JP2000293897A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JP2000293897A
JP2000293897A JP11095811A JP9581199A JP2000293897A JP 2000293897 A JP2000293897 A JP 2000293897A JP 11095811 A JP11095811 A JP 11095811A JP 9581199 A JP9581199 A JP 9581199A JP 2000293897 A JP2000293897 A JP 2000293897A
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Tomoyuki Tamura
知之 田村
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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
1とした時に、H1≧10nmで、かつW2/2≦W1
2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
2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
13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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
JP11095811A 1999-04-02 1999-04-02 光記録媒体 Pending JP2000293897A (ja)

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