JP2002123976A - 光情報媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長７００ｎｍ以下の赤色短波長レーザーに
より高密度信号を記録する光情報媒体において、記録時
のトラック間及びピット間の熱干渉を抑え、ジッターを
改善する。 【解決手段】 光情報媒体は、透光性基板１と、この透
光性基板１の表面上に形成されたトラッキング用のグル
ーブ３と、このグルーブ３が形成された透光性基板１の
表面上に形成された光吸収層１２と、この光吸収層１２
の上に形成され、記録、再生光を反射する反射層１３と
を有する。ここで、前記光吸収層１２の平均膜厚ｄavが
４０ｎｍ≦ｄav≦６５ｎｍであり、かつ前記光吸収層１
２の複素屈折率の実数部ｎabsとその平均膜厚ｄavと再
生光の波長λとで与えられるρ＝ｎabs・ｄav／λが
０．１４≦ρ≦０．３である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に再生可能
な情報が記録し得る光情報媒体に関し、特に６３０〜６
７０ｎｍの短波長赤色レーザ光により記録、再生される
高密度記録媒体に最適な光情報媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の短波長レーザーの開発と実用化に
伴い、より高密度な記録再生を可能とするＤＶＤ（Digi
tal Versatile Disc）の規格の標準化に伴い、その実用
化が進んでいる。このＤＶＤでは、その少なくとも一方
の主面にデータ記録領域が設定され、このデータ記録領
域に情報記録手段であるピットが形成され、その上に金
属膜からなる反射層が形成されている。

【０００３】前記ＤＶＤでは、現在最も一般的な光情報
媒体の規格であるＣＤ（Compact Disc）と比較して、高
密度化のために異なる規格が定められている。例えば、
ディスクの反り等に対応するため、０．６ｍｍ厚という
ＣＤの約半分の厚さのディスクが採用されている。た
だ、ディスク厚１．２ｍｍのＣＤとの寸法上の互換性を
確保するため、２枚のディスクの貼り合わせ構造となっ
ている。ＤＶＤ規格では、１枚のディスクに標準で最大
記録容量約４．７ＧＢ、映像と音声が平均約１３３分収
録することを規格化している。

【０００４】前記ＤＶＤの規格の標準化の中で、 現在
では、映像用のＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏとコンピュータデー
タ記録用のＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生専用のＤＶＤと物理
的かつ光学的に互換性を有する最大記録容量４．７ＧＢ
という高密度な記録可能な光情報媒体とその記録技術の
開発が望まれている。

【０００５】本件特許出願人は、１回だけ記録でき、記
録後はＣＤプレーヤでそのまま再生出来る光情報媒体、
いわゆるＣＤ−Ｒを開発した。そして、その最適な光学
特性について検討をした。例えば、特公平３−７５９４
２号公報や特許第２７１００４１号公報等がその例であ
る。

【０００６】本来のＣＤは、トラックピッチが１．６μ
ｍであり、これに光学ピックアップの開口率ＮＡが０．
４５、そのレーザ光の波長が７８０ｎｍ、そのビームス
ポット径が１．４２μｍである。このような光学ピック
アップにより、基準線速度１．２〜１．４ｍ／ｓｅｃで
再生を行う。また、変調度は６０％以上、ピット長０．
９〜３．３μｍ、プッシュプル０．０４〜０．０９であ
る。とりわけ、反射率に関しては、７０％以上という高
反射率が要求される。

【０００７】ＣＤ−Ｒは、透光性基板と反射層との間
に、レーザ光による記録のため、再生光を吸収してしま
う色素層を挿入したものである。ＣＤではこのような色
素層は存在しない。このため、ＣＤ−Ｒでは、色素層の
存在のもとで前記のようなＣＤの規格をクリアする必要
があった。とりわけ、７０％以上という高い反射率をク
リアする必要があり、ＣＤ−Ｒの光学特性は、その高い
反射率をクリアすることに比較的大きな主眼をおいて検
討されたものである。

【０００８】他方ＤＶＤは、トラックピッチが０．７４
μｍであり、これに光学ピックアップの開口率ＮＡが
０．６、そのレーザ光の波長が６５０ｎｍまたは６３５
ｎｍ、そのビームスポット径が０．８９μｍである。こ
のような規格の光学ピックアップにより、基準線速度
３．４９ｍ／ｓｅｃで再生を行う。また、変調度は６０
％以上、ピット長０．４〜１．８７μｍ、プッシュプル
０．２２〜０．４４であり、反射率は４５％以上であ
る。ＣＤに比べて、高密度記録のために、トラックピッ
チが狭く、レーザ光のビームスポット径も小さく、ピッ
ト長も短くなっているが、反射率はＣＤ程高い反射率は
要求されない。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】本件発明者らは、
記録可能なＤＶＤ、いわゆるＤＶＤ−Ｒの開発に当た
り、前述のようなＣＤとＤＶＤの規格の相違から、前述
のＣＤ−Ｒについて検討した光学特性について再検討し
た結果、ＤＶＤ−Ｒにおいて、ＣＤ−Ｒ向けに検討した
光学特性では、必ずしも適当でないことに着目した。

【００１０】とりわけ、ＤＶＤ−Ｒでは、ＣＤ−Ｒに比
べて、トラックピッチが狭く、レーザ光のビームスポッ
ト径も小さく、ピット長も短いため、記録時にレーザ光
を光吸収層に入射させ、光吸収層に熱変化を与えたと
き、トラック間及びピット間の熱干渉が問題となり、ジ
ッター特性が悪くなることが分かった。

【００１１】本発明は、前記のような規格を有するＤＶ
Ｄに対応した短波長赤色レーザーにより記録する光情報
媒体における課題に鑑み、その光学特性を見直し、記録
特性、特に記録時におけるトラッキング間及びピット間
の熱干渉が小さく、これによりジッター特性が良好な光
情報媒体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本件発明者らは、前記本
発明の目的を達成するため検討した結果、記録時のトラ
ック間及びピット間の熱干渉を抑え、ジッターを改善す
るためには、少なくともトラックとなるグルーブ３の部
分での光吸収層１２の膜厚を薄くすることが効果的であ
ることに着目した。

【００１３】そこで本発明では、前記の検討の結果、光
吸収層１２の平均膜厚を４０ｎｍ≦ｄav≦６５ｎｍとし
たものである。さらに、単に光吸収層１２の膜厚を薄く
しただけでは、ジッターの改善が十分でないことに鑑
み、光吸収層１２の複素屈折率の実数部ｎabsとその平
均膜厚davと再生光の波長λとで与えられるρ＝ｎabs・
ｄav／λというパラメータに着目し、そのρを０．１４
≦ρ≦０．３とすることとした。これらにより、ジッタ
ー特性が改善されることを見いだした。

【００１４】すなわち、本発明による光情報媒体は、透
光性基板１と、この透光性基板１の表面上に形成された
トラッキング用のグルーブ３と、このグルーブ３が形成
された透光性基板１の表面上に形成された光吸収層１２
と、この光吸収層１２の上に形成され、記録、再生光を
反射する反射層１３とを有し、波長７００ｎｍ以下のレ
ーザー光により、光学的に読み取り可能な信号を記録
し、再生するものであって、前記光吸収層１２の平均膜
厚ｄavが４０≦ｄav≦６５であり、かつ光吸収層１２の
複素屈折率の実数部ｎabsとその平均膜厚ｄavと再生光
の波長λとで与えられるρ＝ｎabs・ｄav／λが０．１
４≦ρ≦０．３であることを特徴とする。

【００１５】ＣＤ−Ｒに比べてトラッキングピッチが狭
く、ピット長が短い波長７００ｎｍ以下のレーザー光に
より記録されるＤＶＤ−Ｒでは、記録時のトラキング間
及びピット間の熱干渉がより大きな問題となることが分
かった。この熱干渉による記録特性の悪化、とりわけジ
ッター特性の悪化を抑えるには、レーザー光を光吸収層
１２に照射したとき発生する光吸収層１２における熱変
化を記録のため必要最小限に抑えることが有効である。
そのためには、光吸収層１２の平均膜厚ｄavを薄くする
ことが有効である。そこで、光吸収層１２の平均膜厚を
４０ｎｍ≦ｄav≦６５ｎｍとしたものである。

【００１６】しかし単に光吸収層１２の平均膜厚ｄavを
薄くしただけでは、グルーブ３における変調度が小さく
なり、トラッキング特性が悪くなるため、ジッターの改
善に逆効果になることもある。そこで、光吸収層１２に
おける光路長であるｎabs・ｄavと、再生光の波長λと
の関係で光吸収層１２の膜厚ｄavをρ＝ｎabs・ｄav／
λというパラメータで検討し、実験の結果、その値を
０．１４≦ρ≦０．３に決定したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について具体的且つ詳細に説明する。本
発明による光情報媒体の一例として、両面貼り合わせに
よる片面記録・再生構造を有する追記形光情報媒体の例
を図１と図２に示す。透光性基板１は、中央にセンター
ホール９を有する透明な円板状の基板である。この透光
性基板１は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）等の透明樹脂で作るのが最もよい。

【００１８】前記透光性基板１は射出成形により作られ
ることが一般的である。この射出成形においては、透光
性基板１の表面上に溝形状を転写する型としてスタンパ
が用いられる。その作り方の一例を示すと、次のように
なる。先ず、表面が平滑なガラス原盤に、フォトレジス
トを０．１〜０．２μｍの膜厚にスピンコートしてから
乾燥する。その後、紫外領域のレーザ光を照射しカッテ
ィングを行い感光させる。この時、レーザビーム光量
（パワー）を連続的に変化させることで内外周のグルー
ブの幅を変えることができる。カッティング後現像工程
を経て、Ｎｉなどの金属膜をスパッタ等で形成し、更に
電鋳処理をして完成する。

【００１９】この透光性を有する透光性基板１の片面の
前記センターホール９の外側にクランピングエリアが設
定されており、このクランピングエリアの外周側がデー
タ記録領域となる。透光性基板１のデータ記録領域の部
分には、連続したスパイラル状のトラッキング用のグル
ーブ３が形成され、このトラッキング用のグルーブ３の
間はランド４となっている。このトラッキング用のグル
ーブ３のピッチは、０．７４μｍを標準とする。また、
前記ランド４の表面にランドプレピットが形成されてい
ても良い。

【００２０】図３及び図４にも示すように、前記のよう
な透光性基板１の前記トラッキング用のグルーブ３を有
する表面上に、光吸収層１２が形成される。具体的に
は、スピンコート法により、透光性基板１の表面上に有
機色素等が塗布され、光吸収層１２が形成される。この
とき、レベリングにより、グルーブ３の部分の光吸収層
１２の部分の膜厚が或る程度制御することができる。

【００２１】さらに、前記の光吸収層１２の上に、金、
アルミニウム、銀、銅等の金属膜或いはこれらの合金膜
からなる反射層１３が形成される。反射層１３の上に、
紫外線硬化性樹脂等の保護膜１４が形成される。図１〜
図３に示されたように、この透光性基板１の他にもう１
枚の基板５を用意する。この基板５は、前記透光性基板
１と同じ材質で出来た同じサイズのものであるが、その
主面には、前記透光性基板１のような光吸収層１２、反
射層１３は設けられていない。後述するように、この他
の基板５にも前記透光性基板１と同様に、光吸収層１２
や反射層１３等を設けることもできる。

【００２２】次に、これらの２枚の基板１、５を貼り合
わせる。例えば、スピンコート法やスクリーン印刷法等
の手段により、２枚の基板１、５の少なくとも一方の主
面に接着剤として反応性硬化樹脂が塗布され、さらにこ
れらの面が互いに向かい合わせて重ね合わせられ、且つ
前記反応性硬化樹脂が硬化される。これにより、前記反
応性硬化樹脂が硬化することにより形成された接着層１
１により、２枚の基板１、５の主面が互いに貼り合わせ
られる。この場合、透光性基板１はその光吸収層１２及
び反射層１３が形成された面が接着される。

【００２３】このような光情報媒体において、光吸収層
１２の平均膜厚ｄavを、４０ｎｍ≦ｄav≦６５ｎｍとす
る。なおかつ、光吸収層１２の複素屈折率の実数部nabs
とその平均膜厚davと再生光の波長λとで与えられるρ
＝nabs・dav／λを、０．１４≦ρ≦０．３の範囲とす
る。

【００２４】こうすることにより、図３に示すように、
対物レンズｏを通して光学ピックアップからレーザー光
を光吸収層１２に照射したとき発生する光吸収層１２に
おける熱変化を、記録、つまりピットの形成のため必要
最小限に抑えることができる。しかも、グルーブ３にお
ける変調度も確保されるため、トラッキング特性も悪く
ならない。これらの総合的な効果として、ジッターの改
善が図られる。具体的には、ジッターを８．０％以下に
抑えることができる。

【００２５】これに対し、光吸収層１２の平均膜厚ｄav
＜４０ｎｍであると、グルーブ３における変調度が確保
できず、トラッキング特性が悪くなり、ジッターが増大
してしまう。また、光吸収層１２の平均膜厚ｄav＞６５
ｎｍであると、記録時に発生する光吸収層１２における
熱変化が大きく、トラッキング間或いはピット間の熱干
渉が生じ、やはりジッターが増大してしまう。

【００２６】また、ρ＜０．１４であると、グルーブ３
における変調度が確保できず、トラッキング特性が悪く
なって、ジッターが増大し、８．０％を上回ってしま
う。また、ρ＞０．３であると、レーザー光を光吸収層
１２に照射したとき発生する光吸収層１２における熱変
化が大きく、トラッキング間或いはピット間の熱干渉が
生じ、やはりジッターが増大し、８．０％を上回ってし
まう。

【００２７】なお、前記の例は、トラッキング用のグル
ーブ３を有する透光性基板上に光吸収層１２と反射層１
３とを形成した透光性基板１と、光吸収層１２と反射層
１３とを形成していない他の基板５とを貼り合わせた例
である。これらの場合は、片面のみ記録・再生が可能で
ある。前記他の基板５は、透光性を有しないものや、耐
光性を保持するために着色してあるもの、或いは表面に
文字、図柄、書き込み可能な領域を設けたものであって
もよい。

【００２８】他方、トラッキング用のグルーブ３を有す
る透光性基板１上に光吸収層１２と反射層１３とを設け
た２枚の透光性基板１を２枚用意し、これらの光吸収層
１２及び反射層１３側を向かい合わせて貼り合わせた、
いわゆる両面記録・再生構造の光情報媒体とすることも
できる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例について、具体的な数
値をあげて説明する。 （実施例）先ず、表面が平滑なガラス原盤に、フォトレ
ジストを所定の膜厚にスピンコートしてから乾燥させ
た。この時、フォトレジストの膜厚は１５０ｎｍであっ
た。次に、紫外領域のレーザ光をレーザビーム光量（パ
ワー）を連続的に変化させながらカッティングを行っ
た。その後、現像工程を経て、Ｎｉ膜をスパッタ等で形
成し、更に電鋳処理をし、スタンパを作った。

【００３０】前記スタンパを用いてポリカーボネートを
射出成形し、外径１２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφ、厚さ
０．５９７ｍｍ、屈折率１．５９のポリカーボネート基
板であって、その一方の主面に螺旋状のトラッキング用
のグルーブ３を有する透光性基板１が完成した。このグ
ルーブ３のトラッキングピッチｐ＝０．７４μｍであ
る。

【００３１】この透光性基板１のトラッキング用のグル
ーブ３を有する面側に、シアニン色素の溶液をスピンコ
ート法により成膜し、光吸収層１２を形成した。さら
に、前記光吸収層１２の上にＡｕをスパッタリングし、
反射層１３を形成した。この上に紫外線硬化性樹脂（大
日本インキ化学工業（株）社製ＳＤ２１１）をスピンコ
ートし、これに紫外線を照射して硬化させ、保護層１４
を形成した。この保護層１４に紫外線硬化性樹脂製の接
着剤を塗布し、光吸収層や反射層を有しないこと以外
は、前記と同じ材質、形状の基板を貼り合わせ、前記接
着剤に紫外線を照射して硬化させ、接着した。これによ
り、表１の実施例１〜７に示す７種類の光情報媒体を作
った。

【００３２】こうして作られた光情報媒体について、そ
れぞれ対物レンズｏの開口率０．６の光学ピックアップ
を使用し、波長６５０ｎｍ、記録パワー１０ｍＷでＥＦ
Ｍ−Ｐｌｕｓ信号（８−１６変調信号）を記録した。表
１に示す通り、この光情報媒体に記録された信号を波長
λ＝６５０ｎｍの再生用のレーザ光で再生した。このと
きのジッターは、それぞれ表１に示す通り、何れも８．
０％以下であった。なお、これらの光情報媒体の反射率
は、何れも４５％以上であった。

【００３３】これら実施例１〜７の光情報媒体の光吸収
層１２における屈折率ｎabs、平均膜厚ｄavは、それぞ
れ表１の実施例１〜７の欄にそれぞれ記載された通りで
ある。ここで、光吸収層１２の平均膜厚ｄavは、光吸収
層１２を形成するコーティング材の塗布量から塗布面積
を除した値で求めた。前述の通り、再生用のレーザ光の
波長λは、何れも６５０ｎｍである。これらから計算さ
れるρ＝nabs・dav／λは、それぞれ表１に示す通りで
ある。

【００３４】ここで、光吸収層１２の平均膜厚ｄavは、
ＴＥＭ、ＳＥＭなどの膜厚測定機を用いて平均膜厚ｄav
を測定する。或いは、ガラス上に塗布した色素膜の吸光
度を測定し、その色素膜の膜厚を膜厚測定機で測定し、
これらから単位吸光度あたりの膜厚を算出し、ディスク
上に塗布した色素膜からなる光吸収層１２の吸光度から
その平均膜厚を求めることも可能である。また、光吸収
層１２の屈折率ｎabsは、色素の表面状態がムラの無い
領域、例えばディスクのミラー面を用いて反射率、透過
率を測定し、その反射率、透過率及び前記膜厚のデータ
から屈折率を算出する。

【００３５】表１から明らかな通り、これら実施例１〜
７として作られた光情報媒体の光吸収層１２の複素屈折
率の実数部nabsとその平均膜厚davと再生光の波長λと
で与えられるρ＝nabs・dav／λは、０．１４≦ρ≦
０．３であり、光吸収層１２の平均膜厚ｄavは、４０ｎ
ｍ≦ｄav≦６５ｎｍである。

【００３６】

【表１】

【００３７】（比較例）前記実施例と同様にして、表２
の比較例１〜７に示す７種類の光情報媒体を作った。こ
うして作られた光情報媒体について、それぞれ対物レン
ズの開口率０．６の光学ピックアップを使用し、波長６
５０ｎｍ、記録パワー１０ｍＷでＥＦＭ−Ｐｌｕｓ信号
（８−１６変調信号）を記録した。表２に示す通り、こ
の光情報媒体に記録された信号を波長λ＝６５０ｎｍの
再生用のレーザ光で再生した。このときのジッターは、
それぞれ表２の通りである。

【００３８】これらの光吸収層１２の屈折率ｎabs、平
均膜厚ｄavは、それぞれ表２の比較例１〜７の欄に記載
された通りである。前述の通り、再生用のレーザ光の波
長λは、何れも６５０ｎｍである。これらから計算され
るρは、それぞれ、表２に示す通りである。

【００３９】

【表２】

【００４０】比較例１は、光吸収層１２の平均膜厚ｄav
がｄav＜４０であり、光吸収層１２の屈折率ｎabs、平
均膜厚ｄav及び再生用のレーザ光の波長λから計算され
るρもρ＜０．１４である。この比較例１では、記録信
号を波長λ＝６５０ｎｍの再生用レーザ光で再生したと
きのジッターが１４．７％と、８．０％を越えていた。

【００４１】比較例２、比較例３及び比較例７は、光吸
収層１２の平均膜厚ｄavがｄav＞６５であり、光吸収層
１２の屈折率ｎabs、平均膜厚ｄav及び再生用のレーザ
光の波長λから計算されるρもρ＞０．３である。これ
らの比較例２、比較例３及び比較例７では、記録信号を
波長λ＝６５０ｎｍの再生用レーザ光で再生したときの
ジッターが何れも８．０％を越えていた。

【００４２】比較例４は、光吸収層１２の屈折率ｎab
s、平均膜厚ｄav及び再生用のレーザ光の波長λから計
算されるρが０．１４≦ρ≦０．３であるが、光吸収層
１２の平均膜厚ｄavがｄav＞６５である。この比較例４
では、記録信号を波長λ＝６５０ｎｍの再生用レーザ光
で再生したときのジッターが１３．０％と、８．０％を
越えていた。

【００４３】比較例５と比較例６は、光吸収層１２の屈
折率ｎabs、平均膜厚ｄav及び再生用のレーザ光の波長
λから計算されるρが０．１４≦ρ≦０．３であるが、
光吸収層１２の平均膜厚ｄavがｄav＜４０である。この
比較例５では、記録信号を波長λ＝６５０ｎｍの再生用
レーザ光で再生したときのジッターが何れも８．０％を
越えていた。なお、これら比較例１〜７として作られた
光情報媒体の反射率は、何れも４５％以上であった。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、波
長７００ｎｍ以下の短波長レーザで記録する高密度記録
の光情報媒体において、記録時のためレーザー光を光吸
収層１２に照射したとき発生する光吸収層１２における
熱変化を必要最小限に抑えることができる。しかも、グ
ルーブ３における変調度も確保されるため、ジッターの
改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光情報媒体の例を示す２枚の基板
を貼り合わせる前の状態の断面分解斜視図である。

【図２】同光情報媒体を示す一部縦断面斜視図である。

【図３】同光情報媒体の記録領域を示す要部縦断側面図
である。

【図４】同光情報媒体の記録領域の要部拡大縦断側面図
である。

【符号の説明】

１ 透光性基板 ３ トラッキング用のグルーブ ４ ランド １２ 光吸収層 １３ 反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 良 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 原 風美 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 Ｆターム(参考） 5D029 JA04 JB35 JB47 JC06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性基板（１）と、この透光性基板
   （１）の表面上に形成されたトラッキング用のグルーブ
   （３）と、このグルーブ（３）が形成された透光性基板
   （１）の表面上に形成された光吸収層（１２）と、この
   光吸収層（１２）の上に形成され、記録、再生光を反射
   する反射層（１３）とを有し、波長７００ｎｍ以下のレ
   ーザー光により、光学的に読み取り可能な信号を記録
   し、再生する光情報媒体において、光吸収層（１２）の
   平均膜厚ｄavが４０ｎｍ≦ｄav≦６５ｎｍであり、かつ
   光吸収層（１２）の複素屈折率の実数部ｎabsとその平
   均膜厚davと再生光の波長λとで与えられるρ＝ｎabs・
   ｄav／λが０．１４≦ρ≦０．３であることを特徴とす
   る光情報媒体。