JP2007035081A - Optical information recording medium - Google Patents
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本発明は、特に350〜500nm付近(たとえば405nm前後)の青色レーザー光(ブルーレーザー光)により高密度かつ高速で書き込みおよび再生が可能な光記録層に有機色素を用いた光情報記録媒体に関し、繰り返し再生を行っても記録情報が劣化しないようにした光情報記録媒体に関するものである。 The present invention relates to an optical information recording medium using an organic dye in an optical recording layer that can be written and reproduced at high density and high speed by blue laser light (blue laser light) in the vicinity of 350 to 500 nm (for example, around 405 nm), in particular. The present invention relates to an optical information recording medium in which recorded information does not deteriorate even when repeated reproduction is performed.
光情報記録媒体としていわゆる追記型光ディスクは、情報を記録し、再生するために照射する半導体レーザーの波長が750〜830nmの赤色レーザー光を用いるCD−Rがまず開発され、ついでこれより波長が短い640〜680nmの短波長赤色レーザー光を用いるDVD−R/+R(「+R」は書換え可能)が開発され、普及している。近年、短波長側の350〜500nm付近(たとえば405nm前後)の青色レーザー光を用いて記録および再生が可能な光ディスクについても開発が行われている。これらの光ディスクは、有機色素化合物を光記録層に使用しており、レーザー光が短波長側になるほど、光過性基板、有機色素化合物の選定等に精密さがより要求される傾向にある。 As an optical information recording medium, a so-called write-once optical disk is first developed as a CD-R using a red laser beam having a wavelength of 750 to 830 nm of a semiconductor laser irradiated for recording and reproducing information, and then a wavelength shorter than this. DVD-R / + R (“+ R” is rewritable) using a short wavelength red laser beam of 640 to 680 nm has been developed and is widely used. In recent years, optical discs that can be recorded and reproduced using blue laser light in the vicinity of 350 to 500 nm (for example, around 405 nm) on the short wavelength side have also been developed. These optical discs use an organic dye compound in the optical recording layer, and as the laser beam becomes shorter, there is a tendency to require more precision in selecting a light-transparent substrate, an organic dye compound, and the like.
青色レーザーでの追記型光ディスクにおいても、従来からの光記録媒体に関する技術、例えばCD、DVDの技術を応用した様々な試みがなされているが、青色レーザーは波長の短い光を使うため、特にブルーレイ型光記録媒体では構造上の問題により再生時の信号劣化が起こり易いという問題があり、その改善策が求められている。
すなわち、透明基板としては規格に合わせるために、(i)1.1mmの基板に溝を形成し、反射膜を成膜、色素を成膜、色素保護層を成膜することを順次行ない、その後、0.1mmのシートを貼り付ける方法、(ii)1.1mmの基板に溝を形成し、反射膜を成膜、色素を成膜、色素保護層を成膜することを順次行ない、その後、0.1mmの透過膜をスピンコート法により成膜する方法の2種類が提案されており、いずれも1.1mm+0.1mm=1.2mmの厚さで、CD、DVDと同様に1.2mmの厚さになる。
For write-once optical discs with blue lasers, various attempts have been made to apply conventional optical recording medium technologies, such as CD and DVD technologies, but blue lasers use light with a short wavelength. The type optical recording medium has a problem that signal deterioration is likely to occur during reproduction due to a structural problem, and an improvement measure is required.
That is, in order to conform to the standard as a transparent substrate, (i) a groove is formed on a 1.1 mm substrate, a reflective film is formed, a dye is formed, and a dye protective layer is sequentially formed. , A method of affixing a 0.1 mm sheet, (ii) forming a groove on a 1.1 mm substrate, forming a reflective film, forming a dye, and forming a dye protective layer in order, Two methods of forming a 0.1 mm permeable membrane by spin coating have been proposed, both of which have a thickness of 1.1 mm + 0.1 mm = 1.2 mm and 1.2 mm as in the case of CD and DVD. Become thick.
例えば、特開2005−93027号公報には、相変化型の記録層に対して、ZnS−SiO2 の層を介在させた構成の光情報記録媒体が記載されている。また、ZnS−SiO2 の代わりに、ZnO、ZnS、SiO2 のそれぞれを使用すること以外は同様の構成の光情報記録媒体に対する提案もあるが、これらはエンハンス効果を向上させたり、光劣化防止機能を担保させようとするものである。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-93027 describes an optical information recording medium having a structure in which a ZnS—SiO 2 layer is interposed in a phase change type recording layer. There are also proposals for optical information recording media having the same configuration except that each of ZnO, ZnS, and SiO 2 is used instead of ZnS—SiO 2 , but these improve the enhancement effect and prevent light degradation. It is intended to secure the function.
しかしながら、介在層としてZnOを用いる場合には、屈折率が高過ぎ、膜厚条件によって逆エンハンス効果が生じ易く、ZnS−SiO2 を用いる場合には、信頼性上、Sが記録層に使用の有機色素を劣化させるため、追記型の光記録媒体にはなじまず、SiO2 を用いる場合にはクラックを生じやすいという問題があり、いずれの光劣化防止層を有する光記録媒体も、350nm〜530nm程度の短波長レーザー光により高密度の記録を行った場合には、各信号に対応する個別のピットの区別性に関する記録特性に問題があるのみならず、繰り返し再生により信号の強度(振幅)が変化し、読み取りエラーが発生し易いという再生特性にも問題がある。 However, when ZnO is used as the intervening layer, the refractive index is too high and a reverse enhancement effect is likely to occur depending on the film thickness condition. When ZnS—SiO 2 is used, S is used for the recording layer for reliability. In order to degrade organic dyes, it is not suitable for write-once type optical recording media, and when SiO 2 is used, there is a problem that cracks are likely to occur, and any optical recording media having any photodegradation prevention layer has a thickness of 350 nm to 530 nm. When high-density recording is performed with a short-wavelength laser beam of a certain degree, there is not only a problem in the recording characteristics regarding the distinction of individual pits corresponding to each signal, but the signal strength (amplitude) is also increased by repeated reproduction. There is also a problem in the reproduction characteristics that change and are likely to cause a reading error.
本発明の目的は、有機色素を用いてレーザー光、特に青色レーザー光により記録したときに、その有機色素の変形によりこの色素(特に青色レーザーの記録に用いる有機色素)が安定に保持され、記録特性を損なわず、また、繰り返し再生によっても信号の強度(振幅)が変化せず、読み取りエラーが発生し難い再生特性も損なわない光情報記録媒体を提供することにある。 The object of the present invention is to record an organic dye with a laser beam, particularly a blue laser beam, so that the dye (especially the organic dye used for blue laser recording) is stably held by the deformation of the organic dye. It is an object of the present invention to provide an optical information recording medium that does not impair the characteristics, does not change the intensity (amplitude) of the signal even after repeated reproduction, and does not impair the reproduction characteristics that hardly cause reading errors.
本発明者らは鋭意研究の結果、有機色素膜からなる記録層とレーザー光を透過する層(レーザー光透過層)との間にNb2 O4.5-5.5 を含有する介在層を設けると、350nm〜530nm程度の短波長レーザー光による高密度記録を行なった場合、変形によっても介在層が十分に追随できるので、色素の劣化が可及的に抑制され、記録層としての信頼性が担保され、記録特性を損なわず、また、繰り返し再生によっても信号の強度の変化が少なく、読み取りエラーの発生が抑制されるというように再生特性も損なわれないことを見出し、本発明をするに至った。
したがって、本発明は、(1)、レーザー光を透過する透過層と、該レーザー光により情報が記録される記録層を有する光情報記録媒体において、該光記録層は有機色素を含有するものであって、上記透過層と光記録層との間にNb2 O4.5-5.5 を主成分とする介在層を具備してなる光情報記録媒体を提供するものである。
また、本発明は、(2)、レーザー光が波長350〜500nmのブルーレーザー光である上記(1)の光情報記録媒体、(3)、介在層がDCスパッタで形成されたものである上記(1)又は(2)の光情報記録媒体を提供するものである。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that when an intervening layer containing Nb 2 O 4.5-5.5 is provided between a recording layer made of an organic dye film and a layer that transmits laser light (laser light transmitting layer), 350 nm When performing high-density recording with a short-wavelength laser beam of about 530 nm, the intervening layer can sufficiently follow even by deformation, so that deterioration of the dye is suppressed as much as possible, and the reliability as the recording layer is ensured, The present inventors have found that the reproduction characteristics are not deteriorated so that the recording characteristics are not deteriorated and the change in signal intensity is small even by repeated reproduction and the occurrence of reading errors is suppressed.
Accordingly, the present invention provides (1) an optical information recording medium having a transmission layer that transmits laser light and a recording layer on which information is recorded by the laser light, wherein the optical recording layer contains an organic dye. Thus, an optical information recording medium comprising an intervening layer containing Nb 2 O 4.5-5.5 as a main component between the transmission layer and the optical recording layer is provided.
Further, the present invention is (2) the optical information recording medium of (1) above, wherein the laser beam is a blue laser beam having a wavelength of 350 to 500 nm, (3), wherein the intervening layer is formed by DC sputtering. The optical information recording medium of (1) or (2) is provided.
本発明によれば、有機色素膜からなる記録層に対してNb2 O4.5-5.5 を含有する介在層を設けたので、レーザー光、特に青色レーザー光により記録した後に、レーザー光、特に青色レーザー光を照射して再生することを繰り返しても記録特性、再生特性が悪化しないような光情報記録媒体を提供することができ、これにより特に青色レーザーに対応できる高速、高容量かつ精細度の高い記録、再生ができる光情報記録媒体を提供することができる。 According to the present invention, since the intervening layer containing Nb 2 O 4.5-5.5 is provided on the recording layer made of the organic dye film, after recording with laser light, particularly blue laser light, laser light, particularly blue laser It is possible to provide an optical information recording medium that does not deteriorate the recording characteristics and reproducing characteristics even if it is repeatedly reproduced by irradiating with light, thereby enabling high-speed, high-capacity and high-definition that can be particularly compatible with blue lasers. An optical information recording medium capable of recording and reproduction can be provided.
本発明の光情報記録媒体は、青色レーザー光(波長350nm〜530nm)を用いて記録、再生ができる いわゆるHD DVD追記型ディスク構造の光情報記録媒体や、いわゆるブルーレイ(Blue−ray)追記型ディスク構造の光情報記録媒体のいずれにも適用できるが、レーザー光を透過させる透過層(基板)が非常に薄く、構造上、レーザー透光層の製造、保持に安定性を要するブルーレイの技術に特に有効である。
図1に示すように、HD DVD追記型ディスク1は、レーザー光を透過する透光性の基板2に溝を形成し、介在層3aを成膜、色素膜3bを成膜、光反射層4を成膜、光透過層5を成膜することを順次行なう。光透過層5は、色素保護層5aだけでもよく、場合によっては、色素保護層5aのさらに上層に所定厚さのダミー基板6を積層し、規格で必要とされる所定の厚さ(基板の厚さ0.6mmとダミー基板6の厚さ0.6mmで合計1.2mmの厚さ)に形成してもよい。
図2に示すように、介在層3aは基板2 に接着剤層2aを介して接合されてもよい。介在層3aは基板2 に強固に固定される。
図示するように、透光性の基板2(入射層)側からレーザー光9(記録光)を照射したときに、色素膜3bに含有される色素はこのレーザー光9のエネルギーを吸収することにより発熱(あるいは吸熱)し、色素膜3bの熱分解によってピット10が形成される。
The optical information recording medium of the present invention is an optical information recording medium having a so-called HD DVD write-once disc structure and a so-called blue-ray write-once disc that can be recorded and reproduced using blue laser light (wavelength 350 nm to 530 nm). Although it can be applied to any optical information recording medium with a structure, the transmissive layer (substrate) that transmits laser light is very thin, and it is particularly useful for Blu-ray technology that requires stability in manufacturing and holding the laser transmissive layer. It is valid.
As shown in FIG. 1, the HD DVD write-once disc 1 has grooves formed in a
As shown in FIG. 2, the
As shown in the figure, when the laser light 9 (recording light) is irradiated from the translucent substrate 2 (incident layer) side, the dye contained in the
図3に示すように、ブルーレイ追記型ディスク20は、例えば厚さ1.1mmの透光性の基板2に溝を形成し、反射層4を成膜、色素膜3bを成膜、介在層3aを成膜、光透過層5を成膜することを順次行なう。光透過層5は、色素保護層5aを成膜しただけでもよいが、さらに接着層21により例えば厚さ0.1mmの光透過膜22を成膜してもよい(基板2の厚さ1.1mmと光透過膜22の厚さ0.1mmで合計1.2mmの厚さ)。
また、図4に示すように、例えば厚さ1.1mmの透光性の基板2に溝を形成し、反射膜4を成膜、色素膜3bを成膜、介在層3aを成膜、光透過層5を成膜することを順次行なう。光透過層5は、色素保護膜5aを成膜し、その後、スピンコート法により0.1mmの光透過膜22を成膜する。
図示するように、ブルーレイ追記型ディスク20にレーザー光を透過する層として光透過層5の入射層(光透過膜22)側からレーザー光9(記録光)を照射したときに、色素膜3bに含有される色素はこのレーザー光9のエネルギーを吸収することにより発熱(あるいは吸熱)し、光記録層3bの熱分解によってピット10が形成される。
As shown in FIG. 3, the Blu-ray write-
Also, as shown in FIG. 4, for example, a groove is formed in a light-transmitting
As shown in the figure, when the laser beam 9 (recording light) is irradiated from the incident layer (light transmitting film 22) side of the light transmitting
上記いずれの光ディスクにおいても、上記基板2にはスパイラル状にプリグルーブ7を形成してある。このプリグルーブ7の左右には、このプリグルーブ7以外の部分すなわちランド8が位置している。
また、透光性の基板2は、レーザー光に対する屈折率がたとえば1.5〜1.7程度の範囲内の透明度の高い材料で、耐衝撃性に優れた主として樹脂で形成したもの、たとえばポリカーボネート板、アクリル板、エポキシ板等の樹脂板が用いられるが、ガラス板も用いられる。
In any of the above optical disks, the
The
介在層3aは、Nb2 O4.5-5.5 を主成分とする層であり、レーザー光に対して色素膜3bの前側、すなわち光透過層5と色素膜3bの間や、色素膜3bに他の層を介して介在層3aを設ける場合等、色素膜3bの前側に直接又は間接に設けてもよい。介在層3aは、Nb2 O4.5-5.5 を主成分とする層である必要がある。Nb2 O4.5-5.5 はNbの高酸化物と低酸化物の各種比率からなる化合物であり、O4.5-5.5 はOが4.5〜5.5原子数であることを意味し、例えばNb2 O4 とNb2 O5 の1:1(モル比)はNb2 O4.5 になるといえるが、その酸素量を調整することにより、製造方法を選択することができ、その一般式は、Nb2 O5 であり、通常、直流スパッタ(ADスパッタ)を利用して層形成を行うことができるが、酸素量を減らせば、製造時に優位な高周波スパッタ(DCスパッタ)を適用することができる。
介在層3aの膜厚は通常10nm〜150nm、特に20nm〜60nmが好ましく、薄過ぎると隣接する層の材料の影響を受けやすく、その改良の効果が認められ難く、厚過ぎると反射率を極端に低下させてしまう可能性がある。
The intervening
The thickness of the
色素膜3bは、基板2の上に形成した有機色素材料を含む有機色素膜(厚さ50nm〜120nm)からなる層で、レーザー光9を照射することにより、発熱、吸熱、溶融、昇華、変形または変性を伴う層である。この色素膜3bは、たとえば溶剤により溶解した有機色素材料を、スピンコート法等の手段により、基板2の表面に一様にコーティングすることによって形成される。
光反射層4は、熱伝導率および光反射性の高い金属膜であり、たとえば、金、銀、銅、アルミニウム、あるいはこれらを含む合金等の金属材料を、蒸着法、スパッタ法等の手段により形成される。
色素保護層5aは、基板2と同様の耐衝撃性、接着性に優れた樹脂により形成される。たとえば、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、これに紫外線を照射して硬化させることにより形成される。
ダミー基板6は、上記基板2と同様の材料により構成され、約1.2mmの所定の厚さを確保する。
なお、上記のHD DVD追記型ディスク1や、ブルーレイ追記型ディスク20は、色素膜3bは1層設けるだけであったが、これをその付随する層とともに複数層設け、いわゆる多層型としてもよく、さらに高密度、高容量記録を可能にすることができる。
The
The
The dye
The
The HD DVD write-once disc 1 and the Blu-ray write-
上記の有機色素としては、アゾ系、フタロシアニン系、シアニン系、スクアリウム系、ナフタロシアニン系、キナゾリン系、クマリン系、ボルフィリン系、サブフタロシアニン系、インジゴ系、アントラキノン系、ベンゾキノン系、スチリル系、スピロビラン系、スピロオキサジン系、クロコニウム系、アクリジン系、フルオレセイン系、トリアリールメタン系、メロシアニン系、アズレニウム系、ナフトキノン系、インドフェノール系、キサンテン系、オキサジン系、ビリリウム系等の公知、その他の材料を使用することができる。本発明においては、上記介在層との密着性、記録特性、再生特性を向上させる点から、アゾ系、フタロシアニン系、シアニン系、スクアリウム系、キナゾリン系を使用することが好ましい。 The above organic dyes include azo, phthalocyanine, cyanine, squalium, naphthalocyanine, quinazoline, coumarin, volphyrin, subphthalocyanine, indigo, anthraquinone, benzoquinone, styryl, and spirobiran. , Spirooxazine, Croconium, Acridine, Fluorescein, Triarylmethane, Merocyanine, Azurenium, Naphthoquinone, Indophenol, Xanthene, Oxazine, Bililium, etc. be able to. In the present invention, it is preferable to use azo, phthalocyanine, cyanine, squalium, or quinazoline from the viewpoint of improving the adhesion with the intervening layer, recording characteristics, and reproducing characteristics.
これらの有機色素材料やその他必要に応じて添加剤を溶剤に加えて混合液を調製し、これを例えばスピンコート法を用いて、図1〜4に示す基板に塗布し、光記録層3bを形成する。
溶剤としては、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール等のフッソ化アルコールが好ましいが、クロロホルム、ジクロロエタン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、メタノール、トルエン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、ジオキサン等も基板を侵食しない程度に単独又は併用し、また、フッソ化アルコールと単数又は複数併用することもできる。
These organic dye materials and other additives as required are added to a solvent to prepare a mixed solution, which is applied to the substrate shown in FIGS. 1 to 4 using, for example, a spin coating method, and the
The solvent is preferably a fluorinated alcohol such as 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol, but chloroform, dichloroethane, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, methanol, toluene, cyclohexanone, acetylacetone, diacetone alcohol, methyl cellosolve. Such cellosolves, dioxane and the like can be used alone or in combination so that they do not erode the substrate, and can also be used in combination with one or more fluorinated alcohols.
つぎに本発明の実施例を図1〜4にもとづき説明する。
実施例1
下記〔化1〕の化合物(モノメチン色素)を使用して、TFP(2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール)に溶解して、溶液を調製し、塗工液を得た。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Example 1
A compound of the following [Chemical Formula 1] (monomethine dye) was dissolved in TFP (2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol) to prepare a solution to obtain a coating solution.
(ブルーレイー追記型ディスクの製造)
図3に示すように、ポリカーボネート製で、外径120mm、厚さ0.6mmの円盤状の厚さ1.1mmの基板2の上に銀合金をDCスパッタし、厚さ100nmの光反射層4を形成した。
次いで、この光反射層上に上記の塗工液を所定の回転数でスピンコート法により塗布し、均一な薄膜(厚さ20〜60nm)からなる色素膜bを形成した。
それから、色素膜3bの上に、Nb2 O5 からなる介在層3aをDCスパッタにより形成した。
さらに接着剤が予め塗布され、上記基板と同じ材質の厚さ0.1mm、外径120mmの光透過膜22を貼り合わせ、ブルーレイ追記型ディスク20を作成した。
(Manufacture of Blu-ray write-once discs)
As shown in FIG. 3, a silver alloy is DC-sputtered onto a disk-shaped
Next, the above coating solution was applied onto the light reflecting layer by a spin coating method at a predetermined rotational speed to form a dye film b consisting of a uniform thin film (
Then, an intervening
Further, an adhesive was applied in advance, and a light-transmitting
(再生信号記録特性評価)
このようにして得られたブルーレイ追記型ディスク20について、波長406nmの青色レーザー(NA(開口率)0.85)を搭載したパルステック工業社製光ディスク評価装置(DDU−100)を用いて、その青色レーザー光を光透過膜22側より照射してEFM信号を、線速5.28m/s(秒)、記録容量23GB、トラックピッチ 0.32μm、データビット長さ0.153μm、記録パワー5mWで記録を行った。
次に、記録部の再生光劣化試験を行なうために、406nmの青色レーザー光を用いて読み取りパワー0.4mWで再生するが、これを5万回繰り返し、その「初期」と「再生後」(5万回再生後)の信号品位を求め、「悪化分」は(「再生後」−「初期」)の数値として求めた。
(Reproduction signal recording characteristics evaluation)
About the Blu-ray write-
Next, in order to perform a reproduction light deterioration test of the recording portion, reproduction is performed with a reading power of 0.4 mW using a blue laser beam of 406 nm. This is repeated 50,000 times, and the “initial” and “after reproduction” ( The signal quality after 50,000 times reproduction) was obtained, and the “deterioration” was obtained as a numerical value (“after reproduction” − “initial”).
比較例1
実施例1において、Nb2 O5 からなる膜の代わりに、SiO2 からなる膜を同様の方法で設けたこと以外は同様にしてブルーレイ追記型ディスクを作製し、これについても実施例1と同様に再生信号記録特性評価を行った。
Comparative Example 1
In Example 1, a Blu-ray write-once disc was prepared in the same manner as in Example 1 except that a film made of SiO 2 was provided in the same manner instead of the film made of Nb 2 O 5. The reproduction signal recording characteristics were evaluated.
比較例2〜6
実施例1において、Nb2 O5 からなる膜の代わりに、SiN、ZnS−SiO2 、SiO2 、AlNのそれぞれの酸化物、窒化物からなる膜を同様の方法で設けたこと以外は同様にしてブルーレイー追記型ディスクを作製し、これについても実施例1と同様に再生信号記録特性評価を行った。
Comparative Examples 2-6
In Example 1, instead of the film made of Nb 2 O 5 , a film made of oxides and nitrides of SiN, ZnS—SiO 2 , SiO 2 , and AlN was provided in the same manner. Then, a Blu-ray write-once disc was produced, and the reproduction signal recording characteristics were also evaluated in the same manner as in Example 1.
上記実施例、比較例はブルーレイ追記型ディスクについてであったが、図1、2のHD DVD追記型ディスクについてもこれらに準じて実施例、比較例のものが得られ、これらに準じた結果を示すことができる。なお、HD DVDでは、トラックピッチは0.40μm、容量は15GB、線速は6.61m/s、NAは0.65である。
なお、「介在層」は基板と記録層を安定に保持し、基板、記録層の劣化を抑制し、特に基板の薄いブルーレイ型記録情報記録媒体に有効であり、「劣化抑制層」としてもよい。
The above examples and comparative examples were for Blu-ray write-once discs, but the HD DVD write-once discs in FIGS. 1 and 2 were also obtained according to these examples and comparative examples. Can show. In the HD DVD, the track pitch is 0.40 μm, the capacity is 15 GB, the linear velocity is 6.61 m / s, and the NA is 0.65.
The “intervening layer” stably holds the substrate and the recording layer, suppresses the deterioration of the substrate and the recording layer, and is particularly effective for a Blu-ray type recording information recording medium having a thin substrate, and may be a “deterioration suppressing layer”. .
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