントラスト
が得られないことが判明した。そして、その理由を更に
研究した結果、塗布法により光ディスクの表面に付設さ
れた中間層はプレピットの底部と側壁頂部とで厚さが相
違し、その結果としてピットの深さが所定の深さよりも
浅くなってしまうためであることを見い出した。すなわ
ち、基板への中間層［例、接着層、断熱層、反射層、感
度強化層（ガス発生層）］は通常、スピンコード法など
の塗布法を利用して行なわれるが、そのような塗布法に
より形成された塗布層は、プレピットの底部では厚くな
り、一方側壁頂部では薄くなる。従って、その結果とし
て必然的にピットの深さが所定の深さよりも浅くなる。

この塗布層の厚さをプレピットの底部と側壁頂部とにお
いて互いに同一とすることは理論的には不可能といえな
いかもしれないが、実際上においては不可能といってよ
い。

一方、本発明者は上記のような塗布法によって生じる基
板凸部と凹部とにおける塗布層の差異は塗布液の物性（
例、粘度）および塗布条件（例、塗布速度、塗布量）を
一定とすれば、一定寸法の凸部と凹部からなる基板につ
いては高い再現性を示すことをも見い出した。

以上の知見に′基づき、本発明者は、基板表面のプレピ
ット上に塗布法により中間層を設ける場合には、そのプ
レピットの深さａｔ（すなわち、プレピットを構成する
凹部の底面と凸部の頂面との間の距ｇｌ）を入／　４　
ｎに一致させるのではなく、むしろ中間塗布層の四部の
底面と凸部の頂面との距離を入／　４　ｎに一致させる
ように予めピット深さを調整した方が信号のコントラス
トを向上させるために有効であることを見い出し、前記
の本発明に到達したものである。

尚、本発明の言うプレピットとは、ディスクのブレーン
な平面に設けられたプレピットは勿論、プレグルーブと
プレグルーブとの間（ランド面）に設けられたプレピッ
ト等も含んでいる。

上記の入／　４　ｎに一致させるように予めピット深さ
を調整するに際し、塗布膜の厚さの再現精度を考慮する
と通常の塗布操作において１０％程度の膜厚誤差が発生
することは避けられず、一方その程度の誤差の発生は本
発明の効果を実質的に低下させるものではない。しかし
ながら、塗布を厳密な管理下にＥくことによって膜圧の
誤差を５％以内におさめるのが好ましい。

すなわち１本発明の情報記録媒体において該プレピット
底部を被覆している中間塗布層表面と該プレピットの側
壁頂部を被覆している中間塗布層表面との距離（ａ）が
、該基板の屈折率（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込
みまたは該記録媒体からの情報の読み取りの際に使用す
るレーザ光の波央（λ）とに対して下記の条件：入／　
５　ｎ≦ａ≦入／　３　ｎ 好ましくは、 ７λ／　３０　ｎ≦ａ≦４λ／　１５　ｎを満足するも
のである。

そして、上記情報記録媒体を得るために、中間塗布層を
被覆しり前の該プレピットの底部の表面と該プレピット
の側壁頂部の表面との距離（ａ１）か、該基板の屈折率
（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込みまたは該記録媒
体からの情報の読み取りの際に使用するレーザ光の波長
（入）とに対して下記の条件： ５λ／１６ｎ≦ａ、≦７λ／１６ｎ を満足することか好ましい。

本発明の情報記録媒体の代表的な構成例を添付図面の第
１図に模式的に示した。すなわち、基板１１の上に中間
塗布層１２が塗布法により形成され、その上に記録層１
３が付設されている構成が最も一般的である。本発明に
て規定された関係式のにおける［ａｌは、第１図に示さ
れているようなプレピットの底部を被覆している中間塗
布層表面と該プレピットの側壁頂部を被覆している中間
塗布層表面との距離である。［ａ１］は基板に設けられ
たプレピットの深さを意味する。本発明の情報記録媒体
の使用に際して、情報の書き込みと読み出しは、基板を
通過するレーザ光により行なう。すなわち、第１図に示
された態様においては、レーザ光は下側から照射する。

本発明の情報記録媒体は、基板のプレピットの深さを従
来の寸法と相違する寸法とすること以外は従来より知ら
れているプレピット付き情報記録媒体と特に相違する点
はない。

本発明の情報記録媒体はたとえば下記の方法により製造
することかできる。

プレピット（プレグルーブがあっても良い）付き基板は
、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル系樹
脂などのプラスチック材料をモールディングして製造す
る方法、プラスチック板、あるいはガラス板などの平面
基板にプレピットを有する樹脂層を積層させる方法など
によって製造することかてき、これらの方法は既に一般
的に知られている。

本発明の情報記録媒体においては、プレピットの深さが
、基板の屈折率と、利用するレーザ光の波長との関係に
おいて同種の従来の情報記録媒体と相違する。本発明の
情報記録媒体のプレピットは、前記に示した（ａ１）’
の範囲内で従来の同種の情報記録媒体のプレピットより
も深く形成される。

このようなプレピットの深さくａｌ）の範囲については
、以下のように決められた。

中間塗布層の形成に際して発生するプレピット底部と側
壁頂部との間の塗布層の厚さ変動は、塗布層の所定平均
厚さによっても変化するが、通常は２００〜４００オン
グストロームの範囲にある。従って、プレピットの深さ
の決定にあたって、類似した系における塗布層厚さ変動
の既知データを参照することができる。ただし、対象の
系について種々ビット深さを変化させた基板を予め調製
し、それぞれに所定の中間塗布層を形成したのち、塗布
層の所定部位間の寸法を測定し、前記に規定された（ａ
）の範囲の関係式との対応を見ながら、最も適したプレ
ピット深さを決定することが好ましく、この方法により
高い精度で基板上のプレピットの深さくａ１）を決定す
ることがてきる。

プレピットを有する基板表面への中間塗布層の形成は、
公知の塗布法により行なうことができる。公知の塗布法
の例としてはスピンコード法。

ディップコート法などを挙げることができる。

なお、塗布法により形成される中間層の例としては、接
着層、断熱層１反射層、感度強化層（ガス発生層）など
を挙げることがてきる。

中間塗布層が断熱層である場合には、例えばポリメチル
メタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、
スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコ
ール、Ｎ−メチロール・アクリルアミド共重合体、スチ
レン・スルホン酸共重合体、スチレン・ビニルトルエン
共重合体、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化ポリ
エチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体
、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリカーボネートなどの高分子物質を溶剤
に溶解させた塗布液を用いて形成することができる。

好ましくは、塩素化ポリエチレンもしくはニトロセルロ
ースを用いた塗布液であり、特に好ましくは、塩素化ポ
リエチレンである。

上記のように形成された塩素化ポリエチレン層により、
レーザビームの照射による熱エネルギーが記録層から基
板へ熱伝導によって損失するのを低減することができ、
かつ塩素化ポリエチレン層の被照射部分からガスが発生
するため、ビットの形成が容易となり記録感度を高める
ことができる。

塩素化ポリエチレン層を設ける際、塩素化ポリエチレン
を溶剤に溶解させた塗布液の濃度は０．１〜０．４％の
範囲内に在ることが好ましい、この塗布液の濃度が０．
１％未満の場合は、塩素化ポリエチレン層の感度強化層
としての役割が低下して好ましくない。また、０．４％
を越える場合は、塩素化ポリエチレンの塗布液を塗布す
る際、塗布ムラが出来易くなり、このため同一ディスク
上で感度のバラつきが生じ、その結果としてジェッター
が増大するので好ましくない。

中間塗布層の層厚（平均層厚）は、中間層に要求される
特性を考慮して決定されている。中間塗布層の層厚は通
常はｌＯＯ〜１０００オングストロームの範囲にある。

中間塗布層の上には、記録層が設けられる。

記ＱＲに用いられる材料の例としては、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＡＪＩ、Ｃｕ、Ｇｅ等の金属；Ｂｉ、
Ａｓ、Ｓｂ等の半金属；Ｇｅ、Ｓｉ等の半導体：および
これらの合金またはこれらの組合せを挙げることができ
る。また、これらの金属または半金属の硫化物、酸化物
、ホウ化物、ケイ素化合物、炭化物および窒化物等の化
合物：およびこれらの化合物と金属との混合物も記録層
に用いることができる。

記録層は、上記の記録材料を蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティングなどの方法によって中間塗布層上に
形成することができる。記録層は単層または重層でもよ
いが、その層厚は光情報記録に要求される反射率の点か
ら一般にｌＯＯ乃至５５００オングストロームの範囲で
ある。

なお、基板の裏側（記録層が設けられる側とは反対側）
の表面には、耐傷性、防湿性などを高めるために、たと
えば二酸化ケイ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの
無機物質からなる薄膜が真空蒸着、スパッタリング等に
より設けられていてもよい。

なお、本発明に従う情報記録媒体の製造について、これ
まで主として一枚の基板からなるタイプのものを例にと
って説明したが、本発明の情報記録媒体は公知技術に従
って任意の構成とすることができる。すなわち、上記の
一枚の基板からなる情報記録媒体を二枚貼り合わせて製
造したタイプの情報記録媒体、一枚の基板からなる情報
記録媒体の記録層側の表面に保護層（樹脂層、保護板な
ど）が形成されたタイプの情報記録媒体、エアーサンド
イッチタイプの情報記録媒体など各種の構成をとること
かてきる。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

ただし、これらの各個は本発明を制限するものてない。

［実施例１］ 射出成形によりプレピットおよびプレグルーブを設けた
円盤状ポリカーボネート基板［外径＝２００ｍｍ、内径
：３５ｍｍ、厚さ：　１．２ｍｍ、プレピット深さく第
１図のａ１）：１９００オングストローム、トラックピ
ッチ：１．６ｇｍ、屈折率：　１．５７］のプレピット
面に塩素化ポリエチレン含有塗布液［メチルセロソルブ
・ブタノール・イソプロパツール混合溶媒（１２：８：
８０、体積比）に塩素化ポリエチレンか０．２５％溶解
しているもの］をスピンコーターを用いて塗布し、次い
で乾燥して中間塗布層を形成した。

得られた中間塗布層の凹部（プレピット底部に対応）の
底面と凸部（プレピット側壁頂部に対応）の頂面との距
離（第１図のａ　ｒ　）は１３００オングストローム（
１３０ｎ　ｍ　）であった。

次に、上記中間塗布層の上にＩｎ：ＧｅＳ：Ａｕ＝６６
　：　２２　：　１２　（重量比）の比率で共蒸着させ
て、厚さ３００オングストロームの記録層を形成した。

以上の方法により第１図に示した断面構成を有する光デ
ィスクを得た。

［比較例１］ 円盤状ポリカーボネート基板表面のプレピットの深さを
プレピットの深さの最適植入／　４　ｎにほぼ当たる１
３００オングストロームとした以外は実施例１と同様の
方法により光ディスクを得た。

なお、得られた光デイスク中間塗布層の凹部の底面と凸
部の頂面との距離（第１図のａｌ）は６０１０オングス
トローム（６０１ｎｍ）てあった。

［光ディスクの評価］ 得られた光ディスクのプレピット部の信号コントラスト
を評価した。

ディスクプレーヤ（ナカミチ０ＭＳ−１０００）で実施
例１と比較例１で得られた光ディスクを再生した。再生
条件は、回転数が１８００ｒ、　ｐ　ｍ、レーザの再生
パワーか０．８ｍＷ、波長が８３０ｎｍ、使用レンズの
ＮＡが０．５であった。

ここで得られたプレピット部の信号を、オシロスコープ
（テクトロニクス　オシロスコープ２４３０）により信
号強度（ｍ　Ｖ　）を測定した。

そして、下記の式より信号のコントラスト二〇（％）を
求めた。

ＳＨ−５Ｌ ｃ　＝　　　　　　ｘ　ｔｏ。

ＳＨ＋ＳＬ （Ｓ　Ｈ：信号の最大強度　ＳＬ：信号の最小強度）Ｌ
ｌｌ（信号のコントラスト二〇（％））実施例１：３３
（％） 比較例１：１８（％） 上記のように、実施例１は比較例１に比べて信号のコン
トラストが格段に良く、信号の質が向上しているのが分
かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中間塗布層を有するプレピットタイプの情報
記録媒体の構成を示す模式図である。 １１：基板、１２：中間塗布層、１３：記録層ａ：プレ
ピットの底部を被覆している中間塗布層表面と該プレピ
ット側壁頂部を被覆している中間塗布層表面との距離 ａｌ：プレピット深さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上に中間
   塗布層を介して付設されたレーザによる情報の書き込み
   および／または読み取りが可能な記録層からなる情報記
   録媒体において、 該プレピット底部を被覆している中間塗布層表面と該プ
   レピットの側壁頂部を被覆している中間塗布層表面との
   距離（ａ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該記録媒体への
   情報の書き込みまたは該記録媒体からの情報の読み取り
   の際に使用するレーザ光の波長（λ）とに対して下記の
   条件：λ／５ｎ≦ａ≦λ／３ｎ を満足することを特徴とする情報記録媒体。 ２、該プレピット底部を被覆している中間塗布層表面と
   該プレピットの側壁頂部を被覆している中間塗布層表面
   との距離（ａ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該レーザ光
   の波長（λ）とに対して下記の条件： ７λ／３０ｎ≦ａ≦４λ／１５ｎ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の情報記録媒体。 ３、上記中間塗布層を被覆する前の上記プレピットの底
   部の表面と該プレピットの側壁頂部の表面との距離（ａ
   ＿１）が、該基板の屈折率（ｎ）と該記録媒体への情報
   の書き込みまたは該記録媒体からの情報の読み取りの際
   に使用するレーザ光の波長（λ）とに対して下記の条件
   ： ５λ／１６ｎ≦ａ＿１≦７λ／１６ｎ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の情報記録媒体。 ４、上記中間層が、塩素化ポリエチレン樹脂もしくはニ
   トロセルロース樹脂の層であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ５、円盤状基板がポリメタクリル酸系樹脂もしくはポリ
   カーボネート樹脂であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の情報記録媒体。