JPS63257931A - 情報記録媒体 - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度のレーザビームを用いての
情報の書き込みおよび／または読み取りか回旋な情報記
録媒体に関するものである。さらに詳しくは本発明は、
プレピットを有する上記情報記録媒体の改良に関するも
のである。

［発明の技術的背景コ 近年において、レーザ光等の高エネルギー密度のビーム
を用いる情報記録媒体か開発され、実用化されている。

この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・ディ
スク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止画像
ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・メモリ
などとして使用されている。

光ディスクは基本構造として、ガラス、合成樹脂などか
らなる円盤状の基板と、この上に設けられたＢｉ、Ｓｎ
、Ｉｎ、Ｔｅ等の全屈または半金属からなる記録層とを
有する。なお、記録層か設けられる側の基板表面には通
常、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向上ある
いは光ディスクの感度の向上などの点から、高分子物質
からなる中間層か設けられることが多い。

また、記録層を保護するためのディスク構造として、二
枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚の基板上に記録
層を設け、この二枚の基板を、記録層か内側に位置し、
かつ空間を形成するようにリング状内側スペーサとリン
グ状外側スペーサとを介して接合してなるエアーサンド
イッチ構造か提案されている。このようなエアーサンド
イッチ構造を有する光ディスつては、記録層は直接外気
に接することかなく、情報の記録、再生は基板を透過す
るレーザ光で行なわれるために、記録層か物理的または
化学的な損傷を受けたり、あるいはその表面に塵埃が付
着して情報の記録、再生の障害となることがないとの利
点がある。

光ディスクへの情報の書き込みおよび読み取りは、通常
は下記の方法により行なわれる。

情報の書き込みはレーザビームをこの光ディスクに照射
することにより行なわれ、記録層の照射部分がその光を
吸収して局所的に温度上昇し、物理的あるいは化学的な
変化（たとえば、ビットの生成）か生じてその光学的特
性を変えることにより情報か記録される。情報の読み取
りもまた、レーザビームを光ディスクに照射することに
より行なわれ、記録層の光学的特性の変化に応じた反射
光または透過光を検出することにより情報が再生される
。

上記のように光ディスクへの情報の書き込みおよび読み
取りは、通常ディスク表面の所定の位置にレーザビーム
を照射することにより行なわれている。

一方、光ディスクへの情報記録量の増加が強く望まれて
いるところから、ビットなどの記録部位の密度の増大が
図られている。そして、このような記録部位の密度の増
大により、レーザビームを正しく所定の位置に照射する
ことが困難になるため、最近ではレーザビームを案内し
て正確に照射子定位こをたどる（一般にトラッキングと
呼ばれる）ようにするために、トラッキング案内溝（プ
レグルーブ）あるいはトラッキング用のマーク（サーボ
ビット）かディスク表面に設けられることか多くなって
いる。前者のトラッキング案内溝をディスクに予め設け
る方法を連続溝方式、後者のトラックのところどころに
トラッキング用のマークをつける方法をサンプル・サー
ボ方式と言い、特に、最近、光学系や信号処理系か簡単
になる、あるいは焦点信号に案内溝の影響かてない等の
理由からサンプル・サーボ方式が注目されている。この
サンプル・サーボ方式のためのサーボビットの他に、セ
クター、アドレス、同期マークあるいはクロックビット
などを含めてプレピットと呼んている。そして、このサ
ーボビット以外のプレピットには、光ディスクへの情報
の書き込みおよび読み取りを行なうために必要な情報が
予め記録されている。

従来から、このようなプレピットは、書き込み、あるい
は読み取りに利用されるレーザの波長を考慮して、その
ピット深さを［入／４ｎｌ（但し、ｎは基板の屈折率、
入は使用するレーザの波長である。）とすることが、再
生信号の変調度が最良であることから一般的てあった。

一方、プレグルーブが設けられた情報記録媒体の場合は
、プレグルーブの変調度が入／　８　ｎの深さて最良で
あることから、プレピットの深さもこの値に合わせるこ
とが行なわれている。すなわち、プレグルーブとプレピ
ット深さが異なった値であると、プレグルーブを設ける
工程とプレピットを設ける工程の二工程が必要とな一す
、製造上コスト高となる等の理由からプレピットもその
深さを入／　８　ｎとする場合が多い。また、プレピッ
トの深さが入／　８　ｎであっても、実用上の信号は得
ることは可能である。

［発明の目的］ 本発明は、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上
に中間層を介して付設されたレーザによる情報の書き込
みおよび／または読み取りが可ｆｆｆｉな記録層からな
る製造方法が簡略化された情報記録媒体てあって、特に
プレピットの信号のコントラストが向上した情報記録媒
体を提供することを主な目的とするものである。

［発明の要旨］ 本発明は、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上
に中間塗布層を介して付設されたレーザによる情報の書
き込み乞よび／または読み取りか可能な記録層からなる
情報記録媒体において、該プレピット底部を被覆してい
る中間塗布層表面と該プレピットの側壁頂部を被覆して
いる中間塗布層表面との距ＡＩ（ａ）が、該基板の屈折
率（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込みまたは該記録
媒体からの情報の読み取りの際に使用するレーザ光の波
長（入）とに対して下記の条件：λ／　１０　ｎ≦ａ≦
３λ／　２０　ｎを満足することを特徴とする情報記録
媒体にある。

［発明の効果］ 本発明の情報記録媒体は従来の同種のプレピット付き情
報記録媒体に比較してプレピット部の信号のコントラス
トが顕著に向上している。

従って、本発明の情報記録媒体は従来の同種のプレピッ
ト付き情報記録媒体に比較して、信号の読み誤りか発生
ししなくなるため、必要な情報の読み取りが速くなり、
バッドセクター率も低下する。

［発明の詳細な記述］ プレピットは、第１図に示した逆台形な２の形状の断面
を有する溝からなるものであり、その寸法、形状などに
ついて、レーザ光の特性および基板の屈折率との関係に
おいて研究が進められており、特にピットの深さくｈ）
については、ｈ＝入／　４　ｎ ［ただし、λはレーザ光の波長、モしてｎは基板の屈折
率である。］を満足することが望ましｌ／Ｘことか既に
知られている。しかし、前記したようにｈ＝入／　８　
ｎであっても充分信号か得られるので、製造工程の短縮
を考慮して、プレピットおよびプレグルーブ共ｈ＝入／
　８　ｎの深さに設計された光ディスクも利用されてい
る。

本発明は、上記製造工程が短縮された、プレピットの深
さが入／　８　ｎタイプの情報記録媒体に関するもので
、特に信号のコントラストが向上した情報記録媒体を提
供することを目的としている０本発明者の研究によると
、例えば、上記の規定のｈ＝入／　８　ｎに従う深さの
プレピットを有する光ディスクを得ようとしても、その
プレピット上に中間塗布層を介して記録層を付設した光
ディスクでは、充分満足できる信号のコントラストが得
られないことが判明した。そして、その理由を更に研究
した結果、塗布法により光ディスクの表面に付設された
中間層はプレピットの底部と側壁頂部とで厚さか相違し
、その結果としてピットの深さが所定の深さよりも浅く
なってしまうためであることを見い出した。すなわち、
基板への中間層［例、接着層、断熱層、反射層、感度強
化層（ガス発生層）］は通常、スピンコード法などの塗
布法を利用して行なわれるが、そのような塗布法により
形成された塗布層は、プレピットの底部ては厚くなり、
一方側壁頂部では薄くなる。従って、その結果として必
然的にピットの深さが所定の深さよりも浅くなる。この
塗布層の厚さをプレピットの底部と側壁頂部とにおいて
互いに同一とすることは理論的には不可能といえないか
もしれないが、実際上においては不可源といってよい。

一方、本発明者は上記のような塗布法によって生しる基
板凸部と凹部とにおける塗布層の差異は塗布液の物性（
例、粘度）および塗布条件（例、塗布速度、塗布量）を
一定とすれば、一定寸法の凸部と凹部かうなる基板につ
いては高い再現性を示すことをも見い出した。

以上の知見に基づき、本発明者は、基板表面のプレピッ
ト上に塗布法により中間層を設ける場合には、そのプレ
ピットの深さａｔ（すなわち、プレピットを構成する凹
部の底面と凸部の頂面との間の距Ｒ１）を入／　８　ｎ
に一致させるのではなく、むしろ中間塗布層の凹部の底
面と凸部の頂面との距離を入／　８　ｎに一致させるよ
うに予めピット深さを調整した方が信号のコントラスト
を向上させるために有効であることを見い出し、前記の
本発明に到達したものである。

尚、本発明の言うプレピットとは、ディスクのブレーン
な平面に設けられたプレピットは勿論、プレグルーブと
プレグルーブとの間（ランド面）に設けられたプレピッ
ト等も含んでいる。

上記の入／　８　ｎに一致させるように予めピット深さ
を調整するに際し、塗布膜の厚さの再現精度を考慮する
と通常の塗布操作において１０％程度の膜厚誤差が発生
することは避けられず、一方その程度の誤差の発生は本
発明の効果を実質的に低下させるものではない。しかし
ながら、塗布を厳密な管理下におくことによって膜圧の
誤差を５％以内におさめるのが好ましい。

すなわち、本発明の情報記録媒体において該プレピット
底部を被覆している中間塗布層表面と該プレピットの側
壁頂部を被覆している中間塗布層表面との距離（ａ）か
、該基板の屈折率（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込
みまたは該記録媒体からの情報の読み取りの際に使用す
るレーザ光の波長（入）とに対して下記の条件二λ／１
０ｎ≦ａ≦３λ／２０ｎ 好ましくは、 入／　９　ｎ≦ａ≦λ／　７　ｎ 特に、好ましくは、 ２λ／　１７　ｎ≦ａ≦２λ／　ｌ　５　ｎを満足する
ものである。

そして、上記情報記録媒体を得るために、中間塗布層を
被覆しり前の該プレピットの底部の表面と該プレピット
の側壁頂部の表面との距離（ａｌ）か、該基板の屈折率
（ｎ）と該記録媒体への情報の書き込みまたは該記録媒
体からの情報の読み取りの際に使用するレーザ光の波長
（入）とに対して下記の条件： ５λ／３２ｎ≦ａ、≦７λ／３２ｎ を満足することか好ましい。

本発明の情報記録媒体の代表的な構成例を添付図面の第
１図に模式的に示した。すなわち、基板１１の上に中間
塗布層１２か塗布法により形成され、その上に記録層１
３が付設されている構成か最も一般的である。本発明に
て規定された関係式のにおける［ａｌは、第１図に示さ
れているようなプレピットの底部を被覆している中間塗
布層表面と該プレピットの側壁頂部を被覆している中間
塗布層表面との距離である。［ａ１］は基板に設けられ
たプレピットの深さを意味する。本発明の情報記録媒体
の使用に際して、情報の書き込みと読み出しは、基板を
通過するレーザ光により行なう。すなわち、第１図に示
された態様においては、レーザ光は下側から照射する。

本発明の情報記録媒体は、基板のプレピットの深さを従
来の寸法と相違する寸法とすること以外は従来より知ら
れているプレピット付き情報記録媒体と特に相違する点
はない。

本発明の情報記録媒体はたとえば下記の方法により製造
することかできる。

プレピット（プレグルーブがあっても良い）付き基板は
、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル系樹
脂などのプラスチック材料をモールディングして製造す
る方法、プラスチック板。

あるいはガラス板などの平面基板にプレピットを有する
樹脂層を端層させる方法などによって製造することがで
き、これらの方法は既に一般的に知られている。

本発明の情報記録媒体においては、プレピットの深さが
、基板の屈折率と、利用するレーザ光の波長との関係に
おいて同種の従来の情報記録媒体と相違する６本発明の
情報記録媒体のプレピットは、前記に示した（ａｌ）の
範囲内で従来の同種の情報記録媒体のプレピットよりも
深く形成される。

このようなプレピットの深さくａｌ）の範囲については
、以下のように決められた。

中間塗布層の形成に際して発生するプレピット底部と側
壁頂部との間の塗布層の厚さ変動は、塗布層の所定平均
厚さによっても変化するが１通常は２００〜４００オン
グストロームの範囲にある。従って、プレピットの深さ
の決定にあたって、類似した系における塗布層厚さ変動
の既知データを参照することができる。ただし、対象の
系について種々ピット深さを変化させた基板を予め調製
し、それぞれに所定の中間塗布層を形成したのち、塗布
層の所定部位間の寸法を測定し、前記に規定された（ａ
）の範囲の関係式との対応を見ながら、最も適したブレ
ビ・ント深さを決定することか好ましく、この方法によ
り高い精度で基板上のプレピットの深さくａ１）を決定
することかできる。

プレピットを有する基板表面への中間塗布層の形成は、
公知の塗布法により行なうことができる。公知の塗布法
の例としてはスピンコード法、ディップコート法などを
挙げることがてきる。

なお、塗布法により形成される中間層の例としては、接
着層、断熱層、反射層、感度強化層（ガス発生層）など
を挙げることができる。

中間塗布層が断熱層である場合には、例えばポリメチル
メタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、
スチレン・無水マレイン酸共重合′　体、ポリビニルア
ルコール、Ｎ−メチロール・アクリルアミド共重合体、
スチレン・スルホン酸共重合体、スチレン・ビニルトル
エン共重合体、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化
ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、ポ
リエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重
合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの高分子物質を
溶剤に溶解させた塗布液を用いて形成することができる
。

好ましくは、塩素化ポリエチレンもしくはニトロセルロ
ースを用いた塗布液であり、特に好ましくは、塩素化ポ
リエチレンである。

上記のように形成された塩素化ポリエチレン層により、
レーザビームの照射による熱エネルギーが記録層から基
板へ熱伝導によって損失するのを低減することがてき、
かつ塩素化ポリエチレン層の被照射部分からガスが発生
するため、ピットの形成が容易となり記録感度を高める
ことができる。

塩素化ポリエチレン層を設ける際、塩素化ポリエチレン
を溶剤に溶解させた塗布液の濃度はＯ０１〜０．４％の
範囲内に在ることが好ましい、この塗布液の濃度が０．
１％未満の場合は。

塩素化ポリエチレン層の感度強化層としての役割が低下
して好ましくない。また、０．４％を越える場合は、塩
素化ポリエチレンの塗布液を塗布する際、塗布ムラが出
来易くなり、このため同一ディスク上で感度のバラつき
が生じ、その結果としてジェッターが増大するので好ま
しくない。

中間塗布層の層厚（平均層厚）は、中間層に要求される
特性を考慮して決定されている。中間塗布層の層厚は通
常は１００〜１０００オングストロームの範囲にある。

中間塗布層の上には、記録層が設けられる。

記録層に用いられる材料の例としては、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ａｎ、Ｃｕ、Ｇｅ等の金属；Ｂｉ、Ａ
ｓ、Ｓｂ等の半金属；Ｇｅ、Ｓｉ等の半導体、およびこ
れらの合金またはこれらの組合せを挙げることができる
。また、これらの金属または半金属の硫化物、酸化物、
ホウ化物、ケイ素化合物、炭化物および窒化物等の化合
物：およびこれらの化合物と金属との混合物も記録層に
用いることができる。

記録層は、上記の記録材料を蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティングなどの方法によって中間塗布層上に
形成することができる。記録層は単層または重層でもよ
いが、その層厚は光情報記録に要求される反射率の点か
ら一般に１００乃至５５００オングストロームの範囲で
ある。

なお、基板の裏側（記録層が設けられる側とは反対側）
の表面には、耐傷性、防湿性などを高めるために、たと
えば二酸化ケイ素、醸化スズ、弗化マグネシウムなどの
無機物質からなる薄膜か真空蒸着、スパッタリング等に
より設けられていてもよい。

なお、本発明に従う情報記録媒体の製造について、これ
まで主として一枚の基板からなるタイプのものを例にと
って説明したか１本発明の情報記録媒体は公知技術に従
って任意の構成とすることがてきる。すなわち、上記の
一枚の基板からなる情報記録媒体を二枚貼り合わせて製
造したタイプの情報記録媒体、一枚の基板からなる情報
記録媒体の記録層側の表面に保護層（樹脂層、保護板な
ど）か形成されたタイプの情報記録媒体、エアーサンド
イッチタイプの情報記録媒体など各種の構成をとること
かできる。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

たたし、これらの各個は本発明を制限するものでない。

［実施例１］ 射出成形によりプレピットおよびプレグルーフを設けた
円盤状ポリカーボネート基板［外径：２００ｍｍ、内径
：３５ｍｍ、厚さ：　１．２ｍｍ、プレピット深さく第
１図のａ１）：１０００オングストローム、トラックピ
ッチ：１．６１Ｌｍ、屈折率：　１．５７］のプレピッ
ト面に塩素化ポリエチレン含有塗布液［メチルセロソル
ブ・ブタノール・インプロパツール混合溶媒（１２：８
：８０、体積比）に塩素化ポリエチレンが０．２５％溶
解しているもの］をスピンコーターを用いて塗布し１次
いて乾燥して中間塗布層を形成した。

得られた中間塗布層の凹部（プレピット底部に対応）の
底面と凸部（プレピット側壁頂部に対応）の頂面との距
離（第１図のａ　Ｉ）は６７０オングストローム（１３
０ｎ　ｍ　）であった。

次に、上記中間塗布層の上にＩｎ二ＧｅＳ：Ａｕ＝６６
　：　２２　：１２　（重量比）の比率て共蒸着させて
、厚さ３００オングストロームの記録層を形成した。

以上の方法により第１図に示した断面構成を有する光デ
ィスクを得た。

［比較例１］ 円盤状ポリカーボネート基板表面のプレピットの深さを
プレピットの深さの最適植入／　８　ｎにほぼ当たる６
６０オングストロームとした以外は実施例１と同様の方
法により光ディスクを得た。なお、得られた光デイスク
中間塗布層の四部の底面と凸部の頂面との距離（第１図
のａ　＋　）は３６０オングストローム（３６ｎｍ）で
あった。

［光ディスクの評価］ 得られた光ディスクのプレピット部の信号コントラスト
を評価した。

ディスクプレーヤ（ナカミチ０ＭＳ−１０００）で実施
例１と比較例１で得られた光ディスクを再生した。再生
条件は、回転数が１８０゜ｒｐｍ、レーザの再生パワー
か０．８ｍＷ、波長か８３０ｎｍ、使用レンズのＮＡか
０．５てあった。

ここで得られたプレピット部の信号を、オシロスコープ
（テクトロニクス　オシロスコープ２４３０）により信
号強度（ｍ　Ｖ　）を測定した。

そして、下記の式より信号のコントラスト：Ｃ（％）を
求めた。

Ｈ−３Ｌ Ｃ＝　　　　　　ｘ　１００ Ｓｔ（＋５Ｌ （Ｓｔ（：信号の最大強度　ＳＬ：信号の最小強度）測
定結果（信号のコントラスト：Ｃ（％））実施例１：３
３（％） 比較例ｉ　：１４　（％） 上記のように、実施例１ぼ比較例１に比べて信号のコン
トラストが格段に良く、信号の質が向上しているのか分
かる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、中間塗布層を有するプレピットタイプの情報
記録媒体の構成を示す模式図である。 １１二基板、１２：中間塗布層、１３：記録層ａ：プレ
ピットの底部を被覆している中間塗布層表面と該プレピ
ット側壁頂部を被覆している中間塗布層表面との距離 ａｌ：プレピット深さ 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　　理　　人
　　弁理士　　　柳　　川　　泰　　男第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円盤状基板の表面に設けられたプレピット上に中間
   塗布層を介して付設されたレーザによる情報の書き込み
   および／または読み取りが可能な記録層からなる情報記
   録媒体において、 該プレピット底部を被覆している中間塗布層表面と該プ
   レピットの側壁頂部を被覆している中間塗布層表面との
   距離（ａ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該記録媒体への
   情報の書き込みまたは該記録媒体からの情報の読み取り
   の際に使用するレーザ光の波長（λ）とに対して下記の
   条件：λ／１０ｎ≦ａ≦３λ／２０ｎ を満足することを特徴とする情報記録媒体。 ２、該プレピット底部を被覆している中間塗布層表面と
   該プレピットの側壁頂部を被覆している中間塗布層表面
   との距離（ａ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該レーザ光
   の波長（λ）とに対して下記の条件： λ／９ｎ≦ａ≦λ／７ｎ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の情報記録媒体。 ３、該プレピット底部を被覆している中間塗布層表面と
   該プレピットの側壁頂部を被覆している中間塗布層表面
   との距離（ａ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該レーザ光
   の波長（λ）とに対して下記の条件： ２λ／１７ｎ≦ａ≦２λ／１５ｎ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の情報記録媒体。 ４、該中間塗布層を被覆する前の該プレピットの底部の
   表面と該プレピットの側壁頂部の表面との距離（ａ＿１
   ）が、該基板の屈折率（ｎ）と該レーザ光の波長（λ）
   とに対して下記の条件：５λ／３２ｎ≦ａ＿１≦７λ／
   ３２ｎ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の情報記録媒体。 ５、上記中間層が、塩素化ポリエチレン樹脂もしくはニ
   トロセルロース樹脂の層であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ６、円盤状基板がポリメタクリル酸系樹脂もしくはポリ
   カーボネート樹脂であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の情報記録媒体。