JPH11273151A - 銀反射体を用いた記録可能な要素用の記録媒体 - Google Patents
銀反射体を用いた記録可能な要素用の記録媒体Info
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- JPH11273151A JPH11273151A JP10354998A JP35499898A JPH11273151A JP H11273151 A JPH11273151 A JP H11273151A JP 10354998 A JP10354998 A JP 10354998A JP 35499898 A JP35499898 A JP 35499898A JP H11273151 A JPH11273151 A JP H11273151A
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Abstract
顕著に改善された安定性及び諸特性を有する記録媒体を
提供する。 【解決手段】 透明基板と;該基板にわたる記録層と、
該記録層にわたりAgで形成され、窓マージン、反射
率、ジッター、安定性を顕著に改善するために約50゜
から120゜Cの範囲の温度で充分な時間熱処理により
変更された特性を有する反射層とからなる光ディスク。
Description
願された米国特許出願、”Improved Perf
ormance RecordingMedia Fo
r Recordable Element Usin
gGold Reflector”に関係する。この関
連する出願の開示をここに参考として引用する。
改善された性能を有するそのような要素を形成する方法
に関する。
ますます有力になってきている。光記録ディスクの一形
態はCD−R又は記録可能なコンパクトディスクと称さ
れる。光CDはこのCD−R媒体の一例である。典型的
にはこの種のディスクは透明な基板と、その上に形成さ
れた記録層と、記録層の上の反射層とを有する。記録層
は本質的にはある有機染料材料の混合物から作られる光
吸収材料であり、スピンコーティングにより形成され
る。CD−R用に使用される記録材料は米国特許第49
40618、5604004、52944671号、ヨ
ーロッパ特許出願0353393、カナダ国特許第20
05520号に記載されている。これらの参考文献に記
載されている商業的に有用な材料は厳しい要求を有す
る。これらの要求の一つは光安定性である。光CDは消
費者用の製品である故に、それは極端な環境に耐えなけ
ればならない。ディスクの安定性は主に記録層の性質と
反射層及びそれらの相互作用及び保護用オーバーコート
に依存する。上記の応用は優秀な光安定性を有するフタ
ロシアニン染料、フォルマザン(formazan)金
属化合物染料、シアニン染料を開示している。反射層は
貴金属性と光反射率により金又は金合金が通常選択され
る。CD−Rの特性はコンパクトディスクと同様に60
%以上の高反射率を有することを要求される。
ック基板を通過し、染料記録層に合焦され、それは染料
材料の分解温度まで加熱される。一方で基板の表面はま
た基板材料のガラス遷移温度付近まで加熱される。故に
染料材料の小さな部分は分解され、分解ガスは光吸収層
で発生する。それは染料/基板境界と同様に記録層の変
形を引き起こす。変形又はピットを有するこれらの領域
で反射率は変形を有さない領域より低く、記録層を通過
したものは反射層により反射され、マーク形成の処理を
更に増強する。マークはピットとして又は記録層の光学
的特性の変化として形成される。いずれにせよこれらの
変化の一部又は全部の結合はマークを形成し、それは合
焦された読み取りレーザービームにより読み返される。
記録は斯くして読み取りビームに関して比較的高い反射
率の背景上で比較的低い反射率のマークにより形成され
る。
用いられる。これは非常に高い安定性を有する貴金属で
あり、記録安定性に問題を引き起こすことはない。金の
代わりにアルミニウム、銀、銅のような高反射率を有す
る他の金属が用いられるときにはそれらが反応性であ
り、酸化物又は他の腐食性の層を形成するという問題を
有する。この型のディスクの記録安定性は時間にわたり
変化し、劣化する。しかしながら銀のような材料は金よ
りもずっと安価であり、それらを用いることは非常に望
まれている。また銀反射体は金より約5から7%高い反
射率を有する。
誤りなしに検出される能力に関係する。名目上同一に記
録された特徴からの遷移は特徴長さ及び形状、システム
ノイズでの若干の変動の故に同時に正確に読み返せな
い。これは検出時間の延長を招く。検出時間窓は分布が
時間窓内に完全に存在するように非常に狭い場合にはこ
れら全ての特徴を読み取りうる。他方で分布が遷移のあ
るものが窓の外で生ずるような幅広い場合にはそれらは
デコーディング誤りを生ずる。ジッターは全体のノイズ
の尺度であり、ガウス分布曲線として通常モデル化され
る検出時間の分布の変動の平方根である。検出時間の分
布は時間窓の正確に中央にはなく、それは狭い分布に対
してさえもデコーディング誤りの確率を増加する。窓マ
ージン(WM)はジッターとピークシフト含む全ての記
録された特徴の得られたパラメータである。ジッターと
ピークシフトが低いほどWmはより高い。WMはより高
いWmを有するディスクがより低いWmを有するものよ
り読み返しの成功の確率がより高い。また、より高いW
M有するディスクはより低いWMを有する(それ以外は
類似の)ものより広範な種類の読み取り機により読み返
されることが期待される。
W、ジッター、非線形性、反射率に関して顕著に改善さ
れた安定性及び諸特性を有する記録媒体を提供すること
にある。
で形成され、窓マージン、反射率、ジッター、安定性を
顕著に改善するために約50゜から120゜Cの範囲の
温度で充分な時間熱処理により変更された特性を有する
反射層とからなる改善された性能を有する記録可能な要
素により達成される。
な記録用ディスクの構造である。それはポリカーボネー
ト及び染料記録層20で作られた基板10を含む。記録
層はスピンコーティング技術を用いて堆積される。記録
層20上に銀で形成された反射層30が設けられる。反
射層の厚さは概略60から80nmである。図2は図1
の構造に類似であるが染料記録層と金属銀反射体との間
に金属の中間層25の付加的な層を有し、それはPd,
Au,Ni,Snからなり、又はGe−C−H,Si−
N及びInSnSb−O及び合金の透明な誘電性中間層
である。中間層の使用のより詳細な説明は1997年1
1月17日出願の米国特許出願 、”Record
able Optical Disks With M
etallicInterlayer”、1997年1
1月17日出願の米国特許出願 、”Record
able Optical Disks With D
ielectric Interlayer”に記載さ
れる。
囲気中のDCマグネトロンガン及び金属ターゲットを用
いたスパッタ堆積により堆積される。Ge−C−Hの薄
膜はArとCH4 雰囲気内のGeターゲットをスパッタ
堆積することにより調製され、Si−N薄膜はArとN
2 雰囲気内のSiターゲットをスパッタ堆積することに
より調製され、同様にInSnSb−OはArと酸素の
混合体雰囲気内のInSnSbターゲットをスパッタ堆
積することにより調製され、紫外線硬化ラッカーオーバ
ーコートは反射層上にスピンコートされる。これらのデ
ィスクは反射率(Rtop)、窓(ウインドウ)マージ
ン(MW)、ジッター、他の問題のパラメータをコダッ
クPCD600 6X書き込み/読み取り器を用いて
2.4m/秒でテストされた。ここでRtopは書き込
まれていないランドの反射率としてPCD−600によ
り測定された反射率である。Rtopは複屈折、ディス
クの溝構造、隣接するマーク及びトラックの影響の故に
実質的に真の反射率よりも小さい。
間層及び反射体の組合せを用いて調製された。Auは貴
金属であり、記録層用に長期間の安定性を提供する。金
属銀は金より高い反射率を有する。これらのディスクの
良度指数である窓マージンは銀反射体を有するディスク
に対する窓マージンの劇的な減少を示す。金反射体を用
いたディスクに対する窓マージン(WM)はほとんど変
化を示さない。故に銀反射体を用いたCD−Rディスク
は書き込まれた情報の適切な長期間の読み取り安定性を
提供しない。銀反射体を用いたディスクの性能のこのよ
うな劣化の理由はエイジング時間の関数として小さな
(3T)及び大きな(11T)マークジッターから理解
されうる。3Tマークジッターは減少する一方で、11
Tマークジッターはエイジング時間と共に増加する。金
属銀と色素記録層との間の境界での相互作用による可能
なマークの成長の現象が存在する。データの長期安定性
の改善は中間層の使用により達成された。この場合には
中間層のあるなしで加速エイジングテスト前に類似の窓
マージン及び性能パラメータが得られた。
能がディスクが熱処理された後に書き込まれる場合に劇
的に改善することは全く予想外に発見された。以下に示
されるように、本発明に用いられるディスクは就中ジッ
ター及びMW及びRtopのパラメータの改善が示され
る。本発明の重要な特徴の一つは記録要素の熱処理であ
る。熱処理は良く知られた技術のいずれによっても達成
されうる。例えば複数のディスクがスピンドル上に設け
られ、そのスピンドル及びディスクが空気オーブンに配
置される。空気オーブンの温度はあらかじめ設定され、
ディスクは所定の時間熱処理される。その後にスピンド
ル及びディスクはオーブンから除去され、室温に達する
まで冷却される。利点は一般により高い温度上昇及びよ
り長い時間で改善される。例えば70゜C以上の温度で
6時間以上の時間で顕著な改善がなされる。熱処理の時
間と温度はディスクの幾何形状と溝構造が顕著に変形し
ないためのポリカーボネート基板の可塑化(plast
erizing)により制限される。
を加速エイジングテストにかけることにより検査され、
それらは2つの条件:95゜C乾燥加熱;80゜C及び
85%RH加湿条件を用いて実施された。元のマークは
周期的繰り返しでのインキュベーションテストの後に読
み返された。ディスクは反射率(Rtop)、最適記録
パワー(ORP)、書き込みコントラスト、非線形性N
L(全ての特徴の中のピークシフトの最大差)Wm及び
ジッターのパラメータをコダックPCD600 6X書
き込み/読み取り器を含む自動テスト機を用いて2.4
m/秒でテストされた。CD記録スキームで18の特徴
が存在し、そのうちの9つがレーザー露光により形成さ
れ、マークと称され、残りの9つはレーザービームによ
り露光されず、ランドと称される。それらの露光時間は
検出窓幅(115.7ns)の倍数で表される。3T,
4T,5T,...,11Tマークがレーザーに検出窓
幅の3倍、4倍、5倍、等々で露光されることにより形
成される。マークはそれぞれ3M,4M,5M..,1
1Mとして割り当てられ、3Mは最小であり、11Mは
最大のマークである。同様にして3L,4L,5
L,...11Lとして割り当てられる9つのランドが
ある。S3M,S4M,等々は対応するマークのジッタ
ーである。S3L,S4L等々はマーク間の対応するラ
ンドのジッターである。例に示されているコントラスト
(C3 ,C11)及びジッター(S3M,S11M及びS
3L,S11L)は最小及び最大の特徴である。
のディスクは迅速なシーケンスで調製される。Ag反射
体の厚さは約80nmであり、UV硬化された保護ラッ
カーオーバーコートでオーバーコートされる。典型的な
対照標準ディスクの性能は表1の第2列に示される。
時間空気オーブンで加熱され、その後に空気中で普通に
冷却される熱処理にかけられた。ディスク性能は元のバ
ンドに隣接する新たなバンドに書き込まれることにより
決定された。熱処理後のディスク性能は表1の第3列に
示される。熱処理されたディスクがよりよい性能を有す
ることは明らかである。斯くして本発明により実施され
た改良の故にRtop、コントラスト,NL、ジッタ
ー、Wmの顕著な改善がなされた。
数である。低温度で熱処理がなされた場合には、より長
い時間が必要とされる。熱処理の温度及び時間がポリカ
ーボネート基板の可塑化により制限され、そのためにデ
ィスクの及び溝構造の幾何形状が顕著に変化する。加熱
の温度は50゜Cから120゜Cに選択され、処理の時
間は1から24時間まで変化されうる。図3は加熱温度
の関数としてディスクの窓マージンの改善を示す。これ
らのディスクは乾燥空気オーブンで16時間それぞれの
温度で加熱された。熱処理の故に窓マージンが顕著に改
善されたことは明白である。同様にRtop,コントラ
スト、NL、ジッターの改善も観察された。
ーの比較を示す。ディスクの性能は堆積の直後に測定さ
れた。マークとランドのジッターは図4に示される。次
にそれは18時間空気オーブンで95゜Cに熱処理さ
れ、次に普通に空気中で冷却される。このディスクの性
能は元のバンドに隣接する他のバンドの書き込み/読み
取りにより決定された。この熱処理されたディスクのジ
ッターは図4に含まれる。本発明によりなされた改善の
故にマークとランドのジッターが顕著に減少しているの
は明らかである。
発明により調製されたディスクは熱処理なしよりも高い
安定性を示した。図5はAg反射体を用いた4つのディ
スクA,B,C.Dに対して加速エイジング時間の関数
としての窓マージンを示す。ディスクAは熱処理されて
いない対照標準ディスクである。ディスクB,C,Dは
それぞれ70゜、85゜、95゜Cで空気オーブンで1
6時間加熱処理され、続いて空気中で普通に冷却され
た。これらのディスクは80゜C/85%RHで加速エ
イジングテストされ、その性能がある周期的な期間の後
に測定された。全てのディスクに対するデータは図5に
示されている。これはディスクB,C,DがディスクA
に比べてよりよい安定性を有することを示す。斯くして
本発明により作られた記録要素は対照標準のディスクよ
り顕著に優れたデータ安定性を有する。
定性は上記の1997年11月17日出願の米国特許出
願 、”Recordable Optical
Disks With Metallic Inter
layer”、1997年11月17日出願の米国特許
出願 、”Recordable Optical
Disks With Dielectric In
terlayer”に記載されるように反射体と染料記
録層との間に金属及び誘電体の中間層を用いることによ
り改善された。加速エイジングテストの前に中間層を用
いたディスクの性能(特にWM、ジッター)は中間層な
しのディスクと類似である。Ag反射体と中間層を有す
るディスクの性能と安定性は本発明に従って更に改善さ
れる。図6はAg反射体と0.5nmPd中間層を用い
た2つのディスクA,Bに対する加速エイジング時間の
関数として窓マージンを示す。ディスクAは更なる処理
はなされない対照標準である。その一方でディスクBは
ディスクAの構造と類似であるが、空気オーブンで24
時間85゜Cで加熱され、その後に空気中で通常に冷却
される処理をなされる。ディスクA,Bの両方は80゜
C/85%RHで加速エイジングテストをなされ、性能
は周期的な間隔で測定される。図6に見られるようにゼ
ロエイジング時間で本発明による改善の効果の故にWm
の顕著な改善が生じているのが明らかである。同様に熱
処理されたディスクBのWMも6週間の加速エイジング
時間に対して対照標準ディスクAのそれより顕著に高
く、ディスクBはディスクAに比べてより改善された安
定性を有することを示している。故に本発明により作ら
れた記録要素は対照標準ディスクより顕著に優れた安定
性を有する。
つのディスクA,Bに対する加速エイジング時間の関数
としてWMを示す。ディスクAは対照標準であり、ディ
スクBは16時間85゜Cで加熱処理をなされた。性能
を測定された後にディスクA,Bの両方は80゜C/8
5%RHで加速エイジングテストをなされ、性能は周期
的な間隔で測定される。エイジングディスクBはディス
クAに比べてより改善された安定性を有することを示し
ている。
れた安定性の更なる改善のためにAg−Pd,Ag−C
u,Ag−Niのような金属銀の安定な合金反射体が純
粋な銀の代わりに用いられる。2から5%のPd,C
u,又はNiを金属銀に添加する合金化は銀反射体の環
境的な安定性を増加することが見いだされている。更に
またディスク構造の安定性は金属銀又は銀合金をUV硬
化ラッカーでディスクをオーバーコーティングする前に
反射体層上にPd,Cr,Ni等々のような金属の薄い
保護層、又はGe−C−H,Si−N,InSnSb−
Oのような誘電体の薄層を用いて腐食/酸化から保護す
ることにより更に改善される。
て詳細に説明されてきたが、変更及び改善は本発明の精
神及び範囲内でなされうる。
ン、ジッター、非線形性、反射率で改善された性能を有
する。本発明により製造されたディスクは改善されたデ
ータ安定性を有する。金属銀は金よりも安価であり、デ
ィスクは実質的に低コストで製造されうる。
層と反射層との間の付加的な中間層を含む概略の断面図
である。
ィスクの窓マージンの改善を示す(ディスクは特定の温
度で乾燥空気中で16時間処理された)グラフである。
するエイジングの関数としてMWを示すグラフである
(熱処理は空気オーブンで70゜C、85゜C、95゜
Cで16時間なされた。一方で加速されたエイジングテ
ストは80゜C/85%RHの条件で実施された)。
2枚のディスクに対するエイジングの関数としてMWを
示すグラフである(ディスクは0.5nmPd中間層及
びAg反射層を有する)。
2枚のディスクに対するエイジングの関数としてMWを
示すグラフである(ディスクは3nmSn中間層及びA
g反射層を有する)。
Claims (3)
- 【請求項1】a) 透明基板と; b) 該基板上の記録層と、該記録層上にありAgで形
成され、窓マージン、反射率、ジッター、安定性を顕著
に改善するために約50゜から120゜Cの範囲の温度
で充分な時間熱処理により変更された特性を有する反射
層とからなる光ディスク。 - 【請求項2】 該記録層上に形成された中間層を含み、
該中間層は反射層と記録層との間の境界で記録層上に形
成された薄い金属の中間層であり、該薄い金属中間層は
Pd,Ni,Sn,Au,In,Te,Si,Ge及び
その合金からなる群から選択された材料を含む請求項1
記載の光ディスク。 - 【請求項3】 中間層を含み、該中間層は反射層と記録
層との間の境界で記録層上に形成されたAuを含む群か
ら選択された材料を含み、0.2nmから30nmの間
の範囲の厚さを有するよう選択された請求項1記載の光
ディスク。
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1998
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