JP2003045078A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JP2003045078A
JP2003045078A JP2001228635A JP2001228635A JP2003045078A JP 2003045078 A JP2003045078 A JP 2003045078A JP 2001228635 A JP2001228635 A JP 2001228635A JP 2001228635 A JP2001228635 A JP 2001228635A JP 2003045078 A JP2003045078 A JP 2003045078A
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optical recording
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JP2001228635A
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English (en)
Inventor
Hideki Nagano
秀樹 長野
Yoshiyuki Nagataki
義幸 長瀧
Toshinori Sugiyama
寿紀 杉山
Norihito Tamura
礼仁 田村
Kazuhiro Fujikawa
和弘 藤川
Mitsuru Ito
充 伊藤
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Mitsubishi Chemical Corp
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Hitachi Maxell Ltd
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー波長λが405nmの青色レーザーを使
用し,対物レンズNAを0.85と大きくすることによ
りレーザスポット径を小さくし、従来とは逆の面からレ
ーザー光を入射して記録再生を行う方式に適応する構造
を持った新規の追記型光記録媒体を提供する。 【解決手段】 深さ3/8λの案内溝を設け、吸水率が0.
15%未満である材料を用いた合成樹脂基板上に反射層を
設け,その反射層の上に波長500nm以下のレーザー光を
吸収して変質する有機色素を主成分とする記録層を設
け,さらに記録層の上に保護層を設け,保護層上にカバ
ー層を設けたことで,カバー層側からレーザー光を入射
して記録再生を行う方式でも良好な記録再生が可能であ
り,なおかつ耐候性に優れた追記型光ディスクを開発す
ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,記録層に色素材料
を用いた光記録媒体に関し,さらに詳細には波長500nm
以下のレーザー光を用いて記録再生を行う記録密度10
GB/in2以上高密度光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年,コンピュータ用情報のみならず音
声や静止画像,動画像などの情報がディジタル化され,
取り扱う情報量がきわめて大きくなってきている。それ
に伴って,これらの情報を保存するための光記録媒体も
より大容量化する必要が生じてきている。それに応え
て,従来のCD−RやCD−RWに比べて7倍以上容量
を持つDVD−RAMやDVD−RWなどの光記録媒体
が製品化された。この高密度化を実現するための手段と
しては,記録再生用レーザースポット径を縮小を目的と
して,レーザー波長(λ)を小さくしたり,レンズの開
口数NAを大きくする等の技術を用いることにより,DV
D−RAMやDVD−RWが製品化された。
【0003】しかしながら,今後も情報量はさらに増大
する傾向にあり,例えばHDTV(高精細度テレビ)の
映像情報を2時間以上記録するために,DVDと同サイ
ズで少なくとも23GB以上の容量を持つ媒体が切望され
ている。こういった要望に対応すべく,レーザー波長λ
が405nmの青色レーザを使用し,対物レンズNAを0.
85と大きくすることによりレーザスポット径を小さく
してより高密度の情報を記録する光記録媒体が提案され
ている(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.756-761,Pa
rt1,No.2B,Feb.2000)。この光記録媒体は記録層に相変
化材料を用いた書換え型の光記録媒体で,光記録媒体の
構造は,基板上に反射層,記録層,カバー層の順に設け
た構造になっている。これは,レーザー波長を小さく
し,レンズ開口数NAを大きくしてスポット径を小さくし
た結果,スポットの収差が大きくなったため,従来のよ
うに基板側から記録層にレーザー光を照射して記録再生
することが困難となり,光が入射する基板の厚みを薄く
する事により収差を小さくする事が考えられた。その方
法の一つとしてカバー層側,つまり従来とは逆の面から
レーザー光を照射し,記録再生を行う方式を提案されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】我々は,上記記録方式
に適応する構造を持った追記型光記録媒体を開発すべ
く,記録層に色素材料を用いて光記録媒体を作成し,種
々の検討をおこなった。しかし,十分な記録再生実験を
行うことが出来なかった。この光記録媒体について,複
数の要因を考察してみると次のような原因があると推測
した。
【0005】基板に設けられているトラッキングのため
の案内溝(グルーブ)が,適当な深さではなかったこと
が考えられる。これは,溝の深さをトラッキング信号が
大きな値を得られるλ/8(25nm)に設定していた
ので,ランドとグルーブで色素量の差が少なく,また,
記録ピットに相当するグルーブの色素量も少なく,記録
層の均一性が不十分であったことが考えられる。また,
作製した記録媒体の反射膜が,経時変化によって劣化し
た事が考えられる。
【0006】本発明の目的は,上記の原因を解決し,カ
バー層側からレーザー光を入射して記録再生を行う方式
に適応する構造を持った新規の追記型光記録媒体を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以下,図1を参照して本
発明による光記録媒体について説明する。
【0008】本発明者らは上記の課題を解決すべく種々
の検討を行ったところ,案内溝を設けた合成樹脂基板上
1に反射層2を設け,その反射層2の上に波長500nm以
下のレーザー光を吸収して変質する有機色素を主成分と
する記録層3を設け,さらに記録層3の上に保護層4を
設け,保護層4上にカバー層5を設けたことで,カバー
層5側からレーザー光を入射して記録再生を行う方式で
も良好な記録再生が可能で,なおかつ耐候性に優れた追
記型光ディスクを開発することができた。
【0009】基板1に用いる材料は,吸水率が0.15%未満
であるとこが好ましい。本発明による記録媒体の基板1
上には,金属反射層2が設けられており,飽和給水率が
0.15%以上であると,金属反射層2の腐食が問題となる
可能性があるからである。本発明の基板材料として適し
ているのは,例えば,変性ポリフェニレンオキサイド,
ポリブチレンテレフタレート,メチルペンテンポリマ
ー,ポリエーテルサルホン,エコノール,非晶ポリオレ
フィン,超高分子量ポリエチレンなどが挙げられる。更
には,生産性を考慮に入れると射出成型法等で作製する
ことが好ましく,本発明の基板材料として適しているの
は,例えば,変性ポリフェニレンオキサイド,メチルペ
ンテンポリマー,ポリエーテルサルホン,エコノール,
非晶ポリオレフィン等である。
【0010】また,従来の光記録媒体では基板側からレ
ーザー光が入射するため,基板材料に光学特性が要求さ
れるが,本発明による光記録媒体は基板中をレーザー光
が透過しないため,基板材料に光学特性は特に要求され
ないことから,基板材質中に添加剤を加える事も可能で
ある。例えば,基板の剛性の向上させる目的で基板材質
中にガラス繊維,カーボン繊維,アルミナ繊維,炭化ケ
イ素繊維,チタン酸カリウムウィスカー等の添加物を添
加する事や,あるいは基板材質の長寿命化を計るため
に,紫外線吸収剤やカーボンブラック等を添加する事も
考えられる。
【0011】基板1にはトラッキングのための案内溝
(グルーブ)が成型してあるが,グルーブ深さ(L)はL
=3λ/8近傍に設定することが好ましい。従来の色素系
記録媒体においては,光の反射干渉により良好なトラッ
キング信号が得られるグルーブ深さL=λ/8に設定され
ている。しかし,青レーザーを記録再生に用いる場合,
波長λが短くなるのでLは小さくなり,L=λ/8では正確
な基板成型が困難となる。また,Lが小さいためにグル
ーブ内の色素量も少なくなり,再生時良好なC/Nが得
られなくなる。そこで,L=3λ/8とLを大きくしてみ
ると,基板成型の困難さが解消されることがわかった。
また,Lが深くなりグルーブ内の色素層が増えたことか
ら,再生時の良好なC/Nも得ることができた。L=3λ
/8においては,L=λ/8とは逆符号ではあるが,L=λ
/8と同様にトラッキング信号はピーク値であり,何ら
問題はなくトラッキングが可能であった。グルーブ幅
(WG),ランド幅(WL)の関係は,WG>WLであることが
好ましい。WGが大きくなることにより,グルーブ内の色
素量が増加し,再生時により良好なC/Nが得られるから
である。
【0012】基板1の案内溝が形成されていない面側
に,平滑性に優れた樹脂基板,あるいはガラス基板,あ
るいは別工程にて作製された金属製の基板等を貼り合わ
せる事により,剛性を高め,媒体の歪み,そり,たわみ
等の問題を回避する事が考えられる。更には同様の工程
にて製作された媒体同士を,記録面を外側にして張り合
わせることも可能である。
【0013】基板1上に設ける反射層2は,反射層として
機能するため,記録再生波長に対して20%以上の反射
率を有することが必要である。反射層2の膜厚は,10
nm〜500nmであることが好ましく,更には20n
m〜200nmである事が望ましい。反射層2は,スッ
パタ法または蒸着法等で作製することが好ましい。ま
た,記録再生波長に対して記録層3が15%以上の反射
率を有する場合は,反射層2を省略する事も可能であ
る。
【0014】記録層3に用いる色素は,青色レーザーに
対応出来るものであればよく,中でも,ポルフィリン系
色素,クマリン系色素,ピラゾールアゾ系色素,ポルフ
ィセン系色素等が好ましい。また,記録層3は,基板1
あるいは反射層2と親和性を有するものであれば尚好ま
しい。記録層3の膜厚は,50〜200nmであることが好まし
い。また,記録層3は,これらの色素を溶剤に溶解して
スピンコートする方法,色素を減圧下で加熱して蒸着す
る方法等の方法により作製できる。記録層3にはこれら
の色素の安定性を向上させるために紫外線吸収剤,光安
定化剤などを添加してもよく,さらに微細な信号記録信
号を記録するために色素の分解熱量を制御する添加剤を
加えても良い。
【0015】更に,記録層3上に保護層4を設けることに
より,基板材料1および反射層2および記録層3を外力
による破壊等から保護することが望ましい。しかしなが
ら,保護層4を設けることにより,媒体全体にわたっ
て,レーザー光の入射側の膜厚の均一性を確保する事が
難しくなる。本発明による光記録媒体は,記録再生に用
いられるレーザーのNAが大きくなり,なおかつレーザ
ー波長が小さくなる事により,レーザー光の球面収差が
光を透過する保護層4の膜厚公差の影響を受け易くなる
からである。かかる問題を解決するために,更に保護層
4の上にカバー層5を設ける事が望ましい。カバー層5は
硬化樹脂をスピンコートする事により形成することがで
き,この際,記録層3を侵食する性質のものであっても
かまわない。また,シート上の高分子を接着により,保
護層上を覆うように接着させる事も可能である。また,
カバー層が酸素あるいは紫外線等の劣化要因から媒体を
保護する機能を持たせる事は,本発明の趣旨を何ら妨げ
るものではない。
【0016】尚,カバー層5の更に上に,ハードカバー
層6を設けてもかまわない。例えば,窒化ケイ素,酸化
ケイ素,硫化亜鉛等を用いることができ,厚みは,100n
m以下である事が好ましい。ハードカバー層5は,スパッ
タリング,イオンプレーティング等の方法により作製す
ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例で得られた
光記録媒体の構造について図1に基づき具体的に説明す
る。
【0018】
【実施例】図1は本発明の実施例1で得られた情報記録
媒体の構造を示す断面図である。直径120mm,厚さ
(T)1.1mmの非晶ポリオレフィン樹脂(APO樹脂)
板の表面に,グルーブ幅(WG)210nm,ランド幅
(WL)170nm,トラックピッチ(W)380nmで
形成された基板1を射出成形によって作製した。この基
板にはディスク認識情報やアドレス情報などを,溝のウ
ォブルによってあらかじめ記録してある。これらの情報
はプリピットによっても形成可能である。情報記録用の
トラックとしては溝を用いた。
【0019】この基板1を,膜厚の均一性および再現性
に優れたスパッタ装置内のスパッタ室に配置した。ター
ゲットとしてAgを用い,アルゴンガス中で厚さ100
nmの反射層2を形成した。
【0020】次にポルフィセン系色素0.5gをオクタフ
ルオロペンタノール40gに溶解し,これを40℃下30分間
超音波分散した後,0.2μmのフィルターでろ過し,上
記反射層2上に回転数1300rpmでスピンコートし,80
℃のオーブンで30分乾燥し,記録層3を形成した。
【0021】次に記録層3上に,4−モルフォリン−2,
5−ジブトキシジアゾニウムトリフルオロメタンスルフ
ォネートとポリビニルピロリドンの水溶液をスピンコー
トし,乾燥することにより,記録層3の上に厚200nmの
保護層4を形成した。
【0022】次に保護層4上,紫外線硬化樹脂をスピン
コートし,UV照射により硬化させ,カバー層5を厚さ
0.1mmに形成した。
【0023】上記のようにして作製された追記型光記録
媒体10を線速6m/sになるように回転させ,波長4
05nmの半導体レーザ光を開口数0.85の対物レン
ズで集光させて,再生パワー0.3mWで再生したとき
のノイズを測定した。ノイズは周波数12MHzでの再
生信号のノイズレベルをスペクトラムアナライザーで測
定した。ここでRBWは30kHz,VBWは100H
zとした。ノイズレベルの測定値は−75.0dBmと
なった。
【0024】更に,作製された記録媒体を60℃80%
RHの高温高湿環境下に500時間放置したが,ノイズ
レベルの測定値はほとんど変わらなかった。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば,カバー層側から波長50
0nm以下のレーザー光を入射して記録再生を行う方式
における,良好なトラキング特性とC/Nをが得ることが
でき,なおかつ耐環境性優れた追記型光記録媒体を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における光記録媒体の断面図である。
【符号の簡単な説明】
1 基板 2 反射層 3 記録層 4 保護層 5 カバー層 6 ハードコート層 10 追記型光記録媒体 T 基板の厚み t カバー層厚み L グルーブ深さ WG グルーブ幅 WL ランド幅 W トラックピッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長野 秀樹 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 長瀧 義幸 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 杉山 寿紀 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 田村 礼仁 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 藤川 和弘 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 伊藤 充 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 2H111 EA03 EA12 EA22 EA37 FA12 FA14 FA30 FA38 FB42 5D029 JA04 KC09 WB17 WC05 WD10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂の基板上に,記録のためのトラ
    ッキング案内溝がランド部とグルーブ部とが隣接して規
    則的に配列されて形成され,当該基板上に金属反射層を
    設け,その反射層上に波長500nm以下のレーザー光を吸
    収して変性する記録層を設け,当該記録層の上に構成樹
    脂を含むカバー層が設けられ,カバー層側から記録再生
    用レーザー光を照射する有機色素系光学記録媒体におい
    て,基板材料の吸水率が0.15%未満であることを特徴と
    する光記録媒体。
  2. 【請求項2】 上記記録層が波長500nm以下のレーザー
    光を吸収して変性する有機色素を含むことを特徴とする
    光記録媒体。
  3. 【請求項3】 上記カバー層側から記録再生用レーザー
    光を照射する有機色素系光記録媒体において,基板上に
    設けられたグルーブの深さ(L)がL=3λ/8(λ:記録
    再生用レーザー波長)であらわされる光記録媒体。
JP2001228635A 2001-07-27 2001-07-27 光記録媒体 Withdrawn JP2003045078A (ja)

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