CN101379560B - 光信息记录介质、以及其制造方法及记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适合利用360～450nm、尤其是400mm左右(例如为405nm左右)的记录波长的高密度及高速记录的光信息记录介质及其记录方法。本发明不是如现有技术那样的通过High to Low方式的记录，而是基于通过Low toHigh方式的记录，凹坑的反射率比非凹坑区域的反射率高，凹坑所排列的信道区域中的记录层的最大膜厚在25～60nm的范围，若与信道邻接的区域中的记录层的最大膜厚在5～30nm的范围，则可得到良好的推挽信号。另外，使反射层的膜厚为120～180nm，并使反射层的槽宽为85～150nm。

Description

光信息记录介质、以及其制造方法及记录方法
技术领域
本发明涉及追记型的光信息记录介质及其记录方法，尤其涉及利用由半导体激光器产生的波长为360～450nm的激光(蓝激光、蓝色激光)进行记录的光信息记录介质、以及其制造方法及记录方法。
背景技术
目前，一直以来对使用了短波侧的360～450nm附近(例如为405nm左右)的蓝激光的追记型的光信息记录介质进行开发(参照专利文献1：特开平11-120594号公报)。
改光信息记录介质将有机色素化合物使用在光记录层上，该有机色素化合物通过吸收激光而分解或变质，作为调制度得到激光在记录再生波长中的光学特性变化，从而进行记录，并且进行再生。
应对近几年的记录的高密度化及高速化，激光使用短波侧的波长，虽然激光越靠近短波侧，作为光记录层就越需要形成更薄的薄膜，但进行着尤其在得到高折射率的色素的方向上的开发、所谓High to Low方式的光信息记录介质的开发(参照专利文献2：特开2003-30442号公报)。
即、在利用由记录再生波长的折射率的变化引起的光学相位差而得到调制度。
利用图15说明该High to Low方式的光信息记录介质的记录原理。图15是分别表示折射率n及消光系数k对于激光波长的关系的曲线图，记录后折射率n减少，随之反射率R降低。通过使折射率n的变化Δn较大，而得到足够的反射率的变化ΔR，从而确保记录凹坑和其它部分之间的调制度，进行可再生的记录。
另外，通常消光系数k的曲线图事实上与该色素的对于激光的吸光度的曲线图相同，将该吸收峰值的长波侧的波长(记录波长)作为记录光(激光)的波长。即、这是由于折射率n的曲线图在消光系数k的曲线图的长波侧具有该吸收峰值，可在该记录波长中使折射率n的变化Δn较大。
另一方面，已知消光系数k在相同的记录波长与折射率n同样地在记录后降低，若消光系数k降低，则反射率R增加。即、消光系数k的变化量Δk以减少由折射率n的变化Δn引起的反射率R的反射率的变化ΔR的方式起作用。即、作为相当于(Δn-Δk)的量而得到ΔR的绝对值。因此，一直以来为了得到必要的水平的调制度，开发的关心向着选择Δn尽可能大且Δk尽可能小的色素。
然而实际上，现状是对于记录波长为360～450nm的区域(例如为405nm左右)的激光，作为光记录层3的色素材料未能得到适当的色素。
如上所述，作为色素材料需要得到适当的消光系数k(吸收系数)及较大的折射率n从而能够充分地确保记录前后的反差，以记录再生波长位于色素的吸收光谱峰值的长波侧的下降边的方式选择材料，设计成可得到较大的折射率n的变化Δn。
再有，作为在该有机化合物上所要求的特性，不仅需要具有对于蓝激光波长的上述光学性质，而且要适宜地选择分解性能。然而，在这样的短波区域，具有光学特性与现有的CD-R及DVD-R同等的折射率n的材料较少。即、为了在蓝激光附近具有有机化合物的吸收段，有必要使有机化合物的分子骨架较小，或者使共轭体系较短，但存在这些导致消光系数k的降低及折射率n的降低之类的问题。
作为用于解决这一点的方法，虽然开始认识到有通过利用代表缔合的分子间的相互作用就能改进光学性质的可能性，但尚未达到能够得到充分的记录特性的地步。
另外，在对光信息记录介质的高速记录中，由于需要以比现有技术或者低速记录时还短的时间进行规定的记录，因而记录功率变高，记录时所产生的记录层的热量或者每个单位时间的热量变大，热变形的问题易于表面化，成为记录凹坑离散的原因。另外，在用于照射激光的半导体激光器的出射功率自身有限度，因而要求能够应对高速记录的高灵敏度的色素材料。
如前面所述，该光信息记录介质在光记录层上使用有机色素化合物，对于短波侧的激光，尤其以得到高折射率的方向上的开发为主。
在蓝激光波长附近具有吸收段的有机化合物目前有多种，且可控制消光系数k，而由于不具有较大的折射率n，因此，为了确保记录部(记录凹坑)的光学相位差而得到调制度，需要有某种程度的色素薄膜。
然而，使用蓝激光的记录介质，由于要求高密度记录，且物理上的信道间距较窄，色素分解时的热易于传到相邻的信道，因而存在导致特性恶化之类的问题。
另外，最近虽然也进行通过Low to High方式的光信息记录介质的开发，但在蓝激光波长区域，尤其在凹槽相对于激光的入射成为凹方向，且将0.1mm的光透射层设置在激光的入射面上的光信息记录介质的场合，若使用以记录前后的复数折射率的虚数部k为主因子而产生反射率变化的类型的色素，则在通过该Low to High方式的光信息记录介质，导致未记录时的推挽(NPPb)信号变得过高。
若推挽(NPPb)信号变得过高，则在通过像散法的聚焦方式中，存在光电检测器的明暗识别困难，不能进行聚焦随动，或者即使在DPP(差动推挽)方式中，光电检测器的明暗识别也困难，不能跟着进行跟踪之类的问题。另外，有必要在背景使用消光系数较大的有机色素，推挽的值受凹槽的槽深和宽度的影响而容易变大。另外，在该场合，由于折射率略小，因而推挽具有良好的倾向，但由于是消光系数较大的色素，因而容易产生反射，从而结果是，仅凭材料选定就无法得到具有适当且良好的推挽值的光盘。
发明内容
本发明是鉴于以上的各种问题而提出的，其课题是提供适合利用360～450nm、尤其是400mm左右(例如为405nm左右)的记录波长的高密度及高速记录的光信息记录介质及其记录方法。
另外，本发明其课题是提供在用于蓝激光的光盘中可进行能够得到良好的推挽信号的记录的光信息记录介质及其记录方法。
另外，本发明其课题是提供在用于蓝激光的光盘中可进行能够得到良好的调制度的记录的光信息记录介质及其记录方法。
再有，本发明其课题是提供在用于蓝激光的光盘中热干涉(热变形)少且再生耐性优良的光信息记录介质及其记录方法。
本发明着眼于使分型面部分的膜厚比现有的设计还薄，而且使信道的宽度(以及深度)较窄。
即、本发明不是如现有技术那样的通过High to Low方式的记录，而是基于通过Low to High方式的记录，使得凹坑的反射率比非凹坑区域的反射率高，凹坑所排列的信道区域中的记录层的最大膜厚在25～60nm的范围，若与信道邻接的区域中的记录层的最大膜厚在5～30nm的范围，则可得到良好的推挽信号。
即、通过将分型面部分的膜厚和凹槽部分的膜厚设定在最佳条件，即便作为记录层使用消光系数较大的材料也能最佳地保持吸收量和反射量的平衡且使推挽较小。另外，通过将信道的槽深和槽宽同样地设定在最佳条件也使推挽较小。例如，通过使槽深较浅而提高反射率，加大推挽(NPPb)信号＝(PPb)信号/反射率的分母，从而可减小NPPb。
推挽(NPPb)信号在四分割的光电检测器(A、B、C、D)中，在激光在凹槽上进行了扫描的场合，由推挽(NPPb)信号＝((A+B)-(C+D))/((A+B)+(C+D))定义。
再有，在使凹槽Wobbling的场合，信道间距在290nm～350nm的范围内变化，而通过使凹槽宽度比该场合的平均信道320nm的半值160nm还窄，也能够使推挽减小。
另外，本发明是通过Low to High方式的光信息记录介质，尤其着眼于将0.1mm的光透射层设置在激光的入射面上的光信息记录介质中的分型面的光学相位差和记录层的消光系数k的关系，若由2nabs{Dg-Dl+(nsub×Dsub)/nabs}/λ所规定的光学相位差ΔS和记录前后的消光系数k的变化量Δk的关系在0.02≤ΔS×Δk≤0.11范围，则能够确保良好的调制度。
再有，本发明是通过Low to High方式的光信息记录介质，通过使反射层的膜厚为120～180nm厚的膜，并使槽宽度为85～150nm，在满足良好的NPPb特性的同时，迅速散去由厚的膜而在记录时产生的多余的热，从而能够抑制热干涉。
于是，不是进行通过现有的High to Low方式的利用高折射率的色素的记录，而是可进行通过Low to High方式的利用消光系数k的变化的记录。即、可提高利用360～450nm、尤其是400mm左右(例如为405nm左右)的记录波长的高密度及高速记录的信赖性。
即、第一发明的光信息记录介质具有：形成有凹槽和分型面的基板；以及形成于该基板上的反射层及包含有机色素的记录层，通过在上述记录层上照射波长360-450nm的范围的激光而记录了或者能够记录可光学地读取的凹坑的光信息记录介质，其特征是，上述凹坑的反射率比非凹坑区域的反射率还高，上述凹坑所排列的所述凹槽部分中的记录层的最大膜厚在25～60nm的范围，所述分型面部分中的记录层的最大膜厚在5～30nm的范围，所述分型面部分中的记录层的最大膜厚与上述凹槽部分中的记录层的最大膜厚之比在0.1～0.6的范围，所述凹槽部分的最大深度在35～65nm的范围，所述凹槽以290nm～350nm的范围的间距以及85～150nm的范围的宽度形成，且将上述记录层的凹槽部分的最大深度设定为Dsub，并将上述反射层的凹槽部分的最大深度设定为Dref时，1-Dsub/Dref在0.2-0.6范围。
另外，根据第一发明，第二发明的光信息记录介质的特征是，上述凹槽部分的反射率比上述分型面部分的反射率还低。
另外，根据第一发明，第六发明的光信息记录介质的特征的为具有形成于上述记录层之上的光透射层，从上述光透射层一侧照射激光。
根据第一发明，第七发明的光信息记录介质的特征为，将上述记录层的光透射层一侧的层边界的凹槽部分的最大深度设定为Dsub、将上述记录层的凹槽部分的最大厚度设定为Dg、将上述记录层的分型面部分的最大厚度设定为Dl、将比上述记录层还靠近光透射层一侧的层的复数折射率的实数部设定为nsub、将上述记录层的复数折射率的实数部设定为nabs、将再生光的波长设定为λ时的光学相位差设定为ΔS＝2nabs{Dg-Dl+(nsub×Dsub)/nabs}/λ、将上述记录层的未记录时的复数折射率的虚数部设定为kabsb且记录后的复数折射率的虚数部设定为kabsa时的变化量设定为Δk＝kabsb-kabsa时，在0.02≤ΔS×Δk≤0.11范围。
另外，根据第一发明，第九发明的光信息记录介质的特征为，使上述反射层的膜厚为120～180nm，并使上述反射层的槽宽为85～150nm。
根据本发明，由于可容易实现光信息记录介质的信息的高密度化及高速记录化，因此，可实现应对更短的波长例如360nm～450nm波长区域的通过激光的Low to High方式的光信息记录介质。
另外，在本发明中，应对如360nm～450nm的短波长区域的激光可得到良好的推挽信号、调制度。
再有，在本发明中，在满足良好的NPPb特性的同时，能够抑制热干涉(Jitter)。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的光信息记录介质的剖视图。
图2是本发明的另一个实施方式的光信息记录介质的剖视图。
图3是本发明的一个实施方式的光信息记录介质的重要部分放大图。
图4是表示本发明的记录层膜厚和推挽信号的关系的曲线图。
图5是表示本发明的信道的槽深和推挽信号的关系的曲线图。
图6是表示本发明的信道的槽深和推挽信号的关系的曲线图。
图7是表示本发明的记录层平整度和推挽信号的关系的曲线图。
图8是表示本发明的光学参数和推挽信号的关系的曲线图。
图9是表示本发明的光学参数和推挽信号的关系的曲线图。
图10是表示本发明的反射膜厚和Jitter特性的关系的曲线图。
图11是将本发明的槽深和推挽信号的关系表示在图11的曲线图。
图12是表示对于本发明的光信息记录介质使记录层的膜厚变化时的对于调制度(反射率)的Δn及Δk的影响度的曲线图。
图13是表示上述情况下的反射率对于折射率n的变化的曲线图。
图14是表示上述情况下的反射率对于消光系数k的变化的曲线图。
图15是分别表示折射率n及消光系数k对于激光波长的关系的曲线图。
图中：
1-基板，2-反射层，3-记录层，4-凹部，5、6-光透射层，7-中间层，10-光信息记录介质，11-凹槽，12-分型面。
具体实施方式
基于图1至图3说明根据本发明的实施方式的光信息记录介质。
图1是作为本发明的一个实施方式的使用蓝激光的光信息记录介质的剖视图。在图1中，圆盘状的光信息记录介质10具有：厚度为1.1mm的基板1；形成于该基板1上的反射层2；形成于该反射层2之上的记录层3(光吸收层)；形成与该记录层3之上的中间层7；以及形成于该中间层7之上的厚度为0.1mm的光透射层6。
基板1是相对于激光的折射率为例如1.5～1.7程度的范围内的透明度较高的材料，使用耐冲击性优良的主要由树脂形成的例如聚碳酸酯、玻璃板、丙烯酸板、环氧板等。
反射层2是导热系数及光反射性较高的金属膜，将例如金、银、铜、铝或者包含它们的合金通过蒸镀法、喷溅法等方法而形成。
记录层3是形成于反射层2之上的由色素材料制成的层，是通过照射激光而伴随发热、吸热、熔融、升华、变形或者变性的层。该记录层3将例如由溶剂所溶解的偶氮系色素、花青系色素等或者它们的混合材料通过旋转涂胶法等方法均匀地涂敷在反射层2的表面而形成。
作为记录层3，使用例如下面(化学式1)所示偶氮系色素化合物等。
[化学式1]
Figure GSB00000249391000071
[在上式中，A及A′表示将从氮原子、氧原子、硫磺原子、晒原子及碲原子中选的杂原子包含1个或多个而构成的彼此相同或相异的多个环，R21至R24分别独立表示氢原子或取代基，Y21、Y22表示周期表中的第16族元素中选的彼此相同或相异的杂原子。]
另外，作为记录层3，使用例如下面(化学式2)所示花青系色素化合物等。
[化学式2]
Figure GSB00000249391000072
[在上式中，Φ及
Figure GSB00000249391000073
分别表示假吲哚环残基、苯并假吲哚环残基或二苯并假吲哚环残基，L表示用于形成单或二碳菁色素的连结基，X-表示阴离子，m表示整数0或1。]
用于记录层3的材料可以采用任意的记录材料，但最好是光吸收性的有机色素。
中间层7具有保护记录层3的功能，为了防止记录材料混杂到邻接层，通过蒸镀法、喷溅法等方法而形成在记录层3的表面。
作为中间层7使用ZnS、SiO2、SiN、AlN、ZnS-SiO2、SiC等材料。
光透射层6保护反射层2和记录层3免受来自外部的冲击，并且作为防止这些各反射层2、3与湿气等腐蚀因子接触的保护层起作用。该光透射层6由透射光激光的材料构成，通过将由例如聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、聚烯烃系树脂等树脂材料构成的薄片或玻璃板等透明材料，利用紫外线固化树脂等透明结合剂或粘接剂来贴合在中间层7上而设置。
在图1所示的光信息记录介质中，虽然是将中间层夹在记录层3和光透射层6之间的例子，但不限定于此，如图2所示，也可以直接形成在记录层3之上。例如，也可以将紫外线固化树脂利用旋转涂胶等方法涂敷在记录层3上并通过照射紫外线来形成光透射层5。另外，也不妨在由聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、聚烯烃系树脂等树脂材料构成的薄片或玻璃板等透明材料的一面形成粘接剂等而做成光透射层5，并将该光透射层5贴合在记录层3。
在这样构成的光信息记录介质中，透过光透射层6照射激光，被照射的记录层3吸收该激光而将光能转换为热能，产生记录层3的分解或变性等，形成记录凹坑，将记录部分及未记录部分的由光反射率等引起的反差作为电信号(调制度)读取。
这里，下面说明本发明的构成。
图3是图1的光信息记录介质的重要部分放大图。
图3中，Dsub表示将与记录层3邻接的光透射层6侧、即中间层7的分型面12部分的层边界为基准时的凹槽11部分中的该层边界的最大深度。Nsub表示比记录层3靠近光透射层6一侧的层的复数折射率的实数部，在该层包括光透射层6并由多个层构成的场合，通过测定包括光透射层的这些多个层的表面来作为所合成的复数折射率的实数部。Nabs表示记录层3的复数折射率的实数部，Dg表示凹槽11部分的记录层3的最大厚度，Dl表示分型面6部分的记录层3的最大厚度。
在这种场合，从光透射层6一侧照射激光时，将记录层3的光透射层6一侧的层作为基准时的分型面12部分的光学距离用nabs·Dl表示，凹槽11部分的光学距离用nsub·Dsub+nabs·DgND表示。因此，光学距离差为ND＝nabs·Dg+nsub·Dsub-nabs·Dl。
此时，从光透射层6一侧照射了再生激光时，由反射层2在凹槽11部分和分型面12部分反射的激光的光学相位差ΔS为，
ΔS＝2ND/λ
＝2(nabs·Dg+nsub·Dsub-nabs·Dl)/λ
＝2nabs{Dg-Dl+(nsub×Dsub)/nabs}/λ。
此外，如图2的剖视图所示，在记录层3之上形成有光透射层5的场合，以与光透射层5的层边界为基准来测定最大深度Dsub、复数折射率的实数部nsub即可。
本发明为了实现利用蓝激光的光信息记录介质，而着眼于通过Low to High方式的记录方式，具体地、着眼于使分型面部分的记录层膜厚比现有的设计还薄，而且使信道的宽度(以及深度)较窄。
即、通过实验验证了在360～450nm的波长区域，在确保调制度的同时推挽(NPPb)信号在0.4～0.7范围从而可得到良好的记录再生特性。
于是，将记录层中的信道区域(相当于凹槽11部分)及邻接信道的区域(相当于分型面12部分)的膜厚和推挽(NPPb)信号的关系表示在图4中。
在图4中，横轴为记录层3的分型面膜厚/凹槽膜厚，纵轴为推挽(NPPb)信号的值。
从该图中也可以看出，为了得到良好的推挽(NPPb)信号，需要记录层3的分型面膜厚/凹槽膜厚在0.1～0.6的范围。若分型面膜厚/凹槽膜厚超出0.6，则推挽(NPPb)信号超过0.7从而变得过大，因此，导致不能进行激光拾波器的聚焦随动。反过来，若分型面膜厚/凹槽膜厚低于0.1，则推挽(NPPb)信号变得比0.4还小，因此，导致无法进行记录后的跟踪控制。
在图4的关系中，若对记录层3的分型面膜厚/凹槽膜厚的各数据进行抽样分析，则可得到信道区域中的记录层的最大膜厚Dg最好为25～60nm，邻接信道的区域中的记录层的最大膜厚最好为5～30nm这样的结果。该范围可根据图4所示的分型面膜厚对于凹槽膜厚的比率0.1～0.6来设定。
此外，就记录层膜厚而言，利用例如在中间层7和记录层3的界面剥离，而通过原子间力显微镜(AFM)等装置可测定。例如，分型面膜厚Dl可在记录层3中无凹槽的光盘内周区域或外周区域测定，就凹槽膜厚Dg而言，只要预先测定记录层深度Dsub和分型面膜厚Dl，并清洗记录层后测定反射层厚度Dref，则可由记录层膜厚Dg＝Dl+Dref-Dsub算出。
这里，虽然示出了测定方法的一例，但不限于此，用其它方法测定也无妨。
在这种场合，考虑到因剥离而引起的偏差，最好将测定误差预先估计±5％。再有，就各测定值而言，不妨预先设定其测定点中的最大值。
另外，将信道的槽深和槽宽各自与推挽(NPPb)信号的关系表示在图5、图6中。
在图5中，横轴为相当于信道的槽深的凹槽深度，纵轴为推挽(NPPb)信号的值，在图6中，横轴为相当于信道的槽宽的凹槽宽度，纵轴为推挽(NPPb)信号的值。
从这些结果可知，为了得到良好的推挽(NPPb)信号，在图5中，其槽深至少要在30～70nm的范围。但为了在360～450nm的波长区域得到高密度的光信息记录介质，有必要使信道间距在290～350nm范围。因此，为了抑制基板1的成形上的内外周偏差，槽深最好为35～65nm的范围。另外，在图6中也确保良好的推挽(NPPb)信号，为了进一步抑制基板1的成形上的偏差，槽宽最好为85～150nm的范围。
这里所说的信道的槽深及槽宽是在反射层2形成于基板1上的状态下测定的值。这与现有的光信息记录介质中对基板的槽深及槽宽所作的定义不同。这是由于，激光的照射方向不是从基板一侧照射而是从与基板相反的方向即从光透射层一侧照射，作为信道，为了得到稳定的推挽(NPPb)信号有必要测定在反射层2形成于基板1上的状态下的信道的槽深及槽宽。
此外，槽深只要测定其测定点中的最大值即可，槽宽只要测定一半宽度即可。另外，测定时，如前面所述那样可通过原子间力显微镜(AFM)等装置进行测定，作为测定误差预先估计±5％即可。
另外，在通过Low to High方式的光信息记录介质中，照射激光而形成的凹坑部分的反射率比非凹坑部分的反射率还高。这是由于，在图3中若对凹槽部分照射激光，则记录层3因吸收激光而引起分解或变性从而形成凹坑。此时，记录层3的吸收光谱的吸收峰值转移到短波一侧。于是，这是由于折射率n的曲线图在消光系数k的曲线图的长波侧具有该吸收峰值，可在该记录波长中使折射率n的变化Δn较大。
就能增加记录层3的消光系数k，通过使记录后的凹坑部分的反射率比非凹坑部分的半反射率还高，能够判断有无凹坑。
反射率，使用光谱分析器等测定器测定，凹坑部分、非凹坑部分的反射率的差异以电信号的大小可测定。
另外，在记录层上使用了有机色素的场合，本发明的通过Low to High方式的光信息记录介质，其特征是，凹槽部分的反射率比分型面部分的反射率低。这通过设定图3中的分型面和凹槽的光学相位差ΔS而能够调整。通过将凹槽部分的反射率抑制得较低，可更鲜明地记录形成于凹槽部分的凹坑。由此得到最佳推挽(NPPb)信号，并且在记录后也能够准确地读取凹坑，并能够得到良好的调制度。
该反射率的测定也能以与上述同样的方法进行。
另外，将记录层3的平整度和推挽(NPPb)信号的关系表示在图7。
在图7中，横轴为平整度，纵轴为推挽(NPPb)信号的值。这里，平整度是将记录层的凹槽部分的最大深度设为Dsub、将上述反射层的凹槽部分的最大深度设为Dref时，以1-Dsub/Dref的条件得出的值，是表示激光衍射的影响的指标。从该结果可知，为了得到良好的推挽(NPPb)信号，从上述条件得出的值最好在0.2～0.6的范围。若该平整度值低于0.2，则导致记录层3的凹凸变得过大，推挽(NPPb)信号变得过大。另外，反过来若平整度值超过0.6，则导致难以得到分型面、凹槽的反差，使得推挽(NPPb)信号变得过小，从而无法进行信道追踪。
此外，在测定时，利用例如在中间层7和记录层3的界面剥离，而通过原子间力显微镜(AFM)等装置可测定。
这里，虽然示出了测定方法的一例，但不限于此，用其它方法测定也无妨。
在这种场合，考虑到因剥离而引起的偏差，最好将测定误差预先估计±5％。再有，就各测定值而言，不妨预先设定其测定点中的最大值。
另外，将图3的光学相位差ΔS与对于记录层的消光系数k的记录前后变化量Δk的推挽(NPPb)信号的关系表示在图8中，与调制度的关系表示在图9中。
在图8中，横轴为ΔS×Δk的值，纵轴为推挽(NPPb)信号的值，在图9中，横轴为ΔS×Δk的值，纵轴为调制度的值。从这些结果可知，由光学相位差ΔS和消光系数的变化量Δk之积构成的参数与推挽(NPPb)信号及调制度有线性关系。
对此，组合了菲涅耳衍射式和多层膜的吸收、透射、多重反射式，并进行了将凹槽、分型面形状纳入到条件中的追记型光盘的理论计算和使用菲涅耳衍射式并将凹坑形状纳入到条件中的ROM光盘的模拟，其结果，就追记型光盘和ROM光盘的推挽信号的Peak to Peak的振幅之差而言，追记型光盘约为1.8之大，在模拟上ROM光盘的推挽信号为0.3左右，在该场合，理论上可知在ROM光盘可得到50％以上的调制度。
根据该理论，在360～450nm波长区域中，有必要将追记型光盘的调制度确保在40～70的范围，从图8、图9最好光学相位差ΔS和消光系数的变化量Δk之积：ΔS×Δk的值在0.02～0.11的范围。
这里，光透射层一侧的折射率、记录层的折射率、消光系数可利用例如n、k计测装置(例如，Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)测定。此外在测定时，如前所述，例如在中间层7和记录层3的界面剥离后，可在无凹槽的光盘内周区域或外周区域测定。另外，记录层的膜厚合槽深等其它条件可通过原子间力显微镜(AFM)等装置测定。这里，虽然示出了测定方法的一例，但不限于此，用其它方法测定也无妨。
在这种场合，考虑到因剥离而引起的偏差，最好将测定误差预先估计±5％。再有，就各测定值而言，不妨预先设定其测定点中的最大值。
如图7所示，为了降低推挽(NPPb)信号，必须加大平整度(1-Dsub/Dref)，为此有必要减小Dsub而加厚记录层的膜厚。然而，若使记录层膜厚化，则进行记录时热过于蓄热，产生记录时无法补偿的热干涉，使Jitter特性恶化，因此，推挽(NPPb)信号特性和Jitter特性互反。
如前所述，可知本发明的光信息记录介质，由于在基板上具有反射层和记录层，因而反射层也具有槽形状，而该反射膜厚及槽宽较大地影响NPPb及Jitter特性。
反射膜厚和Jitter特性的关系表示在图10中。
在图10中，横轴为反射膜厚(nm)的值，纵轴为Jitter(％)的值。
从该结果可知，反射膜厚在膜厚120～180nm示出良好的值，若比120nm还薄，则Jitter急剧恶化。
在将使槽的深度与基板相同而未进行变化，且使槽宽变化时的槽宽和推挽(NPPb)信号的关系表示在图11。
在图11中，横轴为反射层的槽宽(nm)的值，纵轴为推挽(NPPb)信号的值。
从该结果可知，反射层的槽宽在85～150nm示出良好的值，若超过150nm，则NPPb为0.7以上。
从这些内容可知，在本发明中，通过以120～180nm的厚膜形成反射膜厚，并使槽宽为85～150nm，，在满足NPPb特性的同时，迅速散去由厚的反射膜而在记录时产生的多余的热，从而能够抑制热干涉。
这样，在360～450nm波长区域可进行记录的光信息记录介质，通过如前所述那样独立地设定各种条件或者组合各条件，而能够得到良好的推挽信号、调制度。
另外，下面说明通过记录装置最佳地记录如前所述的光信息记录介质时的记录方法。
在使用如波长为360～450nm的短波区域的激光的场合，在上面所述的光信息记录介质的构成中，最好是，凹坑所排列的信道区域中的记录层的最大膜厚在25～60nm的范围，与信道邻接的区域中的记录层的最大膜厚在5～30nm的范围。
在这种场合，由于推挽(NPPb)信号随激光的光斑直径而离散，因而若尤其着眼于径向的光斑直径，则由于抑制记录时的凹坑的扩展从而防止干扰，因此，径向光斑直径在0.3～0.5μm的范围为宜。在该场合，为了防止记录层的热干涉、得到良好的调制度，激光的记录功率也要在4.9～5.9mW的范围。在这种条件下，通过对光信息记录介质照射激光而形成为凹坑的反射率比非凹坑区域的反射率还高。
这样一来，被记录的光信息记录介质，能够得到良好的推挽(NPPb)信号以及调制度。
图12是表示对于上述的光信息记录介质10使记录层3的膜厚变化时的对于调制度(反射率)的折射率的变化量Δn及消光系数的变化量Δk的影响度的曲线图，如图所示，就对于调制度的贡献度而言，可知不同于现有的色素，Δk比Δn大。从该结果，可推测调制度的大致80％为由Δk带来的效果。
若从图13中所得到的贡献度的比率计算，为了使调制度达到例如0.45，作为Δn有必要为0.052(上升94％)，作为Δk有必要为0.009(上升22％)，具体而言，需要Δn＝0.335，Δk＝0.055。
另外，图13是表示反射率对于折射率n的变化的曲线图，若要单独以折射率n得到必要的调制度(例如0.45)，则作为折射率的变化范围，如图中点划线所示的范围，需要大约1.55～1.9的变化，而作为实际结果，作为Δn仅变化0.055，如图11所示，仅有非常狭窄的区域的值的变化，因而不能得到必要的反射率的变化。
图14是表示反射率对于消光系数k的变化的曲线图，若要单独以消光系数k得到必要的调制度(例如0.45)，则作为消光系数k的范围，如图中点划线所示的范围，需要大约0.15～0.2的变化，而作为实际结果，作为Δk为0.40的变化，如图14所示，与折射率n的场合不同，表示非常宽的区域(图中双点划线所示范围)的值的变化，因而仅凭Δk就能得到必要的反射率的变化。
此外，在图14中，作为Δk的范围，单独时的必要值的范围(图中点划线)错开到比实际变化量的范围(图中双点划线所示范围)小的值，这是由于，作为反射率对于Δk的变化的倾向，Δk越小则反射率的上升梯度越高，因而作为更理想的范围示出的，实用上可将Δk的范围设定在任意的部分。
(实施例1)
形成间距为0.32μm的凹槽，制作了外径为120mm、厚度为1.1mm的圆盘状的聚碳酸酯制的基板。在该基板上喷溅由Ag合金构成的反射层，形成了深度为45nm、宽度为110nm的信道。然后，将把(化学式1)所示偶氮色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了凹槽膜厚为35nm、分型面膜厚为15nm的记录层。然后，使由氮化铝材料构成的透明的中间层达到30nm的厚度地进行了喷溅。然后，通过将由0.1mm的聚碳酸酯制薄片构成的光透射层借助于透明粘接剂贴合在中间层表面上而得到了光信息记录介质。
将这样得到的光信息记录介质的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.42，k为0.39。另外，光学相位差ΔS为0.37，消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.23，变化量Δk为0.16。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以波长为405nm、数值孔径NA为0.85、记录功率为5.3mW、线速度为4.92m/s进行了记录并评价了再生特性，其结果，推挽(NPPb)值为0.45，调制度为55％。即、双方均得到了良好的结果。
(实施例2)
除了在基板上喷溅反射层，形成了深度为57nm、宽度为110nm的信道，作为记录层，将把(化学式1)所示偶氮色素和(化学式2)所示花青色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并形成了凹槽最大膜厚为34nm、分型面膜厚为10nm的记录层之外，做成与上述实施例1相同而得到了光信息记录介质。
将这样得到的光信息记录介质的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.41，k为0.35。另外，光学相位差ΔS为0.49，消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.21，变化量Δk为0.14。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以与实施例1相同的条件进行了记录并评价了再生特性，其结果，推挽(NPPb)值为0.51，调制度为58％。即、双方均得到了良好的结果。
(实施例3)
除了在基板上喷溅反射层，形成了深度为35nm、宽度为85nm的信道，作为记录层，将与实施例1相同的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并形成了凹槽最大膜厚为23nm、分型面膜厚为16nm的记录层之外，做成与上述实施例1相同而得到了光信息记录介质。
将这样得到的光信息记录介质的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.42，k为0.39。另外，光学相位差ΔS为0.34，消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.26，变化量Δk为0.16。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以与实施例1相同的条件进行了记录并评价了再生特性，其结果，推挽(NPPb)值为0.40，调制度为47％。即、双方均得到了良好的结果。
(比较例1)
除了在基板上喷溅反射层，形成了深度为30nm、宽度为85nm的信道，作为记录层，将与实施例1相同的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并形成了凹槽最大膜厚为45nm、分型面膜厚为30nm的记录层之外，做成与上述实施例1相同而得到了光信息记录介质。
将这样得到的光信息记录介质的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.42，k为0.39。另外，光学相位差ΔS为0.24，消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.23，变化量Δk为0.16。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以与实施例1相同的条件进行了记录并评价了再生特性，其结果，推挽(NPPb)值为0.26，调制度为38％。即、双方均导致了过低的结果，未能得到良好的特性。
(比较例2)
除了在基板上喷溅反射层，形成了深度为70nm、宽度为153nm的信道，作为记录层，将与实施例1相同的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并形成了凹槽最大膜厚为55nm、分型面膜厚为39nm的记录层之外，做成与上述实施例1相同而得到了光信息记录介质。
将这样得到的光信息记录介质的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.42，k为0.39。另外，光学相位差ΔS为0.70，消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.23，变化量Δk为0.16。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以与实施例1相同的条件进行了记录并评价了再生特性，其结果，推挽(NPPb)值为0.76，调制度为75％。即、双方均导致了过高的结果，未能得到良好的特性。
(评价条件1)
形成间距为0.32μm的凹槽，制作了外径为120mm、厚度为1.1mm的圆盘状的聚碳酸酯制的基板。在该基板上喷溅由Ag合金构成的反射层，以下以实施例及比较例的条件形成了信道。然后，色素i)：将把(化学式1)所示偶氮色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了同样地由实施例及比较例的条件构成的凹槽膜厚、分型面膜厚的记录层。色素ii)：将把(化学式2)所示花青色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了同样地由实施例及比较例的条件构成的凹槽膜厚、分型面膜厚的记录层。然后，使由氮化铝材料构成的透明的中间层达到20nm的厚度地分别对i)、ii)进行了喷溅。然后，通过将由0.1mm的聚碳酸酯制薄片构成的光透射层借助于透明粘接剂贴合在中间层的表面上而得到了光信息记录介质。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以波长为405nm、数值孔径NA为0.85、记录功率为5.3mW、线速度为4.92m/s进行了记录并评价了再生特性。
(实施例4)
形成了深度为46nm、宽度为109nm的信道，使用色素i形成了凹槽膜厚为27nm、分型面膜厚为10nm的记录层。此时，1-Dsub/Dref为0.37，进行再生评价结果，得到了推挽(NPPb)值为0.59的良好的结果。
(实施例5)
形成了深度为62nm、宽度为136nm的信道，使用色素ii形成了凹槽膜厚为44nm、分型面膜厚为12nm的记录层。此时，1-Dsub/Dref为0.52，进行再生评价结果，得到了推挽(NPPb)值为0.49的良好的结果。
(实施例6)
形成了深度为35nm、宽度为86nm的信道，使用色素i形成了凹槽膜厚为27nm、分型面膜厚为6nm的记录层。此时，1-Dsub/Dref为0.60，进行再生评价结果，得到了推挽(NPPb)值为0.40的良好的结果。
(比较例3)
形成了深度为57nm、宽度为153nm的信道，使用色素i形成了凹槽膜厚为23nm、分型面膜厚为14nm的记录层。此时，1-Dsub/Dref为0.16，进行再生评价结果，得到了推挽(NPPb)值为0.74的过大的结果。
(比较例4)
形成了深度为35nm、宽度为86nm的信道，使用色素i形成了凹槽膜厚为27nm、分型面膜厚为4nm的记录层。此时，1-Dsub/Dref为0.66，进行再生评价结果，得到了推挽(NPPb)值为0.35的过小的结果。
(评价条件2)
形成间距为0.32μm的凹槽，制作了外径为120mm、厚度为1.1mm的圆盘状的聚碳酸酯制的基板。在该基板上喷溅由Ag合金构成的反射层，形成了信道。然后，色素i)：将把(化学式1)所示偶氮色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了记录层。色素ii)：将把(化学式2)所示花青色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了记录层。然后，使由氮化铝材料构成的透明的中间层达到20nm的厚度地分别对i)、ii)进行了喷溅。然后，通过将由0.1mm的聚碳酸酯制薄片构成的光透射层借助于透明粘接剂贴合在中间层的表面上而得到了光信息记录介质。
此时，将色素i的记录层的折射率n、消光系数k用n、k计测装置(Steage ETA-Optik GmbH社制ETA-RT/UV)进行了测定，其结果，n为1.42，k为0.39。消光系数k的变化量Δk在使用差热分析仪(TG-DTA)对记录层进行加热，并测定了加热后的消光系数时，k为0.23，变化量Δk为0.16。同样地、色素ii的记录层的折射率n为1.41，消光系数k为0.35，消光系数k的变化量Δk在测定了加热后的消光系数时，由于k为0.21，因而变化量Δk为0.14。
对于该光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以波长为405nm、数值孔径NA为0.85、记录功率为5.3mW、线速度为4.92m/s进行了记录并评价了再生特性。
(实施例7)
使用色素i并根据上述的光学相位差ΔS的公式，使光学相位差ΔS达到0.5地形成了光信息记录介质。此时，ΔS×Δk为0.08，推挽(NPPb)值为0.40，得到了调制度为52％的良好的结果。
(实施例8)
使用色素ii并根据上述的光学相位差ΔS的公式，使光学相位差ΔS达到0.7地形成了光信息记录介质。此时，ΔS×Δk为0.1，推挽(NPPb)值为0.53，得到了调制度为64％的良好的结果。
(比较例5)
使用色素i并根据上述的光学相位差ΔS的公式，使光学相位差ΔS达到1.0地形成了光信息记录介质。此时，ΔS×Δk为0.16，推挽(NPPb)值为0.75，得到了调制度为76％的推挽值过大的结果。
(实施例9～11及比较例6、7)
形成间距为0.32μm的凹槽，制作了外径为120mm、厚度为1.1mm的圆盘状的聚碳酸酯制的基板。在该基板上以60～180nm的厚度喷溅由Ag合金构成的反射层，形成了信道。然后，将把(化学式1)所示偶氮色素溶解在TFP(四氟丙醇)溶剂中的色素溶液利用旋转涂胶法进行涂敷，并在温度80℃干燥了30分钟后形成了凹槽膜厚为35nm、分型面膜厚为15nm的记录层。
然后，使由氮化铝材料构成的透明的中间层达到20nm的厚度地进行了喷溅。然后，通过将由0.1mm的聚碳酸酯制薄片构成的光透射层借助于透明粘接剂贴合在中间层的表面上而得到了光信息记录介质。
对于这些光信息记录介质，使用市场销售的记录再生装置(帕路斯制DDU-1000)以波长为405nm、数值孔径NA为0.85、线速度为4.92m/s进行了记录并评价了再生特性。
使用AFM对基板、反射膜形成后的槽深、槽宽进行了计测。以35～623nm的范围制作了基板的槽深，反射膜形成后的深度变化为+3nm，是误差程度的结果。
将实施例9～11及比较例6、7中的各自的基板的槽宽、反射膜厚、反射层的槽深及槽宽、NPPb、及Jitter表示在下表中。
[表1]
Figure GSB00000249391000201
这里，NPPb值是将推挽信号在四分割检测器(A、B、C、D)的旋转追踪方向双分割(A+B)、(C+D)，并将这些取了差分的值用反射光量相除的值。该值本身由如上所述的市场销售的记录再生装置算出。
另外，Jitter值是使RF信号二值化，而算出将该二值化的数据信号和基准时钟的偏离量的值。
而且，在360～450nm的波长区域，通过在保持调制度的同时使推挽(NPPb)特性的上限为0.7，可得到良好的记录再生特性。若推挽(NPPb)信号超过0.7，则光电检测器的明暗识别变得困难，无法进行信道追踪。
另外，Jitter特性若满足推挽特性的同时在8％以下，则可得到良好的记录再生特性。若Jitter特性超过8％，则数据读取变得困难，产生导致在驱动器一侧无法读取数据的危险。
在实施例9-11，NPPb及Jitter均得到了良好的结果。另一方面，在比较例6中，虽然NPPb良好但热干涉较大，导致了Jitter为12.6％的结果，在比较例7中，虽然Jitter良好但导致了NPPb甚至为0.75的过大的结果。
此外，在上述的本发明的实施方式中，虽然示出了记录层为单层的场合，但不限于此，对于形成有多个记录层的多层记录型的光信息记录介质也可充分地应用。
另外，在上述的本发明的实施方式中，虽然示出了将由色素材料构成的层作为记录层，但不限于此，在引起例如反射层参与记录的光学干涉的场合，作为记录层由还包含反射层的多个层构成。另外，在邻接记录层设有调整光学特性的光干涉层和加强层的场合也如此。总之，作为记录层，只要是记录的层，则其可以是单层也可以是多层。
如上所述，本发明的光信息记录介质由于可减小推挽，因而能够实现信息的高密度化及高速化，因此，可提供应对更短的波长例如360nm～450nm波长区域的激光的通过Low to High方式的光信息记录介质，提供向应对如360～450nm的短波区域的激光可实现良好的推挽信号及调制的光信息记录介质的记录方法。

Claims (9)

1.一种光信息记录介质，具有：形成有凹槽和分型面的基板；以及形成于该基板上的反射层及包含有机色素的记录层，通过在上述记录层上照射波长360-450nm范围的激光而记录了或者能够记录可光学地读取的凹坑，其特征在于，
上述凹坑的反射率比非凹坑区域的反射率还高，上述凹坑所排列的所述凹槽部分中的记录层的膜厚在25～60nm的范围，所述分型面部分中的记录层的膜厚在5～30nm的范围，
所述分型面部分中的记录层的膜厚与上述凹槽部分中的记录层的膜厚之比在0.1～0.6的范围，
所述凹槽部分的深度在35～65nm的范围，
所述凹槽以290nm～350nm的范围的间距以及85～150nm的范围的宽度形成，
且将所述记录层的凹槽部分的最大深度设定为Dsub，并将上述反射层的凹槽部分的最大深度设定为Dref时，1-Dsub/Dref在0.2-0.6范围。
2.根据权利要求1所述的光信息记录介质，其特征在于，
所述记录层在上述凹槽部分的反射率比在上述分型面部分的反射率还低。
3.根据权利要求2所述的光信息记录介质，其特征在于，
上述有机色素的消光系数在上述激光的再生波长中在0.1～0.6的范围。
4.根据权利要求2所述的光信息记录介质，其特征在于，
上述有机色素的折射率在上述激光的再生波长中在1.1～1.7的范围。
5.根据权利要求2所述的光信息记录介质，其特征在于，
上述激光的记录波长相对于上述记录层中的吸收光谱的吸收峰值位于短波一侧。
6.根据权利要求1所述的光信息记录介质，其特征在于，
具有形成于上述记录层之上的光透射层，从上述光透射层一侧照射激光。
7.根据权利要求1所述的光信息记录介质，其特征在于，
将上述记录层的光透射层一侧的层边界的凹槽部分的最大深度设定为Dsub、将上述记录层的凹槽部分的最大厚度设定为Dg、将上述记录层的分型面部分的最大厚度设定为D1、将比上述记录层还靠近光透射层一侧的层的复数折射率的实数部设定为nsub、将上述记录层的复数折射率的实数部设定为nabs、将再生光的波长设定为λ时的光学相位差设定为ΔS＝2nabs{Dg-Dl+(nsub×Dsub)/nabs}/λ、将上述记录层的未记录时的复数折射率的虚数部设定为kabsb且记录后的复数折射率的虚数部设定为kabsa时的变化量设定为Δk＝kabsb-kabsa时，
0.02≤ΔS×Δk≤0.11。
8.根据权利要求7所述的光信息记录介质，其特征在于，
在上述记录层和上述光透射层之间介入有中间层。
9.根据权利要求1所述的光信息记录介质，其特征在于，
使上述反射层的膜厚为120～180nm，并使上述反射层的槽宽为85～150nm。
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