JPH10172181A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤプレーヤやＣＤ−ＲＯＭドライブ再生時
に安定したサーボ特性を得る。 【解決手段】 グルーブ６を有する基板１上に記録層２
と反射層３とを積層した光記録媒体であって、基板１と
記録層２との間に金属または合金よりなる薄膜層５を設
けたことを特徴とする。このように、基板１と記録層２
との間に金属または合金よりなる薄膜層５を設けたの
で、レーザーで記録層を照射して記録する際に、色素の
加熱分解により発生した熱の広がりを助け、レーザース
ポット周辺部の加熱されているが変質、分解までは至っ
ていない色素の変質、分解を起こしてピットの広がりを
助ける。これにより、再生信号のデビエーションを改善
することができ、安定したサーボ特性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光記録媒体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクトディスク（以下ＣＤと
略す）の規格に対応したＣＤ−Ｒ等の追記型の光ディス
クが開発され使用されるようになってきた。このＣＤ−
Ｒディスクは、スパイラル状のグルーブとランドを有し
たポリカーボネート等よりなる透明樹脂基板上に色素よ
りなる記録層を設け、その上に金等よりなる反射層、紫
外線硬化樹脂等よりなる保護層を設けて構成されてい
る。図３はその構造を示しており、１は基板、２は記録
層、３は反射層、４は保護層、６はグルーブ、７はラン
ドである。

【０００３】ＣＤ−Ｒへの記録は、信号をディジタル化
しＥＦＭ変調（Ｅｉｇｈｔ ｔｏＦｏｕｒｔｅｅｎ Ｍ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）して３Ｔ〜１１Ｔ（１Ｔの周期が
約２３０ｎｓ）に変換された信号に１１Ｔ信号を一定間
隔に付加した回転サーボ用等よりなる記録信号を用い
て、レーザーで記録層（色素）を照射し色素の加熱によ
る変質、分解及び分解時に発生する熱による基板の溶融
変形によるピットとしてディスク上に形成して行われて
いる。また、再生は、上記グルーブ内に記録されたピッ
トの有無による再生用レーザーの反射光量の変化を３Ｔ
〜１１Ｔの信号として検出し、復調することにより行わ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
ク上に記録された信号を再生すると検出された３Ｔ〜１
１Ｔの信号に各信号周期からの偏差（デビエーション）
が生じる。デビエーションは、基板の溝形状、色素や膜
厚、反射膜や保護膜の膜厚等に影響される。中でも特に
色素により大きく影響され、また記録時のレーザー照射
時間の長い信号（周期の長い信号）程影響が大きく、回
転サーボの動作が不安定となる等の不具合が発生する。

【０００５】したがって、この発明の目的は、ＣＤプレ
ーヤやＣＤ−ＲＯＭドライブ再生時に安定したサーボ特
性を得ることができる光記録媒体を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光記録媒
体は、グルーブを有する基板上に記録層と反射層とを積
層した光記録媒体であって、基板と記録層との間に金属
または合金よりなる薄膜層を設けたことを特徴とする。
このように、基板と記録層との間に金属または合金より
なる薄膜層を設けたので、レーザーで記録層を照射して
記録する際に、色素の加熱分解により発生した熱の広が
りを助け、レーザースポット周辺部の加熱されているが
変質、分解までは至っていない色素の変質、分解を起こ
してピットの広がりを助ける。これにより、再生信号の
デビエーションを改善することができ、再生時に安定し
たサーボ特性を得ることができる。特に、レーザー照射
時間の長い信号程発熱量が多いため改善効果が大きい。

【０００７】請求項２記載の光記録媒体は、請求項１に
おいて、薄膜層が、２〜２０ｎｍの厚さである。薄膜層
の厚さが２ｎｍより薄くなると前記効果が得られず、ま
た光記録媒体（ここではＣＤ−Ｒ）は、記録パワーが４
〜８ｍＷという規格があるため、２０ｎｍより厚くなる
と記録時にレーザーパワーが高くなる等の光記録媒体と
しての特性を損ねる。このため、薄膜層を２〜２０ｎｍ
の厚さとすることにより光記録媒体として適する。

【０００８】請求項３記載の光記録媒体は、請求項１に
おいて、薄膜層が、熱伝導率と膜厚の積を０．０４〜４
（×１０^-6Ｗ／Ｋ）とした。記録時の色素の分解熱は基
板側で高く十分な反射を得るため膜厚が厚く熱伝導率が
大きい反射層側で低い状態となるため、反射層によりレ
ーザースポット周辺部の色素を変質、分解する効果は小
さく、色素の分解熱の高い基板と色素との間に薄膜層を
設けかつ薄膜層による分解熱の広がりを制御することが
重要となるが、薄膜層の熱伝導率と膜厚との積が０．０
４〜４（×１０^-6Ｗ／Ｋ）の範囲にあるとき、再生され
た１１Ｔ信号のデビエーションが安定したサーボ特性を
得るのに必要な±６０ｎｓ以内となる。

【０００９】請求項４記載の光記録媒体は、請求項１に
おいて、記録層が、１００〜４００ｎｍの膜厚である。
記録層の厚さが１００ｎｍより薄くなると出力が小さく
なり、また４００ｎｍより厚くなると反射率が低下する
等光記録媒体としての特性を損ねるため、記録層を１０
０〜４００ｎｍの膜厚とすることにより光記録媒体とし
て適する。

【００１０】請求項５記載の光記録媒体は、請求項１に
おいて、記録層が、有機系色素よりなる。無機系色素
は、分解温度が高いため記録時のレーザーパワーが制限
され光記録媒体としての特性を損ねる。すなわち、無機
系色素は記録パワーが高く、ＣＤ−Ｒの記録パワーの規
格４〜８ｍＷでは色素の変質、分解が十分でなくピット
形成が難しい。これに対し、記録層を有機系色素とする
ことにより記録パワーが適切で光記録媒体として適す
る。

【００１１】請求項６記載の光記録媒体は、請求項５に
おいて、有機系色素が、フタロシアニン、ナフタロシア
ニン、ポルフィリン等の骨格をもつポルフィン類であ
る。一般にポルフィン類は、分子が平面状態で分子量が
大きいため、記録時に色素の変質分解物が軟化、溶融し
た基板に殆ど拡散、混合しない性質を有する。したがっ
て、記録層の有機系色素をポルフィン類として用いた光
記録媒体に請求項１のように薄膜層を設けることは、再
生信号のデビエーションを改善することに対して特に有
効である。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態の光記録媒
体を図１に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の
形態の光記録媒体の断面拡大図である。１は、透明樹脂
よりなる基板であり、一面にスパイラル状のグルーブ６
とランド７が設けられている。この基板１のグルーブ
６、ランド７上には、金属または合金よりなる薄膜層
５、色素よりなる記録層２、金等よりなる反射層３、紫
外線硬化樹脂等よりなる保護層４が順次設けられてい
る。

【００１３】基板１は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリオレフィン等のポリカーボネートと同等の特性を有
するもので形成される。記録層２は、無機系色素でもよ
いが有機系色素が有効である。これは無機系色素は分解
温度が高いため記録時のレーザーパワーが制限され光記
録媒体としての特性を損ねるのに対し、有機系色素は記
録パワーが適切で光記録媒体として適するためである。
有機系色素として、フタロシアニン、ナフタロシアニ
ン、ポルフィリン等の骨格をもつポルフィン類を用いる
ことができる。また、キノン系、アゾ系、カチオン系、
インドフェノール系、金属錯体等を用いて構成してもよ
い。これら色素は、溶液塗布、真空蒸着等により成膜し
て用いることができる。また、この記録層２の厚さは、
１００ｎｍより薄くなると出力が小さくなり、また４０
０ｎｍより厚くなると反射率が低下する等の光記録媒体
としての特性を損ねるため、１００〜４００ｎｍとす
る。保護層４は、高分子材料よりなる紫外線硬化樹脂で
形成される。

【００１４】反射層３は、反射率が高く湿気等耐環境性
に優れることから金（Ａｕ）が使用されている。金は金
属の中で熱伝導率が大きく、またＣＤ−Ｒ等として使用
する時レーザーの反射を十分に得るため７０ｎｍ程度以
上の厚さで形成される。また、Ａｕのほか、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉあるいはこれらの合金をス
パッタ、真空蒸着等で成膜して用いることができる。

【００１５】薄膜層５は、金属あるいは合金を真空蒸
着、スパッタ等で成膜して形成される。中でもＳｎ、Ｂ
ｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｂ等の金属あるいはＡｇ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ａｌ合金等の融点の低い材料が蒸着等による
薄膜形成時の基板１への負荷が小さく好ましい。また、
薄膜層５の厚さは２ｎｍより薄くなると効果がなく、ま
た２０ｎｍより厚くなると記録時のレーザーパワーが高
くなる等の光記録媒体としての特性を損ねるため、２〜
２０ｎｍとする。また、薄膜層５の熱伝導率と膜厚の積
を０．０４〜４（×１０^-6Ｗ／Ｋ）とする。

【００１６】上記のように構成された光記録媒体の記録
は、従来の技術に記載したようにレーザーで記録層２を
照射し色素の加熱による変質、分解及び分解時に発生す
る熱による基板１の溶融変形によるピットとしてディス
ク上に形成して行われている。また、再生はグルーブ６
内に記録されたピットの有無による再生用レーザーの反
射光量の変化を３Ｔ〜１１Ｔの信号として検出し、復調
することにより行われており、この際に検出された３Ｔ
〜１１Ｔの信号に各信号周期からデビエーションが生じ
る。このことは、次に述べるように色素により記録時の
ピット形成状態が異なるためと考えられる。

【００１７】シアニン系色素等の直鎖状構造で分子量の
小さな色素に於いては、まずレーザー照射により色素の
加熱による変質や分解が起こる。この分解による発熱に
より基板１が軟化、溶融し、直鎖状で分子量が小さくま
た分解して更に分子量の小さくなった色素が基板１に容
易に拡散、混合してピットが形成される。この時、レー
ザースポットは、中心部が高く周辺部が低いエネルギー
分布を持っているため、スポット周辺部では色素の加熱
は起こるが変質、分解までには至らない。しかし、レー
ザースポットのエネルギーの高い部分で起こった色素の
分解熱により基板１の軟化、溶融はその周辺まで及ぶ。
従って、記録されたピットは、レーザー照射による色素
の変質、分解範囲よりも大きく形成される。

【００１８】これらに対し、フタロシアニン系等ポルフ
ィン類の平面状構造で分子量の大きな色素に於いては、
上記と同様にレーザー照射により色素が加熱され変質、
分解及び分解熱による基板の軟化、溶融が起こるが、分
子の構造や分子量により変質、分解物の基板１への拡
散、混合が殆ど起こらない。従って、記録ピットは、レ
ーザー照射による色素の変質、分解だけで形成されるこ
ととなり、直鎖状で分子量の小さなシアニン系等の色素
に対しデビエーションが悪化する。

【００１９】そのため、上記のように基板１と色素の間
に金属または合金等の熱伝導の大きな薄膜層５を設ける
ことにより記録時に色素の加熱分解により発生した熱の
広がりを助け、レーザースポット周辺部の加熱されてい
るが変質、分解までは至っていない色素の変質、分解を
起こしてピットの広がりを助ける。これにより、再生信
号のデビエーションを改善することができる。また、レ
ーザー照射時間の長い信号程発熱量が多いため改善効果
が大きい。

【００２０】一方、反射層３は上記のように熱伝導率が
大きいため、色素の分解熱の伝導、拡散が早く、記録時
の分解熱は基板１側で高く反射層３側で低い状態とな
る。したがって、反射層３による上記レーザースポット
周辺部の色素を変質、分解する効果は小さい。このた
め、色素の分解熱の高い基板１と色素との間に薄膜層５
を設け、かつ薄膜層５による分解熱の広がりを制御する
ことが重要となる。つまり、薄膜層５の熱伝導率と膜厚
との積が０．０４〜４（×１０^-6Ｗ／Ｋ）の範囲にある
とき、再生された１１Ｔ信号のデビエーションが安定し
たサーボ特性を得るの必要な±６０ｎｓ以内となる。な
お、薄膜層５は、一種または複数の材料を積層して用い
ても同様の効果が得られることは云うまでもない。

【００２１】

【実施例】この発明の実施例について説明する。実施例
１では、直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍで、その一面
にグルーブ６の幅と深さ及びピッチがそれぞれ０．６μ
ｍ、７０ｎｍ及び１．６μｍのポリカーボネートよりな
る基板を用いた。この基板上に蒸着により厚さ６ｎｍの
Ａｌよりなる薄膜層を形成し、続けてフタロシアニン系
色素を蒸着して厚さ１６０ｎｍの記録層を設けた。この
上より金のスパッタ膜よりなる厚さ１００ｎｍの反射層
および紫外線硬化アクリル樹脂よりなる厚さ５μｍの保
護層を設けてディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率と
膜厚の積は、１．３３（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。

【００２２】実施例２では、薄膜層の厚さを１２ｎｍと
し、記録層の厚さを２５０ｎｍとして実施例１と同様に
してディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率と膜厚の積
は２．６６（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。実施例３では、
薄膜層としてＢｉを１０ｎｍの厚さに蒸着し、実施例１
と同様にしてディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率と
膜厚の積は、０．０８（×１０ ^-6Ｗ／Ｋ）である。

【００２３】実施例４では、薄膜層としてＳｎを５ｎｍ
の厚さに蒸着し、実施例１と同様にしてディスクを作製
した。薄膜層の熱伝導率と膜厚の積は０．３４（×１０
^-6Ｗ／Ｋ）である。実施例５では、薄膜層の厚さを１７
ｎｍとし、実施例４と同様にしてディスクを作製した。
薄膜層の熱伝導率と膜厚の積は、１．１４（×１０^-6Ｗ
／Ｋ）である。

【００２４】実施例６では、薄膜層の厚さを１０ｎｍと
し、記録層の厚さを２７０ｎｍとして実施例４と同様に
してディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率と膜厚の積
は、０．６７（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。実施例７で
は、薄膜層としてＺｎを８ｎｍの厚さに蒸着し、実施例
１と同様にしてディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率
と膜厚の積は、０．９０（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。

【００２５】実施例８では、薄膜層としてＣｕを３ｎｍ
の厚さに蒸着し、実施例１と同様にしてディスクを作製
した。薄膜層の熱伝導率と膜厚の積は、１．１８（×１
０^-6Ｗ／Ｋ）である。実施例９では、薄膜層として、Ａ
ｇ−Ｓｎ（２５ｗｔ％）合金を８ｎｍの厚さに蒸着し、
実施例１と同様にしてディスクを作製した。薄膜層の熱
伝導率と膜厚の積は、０．１１（×１０^-6Ｗ／Ｋ）であ
る。

【００２６】実施例１０では、薄膜層として、Ａｕ−Ａ
ｌ（２０ｗｔ％）合金を７ｎｍの厚さに蒸着し、実施例
１と同様にしてディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率
と膜厚の積は、０．１５（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。ま
た、上記実施例１〜１０と比較するため比較例１〜３の
ディスクを作製した。

【００２７】比較例１では、実施例１において、薄膜層
を除いて同様にディスクを作製し比較試料とした。その
構成は図３に示したものと同様である。比較例２では、
薄膜層としてＢｉを３ｎｍの厚さに蒸着し、実施例１と
同様にしてディスクを作製した。薄膜層の熱伝導率と膜
厚の積は、０．０２（×１０^-6Ｗ／Ｋ）である。

【００２８】比較例３では、薄膜層としてＣｕを１４ｎ
ｍの厚さに蒸着し、実施例１と同様にしてディスクを作
製した。薄膜層の熱伝導率と膜厚の積は、５．５０（×
１０ ^-6Ｗ／Ｋ）である。上記により作製したディスクを
パルステック製ＣＤ−Ｒテスターを用いて波長７９０ｎ
ｍ、線速度１．４ｍ／ｓｅｃで記録再生してデビエーシ
ョンを測定した。また、Ｉ・Ｏ ＤＡＴＡ製ＣＤ−ＲＯ
Ｍドライブ（ＴＸ４Ａ）、ソニー製ＣＤプレーヤー（Ｃ
ＤＰ−２７００）を用い再生状態を観察した。１１Ｔ信
号のデビエーション及び再生状態の結果を（表１）及び
図２に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】（表１）及び図２から、薄膜層の熱伝導率
との積が、０．０４〜４（×１０^-6Ｗ／Ｋ）の範囲にあ
る実施例１〜１０では、１１Ｔ信号のデビエーションが
±６０ｎｓ以内となり、再生時に安定したサーボ特性を
得ることができる。これに対して、薄膜層がない比較例
１、薄膜層の熱伝導率との積が、０．０４〜４（×１０
^-6Ｗ／Ｋ）の範囲にない比較例２，３では、１１Ｔ信号
のデビエーションが±６０ｎｓを満たさず、再生が不安
定となる。

【００３１】

【発明の効果】この発明の光記録媒体によれば、基板と
記録層との間に金属または合金よりなる薄膜層を設けた
ので、レーザーで記録層を照射して記録する際に、色素
の加熱分解により発生した熱の広がりを助け、レーザー
スポット周辺部の加熱されているが変質、分解までは至
っていない色素の変質、分解を起こしてピットの広がり
を助ける。これにより、再生信号のデビエーションを改
善することができ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＣＤ−プレ
ーヤーで再生時に安定したサーボ特性を得ることができ
る。

【００３２】請求項２では、薄膜層の厚さが２ｎｍより
薄くなると前記効果が得られず、また２０ｎｍより厚く
なると記録時にレーザーパワーが高くなる等の光記録媒
体としての特性を損ねるため、薄膜層を２〜２０ｎｍの
厚さとすることにより光記録媒体として適する。請求項
３では、記録時の色素の分解熱は基板側で高く十分な反
射を得るため膜厚が厚く熱伝導率が大きい反射層側で低
い状態となるため、反射層によりレーザースポット周辺
部の色素を変質、分解する効果は小さく、色素の分解熱
の高い基板と色素との間に薄膜層を設けかつ薄膜層によ
る分解熱の広がりを制御することが重要となるが、薄膜
層の熱伝導率と膜厚との積が０．０４〜４（×１０^-6Ｗ
／Ｋ）の範囲にあるとき、再生された１１Ｔ信号のデビ
エーションが安定したサーボ特性を得るのに必要な±６
０ｎｓ以内となる。

【００３３】請求項４では、記録層の厚さが１００ｎｍ
より薄くなると出力が小さくなり、また４００ｎｍより
厚くなると反射率が低下する等光記録媒体としての特性
を損ねるため、記録層を１００〜４００ｎｍの膜厚とす
ることにより光記録媒体として適する。請求項５では、
無機系色素は、分解温度が高いため記録時のレーザーパ
ワーが制限され光学記録媒体としての特性を損ねるた
め、記録層を有機系色素とすることにより記録パワーが
適切で光記録媒体として適する。

【００３４】請求項６では、有機系色素が、フタロシア
ニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン等の骨格をもつ
ポルフィン類であり、一般にポルフィン類は、分子が平
面状態で分子量が大きいため、記録時に色素の変質分解
物が軟化、溶融した基板に殆ど拡散、混合しない性質を
有する。したがって、記録層の有機系色素をポルフィン
類として用いた光記録媒体に請求項１のように薄膜層を
設けることは、再生信号のデビエーションを改善するこ
とに対して特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の光記録媒体の拡大断面
図である。

【図２】この発明の実施例及び比較例の薄膜層の熱伝導
率と膜厚の積と１１Ｔ信号デビエーションの関係を示し
たグラフである。

【図３】比較例の光記録媒体の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 記録層 ３ 反射層 ４ 保護層 ５ 薄膜層 ６ グルーブ ７ ランド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高瀬 良幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グルーブを有する基板上に記録層と反射
   層とを積層した光記録媒体であって、前記基板と前記記
   録層との間に金属または合金よりなる薄膜層を設けたこ
   とを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 薄膜層が、２〜２０ｎｍの厚さである請
   求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】 薄膜層が、熱伝導率と膜厚の積を０．０
   ４〜４（×１０^-6Ｗ／Ｋ）とした請求項１記載の光記録
   媒体。
4. 【請求項４】 記録層が、１００〜４００ｎｍの膜厚で
   ある請求項１記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】 記録層が、有機系色素よりなる請求項１
   記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 有機系色素が、フタロシアニン、ナフタ
   ロシアニン、ポルフィリン等の骨格をもつポルフィン類
   である請求項５記載の光記録媒体。