JPS62285247A - 熱伝導率異方性光デイスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、レーＩＪ”光照射にＪ、ってヒート・モード
記録を行なうヒート・モード型光ディスク基板に関する
ものである。

〔従来の技術〕

近年、レーザ光を用いてμｍ径程度の記録ピットを読み
出し、或いは記録する光ディスク技術が活発に研究され
る状況になって来た。

一般に、光ディスクはレーデ・ビデオディスク。

コンパクト・ディスク等の読み出し専用型とニーＩアが
任意の記録を行なえる記録可能型に２分される。前者は
あらかじめ記録ピットの凹凸を形成した金型によりイン
ジェクション成型され、反射膜を設けたもので、記録は
行なえない光ディスクである。後者は、記録が可能であ
るが消去は不可能である追記型（ｗｒｉｔｅ　ｏｎｃｅ
）と記録消去が可能な相変態型書換え光ディスク、光磁
気型組換え光ディスクに細分される。

そして、前者の読み出し専用ディスクでは、再生用シー
１トパワーは通常０．２ｍｗ以下と出力が小さいため基
板に対して、レーデ光は熱的ダメージを与えることは希
である。ところが、後者の記録可能型光ディスクにおい
ては、記録、或いは浦人が主として熱モードで行なわれ
る為に、１０ｍｗ前後の高パワー・レーザが用いられ、
基板に対してかなりの熱負荷、サイクルが生じる。この
ために、基板表面にＳ、０２を始めとするコーティング
を行なうことによってこれを柔らげる方策もωＩ究開発
されて来た。

ところが、従来の技術によって作製された基板は、面内
方向で熱的流れが均一であるため、レーデ光の出力が大
ぎくなり、かつ記録ピットの小径化が望まれる際、多く
の問題を抱えることが明らかになって来た。

第６図は従来の光ディスクＪＪ板を用いて構成した記録
可能型光ディスクの概念図を、かつ第８図は第６図のΔ
部の構成図を示づ。図中１１は光ディスク媒体を示し、
１２はトラック案内溝、１３は記録ピッ１−列を示ず。

１４は拡大した光ディスク媒体の構成における記録レー
ザ光、１５は集光レンズを示す。１６は記録用光ディス
ク基板、１７は熱記録層、１８はスペーナ、１９は張り
合わせ用基板、１１０は記録ピット、１１１はトラック
案内溝を各々あられしている。

第７図には従来の技術にＪ：る光ディスク１Ｊ板にレー
ザ光を照射した時の発熱による熱伝導の概念を示す。図
中、２１は基板、２２は記録層、２３はレー量ｆ光入射
方向を承り。２４は光ディスク円周方向の熱伝導、２５
は光ディスク半径方向の熱伝導、２６はディスク裏面方
向の熱伝導、２７は基板方向への熱伝導を各々示してい
る。２８は高温領域を示す。この図において高パワー・
レーデ光で記録を行なう時は、記録層２２に吸収されて
高温領域２８部に集中した熱エネルギーは高温領域２８
を中心として２４，２５．２６．２７方向へ伝導すると
同時に、記録層２２に熱変化（穴あき、変形、溶融によ
る相変化、結晶化）を生じ記録ピットを形成させる。通
常基板２１は照射レー←ア光波長域を吸収しないため、
発熱は全て記録層２２からの伝導によると考えて良い。

また、正確には記録層２２内の熱伝導を考える必要があ
るが、これも記録層２２が薄膜であるため無視できる程
疫に小さい。また、図中２６方向は他の方向がｖ１１体
中の拡散であるのに比べて気相中への熱拡散であり、２
４．２５＞＞２６．記録層２２内伝簿の条件を満たして
いる。

従来の技術による光ディスク塞板では第７図に示した様
に２４．２５方向は基板２１を構成する材料（例えばガ
ラス、アクリル等プラスチックス）で均一であるため、
熱伝導率が２４．２５方向でほぼ等しく、つまり熱伝導
は面内で均一であった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、熱伝導率が基板面内で均一であれば、記録ピ
ットを形成するための温度上昇効果は第９図ないし第１
１図に示す状態となる。ここにおいて、図中３１は基板
、３２は記録用トラック溝を示し、３３はレーｔア光照
射領域、３４は等温度線群を示り゛。

図から明らかなように従来の技術にＪ３４Ｊる光ディス
ク基板では、等−石線は対称であって、ディスク静止状
態に近い範囲では、記録ピットを大きくとる際には隣接
トラックへ記録ピットが拡がり、このために隣接するト
ラックとの幅（トラック・ピッチ）を充分にとらないと
、り（コスｉ−一り等を生じる原因となり、トラック密
度を最大限までつめることができない欠点を解決するこ
とができなかった。また、相変態型用換え光ディスクの
様に、記録材料の非晶←溶融←結晶の様な記録プロレス
では、レーザ加熱温度に対する冷却温度２時間比（クエ
ンチングレート）が媒体設計上重要になるが、これも、
上述の従来技術による光ディスク基板では、温度の均一
性のため、意図的な熱膜３１を行なうことは不可能であ
った。

本発明の目的はレーザによる記録あるいは消去の際の熱
の影響を少なくした熱特性の優れた光ディスク基板を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による光ディスク基板は記録部の円周方向と、半
径方向とに熱伝導率の異方性を持た「だ事を最も主要な
特徴とする。従来のディスク基板では面内の熱伝導率は
均一となっていたのに対し、本発明は、円周方向と半径
方向に熱伝導率の差を持たＵ゛るため、ディスク溝部を
良熱伝導性物質で構成あるいは熱記録層下部を良熱伝導
性薄膜でコーティングしたものである。

本発明で用いた良熱伝導性物質を以下の基準で選択した
。

（１）熱が逃げてヒートシンクとして動くこと。

（２）１０００人程度０薄膜化が出来、満ピッチ磐１μ
ｍのｆｉｌパターンが容易に出来ること。

（３）記録再生時に用いる近赤外光（８００ｎｍンに対
して、反射率が低く、透過率が高いこと。

そこで、光ディスク溝部を構成する薄膜材料としてアル
ミブ（あるいはり゛ファイア）、フッ化カルシウム（ホ
タル石）、ダイヤｒンド状カーボン（炭素膜）、ケイ素
、ケイ素系樹脂が選ばれる。

一方、記録層下部をコーティングする場合には、上記材
質の他に＾ｕ、Ａｇ、ｃｕ、　Ｎあるいはｐｔのようへ
金属でも使用することができる。これは記録層下部であ
るため、再生時の光照射の影響を考えなくて良いからで
ある。

次に、本発明による光ディスク繕板と従来の光ディスク
基板との差を、従来技術による光ディスク蓼板（第９図
ないし第１１図参照）と本発明の基板（第３図ないし第
５図参照）との熱分布により説明する。

第９図ないし第１１図の場合には、レーザ光が照射され
ビットが形成された時の熱分布は円周方向、半径方向と
も同じで、円心円状である。一方、本発明の場合には、
ディスク溝部を良熱伝導物質で形成しているため、半径
方向の熱分布は急峻になっている。なお、第３図におい
て、４１は基板、４２はトラック案内溝、４３はレーザ
照射領域、４４は等温度線群を示ず。

従って、隣接１−ラックとのピッチを最大限つめること
ができ、光ディスク基板の高密度化を図ることができる
。また、円周方向は、従来の光ディスク基板とほとんど
かわらない分布が得られる。

通常円周方向記録ビット密度は最小記録ビットによって
規定され、記録情報のコード変換等で、ビット孤立、ピ
ット無区ＩＩＯを最小に防ぐ様に設Ｊ１されるが、本発
明の光ディスク基板は長い記録ビットを記録する際にも
不用な熱ひろがりを避けることができるため、円周方向
記録密度をも向上さぜることができる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の第１の実施例を説明する図であって、
１は基板、２は良熱伝導性溝形成物質、３はトラック案
内溝、４はトラックランド部、５はスペーサ、６は張り
合わせ用基板、７は記録層である。そして、上記良熱伝
導性溝形成物質２は、トラックランド部４の溝部〈ディ
スク溝部）内に充填されている。

また、第１表に良熱伝導性溝形成物質２の材質としてダ
イＡアモンド状カーボン、アルミナ、フッ化カルシウム
、ケイ素、ケイ素系樹脂を用いて光ディスク基板を作製
した時の隣接トラック間りロストーク晶を測定した結果
を示した。

ここで、上記材質の必要条件は、（１）熱伝導性が高い
、（２）薄膜化、ぷ膜パターンの作製が８１Ｕ、（３）
近赤外光（８００ｒ１ｍ）に対して、反射率が低く、か
つ透過率も高いことであり、これにより、上記材料を選
んだ。上記（３）の叩出は、第１図において、上方から
レー暑ア光を照！＞Ｊするが、溝形成物質２の材で（が
Ｎや八〇のような金属であると、基板１と溝形成物質２
との界面で反射を起こしてしまう。通常、光ディスク書
込みヘッドの焦点、トラッキングはトラック案内溝３、
トラックランド部４の溝による反射光変化を基準にして
、サーボをかけているが、溝形成物質２にＮや＾Ｕを使
用りると、溝の有無が光ヘッドで識別できなくなってし
まうためである。理想的には、基板１と同等の光学特性
を示す材質が良いが、実施例ではこれを基準に選んだ。

上記クロストーク序は試験１−ラックの両側１〜ラツク
を仝部ベタに抜いた、つまり熱の最大に加わった状態に
した場合において、試験トラックの信号を再生した時の
両側からのＭれを測定したものであり、従来用いられて
いるポリカーボネートインジェクション基板の隣接］−
ラック間りロスト一りｍを１とした場合と比較した。そ
の結果、従来の光ｆイスク基板と比べるとクロス］・−
り計は大幅に抑制されており、本発明の効果が著しいこ
とがわかった。

ここで、隣接トラック間クロストークｍは、１゜６μｍ
トラックピッチ、溝内記録１両側トラックＤＣ記録済に
対するクロストークであり、がっ記録パ’７−　：　７
ｍＷ、２ＭＨｚ、Ｄｕ　ｔ　ｙ５０％。

回転数１８００　ｒ　ｌ）ｍ、記録再生線速度１０ｍ／
ｓｅａである。

第１表 （実施例２） 第２図は本発明の第２の実施例を示す図で、良熱伝導性
コート物？′ｊ８が記録層７の下にコートされている場
合である。張り合わせ用塁板６に１゜５間１のガラスを
用い、かつ良熱伝導性コート物質８をＡ１１０００人）
で構成し、記録を行った。

その結果、良熱伝導性ツー１−物貿８がない場合より、
溝間クロストークが減少し、同一クロストーク品を採用
すると、トラックピッチを減少させることが可能となっ
た。第２図の構成では記録層７の下側にコート物質８が
配置されており、光ビーム照射、光の影響がないため、
その材質としてＡｕ。

Ａｇ、　ｃｕ、　Ｍあるいはｐｔのような金泥類でも使
用可能である。

（発明の効果） 以上説明した様に本発明による熱伝導率異方性光ディス
ク基板は記録部の円周方向と半径方向間で異なった熱伝
導率を持つために、隣接トラックへ及ぼ１、ビットの記
録影響を大幅に少なくすることができる結果、トラック
ピッチを小さくして光ディスクの記録容量を増加させる
ことができる。

また、トラック溝部の円周方向の加熱については、通常
の尤ディスク基板と変わることな（、従って、通常の光
ディスク基板なみの記録感度を保つことができる。

更に、放熱性に優れた材質を用いるため、艮時間連続読
み出しのような基板温度上昇を防ぎ、記録ピットのエラ
ー化、消去にも効果がある。

特に、相変態型書換え光ディスク材料の様なノド晶結晶
転移を用いて記録層の変化温度域の余裕が小ざいものに
は、良熱伝導率のパターン、材質の選択によって自由に
熱パラメータを変化させ１″？る利点も合わせ持ってい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
本発明の第゛２の実施例を示す構成図、第３図ないし第
５図は本発明にＪ：る光ディスク基板の温度分布を示す
もので、第３図は等温度線図、第４図は半径方向の温度
分布線図、第５図は円周方向の温度分布線図、第６図は
従来技術による光ディスク媒体の斜視図、第７図は従来
技術による光ディスク基板の熱伝導方向を示す概念図、
第８図は第６図のＡ部の構成図、第９図ないし第１１図
は従来の光ディスク基板の温度分布を示ηもので、第９
図は等温度線図、第１０図は半径方向の４度分布線図、
第１１図【よ円周方向の温１１！分布腺図である。 ２・・・良熱伝導性溝形成物質、３・・・トラック案内
溝、４・・・トラックランド部、７・・・記録層、８・
・・良熱伝導性コート物質。 第１図 ２　良書ヘイ云ｆａＪ’汗杉〃（功ｉ屹３、トラッ案内
円清 ４　トラシフランド部 第３図　　　　　　第５図 １膚（ａｒｂｔ、） 第４図 一一一手径方間− 第１０図 −半径方向一

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光照射によってヒートモードの光記録を行
   なう光ディスクに用いる基板において、ディスク溝部を
   有する記録部の円周方向と半径方向とに熱伝導率の差を
   持たせたことを特徴とする熱伝導率異方性光ディスク基
   板。
2. （２）上記熱伝導率の差を持たせるためにディスク溝部
   を良熱伝導性物質で構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の熱伝導率異方性光ディスク基板。
3. （３）良熱伝導性物質として、アルミナ、フッ化カルシ
   ウム、ダイヤモンド状カーボン、ケイ素、ケイ素系樹脂
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   熱伝導率異方性光ディスク基板。
4. （４）上記熱伝導率の差を持たせるために記録部に良熱
   伝導性物質を密着して構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の熱伝導率異方性光ディスク基板。
5. （５）上記良熱伝導性物質として、銀、金、アルミニウ
   ム、銅金属およびアルミナ、フッ化カルシウム、ダイヤ
   モンド状カーボン、ケイ素、ケイ素系樹脂を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の熱伝導率異方
   性光ディスク基板。