JP4089868B2 - 光記録媒体および光記録方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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り、データ用追記光ディスク、追記型コンパクトディスクに用いられ、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−Ｖ、ＤＶＤ−Ｒに応用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ用追記型ディスクとしては、シアニン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、フタロシアニン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）が提案されている。
【０００３】
また、追記型コンパクトディスクとしては、シアニン色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、アゾ金属キレート色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）が提案されている。
【０００４】
さらに、ＤＶＤ−Ｒに係わるものとしては、シアニン色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｒ＆Ｄ Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．２：ＤＶＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅの開発、ＤＶＤ−Ｒ色素ディスクの基礎研究）、ＩＳＯＭ／ＯＤＳ（‘９６：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇｏｎ Ｄｙｅ ｍａｔｅｒｉａｌ Ｄｉｓｃ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ４．７ＧＢ）、ポリメチン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、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（特開平９−２６７５６２号公報、特開平９−３０９２６８号公報、特開平１０−８５６号公報等参照）、その他の色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（特公平７−５１６８２号公報、特開平１１−３４４９９号公報等参照）、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（特許第２７９１９４４号公報、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号公報等参照）、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（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１１−０４２８５８号公報、特開平１１−０４２８５８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号公報等参照）が提案されている。
【０００５】
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。記録容量の向上の要素技術は、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、半導体レーザの短波長化等の技術開発が必要である。
【０００６】
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体の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６３０ｎｍ〜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。従って、ＬＰＰはその記録材にあったカット幅をスタンパで微調整して（ＬＰＰｂ＝）０．１６〜０．３２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。
【０００７】
一方、記録材料は記録波長帯が６００ｎｍ〜７２０ｎｍで記録可能な材料が望まれるが有機色素メディアでは色素自体の吸収を利用して記録を行なうため、波長依存性が大きく広範囲な記録波長で記録を可能にすることは困難なことが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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ーを用いる追記型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、スタンパ作製時に於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。さらに、基板に形成された溝の壁の傾斜を最適化することで、記録パワーマージンが拡大され、記録機と合わせたシステムとしてよりマージンの大きいシステムとして構築を可能にするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等が検討した結果、トラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有する基板上に有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝に周波数４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であり、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、低エラー率なＤＶＤ追記型ディスクが得られる。
また、基板溝の傾斜を最適化することで、より記録パワーマージンが拡大できる。
即ち、高周波なウォブルフォーマットと有機色素の組み合わせと基板溝の傾斜最適化により本発明に至った。
【００１０】
上記課題は、本発明の（１）「基板上にトラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有し、有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝が、変調によりアドレスを付与すると共に基本クロック長Ｔを０．１３３μｍとした周期４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であることを特徴とする光記録媒体」により達成される。
【００１３】
本発明の光記録媒体は、基板上にトラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有し、有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝に周波数４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であり、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光記録媒体を作成する構成でなるものである。
なお、ここで定義するＴとは基本クロック周波数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、長さで定義すれば約０．１３３μｍであり、時間で定義すれば約３８ｎｓｅｃ．である。
【００１４】
色素を記録層として用いる場合、案内溝の壁の傾斜角は重要で９０゜に近く切り立った角度であると、記録の際のピット形成の横への広がりを抑制し、ジッタやエラーに悪影響を及ぼし、逆に傾斜角が６５゜より、小さくなると今度はピットが横へ広がりすぎて、クロストークの影響で、結果的にジッタやエラーに増加を招く。即ち、基板溝の壁の傾斜を６５〜８０゜とすることで、ジッタ、エラー率、変調度等が良好なことを確認し本発明に至った。
基板溝の壁の角度はＡＦＭやＳＥＭや種々の回折光を用いた測定器で測定することが可能であるが、本発明はＡＦＭによる溝プロファイルから接線を引き、溝の壁傾斜角を測定した。
【００１５】
通常、ウオブルの周波数帯は１５０Ｔ〜４００Ｔ相当が用いられている。この周波数帯であると、周波数変調にしろ、位相変調にしろデータの書き足しをする場合、ウオブルの周波数が低すぎて、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、データの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の信号振幅が小さすぎてはＬＰＰが良好に読み出せず、逆にＬＰＰが大きすぎると今度は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、ランドのカット幅を微細に制御しなくてはならない。
【００１６】
一方、高周波ウオブルにすれば、ＬＰＰは必要なく、ウオブルを変調して同期をとるため、ＬＰＰ方式のようにデータエラーが多発するような事態には至らない。
【００１７】
本発明に於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充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ＬＰＰｂ＝０．１６〜０．３２内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。
【００１８】
また、上記のフォーマットを有した基板の溝形状であるが、主に有機色素を溶剤塗工法にて記録層を形成するわけであるが、その場合の最適溝深さは１０００Å〜２５００Åであり、さらに好ましくは１５００Å〜２０００Åである。溝深さが１０００Å以下であるとプシュプル信号が充分にとれず、トラッキング制御ができず、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。更に、色素記録層を設けた場合の色素溝深さはウォブル周波数をｍ（Ｔ）とし、色素溝深さをｄ１としたときに１２００≦ｄ１×ｍ≦１６００００の範囲にあることが必要で、ｄ１×ｍが１２００を下回ると充分な差信号が得られず、記録再生時に充分なトラッキングが実施できず、ｄ１×ｍが１６００００を上回ると逆に発振してやはりトラッキングには好ましくなく、さらに上述のように転写限界から基板溝深さの限界もあり、実質的には１６００００を上回ることは出来ない。また、記録密度を４ＧＢ〜５ＧＢの容量を確保するためのトラックピッチは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０．１８〜０．４０μｍの幅で適用できる。
【００１９】
次に記録媒体の構成について、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６００ｎｍ〜７２０ｎｍ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。吸収極大波長は記録再生波長に対し、４０〜８０ｎｍ短波長であることが好ましく、４０ｎｍより小さいと吸収により、充分な反射率がとれず、８０ｎｍを越えると、記録感度が低下する。これは、記録再生波長である６００ｎｍ〜７２０ｎｍ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、充分な光学的変化得られにくいため、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。
【００２０】
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ある。上記に挙げた色素の熱分解特性であるが、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い。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なわれず、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。
【００２１】
（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２の構造（図２を２枚貼合わせたいわゆるエアーサンドイッチ、又は密着貼合わせ構造としてもよい）と図３からなるＣＤ−Ｒ用メディアの構造としてもよい。
【００２２】
（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基板とを記録層を介して接着剤で張り合わせた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／有機色素層／金属反射層／保護層／接着層／第２基板構造である。
【００２３】
《基板》
用いる基板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ー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。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、ポリイミドなどのプラスチック又は、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ても良い。
【００２４】
《記録層》
記録層はレーザー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するものであって、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、記録層の形成に当たって本発明の色素１種、又は２種以上の組み合わせで用いても良い。さらに、本発明の上記色素は光学特性、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る。
【００２５】
金属、金属化合物の例としてはＩｎ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂｅ、ＴｅＯ２、ＳｎＯ、Ａｓ，Ｃｄ、などが挙げられ、それぞれを分散混合あるいは積層の形態で用いることができる。
さらに、上記染料中に高分子材料、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、液状ゴムなどの種々の材料もしくはシランカップリング剤などを分散混合しても良いし、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、可塑剤などを一緒に用いることができる。
【００２６】
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上記染料などを有機溶剤に溶解して、スプレー、ローラーコーティグ、ディピング及び、スピンコーティングなどの慣用のコーティング法によって行なうことができる。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、シクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、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などのエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、四塩化炭素、トリクロロエタンなど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、などの芳香族類、メトキシエタノール、エトキシエタノールなどのセロソルブ類、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などの炭化水素類などが挙げられる。記録層の膜厚は１００Å〜１０μｍ、好ましくは２００Å〜２０００Åが適当である。
【００２７】
《下引き層》
下引き層は▲１▼接着性の向上、▲２▼水又はガスなどのバリアー、▲３▼記録層の保存安定性の向上、▲４▼反射率の向上、▲５▼溶剤からの基板の保護、▲６▼案内溝、案内ピット、プレフォーマットの形成などを目的として使用される。
【００２８】
▲１▼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、ビニル樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴムなどの種々の高分子化合物及び、シランカップリング剤などをを用いることができ、▲２▼及び▲３▼の目的に対しては、上記高分子材料以外に無機化合物、例えば、ＳｉＯ、ＭｇＦ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＮ、ＳｉＮなどがあり、さらに金属又は半金属例えば、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、などを用いることができる。又、▲４▼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、キサンテン系染料などを挙げることができ、▲５▼、▲６▼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。
【００２９】
《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などが挙げられるが、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、スッパタリングなどが挙げられ、膜厚としては５０〜５０００Å好ましくは１００〜３０００Åである。
【００３０】
《保護層、基板面ハードコート層》
保護層及び基板面ハードコート層は、▲１▼記録層(反射吸収層)を傷、ホコリ、汚れ等から保護する、▲２▼記録層(反射吸収層)の保存安定性の向上、▲３▼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。又、無機材料として、ＳｉＯ、ＳｉＯ２など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。上記材料のうち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。
【００３１】
《保護基板》
保護基板はこの保護基板側からレーザー光を照射する場合、使用レーザー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、ポリイミドなどのプラスチック又は、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。
【００３２】
《接着材、接着層》
２枚の記録媒体を接着出来る接着できる材料なら何でもよく、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。
【００３３】
【実施例】
《実施例１》
溝深さ１７５０Å、半値幅０．２５μｍ、トラックピッチ０．７４μｍ、ウオブル周波数３２Ｔ相当、基板溝の壁傾斜角７０゜の案内溝を有するバンド条件を有する厚さ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１１００Å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５μｍ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。
【００３４】
【化１】
【００３５】
《実施例２》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔II〕と〔III〕５０：５０重量比で混合した色素を用いたことと反射層を金とし、膜厚を１２００Åにしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００３６】
【化２】
【００３７】
【化３】
【００３８】
《実施例３》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔IV〕を用い、溶媒をエチルシクロヘキサンと２−メトキシエタノル混合溶媒にし、溝の壁傾斜角を６５゜にしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００３９】
【化４】
【００４０】
《実施例４》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔Ｖ〕の色素を用いたことと基板溝深さ１８５０Å、溝半値幅を０．２９μｍ、溝の壁傾斜角を８０゜にしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４１】
【化５】
【００４２】
《実施例５》
実施例４で化合物Ｎｏ．（Ｖ）の代わりに化合物（VI）と（VII）を４０：６０重量比で混合した色素を用いたこととウォブル周波数を１６Ｔ、溝の壁傾斜角を７０゜にしたこと以外は、実施例４と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４３】
【化６】
【００４４】
【化７】
【００４５】
《比較例１》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔IV〕を用い、溶媒をエチルシクロヘキサンと２−メトキシエタノル混合溶媒にしたことと溝の壁傾斜角を８７゜とした以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４６】
《比較例２》
実施例１において基板溝の壁傾斜角を６０゜の基板を用いたこと以外は実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４７】
＜記録条件＞
実施例１〜５及び、比較例１〜２で得た光記録媒体に発振波長６５７ｎｍ、ビーム径０．９μｍの半導体レーザー光を用い、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で、最適記録パワーの−２０％〜＋２０％のパワーを０．２ｍＷ間隔で記録し、その個所のＢｏｔｔｏｍ Ｊｉｔｔｅｒを測定して、記録パワーに対するＪｉｔｔｅｒという関係を求め、Ｊｉｔｔｅｒが１０％以下となる場合の記録パワーが中心記録パワーから±何％の記録パワーまでを許容できるかを求めた。
【００４８】
【表１】
以上の評価結果から比較例１〜２に比較して実施例１〜５では良好な記録パワー許容範囲が広く、本発明の効果が充分に示された。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、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ウォ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、記録特性の良好な、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となるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における通常の追記型光記録媒体を示した図である。
【図２】本発明におけるＣＤ−Ｒ用の媒体構成を示した図である。
【図３】本発明におけるＤＶＤ−Ｒ用の媒体構成を示した図である。
【図４】本発明の基板溝の壁の傾斜角を示した図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 記録層
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
８ 接着層
【発明の属する技術分野】
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り、データ用追記光ディスク、追記型コンパクトディスクに用いられ、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−Ｖ、ＤＶＤ−Ｒに応用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ用追記型ディスクとしては、シアニン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、フタロシアニン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）が提案されている。
【０００３】
また、追記型コンパクトディスクとしては、シアニン色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、アゾ金属キレート色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）が提案されている。
【０００４】
さらに、ＤＶＤ−Ｒに係わるものとしては、シアニン色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｒ＆Ｄ Ｖｏｌ．６ Ｎｏ．２：ＤＶＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅの開発、ＤＶＤ−Ｒ色素ディスクの基礎研究）、ＩＳＯＭ／ＯＤＳ（‘９６：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇｏｎ Ｄｙｅ ｍａｔｅｒｉａｌ Ｄｉｓｃ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ４．７ＧＢ）、ポリメチン色素を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、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（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号公報等参照）、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（特開平９−２６７５６２号公報、特開平９−３０９２６８号公報、特開平１０−８５６号公報等参照）、その他の色素／金属反射層を記録材料として用いたもの（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号公報等参照）、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（特公平７−５１６８２号公報、特開平１１−３４４９９号公報等参照）、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（特許第２７９１９４４号公報、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号公報等参照）、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（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１１−０４２８５８号公報、特開平１１−０４２８５８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号公報等参照）が提案されている。
【０００５】
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。記録容量の向上の要素技術は、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、半導体レーザの短波長化等の技術開発が必要である。
【０００６】
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体の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６３０ｎｍ〜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。従って、ＬＰＰはその記録材にあったカット幅をスタンパで微調整して（ＬＰＰｂ＝）０．１６〜０．３２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。
【０００７】
一方、記録材料は記録波長帯が６００ｎｍ〜７２０ｎｍで記録可能な材料が望まれるが有機色素メディアでは色素自体の吸収を利用して記録を行なうため、波長依存性が大きく広範囲な記録波長で記録を可能にすることは困難なことが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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ーを用いる追記型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、スタンパ作製時に於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。さらに、基板に形成された溝の壁の傾斜を最適化することで、記録パワーマージンが拡大され、記録機と合わせたシステムとしてよりマージンの大きいシステムとして構築を可能にするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等が検討した結果、トラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有する基板上に有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝に周波数４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であり、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、低エラー率なＤＶＤ追記型ディスクが得られる。
また、基板溝の傾斜を最適化することで、より記録パワーマージンが拡大できる。
即ち、高周波なウォブルフォーマットと有機色素の組み合わせと基板溝の傾斜最適化により本発明に至った。
【００１０】
上記課題は、本発明の（１）「基板上にトラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有し、有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝が、変調によりアドレスを付与すると共に基本クロック長Ｔを０．１３３μｍとした周期４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であることを特徴とする光記録媒体」により達成される。
【００１３】
本発明の光記録媒体は、基板上にトラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有し、有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝に周波数４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であり、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光記録媒体を作成する構成でなるものである。
なお、ここで定義するＴとは基本クロック周波数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、長さで定義すれば約０．１３３μｍであり、時間で定義すれば約３８ｎｓｅｃ．である。
【００１４】
色素を記録層として用いる場合、案内溝の壁の傾斜角は重要で９０゜に近く切り立った角度であると、記録の際のピット形成の横への広がりを抑制し、ジッタやエラーに悪影響を及ぼし、逆に傾斜角が６５゜より、小さくなると今度はピットが横へ広がりすぎて、クロストークの影響で、結果的にジッタやエラーに増加を招く。即ち、基板溝の壁の傾斜を６５〜８０゜とすることで、ジッタ、エラー率、変調度等が良好なことを確認し本発明に至った。
基板溝の壁の角度はＡＦＭやＳＥＭや種々の回折光を用いた測定器で測定することが可能であるが、本発明はＡＦＭによる溝プロファイルから接線を引き、溝の壁傾斜角を測定した。
【００１５】
通常、ウオブルの周波数帯は１５０Ｔ〜４００Ｔ相当が用いられている。この周波数帯であると、周波数変調にしろ、位相変調にしろデータの書き足しをする場合、ウオブルの周波数が低すぎて、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、データの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の信号振幅が小さすぎてはＬＰＰが良好に読み出せず、逆にＬＰＰが大きすぎると今度は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、ランドのカット幅を微細に制御しなくてはならない。
【００１６】
一方、高周波ウオブルにすれば、ＬＰＰは必要なく、ウオブルを変調して同期をとるため、ＬＰＰ方式のようにデータエラーが多発するような事態には至らない。
【００１７】
本発明に於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充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ＬＰＰｂ＝０．１６〜０．３２内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。
【００１８】
また、上記のフォーマットを有した基板の溝形状であるが、主に有機色素を溶剤塗工法にて記録層を形成するわけであるが、その場合の最適溝深さは１０００Å〜２５００Åであり、さらに好ましくは１５００Å〜２０００Åである。溝深さが１０００Å以下であるとプシュプル信号が充分にとれず、トラッキング制御ができず、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。更に、色素記録層を設けた場合の色素溝深さはウォブル周波数をｍ（Ｔ）とし、色素溝深さをｄ１としたときに１２００≦ｄ１×ｍ≦１６００００の範囲にあることが必要で、ｄ１×ｍが１２００を下回ると充分な差信号が得られず、記録再生時に充分なトラッキングが実施できず、ｄ１×ｍが１６００００を上回ると逆に発振してやはりトラッキングには好ましくなく、さらに上述のように転写限界から基板溝深さの限界もあり、実質的には１６００００を上回ることは出来ない。また、記録密度を４ＧＢ〜５ＧＢの容量を確保するためのトラックピッチは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０．１８〜０．４０μｍの幅で適用できる。
【００１９】
次に記録媒体の構成について、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６００ｎｍ〜７２０ｎｍ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。吸収極大波長は記録再生波長に対し、４０〜８０ｎｍ短波長であることが好ましく、４０ｎｍより小さいと吸収により、充分な反射率がとれず、８０ｎｍを越えると、記録感度が低下する。これは、記録再生波長である６００ｎｍ〜７２０ｎｍ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、充分な光学的変化得られにくいため、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。
【００２０】
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ある。上記に挙げた色素の熱分解特性であるが、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い。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なわれず、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。
【００２１】
（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２の構造（図２を２枚貼合わせたいわゆるエアーサンドイッチ、又は密着貼合わせ構造としてもよい）と図３からなるＣＤ−Ｒ用メディアの構造としてもよい。
【００２２】
（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基板とを記録層を介して接着剤で張り合わせた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／有機色素層／金属反射層／保護層／接着層／第２基板構造である。
【００２３】
《基板》
用いる基板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ー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。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、ポリイミドなどのプラスチック又は、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ても良い。
【００２４】
《記録層》
記録層はレーザー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するものであって、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、記録層の形成に当たって本発明の色素１種、又は２種以上の組み合わせで用いても良い。さらに、本発明の上記色素は光学特性、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る。
【００２５】
金属、金属化合物の例としてはＩｎ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂｅ、ＴｅＯ２、ＳｎＯ、Ａｓ，Ｃｄ、などが挙げられ、それぞれを分散混合あるいは積層の形態で用いることができる。
さらに、上記染料中に高分子材料、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、液状ゴムなどの種々の材料もしくはシランカップリング剤などを分散混合しても良いし、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、可塑剤などを一緒に用いることができる。
【００２６】
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上記染料などを有機溶剤に溶解して、スプレー、ローラーコーティグ、ディピング及び、スピンコーティングなどの慣用のコーティング法によって行なうことができる。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、シクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、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などのエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、四塩化炭素、トリクロロエタンなど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、などの芳香族類、メトキシエタノール、エトキシエタノールなどのセロソルブ類、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などの炭化水素類などが挙げられる。記録層の膜厚は１００Å〜１０μｍ、好ましくは２００Å〜２０００Åが適当である。
【００２７】
《下引き層》
下引き層は▲１▼接着性の向上、▲２▼水又はガスなどのバリアー、▲３▼記録層の保存安定性の向上、▲４▼反射率の向上、▲５▼溶剤からの基板の保護、▲６▼案内溝、案内ピット、プレフォーマットの形成などを目的として使用される。
【００２８】
▲１▼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、ビニル樹脂、天然樹脂、天然高分子、シリコーン、液状ゴムなどの種々の高分子化合物及び、シランカップリング剤などをを用いることができ、▲２▼及び▲３▼の目的に対しては、上記高分子材料以外に無機化合物、例えば、ＳｉＯ、ＭｇＦ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＮ、ＳｉＮなどがあり、さらに金属又は半金属例えば、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、などを用いることができる。又、▲４▼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、キサンテン系染料などを挙げることができ、▲５▼、▲６▼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。
【００２９】
《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などが挙げられるが、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、スッパタリングなどが挙げられ、膜厚としては５０〜５０００Å好ましくは１００〜３０００Åである。
【００３０】
《保護層、基板面ハードコート層》
保護層及び基板面ハードコート層は、▲１▼記録層(反射吸収層)を傷、ホコリ、汚れ等から保護する、▲２▼記録層(反射吸収層)の保存安定性の向上、▲３▼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。又、無機材料として、ＳｉＯ、ＳｉＯ２など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。上記材料のうち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。
【００３１】
《保護基板》
保護基板はこの保護基板側からレーザー光を照射する場合、使用レーザー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、ポリイミドなどのプラスチック又は、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。
【００３２】
《接着材、接着層》
２枚の記録媒体を接着出来る接着できる材料なら何でもよく、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。
【００３３】
【実施例】
《実施例１》
溝深さ１７５０Å、半値幅０．２５μｍ、トラックピッチ０．７４μｍ、ウオブル周波数３２Ｔ相当、基板溝の壁傾斜角７０゜の案内溝を有するバンド条件を有する厚さ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１１００Å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５μｍ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。
【００３４】
【化１】
《実施例２》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔II〕と〔III〕５０：５０重量比で混合した色素を用いたことと反射層を金とし、膜厚を１２００Åにしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００３６】
【化２】
【化３】
《実施例３》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔IV〕を用い、溶媒をエチルシクロヘキサンと２−メトキシエタノル混合溶媒にし、溝の壁傾斜角を６５゜にしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００３９】
【化４】
《実施例４》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔Ｖ〕の色素を用いたことと基板溝深さ１８５０Å、溝半値幅を０．２９μｍ、溝の壁傾斜角を８０゜にしたこと以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４１】
【化５】
《実施例５》
実施例４で化合物Ｎｏ．（Ｖ）の代わりに化合物（VI）と（VII）を４０：６０重量比で混合した色素を用いたこととウォブル周波数を１６Ｔ、溝の壁傾斜角を７０゜にしたこと以外は、実施例４と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４３】
【化６】
【化７】
《比較例１》
実施例１で化合物Ｎｏ．〔Ｉ〕の代わりに化合物〔IV〕を用い、溶媒をエチルシクロヘキサンと２−メトキシエタノル混合溶媒にしたことと溝の壁傾斜角を８７゜とした以外は、実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４６】
《比較例２》
実施例１において基板溝の壁傾斜角を６０゜の基板を用いたこと以外は実施例１と全く同様に記録媒体を形成した。
【００４７】
＜記録条件＞
実施例１〜５及び、比較例１〜２で得た光記録媒体に発振波長６５７ｎｍ、ビーム径０．９μｍの半導体レーザー光を用い、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で、最適記録パワーの−２０％〜＋２０％のパワーを０．２ｍＷ間隔で記録し、その個所のＢｏｔｔｏｍ Ｊｉｔｔｅｒを測定して、記録パワーに対するＪｉｔｔｅｒという関係を求め、Ｊｉｔｔｅｒが１０％以下となる場合の記録パワーが中心記録パワーから±何％の記録パワーまでを許容できるかを求めた。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、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ウォ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、記録特性の良好な、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となるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における通常の追記型光記録媒体を示した図である。
【図２】本発明におけるＣＤ−Ｒ用の媒体構成を示した図である。
【図３】本発明におけるＤＶＤ−Ｒ用の媒体構成を示した図である。
【図４】本発明の基板溝の壁の傾斜角を示した図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 記録層
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
８ 接着層
Claims (1)
- 基板上にトラックピッチが０．６４μｍ〜０．８μｍである案内溝を有し、有機色素記録層を設けてなり、必要に応じて反射層を設け、更に必要に応じて保護層を設け、基板溝が、変調によりアドレスを付与すると共に基本クロック長Ｔを０．１３３μｍとした周期４Ｔ〜９６Ｔのウォブルを有する光記録媒体において、基板の溝深さが１０００Å〜２５００Åであり、溝幅が半値幅で０．１８〜０．４０μｍであり、基板溝の壁の傾斜が６５〜８０゜であることを特徴とする光記録媒体。
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| JP2001372323A JP4089868B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 光記録媒体および光記録方法 |
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- 2001-12-06 JP JP2001372323A patent/JP4089868B2/ja not_active Expired - Lifetime
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