JP2000293897A

JP2000293897A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2000293897A
Application number: JP11095811A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Tamura; 知之田村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】大きなプリピット信号コントラストとＳ／Ｎ
の良好なプリピット信号を有し、かつ安価で容易に製造
することができる光記録媒体を提供する。【解決手段】プリピット５の断面形状が台形形状であ
る光記録媒体において、該プリピット５の底面部７が記
録トラックに平行に連続した凸状曲面を含む形状からな
る凹部５を有する光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に情報の記
録再生を行う光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、社会の情報化が進み、多種多様の
情報を効率よく扱う手段として、光ディスク、光カー
ド、光テープ等の光学的に情報の記録または再生を行う
情報記録媒体及び情報記録再生装置が多く提案されてい
る。光記録媒体の特徴としては、記録密度が高く、且つ
非接触で記録再生が可能なために、寿命が長い等の優れ
た点がある。

【０００３】そして、携帯性に優れ、大きさに比べて大
容量であるカード型光記録媒体（以下、光カードと記述
する）についても最近盛んに研究、開発されており、提
案もされている。

【０００４】光記録媒体の記録方法には、結晶−非結晶
の相変化に伴う反射率の変化、ピット（穴）の有無の様
な表面形状の変化に伴う反射光強度の変化、磁気光学効
果による偏光面の変化を反射光強度変化に変換して検出
する方法が知られている。

【０００５】光記録媒体の記録面には、凹凸形状でオー
トトラッキングを行うためのトラッキングトラック及び
セクタ又はトラック番号等のプリフォーマット情報ピッ
ト列（以下、プリピットと記述する）の列が形成されて
いる。

【０００６】ピット情報を光学的に再生する方法とし
て、ピットの有無で２値化信号を得るマーク間記録再生
方法と、ピットの両側のエッジを検出しピットの長さを
２値化信号にするマーク長記録再生とが知られている。
光記録媒体の特徴である高記録密度を実施するために
は、ピットの有無だけのマーク間記録再生方法より、ピ
ットの長さを情報ピットに対応させるマーク長記録再生
方法の方が高密度化に適している。

【０００７】図６は、従来の光記録媒体におけるレーザ
光スポットとプリピットとの関係を示す説明図である。
図６（ａ）には、プリピット２０１の上を記録再生用の
レーザ光スポット２０２が走査されている図を示す。そ
のときの光記録媒体のプリピットの再生信号（以下、プ
リピット信号と称す。）は、図６（ｂ）に示される波形
２０３であり、信頼性のある信号を得るためには、プリ
ピットによる信号波形の変化率であるプリピット信号コ
ントラストＶ₂₂／Ｖ₂₁が大きいことが必要であり、Ｓ／
Ｎの大きい信号を得るためには、信号波形にＶ₂₃に示さ
れる波形の電圧変動がないことが要求されている。

【０００８】上記プリピット信号コントラストは、プリ
ピットの断面形状に依存し、プリピット信号コントラス
トが大きくなるように形状が工夫されている。

【０００９】従来のプリピットの断面形状として、特開
昭５４−２９６０８号公報、特公平２−２５７４４４号
公報に開示されている様に、台形、Ｖ字、及びＵ字の形
状に形成されたもの、また特開昭５３−１４３２０３号
公報に開示されている様に、連続した溝の底面が光散乱
性の粗面形状からなるものが知られている。

【００１０】上記断面が台形、Ｖ字、及びＵ字の形状に
形成されたプリピットは、フォトリソグラフィー（以
下、フォトリソと称する。）の技術で形成される。通
常、プリピットが形成された光記録媒体の製造方法は、
まずガラス基板にフォトレジスト膜を均一に形成し、露
光装置またはレーザ描画装置でフォトレジストをパター
ニングし、現像し原盤を作製する。

【００１１】また、粗面形状の場合にも上記と同様、フ
ォトリソ技術によって作製されるが、フォトレジストの
露光時にまず粗面化ガラスを用いて粗面化露光を行った
後、またはホログラフィーを利用して回折格子状の粗面
を形成した後、通常のパターニング露光を行う方法で原
盤が作製される。

【００１２】次に、原盤の上に導電化膜と電鋳膜を形成
した後、電鋳膜と導電化膜を剥離してプリピットの形成
されたスタンパーが得られる。このスタンパーのプリピ
ットのパターンをインジェクション成形、２Ｐ成形、注
型成形、押し出し成形等の樹脂成形方法で光記録媒体の
レーザ光照射側の透明基板に転写することでプリピット
が形成された透明基板が得られる。

【００１３】このようにして作製されたプリピット付基
板に光記録層を形成し、必要に応じ接着層を介して保護
層を形成し光記録媒体とする。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の断面がＶ字形状
のプリピットは、深さが５０から５００ｎｍでその斜面
と記録面とのなす角度は２０度から７０度の間の１つの
値を有する。Ｕ字形状のプリピットは、深さが上記と同
程度でガウス形または正弦形の形状を有する。

【００１５】原盤へのＶ字、Ｕ字状のプリピットの作製
は、プリピットの深さより厚めにフォトレジストを成膜
し、レーザ描画装置のレーザ光の光量と光量分布を制御
することにより、フォトレジストの厚みより浅くＶ字、
Ｕ字状のプリピットを形成する方法で行っている。

【００１６】安定したプリピット信号を得るためには、
上記の深さの許容値は±１０ｎｍ程度、角度の許容値は
±５度程度であるが、深さと角度または形状の２種の形
状因子をレーザ描画工程で精度良く作製することは非常
に難しく、レーザ光の光量と光量分布が場所により微小
に変動しても深さ、角度の許容値を満足できなくなり従
来歩留まりが非常に悪かった。

【００１７】同様に、底面が光散乱性の粗面形状からな
るプリピットの形成も、粗面のピッチと深さを粗面化露
光工程で同時に形成しなければならないため、粗面化露
光を行う際の光量分布により許容値を満足することが困
難であつた。

【００１８】しかし、断面が台形形状のプリピットの場
合には、原盤のプリピットの深さはフォトレジストの膜
厚で定めることができ、レーザ描画工程では角度を制御
するだけでよいため、１工程で１つの形状因子を制御す
ることによりプリピットの作製ができるために比較的容
易にプリピットの形状の許容値を満足して作製できる。

【００１９】しかし、断面が台形形状のプリピットの場
合、プリピット底部に平面が存在するためにレーザ光の
反射が生じ、ＰＦ信号コントラストが小さく、図６
（ｂ）に示されるプリピット信号にＶ₂₃の歪みが発生す
る問題があった。

【００２０】さらに、台形形状の場合、製造コストの安
価な塗布型の光記録材料で記録層を形成すると、塗布さ
れた光記録材料溶液がプリピットに流れ込みプリピット
近傍の記録トラック部分での記録層の薄層化が著しくな
り、その部分での記録層の耐久性に劣るという問題があ
った。

【００２１】本発明は、この様な従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、大きなプリピット信
号コントラストとＳ／Ｎの良好なプリピット信号を有
し、かつ安価で容易に製造することができる光記録媒体
を提供することを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、プリピ
ットの断面形状が台形形状である光記録媒体において、
該プリピットの底面部が記録トラックに平行に連続した
凸状曲面を含む形状からなることを特徴とする光記録媒
体である。

【００２３】前記プリピットの底面部の幅をＷ₂、該プ
リピットの底面部の凸状曲面の凸部の高さをＨ₁、幅を
Ｗ₁とした時に、Ｈ₁≧１０ｎｍで、かつＷ₂／２≦Ｗ₁≦
Ｗ₂で形成されているのが好ましい。また、前記光記録
媒体の光記録層が塗布工程により製造可能であるものが
好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体は、プリピッ
トの断面形状が台形形状である光記録媒体において、該
プリピットの底面部が記録トラックに平行に連続した凸
状曲面を含む形状からなることを特徴とする。

【００２５】以下に、本発明の光記録媒体を図面を参照
して説明する。図１は本発明の光記録媒体の一実施形態
を示す説明図である。図１（ａ）は光カードの例を示
す。同図１（ａ）は平面図を示し、光記録媒体１には、
光学的情報記録領域２が形成され、該記録領域２にはプ
リピット５、記録トラック４とトラッキングトラック３
が含まれている。図１（ｂ）は記録領域２の部分拡大
図、図１（ｃ）はプリピットの拡大図であり、図１
（ｄ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ′断面での斜視図であり、
プリピット５の底面部７には記録トラック４に平行に連
続した凸状曲面を含む形状の凸部６が形成されている。

【００２６】プリピット５の底面部７以外の形状は、従
来の形状と同等で、ピット開口部の幅Ｗ₃ は０．５〜
３．０μｍ、底面部の幅Ｗ₂ が０．２〜２．０μｍ、深
さＨ₂が５０〜５００ｎｍで、その斜面と記録面とのな
す角度θは２０度から７０度の間の１つの値を有する。
このようなプリピットの形状において、凸部６の高さＨ
₁ が１０ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍ〜Ｈ₂の長さに
形成され、凸部５の幅Ｗ₁ はＷ₂／２〜Ｗ₂、好ましくは
２／３Ｗ₂〜Ｗ₂が望ましい。

【００２７】また、プリピットの底面部に設けられた記
録トラックに平行に連続した凸状曲面を含む形状の凸部
６は、原盤製造の露光工程において台形を形成する場合
に比べ露光量を少なくする方法または露光用のフォトマ
スクのプリピットに対応した開口部を露光時に干渉が生
じる形状で形成する方法によって形成できるため、安定
して容易に本発明の形状を形成することができる。

【００２８】図２は、本発明の光記録媒体のプリピット
の底面部の他の例を示す説明図であり、図２（ａ）はプ
リピットの部分説明図、図２（ｂ）はＢＢ′断面図であ
る。上記凸部６の断面は、回折光による大きな乱反射効
果（以下、回折効果と称する。）が得られる曲面形状で
あれば円弧状に限定されず、凸形状であればよく、例え
ば図２に示す様に、凸部の上側は波状に形成されていて
も良い。

【００２９】本発明においては、プリピットの底面部
が、このような凸状を含む形状からなることにより、プ
リピットのエッジ部分に凸部の回折効果が加わることで
プリピット信号コントラストが非常に大きくなり、Ｖ字
またはＵ字の断面形状からなるプリピットの斜面からの
回折効果、及び粗面形状での光散乱効果と同等なプリピ
ット信号コントラストを得ることができ、また台形状の
プリピットの底面部からの反射がないためにプリピット
信号に歪みが生じることもない。

【００３０】また、プリピット内部に凸形状があるた
め、製造コストの安価な塗布型の光記録材料で記録層を
形成すると、塗布された光記録材料溶液がプリピット内
部に流れ込む量が非常に少なくなり、プリピット近傍の
記録トラック部分での記録層の薄層化が抑制され、その
部分での記録層の耐久性に劣るという問題が発生しなく
なる。

【００３１】また、プリピットの深さはフォトレジスト
の膜厚でコントロールでき、プリピット５の底面部７の
凸部６は、フォトリソで作製する際の露光量を適正化す
ることで得ることができるため、台形形状と同等な比較
的容易な製法でプリピットを形成することができる。

【００３２】前記プリピットの台形底面部の凸部６の高
さＨ₁ は１０ｎｍ以上で、かつ幅Ｗ ₁はＷ₂／２≦Ｗ₁≦
Ｗ₂で形成されていることによって、より効果的に回折
効果が得られ大きなＰＦ信号コントラストが得られて望
ましい。

【００３３】本発明の光記録媒体は、従来のフォトリソ
技術による方法で作製することが可能である。すなわ
ち、まずガラス基板にプリピットの深さと同等の厚みに
フォトレジスト膜を均一に形成し、ホットプレートまた
はオーブンでプリベークを行い、露光装置またはレーザ
描画装置でフォトレジストをパターニングし、最後に現
像しガラス原盤を作製する。上記工程において、プリピ
ットの底面部の凸部を形成する最も容易な方法は、ガラ
ス原盤作製時のフォトレジストを露光する工程における
露光量の制御で行うことができる。凸部の露光量の適正
値は、フォトレジストの感度曲線と使用した露光光源の
分光スペクトルにより異なる。

【００３４】また、同一の光量で露光を行っても、フォ
トマスクのプリピット部の開口幅を変えることで、図７
の（ａ）から（ｃ）に示すように幅Ｗ₁はＷ₁₁、Ｗ₁₂、
Ｗ₁₃と変わり凸部の断面形状も５−１、５−２、５−３
と凸部が１個から複数個に変化するが、これらの形状は
どれでも回折光を生ずることが可能であるため使用可能
である。

【００３５】次に導電化膜、電鋳膜を形成後、電鋳膜を
剥離してスタンパーとする。このスタンパーのパターン
をインジェクション成形、２Ｐ成形、注型成形、押し出
し成形等の樹脂成形で光記録媒体のレーザ光照射側の透
明基板に転写することでプリピットが形成された光記録
媒体用透明基板が得られる。

【００３６】その上に記録層を成膜し、接着剤を介して
保護基板を接着し光記録媒体を得ることができる。

【００３７】また、本発明の光記録媒体の各構成材料と
して、従来知られている光記録媒体用の材料を使用する
ことができる。また、本発明において、上記の光記録媒
体が有機色素を主成分とした光記録層を有することが望
ましい。

【００３８】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。

【００３９】実施例１以下のようにして、図１に示す光カードを作製した。ま
ず、６インチ角で厚さ１．１ｍｍのガラス基板にフォト
レジスト膜（ＴＨＭＲ−ｉＰ３１００；東京応化工業株
式会社製）を４０００Åの厚みに均一に形成し、ホット
プレート上で９０℃、９０秒のプリベークを行った。次
にフォトマスクを介して露光装置（オーク製作所製；水
銀・キセノンショートアークランプＡＨＸＤ使用）を用
いて、光量３ｍＪで、フォトレジストのバターニング露
光を行った。フォトマスクは、幅９．７μｍのクロム酸
化物からなる光不透過部からなる記録トラックのなかに
所定のデータに対応して幅２．３μｍ、長さ３．０μｍ
の光透過部からなるプリピットが形成されている。この
マスクを用い露光することでプリピット部分のみフォト
レジストが感光され潜像が形成された。

【００４０】その後、現像液（商品名：ＮＭＤ−３東
京応化工業株式会社製）で３０秒のパドル現像すること
により上記潜像部分が除去され図１（ｄ）の円弧状の凸
部を含むプリピットのパターンが得られ、これを原盤と
した。

【００４１】また、露光量２ｍＪ、２．５ｍＪ、３ｍ
Ｊ、４ｍＪ、５ｍＪにて原盤を作製し、露光量と図１
（ｄ）の凸部の形状（高さＨ₁ と幅Ｗ₁ ）との関係を調
べた結果を図３および図４に示す。図３には露光量と凸
部高さＨ₁ の関係、図４には露光量と凸部幅Ｗ₁ の関係
を示す。露光量２ｍＪ以下では露光量が不足し基板面ま
でフォトレジストが除去できず、５ｍＪ以上では露光量
が過多のため凸部が形成されなかった。そのため凸部を
形成するための露光量は、２．５〜５ｍＪの範囲である
ことが必要である。好ましくは、凸部高さが１０ｎｍ以
上であるためには、露光量は２．５〜５ｍＪであること
が望ましい。なお、このときＷ₂，Ｗ₃はいずれもＷ₂＝
１．５μｍ，Ｗ₃＝２．５μｍで形成されていた。

【００４２】但し、上記の露光量と凸部の形状の関係
は、使用する露光光源の波長スペクトルとフォトレジス
トの分光感度曲線により異なり、上記と異なる露光光源
とフォトレジストを使用した場合には、適性露光量は図
３および図４で得られた値とは異なる。

【００４３】次に、上記原盤上にスッパター法によりニ
ッケルの導電化膜を２０００Åの厚さで形成し、電鋳法
によりニッケルの電鋳膜を３０Ｏμｍの厚みで形成後、
電鋳膜を剥離してスタンパーとした。

【００４４】次に、厚さ０．４ｍｍ、縦５４ｍｍ、横８
５ｍｍのポリカーボネート基板（商品名；パンライト、
帝人化成株式会社製）の上にフォトポリマー樹脂を介し
てスタンパーを重ね合わせてＵＶ光を照射し、透明基板
にスタンパーのパターンを転写した。次に、この基板の
プリフォーマットパターン上に、ポリメチン系色素（商
品名：ＩＲ−８２０；日本化薬株式会社製）の濃度３．
０ｗｔ％のジアセトンアルコール溶液をグラビアコート
し、乾燥した後、厚さ９００Åの記録層を形成した。

【００４５】次に、厚さ０．３ｍｍ、縦５４ｍｍ、横８
５ｍｍのポリカーボネート基板（商品名；パンライト、
帝人化成株式会社製）を保護基板用に用意し、ホットメ
ルトタイプのドライフィルムの接着剤（商品名：Ｏ−４
１２１、クラボー株式会社製）により、記録層の形成さ
れた基板、裏基板の順に積層し、ホットプレスして貼り
合わせ、光カードを得ることができた。

【００４６】実施例２実施例１で用いた上記マスクの光透過部２．３μｍのプ
リピットの中央ｌμｍにクロム酸化物の光不透過部を設
けたこと、及び露光量を１８ｍＪに変更した以外は、実
施例１と同じ方法で光カードを作製した。露光の際、プ
リピットの中央にクロム酸化物の光不透過部を設けたこ
とにより、光の干渉が起こり、得られたガラス原盤のプ
リピットの断面形状は高さが３０ｎｍの図２（ａ）及び
（ｂ）に示したような波形状の凸部が得られた。また、
実施例１と同様に適性露光量を調べた結果を図３および
図４に示すが、光不透過部を設けたため適性露光量は４
〜７ｍＪであった。マスクに光不透過部を設けたことに
より、実施例１に比べ適正露光量の範囲が広くなり、露
光量の許容値が大きくなった。

【００４７】このようにして作製された光カードを、レ
ーザ光の波長７８０ｎｍ、スポット径３μｍ、対物レン
ズＮＡ＝０．４５の光学系でプリピット信号コントラス
ト（図６（ｂ）のＶ₂₂／Ｖ₂₁）を測定した結果を図５に
示す。実施例１、２共に凸部６の高さが１０ｎｍ以上で
あれば、凸部がないものに比べ１０％以上のプリピット
信号コントラストの向上が得られた。

【００４８】また、従来の断面形状がＶ字、Ｕ字、台形
及び粗面形状であるプリピット信号コントラストが０．
４〜０．６であることと比較すると、図５の結果は本発
明の光記録媒体は優れたプリピット信号コントラストで
あった。またプリピット信号は、図６（ｂ）に示すよう
なＷ字状にはならず、歪みのない信号が得られた。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録媒
体は、大きなプリピット信号コントラストと歪みのない
プリピット信号を有し、かつ安価で容易に製造すること
ができる効果を得ることができる。また、本発明の光記
録媒体は、プリピット信号の再生エラー率が減少した効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の光記録媒体の一実施形態を示す
説明図である。

【図２】本発明の光記録媒体のプリピットの底面部の他
の例を示す説明図である。

【図３】本発明の光記録媒体の露光量と凸部の関係を示
す図である。

【図４】本発明の光記録媒体の露光量と凸部の関係を示
す図である。

【図５】本発明の光記録媒体の凸部の高さとプリピット
信号コントラストの関係を示す図である。

【図６】従来の光記録媒体のレーザスポットとプリピッ
トとの関係およびプリピット信号コントラストを示す図
である。

【図７】本発明の他の光記録媒体のプリピットの底面部
を説明するためのプリピット断面図である。

【符号の説明】

１光記録媒体２記録領域３トラッキングトラック４記録トラック５プリピット６凸部７底面部２０ｌプリピット２０２レーザ光スポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリピットの断面形状が台形形状である
光記録媒体において、該プリピットの底面部が記録トラ
ックに平行に連続した凸状曲面を含む形状からなること
を特徴とする光記録媒体。
【請求項２】前記プリピットの底面部の幅をＷ₂、該
プリピットの底面部の凸状曲面の凸部の高さをＨ₁、幅
をＷ₁とした時に、Ｈ₁≧１０ｎｍで、かつＷ₂／２≦Ｗ₁
≦Ｗ₂で形成されている請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】塗布型の光記録層を有する請求項１記載
の光記録媒体。