JP2007193938A - 光記録媒体 - Google Patents

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Tatsuya Tomura
辰也 戸村
So Noguchi
宗 野口
Noboru Sasa
登 笹
Tsutomu Sato
勉 佐藤
Yasunobu Ueno
泰伸 植野
Yasuhiro Azuma
康弘 東
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Abstract

【課題】追記型DVDシステムの有効で、優れた新フォーマット方式を提案すること。
【解決手段】案内溝を有する基板上に記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設けてなる追記型DVDの光記録媒体であって、前記記録層として記録再生波長±5nmの波長域の光に対する記録層単層の屈折率nが1.5≦n≦3.0であり、消衰係数kが0.02≦k≦0.2である有機色素膜を有し、前記案内溝が基本クロック長Tを0.133μmとした周期4T〜96Tのウオブルを有し、該案内溝深さが1000Å〜2500Åであり、該案内溝幅の半値幅で0.18〜0.40μmであり、トラックピッチが0.64μm〜0.8μmであり、該案内溝深さd1(Å)とウオブル周波数m(T)としたとき、4000≦d1×m≦240000であることを特徴とする光記録媒体。
【選択図】図1

Description

本発明は、情報記録媒体に関するものであって、特に光ビームを照射することにより、記録材料の透過率、反射率等の光学的な変化を生じさせ、情報の記録、再生を行ない、かつ追記が可能な情報記録媒体に関するものである。具体的には、データ用追記光ディスクに用いられ、DVD+Rに応用される。
データ用追記型ディスクの従来技術として、シアニン色素を記録材料として用いたものが、特許文献1〜8に開示されており、フタロシアニン色素を記録材料として用いたものが、特許文献9〜15に開示されている。
また、追記型コンパクトディスクの従来技術として、シアニン色素/金属反射層を記録材料として用いたものが、特許文献16〜19に開示されており、フタロシアニン(アザアヌレン)色素を記録材料として用いたものが、特許文献20〜28に開示されており、アゾ金属キレート色素を記録材料として用いたものが、特許文献29〜38に開示されている。
また、大容量追記型コンパクトディスク(DVD−R)の従来技術として、シアニン色素+金属反射層を記録材料として用いたものが、非特許文献1が挙げられ、ポリメチン色素を記録材料として用いたものが、特許文献39〜43に開示されており、ポリメチン色素+光安定化材を記録材料として用いたものが、特許文献44〜47が開示されており、アゾ金属キレート色素/金属反射層を記録材料として用いたものが、特許文献48〜81に開示されており、テトラアザポルフィリン(ポルフィラジン)色素/金属反射層を記録材料として用いたものが、特許文献82〜84に開示されており、シアニン色素+アゾ金属キレート色素/金属反射層を記録材料として用いたものが、特許文献85〜86に開示されており、ホルマザン(金属キレート)色素/その他の色素を記録材料として用いたものが、特許文献87〜91に開示されており、ジピロメテン(金属キレート)色素+その他の色素を記録材料として用いたものが、特許文献92〜103に開示されており、その他の色素/金属反射層を記録材料として用いたものが、特許文献104〜111に開示されている。
現在、次世代大容量光ディスクとしてDVD−Rの開発が進められている。記録容量向上の要素技術として、記録ピット微少化のための記録材料開発、MPEG2に代表される画像圧縮技術の採用、記録ピット読みとりのための半導体レーザの短波長化等の技術開発が必要である。
これまで赤色波長域の半導体レーザとしては、バーコードリーダ、計測器用に670nm帯のAlGaInPレーザダイオードが商品化されているのみであったが、光ディスクの高密度化に伴い、赤色レーザが本格的に光ストレージ市場で使用されつつある。DVDドライブの場合、光源として635nm帯と650nm帯のレーザダイオードの2つの波長で規格化されている。一方、再生専用のDVD−ROMドライブは波長〜650nmで商品化されている。
このような状況下で最も好ましいDVD−Rメディアは、波長630〜680nmで記録、再生が可能なメディアである。
DVD−Rメディアのフォーマットはランドプリピットと呼ばれるランド部の一部をカットしたフォーマットで規格化されている。この方式をとるとランドプリピット信号(LPPb)が0.16以下ではプリピットアドレス等のプリピット情報が良好に再生できず、0.32以上であると今度はLPP信号自体がデータ領域においてノイズ的な振る舞いをし、データエラーが多く発生してしまう。したがって、LPPはその記録材にあったカット幅をスタンパ等で微調整して0.16≦LPPb≦0.32の範囲になるようにランドカット幅を制御しなければならない。
特許文献112には、セクタ毎にプリフォーマットIDを有するランド/グルーブ記録方式の光ディスクにおいて、ディスク回転制御やクロック信号生成のためにグルーブをウオブルさせたときに、ランドトラックに対する両側グルーブからのウオブル信号の混信を防ぐため、ウオブルを変調するセクタID情報として、トラック番号を含めず、ゾーン番号とセクタ番号のみとし、隣接グルーブのウオブルを同位相に揃えることが記載されており、特許文献113には、データを高密度にかつ高精度に記録再生するため、グルーブ幅及びランド幅が一定に形成され、CAVで回転させた時、一定の周波数で半径方向にウオブルするトラックを有する光ディスクのトラックの左右側壁の一方あるいは両方に多重化マークを、アドレス情報のデータビットに対応させて重畳し、隣接するトラック(ランドとグルーブ)には、多重化マークの位相が一致するようにそれぞれ形成することが記載され、特許文献114には、放射状に区画されたディスクの外縁近くにクロックトラックを配置し、ここには、各データゾーンに1対1に対応するクロックパターンを記録して、各データゾーンへの書込み時に必要な書込みクロック信号を生成するための基準クロック情報として使用することにより、同期フィールド及び編集ブロックを書込み領域に隣接して設けた物理セクタ構成にする必要がなく、記憶容量を増加させ、また、クロックトラックに冗長の追加トラックを元のクロックトラックと並行して設けることにより、従来の基準クロック変換器の微細な位置決め制御を簡略化することが記載されている。
特開昭57−82093号公報 特開昭58−56892号公報 特開昭58−112790号公報 特開昭58−114989号公報 特開昭59−85791号公報 特開昭60−83236号公報 特開昭60−89842号公報 特開昭61−25886号公報 特開昭61−150243号公報 特開昭61−177287号公報 特開昭61−154888号公報 特開昭61−246091号公報 特開昭62−39286号公報 特開昭63−37791号公報 特開昭63−39888号公報 特開平1−159842号公報 特開平2−42652号公報 特開平2−13656号公報 特開平2−168446号公報 特開平1−176585号公報 特開平3−215466号公報 特開平4−113886号公報 特開平4−226390号公報 特開平5−1272号公報 特開平5−171052号公報 特開平5−116456号公報 特開平7−268227号公報 特開平7−314897号公報 特開平4−46186号公報 特開平4−141489号公報 特開平4−361088号公報 特開平5−279580号公報 特開平7−51673号公報 特開平7−161069号公報 特開平7−372272号公報 特開平7−71867号公報 特開平8−231866号公報 特開平8−295811号公報 特開平10−83577号公報 特開平10−119434号公報 特開平10−149583号公報 特開平10−188339号公報 特開平10−278426号公報 特開平10−109475号公報 特開平10−109476号公報 特開平10−134413号公報 特開平10−166739号公報 特公平5−67438号公報 特開平7−161069号公報 特開平8−156408号公報 特開平8−231866号公報 特開平8−332772号公報 特開平9−58123号公報 特開平9−175031号公報 特開平9−193545号公報 特開平9−274732号公報 特開平9−277703号公報 特開平10−6644号公報 特開平10−6650号公報 特開平10−6651号公報 特開平10−36693号公報 特開平10−44606号公報 特開平10−58828号公報 特開平10−86519号公報 特開平10−149584号公報 特開平10−157293号公報 特開平10−157300号公報 特開平10−157301号公報 特開平10−157302号公報 特開平10−181199号公報 特開平10−181201号公報 特開平10−181203号公報 特開平10−181206号公報 特開平10−188340号公報 特開平10−188341号公報 特開平10−188358号公報 特開平10−208303号公報 特開平10−214423号公報 特開平10−228671号公報 特開平10−36693号公報 特開平11−12483号公報 特開平9−267562号公報 特開平9−309268号公報 特開平10−856号公報 特公平7−51682号公報 特開平11−34499号公報 特許第2791944号明細書 特開平8−295079号公報 特開平9−095520号公報 特開平9−193546号公報 特開平10−337958号公報 特開平10−162430号公報 特開平10−166732号公報 特開平10−226172号公報 特開平11−42858号公報 特開平11−42858号公報 特開平11−092682号公報 特開平11−165465号公報 特開平11−208111号公報 特開平11−227332号公報 特開平11−227333号公報 特開平11−255774号公報 特開平11−256057号公報 特開平10−86517号公報 特開平10−93788号公報 特開平10−226172号公報 特開平10−244752号公報 特開平10−287819号公報 特開平10−297103号公報 特開平10−309871号公報 特開平10−309872号公報 特開平10−124878号公報 特開平11−273090号公報 特開平11−328681号公報 PIONEER R&D vol.6 No.2:DVD-Recordableの開発、DVD−R色素ディスクの基礎開発 ISOM/ODS’96:High Density of recording on Dye material Disc approach for 4.7GB
本発明は、前記従来システムに比べて、短波長に発振波長を有する半導体レーザを用いる追記型DVDシステムの新フォーマット方式であり、LPP方式同様のデータの書き足し部における未記録領域をなくす有効な方式を提供するものである。また、DVD−Rランドプリピット方式に比較して、スタンパ作製時における微細なカット幅制御やLPP信号のデータ部への漏れだしによるデータエラーが生じない優れた方式を提供するものである。
本発明者等は鋭意検討した結果、基板が、周期4T〜96Tのウオブルを有し、記録層として記録再生波長±5nmの波長域の光に対する記録層単層の屈折率nが1.5≦n≦3.0であり、消衰係数kが0.02≦k≦0.2である有機色素膜を有し、最適な溝形状とを組み合わせ、光記録媒体を作成することにより、書き足しデータ部先頭の未記録領域を低減でき、低エラー率のDVD追記型ディスクが得られることを見い出した。
すなわち、高周波(短周期)なウオブルフォーマットと最適溝形状と有機色素を組み合わせることにより本発明に至った。
上記課題は、本発明の(1)「案内溝を有する基板上に記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設けてなる追記型DVDの光記録媒体であって、
前記記録層として記録再生波長±5nmの波長域の光に対する記録層単層の屈折率nが1.5≦n≦3.0であり、消衰係数kが0.02≦k≦0.2である有機色素膜を有し、
前記案内溝が基本クロック長Tを0.133μmとした周期4T〜96Tのウオブルを有し、該案内溝深さが1000Å〜2500Åであり、該案内溝幅の半値幅で0.18〜0.40μmであり、トラックピッチが0.64μm〜0.8μmであり、
該案内溝深さd1(Å)とウオブル周波数m(T)としたとき、4000≦d1×m≦240000であることを特徴とする光記録媒体」、(2)「ウオブル振幅Woとプッシュプル振幅PPとの割合(Wo/PP)が0.1≦Wo/PP≦0.4の範囲にあることを特徴とする前記第(1)項に記載の光記録媒体」、(3)「前記記録層の有機色素が、金属キレート色素、ポリメチン色素、スクアリリウム色素、アザアヌレン系色素のいずれかを、少なくとも一種含有していることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の光記録媒体」、(4)「前記記録層の金属キレート色素が、アゾ金属キレート色素、ホルマザン金属キレート色素、ジピロメテン金属キレート色素のいずれかであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の光記録媒体」、(5)「前記記録層の金属キレート色素の金属が、ニッケル、銅、コバルト、マンガン、酸化バナジウムであることを特徴とする前記第(3)項または第(4)項に記載の光記録媒体」、(6)「前記記録層のポリメチン色素がトリメチンシアニン色素であり、アザアヌレン系色素がテトラアザポルフィリン色素であることを特徴とする前記第(3)項に記載の光記録媒体」、(7)「前記記録層の分解開始温度が、360℃以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の光記録媒体」、(8)「反射層が必要な場合の反射層が、金、銀、アルミニウム、又はこれらを主成分とした他の金属との合金であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の光記録媒体」、(9)「記録波長が600〜720nmであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項に記載の光記録媒体」により達成される。
ここでの、各項の効果を述べると、前記第(1)項は、本発明の光記録媒体の基本構成及び材料構成と最適基板溝形状であり、前記第(2)項は、規格化ウオブル振幅信号の最適範囲限定である。
前記第(3)項は、記録層に用いる使用可能な有機材料構成の限定であり、前記第(4)項は、キレート色素の材料限定であり、前記第(5)項は、使用キレート金属の限定(材料最適化)である。
前記第(6)項は、記録層に用いる非キレート系色素の構造限定であり、前記第(7)項は、記録材料の熱物性限定であり、前記第(8)項は、反射層を用いる場合の最適材料の限定であり、前記第(9)項は、本発明における記録波長の限定である。
以上、詳細且つ具体的な説明により明らかなように、本発明によれば、生産性良好なDVDメディアが得られ、さらにDVD−Rで用いているランドプリピットフォーマットよりも簡単に製造可能な高周波(短周期)ウオブルフォーマットでデータ部の書き足しを効率良く実施でき、しかも、現在大量に製造されているCD−R、DC−RWとほぼ同一フォーマットでの記録媒体の提供が可能になるという優れた効果を奏する。
本発明の光記録媒体は、基板が4T〜96Tの高周波(短周期)なウオブルを有し、記録層として記録再生波長±5nmの波長域の光に対する記録層単層の屈折率nが1.5≦n≦3.0であり、消衰係数kが0.02≦k≦0.2である有機色素膜を有することを特徴とするものである。なお、ここで定義するTとは、基本クロック周期で記録したときの記録ピット長(単位はμm)であり、DVD(4.7GB)メディアであれば、約0.133μmである。
通常、ウオブルの周期帯は150T〜400T相当が用いられている。この周期帯であると、周期変調にしろ、位相変調にしろ、データの書き足しをする場合、ウオブルの周期が長すぎるために前データと書き足しデータとの間がかなり空いてしまい高密度記録には向かない。一方、DVD−Rでは、LPPを設けこのLPP信号で、データを書き込む位置を制御している。しかしながら、LPP方式では、LPPの振幅が小さすぎてはLPP信号が良好に読み出せず、逆にLPPが大きすぎると、LPP信号自体が書き込みデータへ漏れ込んでデータエラーが多発するという不具合が生じるため、LPPは0.16≦LPPb≦0.32の範囲、好ましくは0.18≦LPPb≦0.26という制約が生じ、スタンパ作成の際にランドのカット幅を微細に制御しなくてはならない。
一方、高周波(短周期)ウオブルにすれば、LPPは必要なく、ウオブルを変調して同期をとることができるため、LPP方式の様にデータエラーが多発するような事態には至らない。
本発明におけるウオブルの振幅であるが、適当なフィルターを通した後のウオブル振幅(Wo)に対する、これも適当なフィルターを通したプシュプル信号(PP)割合Wo/PP=NWOが、0.1≦NWO≦0.4の範囲にあれば、本発明の目的であるウオブルでの同期合わせは可能であり、更に好ましいNWOの値は、0.15≦NWO≦0.30の範囲である。NWOの値が0.1以下であると、同期をとるには不十分な信号強度であり、0.4を越えてしまうとデータ部エラーが増えてくる傾向にある。但し、LPP方式に比べ、LPPが大きなメディアのデータエラーに比較してデータエラーの発生の影響度は小さく、ウオブル振幅の増加に伴うデータエラーは緩やかである。更にスタンパを作成する際、LPP方式のLPPカット幅は0.16≦LPPb≦0.32の範囲にするには、高度なカット幅制御技術を必要とするが、本発明の高周波(短周期)ウオブル方式においては高周波発生源とウオブルの振り量の大きさ(ウオブル振り量を制御する回路で振り量は任意に再現性よく作成できる)だけを管理しさえすれば目的は達成されるため、スタンパの歩留まりや、メディアの歩留まりが飛躍的に向上できる。
また、上記のフォーマットを有する基板の溝形状は、主に有機色素を溶剤塗工法にて記録層を形成するのであるが、その場合の最適溝深さは300Å〜2500Åであり、さらに好ましくは1500Å〜2000Åである。特に、溶剤塗工法では(但し、色素蒸着では300Åでも信号はとれる)、溝深さが1000Å以下であるとプッシュプル信号が充分にとれず、トラッキング制御ができない。また、2500Å以上であると基板成形の際、転写性があまくなり、好ましくない。この範囲の基板を用い色素を設けると、ランドとグルーブの段差は600〜1600Åとなり、蒸着色素では300Å以上が最適段差となる。また、記録密度4GB〜5GBの容量を確保するためには、トラックピッチは0.64μm〜0.8μm程度が必要である。溝幅に関しては、記録材料によって異なるが、ほぼ全ての有機材料において、半値幅0.15〜0.44μm、さらに好ましくは0.18〜0.40μmの幅で適用できる。
この様に構成した場合、ウオブル周期をm(T)、基板溝深さをd1(Å)、色素層を設けた時のランドとグルーブの溝深さをd2(Å)、基板のトラックピッチをTr(μm)、基板の溝半値幅をW1(μm)、ウオブルの振れ幅をW2(Å)とすると、上記の高周波(短周期)ウオブルフォーマットでの最適な周期と溝形状の関係式は下記の様な関係が成り立つ。
4000≦d1×m≦240000
1200≦d2×m≦160000
0.7≦W1×m≦40
2≦W2/m≦500
2≦Tr×M≦80
したがって、本発明は高周波(短周期)ウオブルを用い、さらに記録層に有機色素を用いた場合の最適なフォーマットと最適な溝形状範囲の関係式を定量化したものである。
次に、記録媒体の構成について説明する。記録層を構成するのに必要な項目として、光学特性が挙げられる。
光学特性に必要な条件は、記録再生波長である630nm〜690nmに対して、短波長側に大きな吸収帯を有し、かつ記録再生波長が該吸収帯の長波長端近傍にあることが必要である。これは、記録再生波長である630nm〜690nmで、大きな屈折率と消衰係数を有することを意味するものである。
具体的には、記録再生波長近傍の長波長近傍の波長域光に対する記録層単層の屈折率nが1.5以上3.0以下であり、消衰係数kが0.02以上0.2以下の範囲にあることが好ましい。nが1.5未満の場合には、十分な光学的変化が得られにくいため、記録変調度が低くなるため好ましくなく、nが3.0を越える場合には、波長依存性が高くなり過ぎるため、記録再生波長領域であってもエラーとなってしまうため好ましくない。また、kが0.02未満の場合には、記録感度が悪くなるため好ましくなく、kが0.2を越える場合には、50%以上の反射率を得ることが困難となるので好ましくない。
基板形状に必要な条件は、基板上のトラックピッチが0.7〜0.8μmであり、溝幅が半値幅で0.18〜0.40μmである。
次に、本発明に使用可能な色素材料の具体例であるが、アゾ(金属キレート)色素、ホルマザン(金属キレート)色素、ジピロメテン(金属キレート)色素、ポリメチン色素、スクアリリウム色素、アザアヌレン色素等が適用可能で、具体的には金属キレート色素、トリメチンシアニン色素、スクアリリウム色素、テトラアザポルフィリン色素が特に好ましい。
ここで、アゾ(金属キレート)色素であるが、アゾ結合をはさみ両側のアゾ化合物形成ユニットが置換、未置換の芳香環、ピリジン残基、ピリミジン残基、ピラジン残基、ピリダジン残基、トリアジン残基、イミダゾール残基、チアゾール残基、トリアゾール残基、ピラゾール残基、イソチアゾール残基、ベンズチアゾール残基等の組み合わせでアゾ化合物が形成され、それらのアゾ化合物の金属キレート化合物が特に好ましい。
また、ホルマザン(金属キレート)色素であるが、ホルマザンの一般式は下記式(1)に示される。
Figure 2007193938

(式中Zは、それが結合している炭素原子および窒素原子と一緒になって多複素環を形成する残基であり、具体的にはピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環である。また、この複素環にはアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、置換アミノ基、アリル基、アリルオキシ基、アニリノ基、ケト基等の置換基を有していてもよい。
Aは、アルキル基、アラルキル基、アリル基、シクロヘキシル基を表わし、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基、ケト基、カルボキシル基またはそのエステル、ニトリル基、ニトロ基等の置換基を有していても良い。
Bは、アリル基を表わし、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基、カルボキシル基、又はそのエステル、ニトリル基、ニトロ基等の置換基を有していても良い。
金属キレート化物の場合、金属は2価の金属原子である。)
ジピロメテン(金属キレート)色素であるが、ジピロメテン化合物の一般式は下記式(2)に示される。
Figure 2007193938

(式中R1〜R9は、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、置換未置換のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表わし、金属キレート化物の場合、金属は2価の金属原子である。)
アゾ化合物、ホルマザン化合物、ジピロメテン化合物ともにキレート化合物の場合の金属は遷移金属が挙げられ、例えばNi、Co、Cu、Mn、VO、Zn、Fe、Cr、Al等が挙げられ、製造上とディスク特性上、特にNi、Co、Cu、Mn、VOが好ましい。
ポリメチン色素としては、530nm〜600nmに吸収帯を有する色素なら本発明に適用可能であるが、特にトリメチンシアニン色素が好ましく、トリメチン鎖の両端が置換未置換のインドレニン、ベンズインドレニンが特に好ましく、カウンターアニオンとしてはハロゲン、ClO4、BF4、PF6、SbF6等の他に、ニッケルジチオレート錯体に代表される各種金属キレートアニオンでも良い。
スクアリリウム色素としては、スクアレン環の両端が置換未置換のインドレニン、ベンズインドレニン、ピラゾール、カルバゾール、キノキサリン、イソインドール、芳香環、置換アミノ基残基のうちの組み合わせで形成されたスクアリリウム色素が好ましく本発明に使用できる。
アザアヌレン系色素としては、各々特定の置換基を有したフタロシアニン、ナフタロシアニン、テトラピラジノポルフィラジン、テトラピリジノポルフィラジン、テトラアザポルフィリン等が挙げられるが、このうち特に好ましいのはテトラアザポルフィリンであり、ついでテトラピリジノポルフラジン、テトラピラジノポルフィラジン、フタロシアニンの順で好ましい。
前記色素の熱分解特性は、色素単独で用いる場合も混合して用いる場合も、その記録材料の分解開始温度が360℃以下であることが好ましく、特に100〜350℃が好ましい。分解温度が360℃以上であると記録時のピット形成がうまく行われず、ジッタ特性が悪い。また、100℃以下であると今度はディスクの保存安定性が悪化する。
以下、図面を用いて本発明の光記録媒体を説明する。
記録体の構成
本発明の記録体は、通常の追記型光ディスクである図1の構造(図1を2枚貼合わせたいわゆるエアーサンドイッチ、または密着貼合わせ構造としてもよい)と、図2からなるCD−R用メディアの構造としてもよい。
各層の必要特性及び構成材料例
本発明の記録媒体の構成としては、第1基板と第2基板(保護基板)とを記録層を介して接着剤で張り合わせた図3の構造を基本構造とする。記録層は有機色素層単層でもよく、反射率を高めるため有機色素層と金属反射層との積層でも良い。記録層と基板間は下引き層あるいは保護層を介して層成してもよく、機能向上のためそれらを積層化した構成でも良い。最も通常に用いられるのは、第1基板/記録層(有機色素層)/金属反射層/保護層/接着層/第2基板の構造である。
<基板>
本発明に用いる基板の必要特性としては、基板側より記録再生を行なう場合のみ使用レーザ光に対して透明でなければならず、記録層側から記録、再生を行なう場合、基板は透明である必要はない。したがって、本発明では、基板を2層用いる場合は、第2の基板のみが透明であれば、第1の基板の透明、不透明は問わない。
基板材料としては、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラスチック、またはガラス、セラミック、あるいは金属などを用いることができる。なお、基板を1層しか用いない場合、あるいは基板2枚をサンドイッチ状で用いる場合は、第1の基板の表面にトラッキング用の案内溝や案内ピット、さらにアドレス信号などのプリフォーマットなどが形成されている必要がある。
<記録層>
記録層は、レーザ光の照射により何らかの光学的変化を生じさせ、その変化により情報を記録できるものであって、この記録層中には本発明の色素が含有されていることが必要で、記録層の形成にあたって本発明の色素を1種、又は2種以上の組み合わせで用いても良い。さらに、本発明の前記色素は光学特性、記録感度、信号特性などの向上の目的で他の有機色素及び金属、金属化合物と混合又は積層化して用いても良い。有機色素の例としては、ポリメチン色素、ナフタロシアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、クロコニウム系、ピリリウム系、ナフトキノン系、アントラキノン系(インダンスレン系)、キサンテン系、トリフェニルメタン系、アズレン系、テトラヒドロコリン系、フェナンスレン系、トリフェノチアジン系染料、及び金属錯体化合物などが挙げられ、前記の色素を単独で用いても良いし、2種以上の組み合わせにしても良い。
また、前記色素中に金属、金属化合物、例えばIn、Te、Bi、Se、Sb、Ge、Sn、Al、Be、TeO2、SnO、As、Cd等を分散混合あるいは積層の形態で用いることもできる。さらに、前記色素中に高分子材料、例えばアイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル系樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴム等の種々の材料、もしくはシランカップリング剤等を分散混合しても良いし、あるいは、特性改良の目的で安定剤(例えば遷移金属錯体)、分散剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤等と一緒に用いることができる。
記録層の形成方法としては、蒸着、スパッタリング、CVDまたは溶剤塗布などの通常の手段によって行なうことができる。塗布法を用いる場合には前記染料等を有機溶剤等に溶解して、スプレー、ローラーコーティング、ディッピング及びスピンコーティング等の慣用のコーティング法によって行なわれる。
用いられる有機溶媒としては、一般にメタノール、エタノール、イソプロパノール、などのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、四塩化炭素、トリクロロエタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族類、メトキシエタノール、エトキシエタノール等のセロソルブ類、ヘキサン、ペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素類等が挙げられる。
記録層の膜厚は、100Å〜10μm、好ましくは200Å〜2000Åが適当である。
<下引き層>
下引き層は、(a)接着性の向上、(b)水又はガスなどのバリアー、(c)記録層の保存安定性の向上、(d)反射率の向上、(e)溶剤からの基板や記録層の保護、(f)案内溝、案内ピット、プレフォーマット等の形成、等を目的として使用される。
(a)の目的に対しては、高分子材料例えば、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル系樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴム等の種々の高分子化合物、及びシランカップリング剤等を用いることができ、(b)及び(c)の目的に対しては、前記高分子材料以外に無機化合物、例えば、SiO、MgF、SiO2、TiO、ZnO、TiN、SiN等があり、さらに金属又は半金属例えば、Zn、Cu、Ni、Cr、Ge、Se、Au、Ag、Al等を用いることができる。また、(d)の目的に対しては金属、例えばAl、Au、Ag等や、金属光沢を有する有機薄膜、例えば、メチン染料、キサンテン系染料等を用いることができ、(e)及び(f)の目的に対しては、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。
下引き層の膜厚としては0.01〜30μm、好ましくは、0.05〜10μmが適当である。
<金属反射層>
金属反射層は、単体で高反射率の得られる腐食されにくい金属、半金属等が挙げられ、材料例としてはAu、Ag、Cr、Ni、Al、Fe、Sn等が挙げられるが、反射率、生産性の点からAu、Ag、Alが最も好ましく、これらの金属、半金属は単独で使用しても良く、2種の合金としても良い。
膜形成法としては蒸着、スッパタリング等が挙げられ、膜厚としては50〜5000Å、好ましくは100〜3000Åである。
<保護層、基板表面ハードコート層>
保護層及び基板表面ハードコート層は、(a)記録層(反射吸収層)を傷、ホコリ、汚れ等から保護する、(b)記録層(反射吸収層)の保存安定性の向上、(c)反射率の向上、等を目的として使用される。これらの目的に対しては、前記下引き層に示した材料を用いることができる。また、無機材料として、SiO、SiO2等も用いることができ、有機材料としてポリメチルアクリレート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、セルロース、脂肪族炭化水素樹脂、天然ゴム、スチレンブタジエン樹脂、クロロプレンゴム、ワックス、アルキッド樹脂、乾性油、ロジン等の熱軟化性、熱溶融性樹脂も用いることができる。
前記材料のうち保護層又は基板表面ハードコート層に最も好ましい例としては生産性に優れた紫外線硬化樹脂である。保護層又は基板表面ハードコート層の膜厚は0.01〜30μm、好ましくは0.05〜10μmが適当である。本発明において、前記下引き層、保護層及び基板面ハードコート層には、記録層の場合と同様に安定剤、分散剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、可塑剤等を含有させることができる。
<保護基板>
保護基板は、この保護基板側からレーザ光を照射する場合、使用レーザ光に対し透明でなくてはならず、単なる保護板として用いる場合透明性は問わない。使用可能な基板材料としては前記の基板材料と全く同様であり、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等のプラスチック、又はガラス、セラミック、あるいは金属等を用いることができる。
<接着材、接着層>
2枚の記録媒体を接着できる材料なら公知のものが使用でき、生産性を考えると、紫外線硬化型もしくはホットメルト型接着剤が好ましい。
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
実施例1
基板溝深さ(d1)=1750Å、溝半値幅(W1)=0.25μm、トラックピッチ(Tr)=0.74μm、ウオブル周期32T相当、ウオブル振れ幅(W2)=25nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(I)を2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ900Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により金1100Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて7μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=900Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1750×32=56000
d2×m=900×32=28800
W1×m=0.25×32=8
W2/m=250/32=7.8
Tr×m=0.74×32=23.68
Figure 2007193938
実施例2
基板溝深さ(d1)=1950Å、溝半値幅(W1)=0.28μm、トラックピッチ(Tr)=0.70μm、ウオブル周期64T相当、ウオブル振れ幅(W2)=60nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(II)、(III)を重量比1:1にて2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ1050Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により銀1000Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて10μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=950Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1950×64=124800
d2×m=950×64=60800
W1×m=0.28×64=17.92
W2/m=600/64=9.4
Tr×m=0.7×64=44.8
Figure 2007193938
Figure 2007193938
実施例3
基板溝深さ(d1)=1550Å、溝半値幅(W1)=0.20μm、トラックピッチ(Tr)=0.74μm、ウオブル周期16T相当、ウオブル振れ幅(W2)=40nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(IV)をメチルシクロヘキサンに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ1100Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により金1000Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて10μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=860Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1550×16=24800
d2×m=860×16=13760
W1×m=0.2×16=3.2
W2/m=400/16=25
Tr×m=0.74×16=11.84
Figure 2007193938
比較例1
実施例1において、基板溝深さ、溝半値幅、トラックピッチは全く同様にし、ウオブル振れ幅が5nm相当で、ウオブル周期が180T相当でLPPカット幅が12水準振られた条件の基板を用いた以外は、実施例1と全く同様に記録媒体を形成した。
実施例4
基板溝深さ(d1)=1800Å、溝半値幅(W1)=0.22μm、トラックピッチ(Tr)=0.72μm、ウオブル周期32T相当、ウオブル振れ幅(W2)=30nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(V)を2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ1000Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により銀1000Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて10μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=950Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1800×32=57600
d2×m=950×32=30400
W1×m=0.22×32=7.04
W2/m=300/32=9.4
Tr×m=0.72×32=23.04である。
Figure 2007193938
実施例5
基板溝深さ(d1)=1850Å、溝半値幅(W1)=0.32μm、トラックピッチ(Tr)=0.74μm、ウオブル周期16T相当、ウオブル振れ幅(W2)=20nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(VI)、(VII)を重量比60:40にて2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ1050Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により銀1000Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて10μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=890Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1850×16=29600
d2×m=890×16=14240
W1×m=0.32×16=5.12
W2/m=200/16=12.5
Tr×m=0.74×16=11.84
Figure 2007193938
Figure 2007193938
実施例6
基板溝深さ(d1)=1700Å、溝半値幅(W1)=0.17μm、トラックピッチ(Tr)=0.74μm、ウオブル周期96T相当、ウオブル振れ幅(W2)=50nmの案内溝を有する厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート基板上に、下記化合物例(IV)をメチルシクロヘキサンに溶解した液をスピンナー塗布し、厚さ1100Åの有機色素層を形成し、次いで、スパッタ法により金1000Åの反射層を設け、更にその上にアクリル系フォトポリマーにて10μmの保護層を設けた後、厚さ0.6mmの射出成形ポリカーボネート平板基板をアクリル系フォトポリマーにて接着し記録媒体とした。なお、色素を成膜したときのランドとグルーブの段差(d2)=890Åであった。これを本発明の関係式に当てはめると以下のようである(表2に記載する)。
d1×m=1700×96=163200
d2×m=890×96=85440
W1×m=0.17×96=16.32
W2/m=500/96=5.2
Tr×m=0.74×96=71.04
Figure 2007193938
比較例2
実施例5において、基板溝深さ、半値幅、トラックピッチは全く同様にし、ウオブル振れ幅が5nm相当で、ウオブル周期が190T相当でLPPカット幅が12水準振られた条件基板を用いた以外は、実施例5と全く同様に記録媒体を形成した。
<記録条件>
実施例1〜3及び比較例1で得た光記録体に、発振波長635nm、ビーム径0.9μmの半導体レーザ光を用い、トラッキングしながらEFM信号(線速3.5m/sec.)をBottom Jitterが極小となるようなストラテジーと記録パワーで記録し、これらの記録位置を発振波長649nmの連続光0.3mWでBottom Jitterが8.0%となるようにイコライザーゲインを調整して再生し、そのときのPI Errorを測定した。
また、比較例1のディスクに関しては、LPPb値がそれぞれ0.12、0.20、0.36近傍となるBandを選択し、記録ピックアップにてそのときのLPPブロックエラーレートも測定した。
また、実施例4〜6及び比較例2で得た光記録媒体に、発振波長657nm、ビーム径0.85μmの半導体レーザ光を用い、トラッキングしながらEFM信号(線速3.5m/sec.)をBottom Jitterが極小となるようなストラテジーと記録パワーで記録し、これらの記録位置を発振波長649nmの連続光0.3mWでBottom Jitterが8.0%となるようにイコライザーゲインを調整して再生し、その時のPI Errorを測定した。
また、比較例1のディスクに関しては、LPPb値がそれぞれ0.12、0.22、0.36近傍となるBandを選択し、記録ピックアップにてそのときのLPPブロックエラーレートも測定した。結果を表1に示す。
Figure 2007193938
Figure 2007193938
本発明の通常の追記型光記録媒体の構成を表わす図である。 本発明のCD−R用光記録媒体の構成を表わす図である。 本発明のDVD−R用光記録媒体の構成を表わす図である。
符号の説明
1 基板(第1基板)
2 記録層(有機色素層)
3 下引き層
4 保護層
5 ハードコート層
6 金属反射層
7 保護基板(第2基板)
8 接着層

Claims (9)

  1. 案内溝を有する基板上に記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設けてなる追記型DVDの光記録媒体であって、
    前記記録層として記録再生波長±5nmの波長域の光に対する記録層単層の屈折率nが1.5≦n≦3.0であり、消衰係数kが0.02≦k≦0.2である有機色素膜を有し、
    前記案内溝が基本クロック長Tを0.133μmとした周期4T〜96Tのウオブルを有し、該案内溝深さが1000Å〜2500Åであり、該案内溝幅の半値幅で0.18〜0.40μmであり、トラックピッチが0.64μm〜0.8μmであり、
    該案内溝深さd1(Å)とウオブル周波数m(T)としたとき、4000≦d1×m≦240000であることを特徴とする光記録媒体。
  2. ウオブル振幅Woとプッシュプル振幅PPとの割合(Wo/PP)が0.1≦Wo/PP≦0.4の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の光記録媒体。
  3. 前記記録層の有機色素が、金属キレート色素、ポリメチン色素、スクアリリウム色素、アザアヌレン系色素のいずれかを、少なくとも一種含有していることを特徴とする請求項1または2に記載の光記録媒体。
  4. 前記記録層の金属キレート色素が、アゾ金属キレート色素、ホルマザン金属キレート色素、ジピロメテン金属キレート色素のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光記録媒体。
  5. 前記記録層の金属キレート色素の金属が、ニッケル、銅、コバルト、マンガン、酸化バナジウムであることを特徴とする請求項3又は4に記載の光記録媒体。
  6. 前記記録層のポリメチン色素がトリメチンシアニン色素であり、アザアヌレン系色素がテトラアザポルフィリン色素であることを特徴とする請求項3に記載の光記録媒体。
  7. 前記記録層の分解開始温度が、360℃以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光記録媒体。
  8. 反射層が必要な場合の反射層が、金、銀、アルミニウム、又はこれらを主成分とした他の金属との合金であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光記録媒体。
  9. 記録波長が600〜720nmであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の光記録媒体。
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