JP2010134973A

JP2010134973A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2010134973A
Application number: JP2008307233A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nomura; 昭彦野村
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】青色レーザで有機色素記録膜に記録する光記録媒体で、良好な記録再生特性を得る。
【解決手段】基板１はグルーブを有する。反射膜は、基板１のグルーブが形成された面上に形成され、入射する記録光を反射する。下地膜３は、記録光により光学特性が変化する無機材料を用いて反射膜２上に形成される。また、記録膜４は、光によって情報が記録される有機材料を用いて、下地膜３上に形成される。
また、下地膜３に用いられる無機材料は、相変化材料であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光の照射によって情報の記録、消去、再生を行う光記録媒体に関するものである。特に本発明は、記録膜に有機色素膜を用いた追記型の光記録媒体に関する。

現在、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルヴァーサタイルディスク）に代表される光記録媒体は記憶容量、ランダムアクセス性、可搬性、価格等の理由から広く普及している。また、青色レーザを用いたＢＤ（ブルーレイディスク）も普及し始めている。光記録媒体には再生専用型、書き換え可能型、１回だけ記録が可能な追記型がある。その中でも追記型はＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等と呼ばれ、その価格の安さから普及が拡大している。

一般に追記型のＣＤ、ＤＶＤの記録膜にはレーザ光を吸収して物理的変化や化学反応をおこす有機色素記録膜が用いられる。一方、青色レーザを用いて記録するＢＤにおいては高速記録の容易さから無機記録膜を用いる追記型ディスクが先行して開発されている。しかしながら、ＣＤ、ＤＶＤからの技術の流用、コストメリット等を考慮して有機色素記録膜を用いた追記型ＢＤの検討も行われている。有機色素記録膜を用いた追記型ＢＤについて、例えば特開２００３−５９１０８号公報（特許文献１）に記載のものがある。

有機色素記録膜を用いた追記型ＢＤは、一般に、溝が形成された基板上に反射膜、記録膜、カバー層の順に形成され、カバー層側から記録再生用のレーザを入射する構成となる。また、レーザ入射面から遠い側の溝部に記録マークを形成し、記録マークの反射率が未記録部の反射率より高くなるような構成とすると、望ましい記録再生特性が得られる。このような記録方式は一般にＬＴＨ（Low to High）記録と呼ばれている。このような追記型ＢＤについては例えば特開２００７−２６５４１号公報（特許文献２）に記載のものがある。
特開２００３−５９１０８号公報特開２００７−２６５４１号公報

前述したようにＣＤ、ＤＶＤからの技術の流用、コストメリット等の面で有利なため、有機色素記録膜を用いた追記型ＢＤの検討が行われている。しかし、有機色素記録膜を用いた追記型ＢＤは、高速記録をした時に、良好な記録再生特性を得ることが難しいという問題点がある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、青色レーザで有機色素記録膜に記録する際に、良好な記録再生特性を得られる光記録媒体を提供することを目的とする。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するため、グルーブを有する基板（１）と、基板（１）のグルーブが形成された面上に形成され、入射する記録光を反射する反射膜（２）と、反射膜（２）上に、記録光により光学特性が変化する無機材料を用いて形成された下地膜（３）と、下地膜（３）上に、光によって情報が記録される有機材料を用いて形成された記録膜（４）とを備えることを特徴とする光記録媒体（Ｄ）を提供する。

本発明の光記録媒体によれば、青色レーザで有機色素記録膜に記録する際に、良好な記録再生特性を得ることができる。

以下、本発明の光記録媒体について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の光記録媒体の構成の一実施形態を示す図である。

＜光記録媒体の構成＞
図１を用いて本実施形態における光記録媒体について説明する。光記録媒体Ｄは、溝を有する基板１上に反射膜２、下地膜３、有機色素記録膜４、透明保護膜５、カバー層６を順次積層した構成となっている。

基板１の材料として例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体、ポリビニルクロライド、脂環式ポリオレフィン、ポリメチルペンテンなどの各種熱可塑性樹脂、各種放射線硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂が挙げられる。また、基板材料１の材料として、例えばソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラスなどのセラミックも挙げられる。特に、光学的複屈折、吸湿性の小ささ、成型の容易さ等の理由からポリカーボネート樹脂が好ましい。

基板１の厚みは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましく、特に０．９ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であることが好ましい。基板１にはグルーブとランドが形成されており、設けられたグルーブの深さは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、特に、３０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが好ましい。また、グルーブ幅Ｇとランド幅Ｌの比は、５０：５０から６０：４０の範囲であることが好ましい。ここで、グルーブは、基板１において、レーザ光の入射方向に対して凹部とする。

反射膜２は、光記録媒体Ｄに記録をする際に使用する波長４０５ｎｍのレーザにおいて８０％以上の反射率を得られる材料であることが好ましく、９０％以上の反射率を得られる材料であれば更に好ましい。そのような理由から、反射膜２の材料として例えば、Ａｇ、Ａｕ、及びこれらの金属に１種または複数の元素を添加した合金が挙げられる。中でも環境特性、コストを考慮して、ＡｇにＰｂ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂｉから選ばれる１種または複数の元素を添加した合金が好ましい。
反射膜２は光記録媒体Ｄの光学特性と熱特性の制御をする役割がある。反射膜２の膜厚は採用した材料ごとに反射率と記録特性双方が適切な状態となるように設定する必要がある。例えばＡｇＮｉＣｕ合金を用いた場合、反射膜２の膜厚は３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。

下地膜３の材料として例えば、ＢＤ規格を満足する仕様のレーザを用い、ＢＤ規格内の記録パワーでレーザ光を照射した時に、反射率等の光学特性が変化する無機材料であるＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＣｕＡｌＴｅＳｂなどの公知の相変化材料を用いることができる。また、高温高湿条件、光照射等の厳しい保存条件においても記録再生特性を維持するために、下地膜３の材料として、上記の材料にＴｉ、Ｉｎ等を添加した材料を用いても良い。
また、下地膜３の材料にはＢｉ、Ｓｎ、Ｔｅ等の融点が６００℃以下の金属の酸化物や窒化物、及び、融点が６００℃以下の金属を含む合金の酸化物や窒化物を用いても良い。これらの材料も、ＢＤ規格を満足する仕様のレーザを用い、ＢＤ規格内の記録パワーでレーザ光を照射した時に、光学特性が変化する無機材料である。このような材料として、例えば、ＧｅＢｉＮ、ＢｉＦｅＯ、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄなどが挙げられる。

有機色素記録膜４の材料は、記録再生に使用するレーザ光の波長に感光性がある必要がある。さらに、有機色素記録膜４の材料はレーザ光の照射により物理的変化あるいは化学反応することにより屈折率が変化する必要がある。そのような理由から、有機色素記録膜４の材料として例えば、シアニン色素、オキソノール色素、アゾ色素、フタロシアニン色素が挙げられる。これらの有機材料を例えばセロソルブアセテート、テトラフルオロプロパノール等の溶剤と混合した溶液を用い、スピンコート法などにより有機色素記録膜４を形成する。有機色素記録膜４の膜厚は１５ｎｍ以上２５ｎｍ以下が好ましい。

透明保護膜５の材料は使用するレーザの波長における透過率が８０％以上ある材料が好ましく、透過率が９０％以上あれば更に好ましい。透明保護膜５の材料として例えばＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＮなどの無機系の透明材料が挙げられる。他にも透明保護膜５の材料として例えばポリオレフィン系樹脂、石油樹脂などの透明樹脂が挙げられる。

カバー層６の材料としては接着剤が塗布されたポリカーボネートのシートや紫外線硬化樹脂などが挙げられる。

＜光記録媒体の製造方法＞
次に、本実施形態の光記録媒体Ｄの製造方法について述べる。
反射膜２、下地膜３、透明保護膜５を基板１上に積層する方法としては、公知の真空中での薄膜形成法が挙げられる。例えば、真空蒸着法（抵抗加熱型や電子ビーム型）、イオンプレーティング法、スパッタリング法（直流や交流スパッタリング、反応性スパッタリング）であり、特に、組成、膜厚のコントロールが容易であることから、スパッタリング法が好ましい。

また、真空漕内で複数の基板１を同時に成膜するバッチ法や、基板１を１枚ずつ処理する枚葉式成膜装置を使用しても良い。形成する反射膜２、下地膜３、透明保護膜５の膜厚の制御は、スパッタ電源の投入パワーと時間を制御したり、水晶振動型膜厚計で堆積状態をモニタリングしたりすることで容易に行える。

また、反射膜２、下地膜３、透明保護膜５の形成は、基板１を固定したまま、或いは移動、回転した状態のどちらでも良い。膜厚の面内の均一性に優れることから、基板１を自転させることが好ましく、さらに公転を組み合わせることがより好ましい。必要に応じて基板１の冷却を行うと、基板１の反り量を減少させることができる。
有機色素記録膜４は、例えば、シアニン色素、オキソノール色素、アゾ色素、フタロシアニン色素等の材料を、セロソルブアセテート、テトラフルオロプロパノール等の溶剤と混合した溶液を用いて溶解し、スピンコート法などにより形成する。有機色素記録膜４の膜厚の制御は、スピンコート時のディスクの回転速度や回転時間、色素材料を溶解した溶液の塗布量などを制御することで容易に行える。

また、カバー層６は、例えば、ポリカーボネートのシートを接着する方法、紫外線硬化樹脂をスピンコート法により塗布し、その後、紫外線照射により硬化させる方法などで形成する。

次に本実施形態に係る光記録媒体Ｄの実施例１〜実施例４、及び、比較例１〜比較例２について順次説明する。以下の実施例及び比較例では、波長が４０５±５ｎｍのレーザダイオード、ＮＡ＝０．８５の光学レンズを搭載したパルステック社製光ディスクドライブテスタ（ＯＤＵ−１０００）を用いて所定の情報を記録し、ジッタ及び変調度を評価した。記録はＢＤ規格１倍速（線速度４．９２ｍ／ｓ）とＢＤ規格２倍速（線速度９．８４ｍ／ｓ）で行った。また、ＢＤ規格１倍速での記録パワーは、ＢＤ規格により３ｍＷ〜６ｍＷと定められている。ＢＤ規格２倍速での記録パワーは、ＢＤ規格により３ｍＷ〜７ｍＷと定められている。それぞれのサンプルにおいて、ＢＤ規格内で最適な記録レーザパワーを導き、その記録レーザパワーで記録を行った。

（実施例１）
光記録媒体Ｄは、直径１２０ｍｍのポリカーボネート樹脂の基板１上に各膜を形成し、作製した。基板１にはトラックピッチが０．３２μｍでグルーブ、ランドが交互に形成されている。グルーブの深さは３７ｎｍであり、グルーブ幅Ｇとランド幅Ｌの比は、およそ５０：５０である。

まず、直流マグネトロンスパッタ法により、基板１の溝を有する面に、反射膜２をＡｇＮｉＣｕ合金で膜厚４０ｎｍ、下地膜３をＡｇＩｎＳｂＴｅで膜厚３ｎｍとして順次積層した。ＡｇＩｎＳｂＴｅは相変化材料である。
続いて、スピンコート法により、シアニン色素をテトラフルオロプロパノールに０．５ｗｔ％の濃度で溶解した溶液を用いて、膜厚１８ｎｍの有機色素記録膜４を形成した。
続いて、直流マグネトロンスパッタ法により、透明保護膜５をＺｎＳ−ＳｉＯ₂で膜厚２０ｎｍとして形成した。その後、アクリル系の紫外線硬化樹脂を接着剤として用いて、ポリカーボネートからなる厚さ０．１ｍｍのシートをカバー層６として、透明保護膜５の上に貼り付けて光記録媒体Ｄを作製した。

こうして製造した光記録媒体Ｄを用い、有機色素記録膜４の、基盤１のグルーブ上に形成された部分に記録した。この部分は、図１の記録・再生レーザ光の入射方向から見て凹状になっている部分である。
ＢＤ規格１倍速（線速度４．９２ｍ／ｓ）の条件で所定の情報を記録し、ジッタ値、変調度を測定したところ、ジッタ値６．４１％、変調度３８．７％であった。表１にこの結果を示す。さらに、ＢＤ規格２倍速（線速度９．８４ｍ／ｓ）の条件で所定の情報を記録し、ジッタ値、変調度を測定したところ、表１に示すとおり、ジッタ値７．７２％、変調度４２．１％であった。本実施形態ではＢＤ規格１倍速記録でのジッタが７％以下かつＢＤ規格２倍速記録でのジッタが８％以下の場合、良好な記録特性が得られたとする。この条件を満たした場合は、表中に「ＯＫ」を、満たさない場合は「ＮＧ」を記す。従って、本実施例の光記録媒体Ｄは、ＢＤ規格１倍速の記録だけでなく、ＢＤ規格２倍速の高速記録でも良好な特性が得られた。

（実施例２）
下地膜３の膜厚の材料をＧｅＢｉＮとした他は、実施例１と同様の光記録媒体Ｄを作製した。ＧｅＢｉＮは相変化材料ではないがレーザ光の照射によって光学的特性が変化する無機材料である。また、下地膜３の膜厚についても実施例１と同様に３ｎｍとした。
実施例１と同様の記録及び測定をしたところ、表１に示すとおり、ＢＤ規格１倍速の記録でジッタ値６．４１％、変調度３８．３％であり、ＢＤ規格２倍速の記録でジッタ値７．８６％、変調度４２．２％であった。従って、いずれの規格速度で記録した場合もジッタの条件を満足した。

（実施例３）
下地膜３の膜厚を２ｎｍとした他は、実施例１と同様の光記録媒体Ｄを作製した。実施例１と同様の記録及び測定をしたところ、表１に示すとおり、ＢＤ規格１倍速の記録でジッタ値６．３８％、変調度３８．０％であり、ＢＤ規格２倍速の記録でジッタ値７．９８％、変調度４１．１％であった。従って、いずれの規格速度で記録した場合もジッタの条件を満足した。

（実施例４）
下地膜３の膜厚を５ｎｍとした他は、実施例１と同様の光記録媒体Ｄを作製した。実施例１と同様の記録及び測定をしたところ、表１に示すとおり、ＢＤ規格１倍速の記録でジッタ値６．５５％、変調度４１．１％であり、ＢＤ規格２倍速の記録でジッタ値７．８０％、変調度４２．０％であった。従って、いずれの規格速度で記録した場合もジッタの条件を満足した。

（比較例１）
下地膜３を設けない以外は、実施例１と同様の光記録媒体Ｄを作製した。実施例１と同様の記録及び測定をしたところ、表１に示すとおり、ＢＤ規格１倍速の記録でジッタ値６．３５％、変調度３８．５％であり、ＢＤ規格２倍速の記録でジッタ値８．５３％、変調度４０．６％であった。ＢＤ規格１倍速の記録では７％以下のジッタが得られたものの、ＢＤ規格２倍速ではジッタが著しく悪化した。

（比較例２）
下地膜３の材料をＺｎＳ−ＳｉＯ₂とした他は、実施例１と同様の光記録媒体Ｄを作製した。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂は、レーザ光の照射によっても光学特性が変化しない無機材料である。実施例１と同様の記録及び測定をしたところ、表１に示すとおり、ＢＤ規格１倍速の記録でジッタ値７．３５％、変調度３２．９％であり、ＢＤ規格２倍速の記録でジッタ値８．７８％、変調度３６．１％であった。ＢＤ規格１倍速及びＢＤ規格２倍速のジッタが著しく悪化した。

下地膜２にレーザ光の照射により光学特性が変化する無機材料を用いた実施例１〜４は、ＢＤ規格１倍速記録でジッタ７％以下、ＢＤ規格２倍速記録でジッタ８％以下を満足し、高速記録でも良好な記録特性が得られた。一方で比較例１，２は、実施例に比べてジッタが悪化した。
このような結果から、比較例１，２のジッタが悪化した原因は、下地膜２を設けていなかったこと、または、下地膜２の材料が、ＢＤ規格を満足する仕様のレーザを用いて、ＢＤ規格内の記録パワーでレーザ光を照射しても光学特性が変化しない材料であったことが原因だとわかる。

実施例１〜４のように、下地膜３にＢＤ規格を満足する仕様のレーザを用い、ＢＤ規格内の記録パワーでレーザ光を照射した時に、光学特性が変化する無機材料を用いた場合は、記録後に下地膜３の反射率が向上することがジッタ良化の要因だと考えられる。また、このような無機材料は一般に融点が６００℃以下と低いため、レーザ光の照射により柔軟になり、有機色素記録膜４の形状変化を起こしやすくしていることもジッタ良化の要因と考えられる。

本発明は以上説明した各実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

本発明の光記録媒体の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１基板
２反射膜
３下地膜
４有機色素記録膜

Claims

グルーブを有する基板と、
前記基板の前記グルーブが形成された面上に形成され、入射する記録光を反射する反射膜と、
前記反射膜上に、前記記録光により光学特性が変化する無機材料を用いて形成された下地膜と、
前記下地膜上に、前記記録光によって情報が記録される有機材料を用いて形成された記録膜と
を備えることを特徴とする光記録媒体。
前記無機材料は相変化材料であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
前記無機材料は、融点が６００℃以下の金属の酸化物又は窒化物、あるいは、融点が６００℃以下の金属を含む合金の酸化物又は窒化物であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。