KR20060033030A - 광기록 매체 및 광기록 매체의 광기록 방법 - Google Patents
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Abstract
안정적으로 성형할 수 있는, 비교적 홈 깊이가 얕은 기판을 사용하여, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 매우 고밀도의 광기록 매체를 제공하는 것.
안내 홈이 형성된 기판 (21) 에 순서대로 적층된 반사층 (23), 색소를 주성분으로서 함유하는 기록층 (22), 및 커버층 (24) 을 구비하는 막면 입사형의 광기록 매체 (20) 로서, 기록 재생 광빔 (27) 이 입사하는 커버층 (24) 의 입사면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 하고, 기록 홈부에 형성된 기록 피트부의 반사광 강도가 위상 변화에 의해 증가하여, 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 광기록 매체 (20).
광기록 매체, 기록층, 커버층, 반사층, 보호코트층
Description
기술분야
본 발명은 광기록 매체 등에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 색소를 함유하는 기록층을 갖는 광기록 매체 등에 관한 것이다.
배경기술
최근 초고밀도 기록이 가능해지는 청색 레이저의 개발이 급속히 진전되고 있으며, 그에 대응한 추기형의 광기록 매체가 개발되고 있다. 그 중에서도, 비교적 저렴한 비용으로 효율적인 생산이 가능한 색소 도포형의 추기형 매체의 개발이 강하게 요망되고 있다. 종래의 색소 도포형 추기형의 광기록 매체에서는, 색소를 주성분으로 하는 유기 화합물로 이루어지는 기록층에 레이저광을 조사하여, 유기 화합물의 분해ㆍ변질에 의한 광학적 (굴절률ㆍ흡수율) 변화를 주로 발생시킴으로써 기록 피트를 형성시키고 있다. 기록 피트부는, 광학적 변화뿐만 아니라, 통상적으로는 기록층 체적 변화에 의한 변형, 발열에 의한 기판과 색소의 혼합부 형성, 기판 변형 (주로 기판 팽창에 의한 부풀음) 등을 동반한다 (특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4 참조).
기록층에 사용되는 유기 화합물의 기록ㆍ재생에 사용하는 레이저 파장에 대한 광학적 거동, 분해ㆍ승화 및 여기에 수반되는 발열 등과 같은 열적 거동이 양호 한 기록 피트를 형성시키기 위한 중요한 요소로 되어 있다. 따라서, 기록층에 사용하는 유기 화합물은, 광학적 성질, 분해 거동이 적절한 재료를 선택할 필요가 있다.
본래 종래형의 추기형 매체, 특히 CD-R 이나 DVD-R 에서는, Al, Ag, Au 등의 반사막을 기판 상에 미리 형성한 오목 형상 피트에 피복하여 이루어지는 재생 전용의 기록 매체 (ROM 매체) 와의 재생 호환을 유지하는 것을 목적으로 하여, 대략 60% 이상의 반사율과 마찬가지로 대략 60% 를 초과하는 고 (高) 변조도를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다. 먼저, 미기록 상태에서 고반사율을 얻기 위해, 기록층의 광학적 성질이 규정된다. 통상은, 미기록 상태에서 굴절률 (n) 은 약 2 이상, 흡수계수는 0.01∼0.3 정도의 값이 요구된다 (특허문헌 5, 특허문헌 6 참조).
색소를 주성분으로 하는 기록층에서는, 기록에 의한 이러한 광학적 성질의 변화만으로는 60% 이상의 고변조도를 얻기가 어렵다. 즉, 굴절률 (n) 과 흡수율 (k) 의 변화량이 유기물인 색소에서는 한계가 있기 때문에, 평면 상태에서의 반사율 변화에는 한계가 있다.
그래서, 기록 피트부와 미기록부의 반사광의 위상차에 의한 양 (量) 부분으로부터의 반사광의 간섭 효과를 이용하여, 기록 피트부분에서의 반사율 변화 (반사율 저하) 를 외관상 크게 하는 방법이 이용되고 있다. 다시 말해, ROM 매체와 같은 위상차 피트와 동일한 원리가 이용되고 있고, 굴절률 변화가 무기물보다 작은 유기물 기록층의 경우, 오히려 위상차에 의한 반사율 변화가 주로 이용되는 것이 유리하다는 사실이 보고되어 있다 (특허문헌 7 참조). 또한, 상기한 기록 원리를 종합적으로 고려한 검토가 이루어졌다 (비특허문헌 1 참조).
이하, 이상과 같이 기록된 부분 (기록 마크부라고 하는 경우가 있다.) 을, 그 물리적인 형상에 상관없이, 기록 피트, 기록 피트부 또는 기록 피트부분이라고 부른다.
도 1 은, 종래 구성의 색소를 주성분으로 하는 기록층을 갖는 추기형 매체 (광기록 매체 (10)) 를 설명하는 도면이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 광기록 매체 (10) 는, 홈을 형성한 기판 (11) 상에 적어도 기록층 (12) 과 반사층 (13), 보호 코트층 (14) 을 이 순서대로 형성하고, 대물 렌즈 (18) 를 사용하여, 기판 (11) 을 사이에 두고 기록 재생 광빔 (17) 을 입사시켜, 기록층 (12) 에 조사한다. 통상적으로 기판 (11) 의 두께는 1.2㎜ (CD) 또는 0.6㎜ (DVD) 가 사용된다. 또한, 기록 피트는, 기록 재생 광빔 (17) 이 입사하는 면 (19) 에서 보아 가까운 측에서, 통상의 홈이라고 불리는 기판 홈부 (16) 부분에 형성되고, 먼 측의 기판 홈간부 (溝間部) (15) 에는 형성되지 않는다.
전술한 이들 공지 문헌에 있어서, 위상차 변화는, 색소를 함유하는 기록층 (12) 의 기록 전후의 굴절률 변화도 가능한 한 크게 하는 한편, 기록 피트부의 형상 변화, 즉, 홈 내에 형성된 기록 피트부에서, 국소적으로 홈 형상이 변화하는 (기판 (11) 이 부풀어 오르거나, 또는 함몰됨으로써 홈 깊이가 등가적으로 변화) 효과, 막두께가 변화하는 (기록층 (12) 의 팽창, 수축에 의한 막두께의 투과적인 변화) 효과가 위상차 변화에 기여하는 사실도 보고되어 있다.
상기한 바와 같은 기록 원리에 있어서는, 미기록시의 반사율을 높이고, 또한 레이저의 조사에 의해 유기 화합물이 분해되어 큰 굴절률 변화가 생기도록 하기 위해 (이것에 의해 큰 변조도가 얻어진다), 통상적으로, 기록 재생 광파장은 큰 흡수대의 장파장측의 단에 위치하도록 선택된다. 이것은, 큰 흡수대의 장파장측의 단에서는, 적절한 흡수계수를 가지며, 또한 큰 굴절률이 얻어지는 파장 영역이 되기 때문이다.
그러나, 청색 레이저 파장에 대한 광학적 성질이 종래와 비슷한 수준의 값을 갖는 재료는 발견되어 있지 않다. 특히, 현재 실용화되어 있는 청색 반도체 레이저의 발진 파장의 중심인 405㎚ 근방에 있어서는, 종래의 추기형 광기록 매체의 기록층에 요구되는 광학정수와 같은 정도의 광학정수를 갖는 유기 화합물이 거의 존재하지 않으며, 아직 탐색 단계에 있다. 그리고, 종래의 색소 기록층을 갖는 추기형 광기록 매체에서는, 기록 재생 광파장 근방에 색소의 주흡수대가 존재하기 때문에, 그 광학정수의 파장 의존성이 커지고 (파장에 따라 광학정수가 크게 변동한다), 레이저의 개체차나 환경 온도의 변화 등으로 인한 기록 재생 광파장의 변동에 대하여, 기록 감도나 변조도, 지터 (Jitter) 나 에러율 등의 기록 특성이나, 반사율 등이 크게 변화한다는 문제가 있다.
예를 들어, 405㎚ 근방에 흡수를 갖는 색소 기록층을 사용하는 기록에 대한 아이디어가 보고되어 있지만, 거기에 사용되는 색소는 종래와 동일한 광학 특성 및 기능이 요구되고 있어, 오로지 고성능 색소의 탐색 발견에 의존하고 있다 (특허문헌 8, 특허문헌 9 참조). 이어서, 도 1 에 나타낸, 종래의 색소를 주성분으로 하는 기록층 (12) 을 사용한 추기형의 광기록 매체 (10) 에서는, 홈 형상 및 기록층 (12) 의 기판 홈부 (16) 와 기판 홈간부 (15) 의 두께의 분포도 적정하게 제어하지 않으면 안되는 것 등이 보고되어 있다 (특허문헌 10, 특허문헌 11, 특허문헌 12 참조).
즉, 전술한 바와 같이 고반사율의 확보라는 점에서, 기록 재생 광파장에 대하여 비교적 작은 흡수계수 (0.01∼0.3정도) 를 갖는 색소밖에 사용할 수 없다. 그 때문에, 기록층 (12) 에 있어서 기록에 필요한 광흡수를 얻기 위해서, 또한 기록 전후의 위상차 변화를 크게 하기 위해, 기록층 (12) 의 막두께를 박막화하기가 불가능하다. 그 결과, 기록층 (12) 의 막두께는 통상적으로 λ/(2ns)(ns 는 기판 (11) 의 굴절률) 정도의 두께가 사용되고, 기록층 (12) 에 사용하는 색소를 홈에 매립하여 크로스토크 (crosstalk) 를 저감시키기 위해, 깊은 홈을 갖는 기판 (11) 을 사용할 필요가 있다. 색소를 함유하는 기록층 (12) 은 통상적으로 스핀 코트법 (도포법) 에 의해 형성되기 때문에, 색소를 깊은 홈에 매립하여, 홈부의 기록층 (12) 을 후막화하는 것은 오히려 바람직하다. 한편, 도포법에서는 기판 홈부 (16) 와 기판 홈간부 (15) 의 기록층 막두께에 차가 생기지만, 이러한 기록층 막두께의 차가 발생하는 것은, 깊은 홈을 사용하더라도 안정적으로 트래킹 서보 (tracking servo) 신호를 얻는 데에 유효하다.
다시 말해, 도 1 의 기판 (11) 표면에서 규정되는 홈 형상, 및 기록층 (12) 과 반사층 (13) 의 계면에서 규정되는 홈 형상은, 이들 쌍방을 적정한 값으로 유지 하지 않으면 기록 피트부에서의 신호 특성과 트래킹 신호 특성의 양쪽을 양호하게 유지할 수 없다. 홈의 깊이는, 통상 λ/(2ns) (λ 은 기록 재생 광빔 (17) 의 파장, ns 는 기판 (11) 의 굴절률) 에 가깝게 할 필요가 있어, CD-R 에서는 200㎚ 정도, DVD-R 에서는 150㎚ 정도의 범위로 되어 있다. 이러한, 깊은 홈을 갖는 기판 (11) 을 형성하기가 매우 어려워, 광기록 매체 (10) 의 품질을 저하시키는 요인으로 되어 있다.
특히, 청색 레이저광을 사용하는 광기록 매체에서는, λ=405㎚ 로 하면 100㎚ 에 가까운 깊은 홈이 필요하게 되는 한편, 고밀도화를 위해 트랙 피치를 0.2㎛ ∼0.4㎛ 로 하는 경우가 많다. 이러한 좁은 트랙 피치로 그렇게 깊은 홈을 형성하는 것은 더더욱 어려움이 따라, 실제에 있어서 종래의 폴리카보네이트 수지에서는 양산이 불가능에 가깝다. 즉, 청색 레이저광을 사용하는 매체에서는, 종래의 구성으로는 양산화가 어려워질 가능성이 높다.
또, 상기 공보에 있어서의 대부분의 실시예는 종래의 디스크 구성을 나타낸 도 1 에서의 예이지만, 청색 레이저를 사용한 고밀도 기록을 실현하기 위해, 이른바 막면 입사라고 불리는 구성이 주목받고 있어, 상변화형 기록층 등의 무기 재료 기록층을 사용한 구성이 보고되어 있다 (비특허문헌 3 참조). 막면 입사라고 불리는 구성에 있어서는, 종래와는 반대로, 홈이 형성된 기판 상에, 적어도 반사막, 기록층, 커버층을 이 순서대로 형성하여 이루어지고, 커버층을 사이에 두고 기록ㆍ재생용의 집속 (集束) 레이저광을 입사시켜, 기록층에 조사한다. 커버층의 두께는, 이른바 블루 레이 디스크 (Blu-Ray) 에서는 100㎛ 정도가 통상적으로 사용된다 (비특허문헌 9). 이러한 얇은 커버층 측으로부터 기록 재생광을 입사시키는 것은, 그 집속을 위한 대물 렌즈에 종래보다 고개구수 (NA (개구수), 통상은 0.7∼0.9, 블루 레이 디스크에서는 0.85) 를 사용하기 때문이다. 고 NA (개구수) 의 대물 렌즈를 사용한 경우, 커버층의 두께에 의한 수차의 영향을 작게 하기 위해 100㎛ 정도의 얇기가 필요하게 된다. 이러한 청색 파장 기록, 막면 입사층 구성을 든 예가 다수 보고되어 있다 (비특허문헌 4 참조, 특허문헌 13∼특허문헌 24 참조). 또한, 관련된 기술에 관해서도 많은 보고가 이루어져 있다 (비특허문헌 5∼비특허문헌 8 참조, 특허문헌 25∼특허문헌 36 참조).
(비특허문헌 1): 「프로시딩스 오브 인터내셔널 심포지움 온 옵티컬 메모리 (Proceedings of International Symposium on Optical Memory)」, (미국), 제4권, 1991년, p.99-108
(비특허문헌 2): 「재패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics)」, (일본) 제42권, 2003년, p.834-840
(비특허문헌 3): 「프로시딩스 오브 에스피아이이 (Proceedings of SPIE)」, (미국), 제4342권, 2002년, p.168-177
(비특허문헌 4): 「재패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics)」, (일본), 제42권, 2003년, p.1056-1058
(비특허문헌 5): 나카지마 헤이타로ㆍ오가와 히로시 공저, 「컴팩트디스크 독본」 개정 3판, 오옴사, 1996년, p.168
(비특허문헌 6): 「재패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics)」, (일본), 제42권, 2003년, p.914-918
(비특허문헌 7): 「재패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics)」, (일본), 제39권, 2000년, p.775-778
(비특허문헌 8): 「재패니즈 저널 오브 어플라이드 피직스 (Japanese Journal of Applied Physics)」, (일본), 제42권, 2003년, p.912-914
(비특허문헌 9): 「광디스크 해체 신서」, 닛께이 일렉트로닉스 편, 닛께이 BP 사, 2003년, 제3장
(비특허문헌 10): 후지와라 히로유키 저, 「분광 엘립소메트리」, 마루젠 출판사, 2003년, 제5장
(비특허문헌 11): 앨폰스 뷔 포시우스 (Alphonsus V. Pocius) 저, 미즈마치 히로시, 오노 히로쿠니 역 「접착제와 접착 기술 입문」, 닛간공업신문사, 1999년
(특허문헌 1): 일본 공개특허공보 평2-168446호
(특허문헌 2): 일본 공개특허공보 평2-187939호
(특허문헌 3): 일본 공개특허공보 평3-52142호
(특허문헌 4): 일본 공개특허공보 평3-63943호
(특허문헌 5): 일본 공개특허공보 평2-87339호
(특허문헌 6): 일본 공개특허공보 평2-132656호
(특허문헌 7): 일본 공개특허공보 소57-501980호
(특허문헌 8): 국제 공개 01/74600호 팜플렛
(특허문헌 9): 일본 공개특허공보 2002-301870호
(특허문헌 10): 일본 공개특허공보 평3-54744호
(특허문헌 11): 일본 공개특허공보 평3-22224호
(특허문헌 12): 일본 공개특허공보 평4-182944호
(특허문헌 13): 일본 공개특허공보 2003-331465호
(특허문헌 14): 일본 공개특허공보 2001-273672호
(특허문헌 15): 일본 공개특허공보 2004-1375호
(특허문헌 16): 일본 공개특허공보 소59-19253호
(특허문헌 17): 일본 공개특허공보 평8-138245호
(특허문헌 18): 일본 공개특허공보 2004-30864호
(특허문헌 19): 일본 공개특허공보 2001-273672호
(특허문헌 20): 일본 공개특허공보 2002-245678호
(특허문헌 21): 일본 공개특허공보 2001-155383호
(특허문헌 22): 일본 공개특허공보 2003-303442호
(특허문헌 23): 일본 공개특허공보 2002-367219호
(특허문헌 24): 일본 공개특허공보 2003-16689호
(특허문헌 25): 일본 공개특허공보 평5-128589호
(특허문헌 26): 일본 공개특허공보 평5-174380호
(특허문헌 27): 일본 공개특허공보 평6-4901호
(특허문헌 28): 일본 공개특허공보 2000-43423호
(특허문헌 29): 일본 공개특허공보 2001-287466호
(특허문헌 30): 일본 공개특허공보 2003-266954호
(특허문헌 31): 일본 공개특허공보 평9-277703호
(특허문헌 32): 일본 공개특허공보 평10-26692호
(특허문헌 33): 일본 공개특허공보 2000-20772호
(특허문헌 34): 일본 공개특허공보 2001-155383호
(특허문헌 35): 일본 공개특허공보 평11-273147호
(특허문헌 36): 일본 공개특허공보 평11-25523호
(특허문헌 37): 일본 공개특허공보 2003-217173호
(특허문헌 38): 일본 공개특허공보 2004-86932호
(특허문헌 39): 일본 공개특허공보 2004-98542호
(특허문헌 40): 일본 공개특허공보 2004-160742호
(특허문헌 41): 일본 공개특허공보 2003-217177호
(특허문헌 42): 일본 공개특허공보 2001-331936호
(특허문헌 43): 국제 공개 03/003361호 팜플렛
(특허문헌 44): 일본 특허공표공보 2005-504649호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 앞서 개발된 막면 입사형의 상변화형 매체에서는, 입사광측에서 본 커버층 홈부에 기록 마크를 형성한다. 이것은, 입사광측에서 보면, 종래의 기 판 상의 기판 홈부에 대한 기록과 동일하여, CD-RW, DVD-RW 와 거의 동일한 층 구성으로 실현할 수 있음을 의미하고, 실제로 양호한 특성이 얻어지고 있다. 한편, 색소를 주성분으로 하는 기록층, 특히 도포형의 경우, 커버층 홈부에 대한 기록이 용이하지 않다. 통상적으로 기판 상의 스핀 코트에서는, 기판에 있어서의 홈부에 색소가 고이기 쉽기 때문이다. 가령, 기판 홈간부에 색소가 적당한 막두께로 도포되었다고 해도 통상은 기판 홈부에도 상당량의 색소가 고이기 때문에, 커버층 홈부에 형성한 기록 피트 (기록 마크) 가 커버층 홈간부로도 밀려 나오기 쉽고, 이 때문에, 크로스토크가 커지는 트랙 피치가 좁혀지지 않기 때문에 고밀도화에 한도가 있다.
그러나, 전술한 공지 문헌에서는, 대개가 종래와 같이, 입사광측에서 보아 가까운 측의 커버층 홈부에 대한 기록에 의해 반사광 강도가 저하되는 것을 주안으로 하고 있다. 또는, 홈부의 단차에 의한 반사광의 위상 변화를 고려하지 않은 단순히 평면 상태에서 일어나는 반사율 저하에 주목하고 있다. 또는, 위상차를 최대한 사용하지 않는 평면 상태에서의 반사율 변화를 이용하는 것을 전제로 하고 있다. 이러한 전제 조건에서는, 커버층 홈부 기록에서의 크로스토크 문제를 해결할 수 없어, 용액 도포에 의한 기록층 형성 프로세스에는 적합하지 않다. 위상 변화를 유효하게 활용하여 커버층 홈간부에 대한 양호한 기록 특성을 실현하고 있다고는 할 수 없다. 특히, 마크 길이 변조 기록에 있어서, 최단 마크 길이에서 최장 마크 길이까지의 전체 마크 길이에 대하여, 실용적인 기록 파워 마진을 갖고, 양호한 지터 (jitter) 특성을 실현한 예가 없다.
이와 같이, 아직 종래의 CD-R, DVD-R 에 필적하는 고성능, 저비용의 색소를 주성분으로 한 기록층을 갖는 청색 레이저 대응, 막면 입사형 추기형 매체가 알려져 있지 않은 것이 현실이다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다.
즉, 본 발명의 목적은, 안정적으로 성형할 수 있는 비교적 홈 깊이가 얕은 기판을 사용하여, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 매우 고밀도의 광기록 매체를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 양호한 기록 재생 특성이 얻어지는 광기록 매체의 광기록 방법을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
그래서 본 발명자들은, 막면 입사 구성을 갖는 광기록 매체에 있어서, 고용량화가 가능하고, 또한 색소를 주성분으로 하는 기록층을 가지며, 양산성이 우수한 도포형 매체에 관해서 예의 검토한 결과 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명에 의하면, 안내 홈이 형성된 기판, 기판 상에, 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록 상태에 있어서 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로서 함유하는 기록층, 및 기록층에 대하여 기록 재생광이 입사하는 커버층을, 이 순서대로 구비하고, 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔이 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 기록 홈부에 형성된 기록 피트부의 반사광 강도가, 기록 홈부에 있어서의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체가 제공된다.
본 발명이 적용되는 광기록 매체에 의하면, 매우 고밀도의 정보가 기록되고, 이들 기록된 정보에 근거하여 양호한 기록 재생 특성을 얻을 수 있다.
여기서, 본 발명이 적용되는 광기록 매체에 있어서, 기록 홈부에 형성된 기록 피트부의 반사광 강도가, 기록 피트부에서의 반사광의 위상 변화에 의해 증가하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 광기록 매체에 있어서는, 광반사 기능을 갖는 층의 기록층 측의 계면을 반사 기준면으로 하고, 기록 홈부에서의 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와 기록 피트부를 형성하지 않은 안내 홈부인 기록 홈간부에서의 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와의 차에 의해 발생하는 위상차 (Φb) 가 0＜｜Φb｜＜π 이고, 기록 홈부에 기록 피트부가 존재하는 경우의 위상차 (Φa) 가 0＜｜Φa｜＜π 이고, 또한, ｜Φb｜＞｜Φa｜인 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명이 적용되는 광기록 매체에 있어서는, 반사 기준면에서 규정되는 기록 홈부와 기록 홈간부와의 단차 (dGL), 기록층의 미기록시의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nd), 커버층의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nc), 기록 홈부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dG), 및 기록 홈간부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dL) 의 관계가, (λ/8)
｜(nd－nc)ㆍ(dG－dL)＋ncㆍdGL｜
(15/64)ㆍλ 인 것을 특징으로 하고 있다.
다음으로, 본 발명을 방법의 카테고리로서 파악하면, 안내 홈이 형성된 기판 상에, 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록시에 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로 하는 기록층, 및 커버층이 순서대로 적층된 구조를 갖는 광기록 매체에, 커버층 측으로부터 기록 재생광을 입사시켜 기록 재생을 실시하는 광기록 매체의 광기록 방법으로서, 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔이 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 기록 홈부에 형성한 기록 피트부의 반사광 강도가 당해 기록 홈부의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법이 제공된다.
발명의 효과
이렇게 해서 본 발명에 의하면, 양호한 기록 재생 특성을 갖는 매우 고밀도한 광기록 매체가 얻어진다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 (이하, 발명의 실시형태) 에 관해서 설명한다. 한편, 본 발명은, 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니라 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.
도 2 는, 본 실시형태가 적용되는 색소를 주성분으로 하는 기록층을 갖는 막면 입사 구성의 추기형 매체 (광기록 매체 (20)) 를 설명하는 도면이다. 본 실시형태에서는, 홈을 형성한 기판 (21) 상에, 적어도 반사 기능을 갖는 층 (반사층 (23)), 도 2 에 있어서 후술하는 바와 같이, 미기록 (기록 전) 상태에 있어서 기록 재생광에 대하여 흡수를 갖는 색소를 주성분으로 하는 광흡수 기능을 갖는 기록층 (22), 및 커버층 (24) 이 순서대로 적층된 구조를 갖고, 커버층 (24) 측에서 대물 렌즈 (28) 를 통하여 집광된 기록 재생 광빔 (27) 을 입사시켜 기록 재생을 실시한다. 즉, 「막면 입사 구성」(Reverse stack 이라고도 한다) 을 채용한다. 이하에 있어서는, 반사 기능을 갖는 층을 간단하게 「반사층 (23)」, 색소를 주성분으로 하는 광흡수 기능을 갖는 기록층을 간단하게 「기록층 (22)」이라고 부른다. 전술한 바와 같이, 도 1 을 사용하여 설명한 종래 구성을 「기판 입사 구성」이라고 부른다. 후술하는 도 2 에서 설명하는 막면 입사 구성의 커버층 (24) 측에 기록 재생 광빔 (27) 을 입사시키는 데 있어서, 고밀도 기록을 위해 통상, NA (개구수)=0.6∼0.9 정도의 고 NA (개구수) 의 대물 렌즈가 사용된다. 기록 재생 광파장 (λ) 은, 적색에서부터 청자색 파장 (350㎚∼600㎚ 정도) 이 흔히 사용된다. 그리고, 고밀도 기록을 위해서는 350㎚∼450㎚ 의 파장역을 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이것에 한정되지는 않는다.
본 실시형태에서는, 도 2 에 있어서, 기록 재생 광빔 (27) 의 커버층 (24) 에 대한 입사면 (기록 재생 광빔이 입사하는 면 (29)) 으로부터 보아 먼 측의 안내 홈부 (기록 재생 광빔이 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부) 를 기록 홈부로 하고, 기록 홈부에 형성한 기록 피트부의 반사광 강도가 기록 홈부의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지도록 기록을 실시한다. 그 주된 메카니즘은, 반사광 강도의 증가가 상기 기록 피트부에서의 반사광의 위상 변화에 의한 것이다. 즉, 기록 홈부에서의 반사광의 왕복 광로 길이가 기록 전후에서 변화하는 것을 이용한다.
여기서, 막면 입사형의 광기록 매체 (20) 에서는, 기록 재생 광빔 (27) 의 커버층 (24) 에 대한 입사면 (기록 재생 광빔이 입사하는 면 (29)) 으로부터 먼 안내 홈부 (기판 (21) 의 홈부와 일치) 를 커버층 홈간부 (in-groove: 25), 기록 재생 광빔 (27) 이 입사하는 면 (29) 으로부터 가까운 안내 홈간부 (기판 (21) 의 홈간부와 일치) 를 커버층 홈부 (on-groove: 26) 라고 부르기로 한다 (on-groove, in-groove 의 호칭은 비특허문헌 3 에 따른다.).
보다 구체적으로는, 다음과 같이 설계함으로써 본 발명을 실현할 수 있다.
(1) 미기록 상태의 커버층 홈간부로부터의 반사광과 커버층 홈부로부터의 반사광의 위상의 차 (Φ) 가 대략 π/2∼π 가 되는 깊이의 홈을 형성하고, 커버층 홈간부 (in-groove) 에서의 기록층 막두께를 그 홈 깊이보다 얇아지는 박막으로 하고, 한편, 커버층 홈부 (on-groove) 에서의 막두께가 거의 제로가 되는 매우 얇은 색소를 주성분으로 하는 기록층 (22) 을 형성한다. 그 커버층 홈간부에, 커버층 측으로부터 기록 재생 광빔을 조사하여 그 기록층에 변질을 발생시켜, 주로 위상 변화에 의한 반사광 강도의 증가에 의해 기록 피트를 형성한다. 막면 입사 구조에 있어서, 종래의 on-groove, HtoL 기록과 비교하여 도포형 색소 매체의 성능이 대폭 개선된다. 또한, 크로스토크가 작은 고트랙 피치 밀도 (예를 들어, 0.2㎛ ∼0.4㎛) 에서의 기록이 가능해진다. 또한, 그와 같은 고트랙 피치를 갖는 홈을 형성하기가 용이해진다.
(2) 기록층 (22) 으로서, 미기록 상태에 있어서 비교적 저굴절률 (예를 들어 굴절률이 1.3∼1.9) 및 비교적 고흡수계수 (예를 들어, 흡수계수가 0.3∼1) 를 갖 는 주성분 색소를 이용하여, 기록에 의해, 반사면의 기록 재생광 입사측에 굴절률이 저하되는 기록 피트부를 형성한다. 이것에 의해, 기록 피트부를 통과한 기록 재생광의 광로 길이가 기록 전에 비하여 짧아지는 위상 변화가 일어난다. 다시 말해, 광학적으로 기록 홈부의 깊이가 얕아지는 변화가 일어나, 반사광 강도가 증가한다.
종래의 색소 기록층을 사용한 기록 매체에 비하여 굴절률이 낮아도 되어 주흡수대와 기록 재생 광파장과의 상대 관계에 자유도가 늘어나고, 특히, 기록 재생광 파장 400㎚ 근방에서의 기록에 적합한 색소 선택의 폭이 커진다.
(3) 기록 피트부에서의 굴절률의 저하에, 기록층 (22) 내부 또는 그 계면부에서의 공동(空洞) 형성을 이용해도 된다. 또, 기록층 (22) 이 커버층 (24) 방향으로 부풀어 오르는 변형을 아울러 사용하는 것이 바람직하여, 커버층 (24) 의 적어도 기록층 (22) 측에는, 유리 전이점이 실온 이하인 점착제 등으로 이루어지는 부드러운 변형 촉진층을 형성하여 상기 변형을 조장한다. 이것에 의해, 기록에 의해 반사광 강도가 증가하는 위상 변화의 방향이 일치된다 (기록 신호 파형의 일그러짐이 없어진다). 또한, 비교적 작은 굴절률 변화에 의해서도 위상 변화량 (기록 신호 진폭) 을 크게 할 수 있다. 그리고, 기록층의 흡수계수의 감소 및 평면 상태에서 발생하는 반사율 변화에 의한 반사광 강도의 증가도 함께 사용할 수 있다.
이상에 의해, 안내 홈이 형성된 기판과, 상기 기판 상에, 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록 상태에 있어서 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖 는 색소를 주성분으로서 함유하는 기록층, 및 상기 기록층에 대하여 기록 재생광이 입사하는 커버층을, 이 순서대로 구비하고, 상기 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔이 상기 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 상기 기록 홈부에 형성된 기록 피트부의 반사광 강도가 당해 기록 홈부에서의 미기록부의 반사광 강도보다 커지는 광기록 매체가 실현되어, 그 기록 피트부로부터 고변조도이면서 일그러짐이 없는 LtoH 극성의 기록 신호를 얻을 수 있다는 특징이 있다.
(4) 상기 조건에 추가하여, 기록층 주성분 색소의 중량 감소 개시 온도가 300℃ 이하이고, 또한, 미기록 상태의 복소굴절률의 허수부인 흡수계수 (kd) 가 0.3 이상인 색소를 기록층으로서 사용함으로써, 10m/s 이상의 고속 기록에 있어서의 지터 특성을 개선할 수 있다.
이하에 있어서는, 기록 재생 광파장 (λ) 에서의 기록층의 미기록 상태 (기록 전) 의 광학 특성은, 복소굴절률 nd *=nd－iㆍkd 로 나타내고, 실수부 nd 를 굴절률, 허수부 kd 를 흡수계수 (소쇠계수로도 불린다.) 라고 부른다. 기록 피트부, 즉 기록 후에는, nd 가 nd’=nd－δnd 로, kd 가 kd’=kd－δkd 로 변화하는 것으로 한다.
또, 이하에 사용하는 반사율과 반사광 강도라는 2 가지 단어의 구별에 대해 설명한다. 반사율이란, 평면 상태에서 2 종의 광학 특성이 상이한 물질 사이에 서 발생하는 광의 반사에 있어서, 입사 에너지광 강도에 대한 반사 에너지광 강도의 비율이다. 기록층이 평면 형상이라도, 광학 특성이 변화하면 반사율이 변화한다. 한편, 반사광 강도는, 집속된 기록 재생 광빔과 대물 렌즈를 통하여 기록 매체면을 판독했을 때에, 디텍터 상으로 되돌아오는 광의 강도를 말한다.
ROM 매체에 있어서, 피트부, 미기록부 (피트 주변부) 는 동일한 반사층으로 피복되어 있기 때문에, 반사막의 반사율은 피트부 및 미기록부에서 동일하다. 한편, 피트부에서 발생하는 반사광과 미기록부의 반사광의 위상차로 인해, 간섭 효과에 의해서 기록 피트부에서 반사광 강도가 변화되어 보이는 (통상은 저하되어 보인다) 것이다. 이러한 간섭 효과는, 기록 피트가 국소적으로 형성되고, 기록 재생 광빔 직경 내부에 기록 피트부와 그 주변의 미기록부가 포함되어 있는 경우에, 기록 피트부와 주변부의 반사광이 위상차에 의해 간섭되어 일어난다. 한편, 기록 피트부에서 임의의 광학적 변화를 발생시키는 기록 가능 매체에 있어서는, 요철이 없는 평면 상태라고 해도 기록막 자체의 굴절률 변화에 의해 반사율 변화가 생긴다. 이것을, 본 실시형태에 있어서는 「평면 상태에서 발생하는 반사율 변화」라고 한다. 바꿔 말하면, 기록막 평면 전체가 기록 전의 굴절률이나 또는 기록 후의 굴절률에 의해 기록막에 발생하는 반사율 변화를 말하고, 기록 피트와 그 주변부의 반사광의 간섭을 고려하지 않더라도 발생하는 반사광 강도 변화이다. 한편, 기록층의 광학적 변화가 국소적 피트부인 경우, 기록 피트부의 반사광의 위상과 그 주변부의 반사광의 위상이 상이한 경우에, 반사광의 2 차원적 간섭이 발생하여 반사광 강도가 기록 피트 주변부에서 국소적으로 변화되어 보인다.
이렇게 해서 본 실시형태에서는, 위상이 상이한 반사광의 2 차원적 간섭을 고려하지 않은 반사광 강도 변화를 「평면 상태에서 발생하는 반사광 강도 변화」 또는 「평면 상태의 반사광 강도 변화」라고 하고, 기록 피트와 그 주변부의 위상이 상이한 반사광의 2 차원적 간섭을 고려한 반사광 강도 변화를 「위상차에 의해 발생하는 (국소적) 반사광 강도 변화」, 또는, 「위상차에 의한 반사광 강도 변화」라고 하여, 양자를 구별하여 생각한다.
일반적으로, 「위상차에 의한 반사광 강도 변화」에 의해 충분한 반사광 강도 변화, 다시 말해 기록 신호의 진폭 (또는 광학적 콘트라스트) 을 얻고자 하면, 기록층 (22) 자체의 굴절률 변화가 매우 커야 한다. 예를 들어, CD-R 나 DVD-R 에서는, 색소 기록층의 기록 전 굴절률의 실수부가 2.5∼3.0 이고, 기록 후에는 1∼1.5 정도가 될 것이 요구된다. 또한, 색소 기록층의 기록 전 복소굴절률의 허수부 (kd) 는 0.1 정도보다는 작은 것이 미기록 상태에서의 ROM 호환의 고반사율을 얻는 데에 있어서 바람직한 것으로 되어 있었다. 또한, 기록층 (22) 의 막두께가 50㎚∼100㎚ 로 두꺼운 편일 필요가 있다. 그 정도의 두께가 없으면 대부분의 광이 기록층 (22) 안을 통과해버려, 충분한 반사광 강도 변화와 피트 형성에 필요한 광흡수가 일어날 수 없기 때문이다. 이렇게 두꺼운 색소 기록층에서는, 피트부에서의 변형에 의한 국소적 위상 변화는, 보조적으로 사용되고 있는 것에 불과하다. 한편, 전술한 ROM 매체에서는, 기록 피트부에서의 국소적 굴절률 변화는 없고, 「위상차에 의한 반사광 강도 변화」만이 검출되고 있다. 양호한 기록 품질을 얻기 위해서는, 기록 피트부분에서의 반사광 강도 변화가 상기 2 종류의 반사광 강도 변화가 혼합하여 일어나는 경우, 양자가 서로 강화되는 것이 바람직하다. 2 종류의 반사광 강도 변화가 서로 강화된다는 것은, 각각에서 발생하는 반사광 강도의 변화의 방향, 즉 반사광 강도가 증가하거나 저하하거나 둘 중 하나로 서로 일치되어 있다는 것이다.
상기한 바와 같은 기록층의 굴절률 저하는, 「평면 상태의 반사광 강도 변화」에 있어서 반사율의 저하, 따라서 반사광 강도의 저하를 가져온다. 종래의 CD-R, DVD-R 에서는, 상기한 바와 같이 이 굴절률 변화는 1 이상이 될 수 있기 때문에, 「평면 상태의 반사광 강도 변화」에 의한 반사율 저하가 기록 신호의 진폭의 상당부분을 차지한다. 따라서, 기본적으로 기록에 의해 반사율은 저하된다. 또한, 보조적으로 이용되는 기록 피트부에서의 「위상차에 의한 반사광 강도 변화」의 방향이 반사율 저하에 기여하도록, 여러 가지의 검토가 이루어져 왔다고 할 수 있다. 한편, 기록층 색소의 분해에 의한 흡수계수의 저하는 반사율 증가로 이어져 신호 진폭을 오히려 저하시키기 때문에, 흡수계수의 변화를 작게 할 필요가 있다. 그리고, 기록 전 반사율을 ROM 매체와 비슷한 수준으로 높게 하기 위해서는, 기록 전의 기록층의 흡수계수를 작게 하는 것이 바람직하다. 따라서 흡수계수는 0.3, 더욱 바람직하게는 0.2 이하로 작게 하는 것이 의도되고 있다.
이어서, 반사 기준면을 먼저 정의한다. 반사 기준면으로는, 주반사면이 되는 반사층의 기록층 측 계면 (표면) 을 택한다. 주반사면이란, 재생 반사광에 기여하는 비율이 가장 높은 반사 계면을 말한다. 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 를 나타내는 도 2 에 있어서, 주반사면은 기록층 (22) 과 반사층 (23) 의 계면에 있다. 왜냐하면, 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에 있어서 대상으로 하는 기록층 (22) 은 비교적 얇고 또한 그 흡수율이 낮기 때문에, 대부분의 광에너지는 기록층 (22) 을 그냥 통과하여, 반사면과의 경계에 도달할 수 있기 때문이다. 한편, 그 외에도 반사를 일으킬 수 있는 계면이 있어, 재생광의 반사광 강도는 각 계면에서의 반사광 강도와 위상 전체의 기여에 의해 정해진다. 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에서는 주반사면에서의 반사의 기여가 대부분이기 때문에, 주반사면에서 반사되는 광의 강도와 위상만을 고려하면 된다. 이 때문에, 주반사면을 반사 기준면으로 하는 것이다.
본 실시형태에서는, 먼저 도 2 에 있어서, 커버층 홈간부 (25) 에 피트 (마크) 를 형성한다. 그것은, 주로 제조가 용이한 스핀 코트법으로 형성된 기록층 (22) 을 이용하기 때문이다. 반대로, 도포법을 이용함으로써, 자연스럽게 커버층 홈간부 (기판 홈부: 25) 의 기록층 막두께가 커버층 홈부 (기판 홈간부: 26) 의 기록층 막두께보다 두꺼워진다고는 하나, 그 두께가 「평면 상태의 반사광 강도 변화」로서, 충분한 반사광 강도 변화를 얻을 수 있을 정도로 두껍지는 않고, 주로 「간섭을 고려한 반사광 강도 변화」에 의해, 비교적 얇은 기록층 막두께이면서 또한 기록 자체의 굴절률 변화가 작더라도 커버층 홈간부 (25) 에 형성된 피트부에서 큰 반사광 강도 변화 (고변조도) 가 실현되는 것이다.
본 실시형태에서는, 기록 피트부에서의 반사광의 위상 변화에 의해, 도 2 의 반사 기준면에서 구성되는 커버층 홈간부 (25) 와 커버층 홈부 (26) 의 단차가 기 록 후에는 기록 전보다 광학적으로 얕아져 보이는 변화를 일으키는 것을 특징으로 한다. 그 때에, 트래킹 서보를 안정화시키기 위해, 먼저, 푸시풀 신호의 반전을 일으키지 않고, 또한 기록 전의 반사광 강도와 비교하여 기록 후의 반사광 강도가 증가하는 위상 변화를 기록 피트에서 발생시킨다.
도 2 에 나타내는 본 실시형태가 적용되는 막면 입사 구성의 광기록 매체 (20) 의 층 구성을, 종래 구성으로서 설명한 도 1 의 기판 입사 구성의 광기록 매체 (10) 와 비교하면서 설명한다. 여기서, 도 1 에 나타내는 광기록 매체 (10) 및 도 2 에 나타내는 광기록 매체 (20) 의 층 구성을, 반사 기준면에서 반사되는 광의 위상에 착안하여 구별하여 설명하기 위해서, 도 1 에서 기판 홈부 (16) 에 기록하는 경우, 도 2 에서 커버층 홈간부 (25), 커버층 홈부 (26) 에 기록하는 경우 각각에 대응하여, 도 3, 도 4, 도 5 를 사용하여 검토한다.
도 3 은, 종래 구성인 도 1 에 나타낸 기판 입사 구성인 경우의 기판 (11) 측으로부터 입사하는 기록 재생 광빔 (17) 의 반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는, 막면 입사형 매체 (광기록 매체 (20)) 의 층 구성과 커버층 홈간부 (25) 부에 기록하는 경우의 위상차를 설명하는 도면이다.
도 5 는, 막면 입사형 매체 (광기록 매체 (20)) 의 층 구성과 커버층 홈부 (26) 에 기록하는 경우의 위상차를 설명하는 도면이다.
즉, 도 4 및 도 5 는, 도 2 에 나타낸 막면 입사 구성의 광기록 매체 (20) 에 있어서, 막면 입사 구성의 커버층 (24) 의 입사면 (28) 측으로부터 입사하는 기록 재생 광빔 (27) 의 반사광을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 에서는, 본 실 시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에 있어서의 커버층 홈간부 (기판 홈부: 25) 에 피트를 형성한다. 도 5 에서는, 본 발명 효과의 대비 설명을 위해, 동일한 막면 입사 구성이면서 커버층 홈부 (기판 홈간부: 26) 에 피트를 형성한다.
도 3, 도 4, 도 5 에서는, 각각 (a) 가 기록 전, (b) 가 기록 후의 기록 피트를 포함하는 단면도이다. 이하에 있어서, 기록 피트를 형성하는 쪽의 홈 내지 홈간부를 「기록 홈부」, 그 사이를 「기록 홈간부」라고 한다. 즉, 종래 구성의 도 3 에 있어서는, 기판 홈부 (16) 가 「기록 홈부」이고, 기록 홈간부 (15) 가 「기록 홈간부」이다. 또한, 본 발명에 관련된 도 4 에 있어서는, 커버층 홈간부 (25) 가 「기록 홈부」이고, 커버층 홈부 (26) 가 「기록 홈간부」가 된다. 한편, 대비 설명인 도 5 에 있어서는, 커버층 홈부 (26) 가 「기록 홈부」이고, 커버층 홈간부 (25) 가 「기록 홈간부」가 된다.
먼저, 기록 홈부의 반사광과 기록 홈간부의 반사광의 위상차를 구하는 데에 있어서, 위상의 기준면을 A-A’로 정의한다. 도 3, 도 4, 도 5 에서, 각각의 미기록 상태의 도면 (a) 에 있어서는, A-A’는 각각 기록 홈부에서의 기록층 (12)/기판 (11) 계면 (도 3(a)), 기록 홈간부에서의 기록층 (22)/커버층 (24) 계면 (도 4(a)), 기록 홈부에서의 기록층 (22)/커버층 (24) 계면 (도 5(a)) 에 대응하고 있다. 한편, 도 3, 도 4, 도 5 의 기록 후 상태의 도면 (b) 에 있어서는, A-A’는 각각 기록 홈부에서의 기록층 (12) (혼합층 (16m))/기판 (11) 계면 (도 3(b)), 기록 홈간부에서의 기록층 (22)/커버층 (24) 계면 (도 4(b)), 기록 홈부에서의 기록층 (22) (혼합층 (26m))/커버층 (24) 계면 (도 4(b)) 에 대응하고 있다. A-A ’면보다 앞쪽 (입사측) 에서는, 광로에 의해 광학적인 차는 발생하지 않는다. 또한, 기록 전의 기록 홈부에서의 반사 기준면을 B-B’, 기록 전의 기판 (21) (도 3) 또는 커버층 (24) (도 4) 의 기록 홈부 저면 (기록층 (12)/기판 (11), 기록층 (22)/커버층 (24) 계면) 을 C-C’로 정의한다. 도 3 및 도 5 의 기록 전에 있어서는, A-A’와 C-C’는 일치한다.
기록 전의 기판 홈부에서의 기록층 두께를 dG, 기판 홈간부에서의 두께를 dL 로 하고, 반사 기준면에서의 기록 홈부와 기록 홈간부의 단차를 dGL, 기판 표면에서의 기록 홈간부의 단차를 dGLS 로 한다. 도 3 의 경우에는, dGL 은 기록층 (12) 의 기록 홈부에서의 매립 방법에 의존하여, dGLS 와는 상이한 값이 된다. 도 4, 도 5 의 경우에는, 반사층 (23) 의 기록 홈부와 기록 홈간부에서의 피복 상태에 따라 다르지만, 통상 반사층 (23) 은, 기록 홈부와 기록 홈간부에서 거의 동일한 막두께가 되기 때문에, 기판 (21) 표면에서의 단차가 그대로 반영되어 dGL=dGLS 이다.
기판 (11, 21) 의 굴절률을 ns, 커버층 (24) 의 굴절률을 nc 로 한다. 기록 피트의 형성에 의해, 일반적으로는 다음과 같은 변화가 일어난다. 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 에 있어서 기록층 (12, 22) 의 굴절률은, nd 에서 nd’=nd－δnd 로 변화한다. 또한, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 에 있어서, 기록층 (12, 22) 의 입사측 계면에서 기록층 (12) 과 기판 (11) 또는 기판 (21) 과 커버층 (24) 재료와의 사이에 혼합이 생겨, 혼합층이 형성된다. 또, 기록층 (12, 22) 이 체 적 변화를 일으켜, 반사 기준면 (기록층/반사층 계면) 의 위치가 이동한다. 한편, 통상적으로는 유기물인 기판 (11, 21) 또는 커버층 (24) 재료와 금속인 반사층 재료 사이에서의 혼합층 형성은 무시할 수 있는 정도이다. 그래서, 기록층 (12)/기판 (11) (도 1), 기록층 (22)/커버층 (24) (도 2) 사이에서 기록층 (12) 과 기판 (11) 또는 기록층 (22) 과 커버층 (24) 재료의 혼합이 일어나, 두께 (dmix) 의 혼합층 (16m, 25m, 26m) 이 형성되는 것으로 한다. 또한, 혼합층 (16m, 25m, 26m) 의 굴절률을, ns’=ns－δns (도 3(b)), nc’=nc－δnc (도 4(b), 도 5(b)) 로 한다.
이 때, 기록층 (12)/기판 (11) 또는, 기록층 (22)/커버층 (24) 계면은, C-C’를 기준으로 하여 기록 후에는 dbmp 만큼 이동한다. dbmp 는 도 3, 도 4, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기록층 (12, 22) 내부로 이동하는 방향을 플러스 (正) 로 한다. 반대로 dbmp 가 마이너스 (負) 이면, 기록층 (12, 22) 이 C-C’ 면을 넘어 팽창하는 것을 의미한다. 또한, 만일 도 3 의 기록층 (12)/기판 (11), 도 4, 도 5 의 기록층 (22)/커버층 (24) 사이에 양자의 혼합을 방해하는 계면층을 형성한 경우에는, dmix=0 이 될 수 있다. 단, 기록층 (12, 22) 의 체적 변화에 의해 dbmp 의 변형이 생길 수 있다. 색소 혼합이 일어나지 않은 경우의 기판 (21) 또는 커버층 (24) 의 dbmp 변형에 수반되는 굴절률 변화의 영향은 작아서 무시할 수 있는 것이다.
한편, 기록 홈부에서의 반사 기준면의 이동량을 기록 전의 반사 기준면의 위치 B-B’를 기준으로 하여 dpit 로 한다. dpit 는, 도 3, 도 4, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기록층 (12, 22) 이 수축하는 방향 (반사 기준면이 기록층 (12, 22) 내부로 이동하는 방향) 을 플러스로 한다. 반대로 dpit 가 마이너스이면, 기록층 (12, 22) 이 B-B’면을 넘어 팽창하는 것을 의미한다. 기록 후의 기록층 막두께는,
dGa=dG－dpit－dbmp (1)
가 된다. 한편, dGL, dG, dL, dmix, nd, nc, ns, dGa 는, 그 정의 및 물리적 특성에서 보아 마이너스값을 취하지 않는다.
이러한 기록 피트의 모델화나, 이하에서 설명하는 위상의 견적 방법은 공지된 방법을 사용했다 (비특허문헌 1).
그리고, 위상의 기준면 A-A’에 있어서의 기록 홈부와 기록 홈간부의 재생광 (반사광) 의 위상차를 기록 전과 기록 후에 구한다. 기록 전에 기록 홈부와 기록 홈간부의 반사광의 위상차를 Φb, 기록 후, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 와 기록 홈간부의 반사광의 위상차를 Φa 로 하고, Φ 로 총칭한다. 어느 경우나,
Φ=Φb 또는 Φa
= (기록 홈간부의 반사광 위상)－(기록 홈부 (기록 후에는 피트부를 포함) 의 위상) (2)
Φ=Φb 또는 Φa
=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{(기록 홈간부 광로 길이)－(기록 홈부 (기록 후에는 피트부를 포함) 의 광로 길이)} (3)
로 정의한다.
여기서, (3) 식에 있어서 계수 2 가 곱해져 있는 것은, 왕복의 광로 길이를 고려한 것이다.
도 3 에 있어서는,
Φb1=(2π/λ)ㆍ2ㆍ(nsㆍdGL＋ndㆍdL－ndㆍdG)
=(4π/λ)ㆍ{nsㆍdGL-ndㆍ(dG－dL)} (4)
Φa1=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{nsㆍdGL＋nsㆍ(dmix－dbmp)＋ndㆍdL－〔(nd－δnd)ㆍ(dG－dp it－dbmp)＋(ns－δns)ㆍdmix〕}
=Φb1＋ΔΦ (5)
단,
ΔΦ=(4π/λ){(nd－ns)ㆍdbmp＋ndㆍdpit＋δnsㆍdmix＋δndㆍ(dG－dpit－dbmp)} (6)
이다. 또한, 기록 홈부가 입사측에서 보아 기록 홈간부보다 앞에 있으므로, Φb1＞0 이다.
한편, 도 4 에 있어서는,
Φb2=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{ndㆍdL－〔ndㆍdG＋ncㆍ(dL＋dGL－dG)〕}=(4π/λ)ㆍ{(nc－n d)ㆍ(dG－dL)-ncㆍdGL} (7)
Φa2=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{(ndㆍdL－〔ncㆍ(dL＋dGL－dG＋dbmp－dmix)＋(nd－δnd)ㆍ(dG－dpit－dbmp)＋(nc－δnc)ㆍdmix〕}
=Φb2＋ΔΦ (8)
단,
ΔΦ=(4π/λ){(nd－nc)ㆍdbmp＋ndㆍdpit＋δncㆍdmix＋δndㆍ(dG－dpit－dbmp)} (9)
이다. 또한, 기록 홈부가 입사측에서 보아 기록 홈간부보다 안쪽에 있으므로, Φb2＜0 이다.
그리고, 도 5 에 있어서는,
Φb3=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{ndㆍdG＋ncㆍ(dL＋dGL－dG)-ndㆍdL}
=(4π/λ)ㆍ{(nd－nc)ㆍ(dG－dL)＋ncㆍdGL} (10)
Φa3=(2π/λ)ㆍ2ㆍ{ndㆍdG＋ncㆍ(dL＋dGL－dG)＋ncㆍ(dmix－dbmp)－〔(nd－δnd)ㆍ(dL－dpit－dbmp)＋(nc－δnc)ㆍdmix〕}
=Φb3＋ΔΦ (11)
단,
ΔΦ=(4π/λ){(nd－nc)ㆍdbmp＋ndㆍdpit＋δncㆍdmix＋δndㆍ(dL－dpit－dbmp)} (12)
이다. 또한, 기록 홈부 쪽이 입사측에서 보아 기록 홈간부보다 앞에 있으므로 Φb3＞0 이다.
ΔΦ 가, 기록에 의해 발생한 피트부에서의 위상 변화이고, (12) 식에서 dL 과 dG 가 교체되어 있는 것을 제외하면, 어떠한 경우에서도 동일한 식으로 표현할 수 있다. 또한, 이후, Φb1, Φb2, Φb3 을 총칭하여 Φb 로 나타내고, Φa1, Φa2, Φa3 을 총칭하여 Φa 로 나타낸다.
ΔΦ 에 의해 발생하는 신호의 변조도 (m) 는,
m∝1－cos(ΔΦ)=sin2(ΔΦ/2) (13)
≒(ΔΦ/2)2 (14)
가 된다. 최우변 (14) 은 ΔΦ 이 작은 경우의 근사이다.
｜ΔΦ｜가 크면 변조도는 커지는 것이지만, 통상적으로는, 기록에 의한 위상의 변화 (｜ΔΦ｜) 는 0 내지 π 의 사이에 있고, 통상 π/2 정도 이하이다. 실제에 있어서, 종래의 CD-R, DVD-R 를 비롯한 종래의 색소계 기록층에서는 그와 같은 큰 위상 변화는 보고되어 있지 않고, 또한, 전술한 바와 같이 청색 파장역에서는, 색소의 일반적 특성으로부터 위상 변화는 한층 더 작아지는 경향에 있기 때 문이다. 반대로, ｜ΔΦ｜가 π 를 초과하는 변화는, 기록 전후에서 푸시풀의 강제를 반전시킬 가능성, 푸시풀 신호의 변화가 지나치게 커질 가능성이 있어, 트래킹 서보의 안정성 유지면에서 바람직하지 못하다.
여기서 도 6 은, 기록 홈부와 기록 홈간부의 위상차와 반사광 강도의 관계를 설명하는 도면이다. 도 6 에서는, ｜Φ｜과 기록 전후의 기록 홈부에서의 반사광 강도의 관계가 나타나 있다. 여기서는 간단하게 하기 위해, 기록층 (12, 22) 의 흡수의 영향은 무시되어 있다. 도 3, 도 5 의 구성에서는 통상 Φb＞0 이 되기 때문에, ΔΦ＞0 인 경우가 도 6의 ｜Φ｜가 증가하는 방향이다. 다시 말해, Φb 가 증가하여 Φa 가 되는 것을 나타낸다.
한편, 도 4 의 구성에서는, 통상 Φb＜0 이 되기 때문에, ΔΦ＜0 인 경우가 도 6의 ｜Φ｜가 증가하는 방향이다. 다시 말해, 도 6 에 있어서의 횡축에 (-1) 을 곱한 것에 상당한다. 따라서, ｜Φb｜가 증가하여 ｜Φa｜가 되는 것을 나타낸다.
평면 상태 (dGL=0) 에서의 기록 홈부의 반사율을 R0 로 하면, ｜Φ｜가 커짐에 따라서, 기록 홈부와 기록 홈간부의 반사광의 위상차 (Φb) 로부터 간섭 효과가 발생하여, 반사광 강도가 저하된다. 그리고, 위상차 (｜Φ｜) 가 π (반파장) 과 동일해지면, 반사광 강도는 극소값이 된다. 또, ｜Φ｜가 π 를 초과하여 커지면, 반사광 강도는 증가로 바뀌고, ｜Φ｜=2π 에서 극대값을 취한다.
여기서, 푸시풀 신호 강도는, 위상차｜Φ｜가 π/2 일 때 최대가 되고, π 일 때 극소가 되어, 극성이 반전한다. 이후, 다시 증가ㆍ감소하고, 2π 에 있어서 극소가 되어 다시 극성이 역전된다. 이상의 관계는, 위상 피트에 의한 ROM 매체에 있어서의, 피트부의 깊이 (dGL 에 상당) 와 반사율의 관계와 완전히 동일하다 (비특허문헌 5).
이하에, 푸시풀 신호에 관해서 약간 설명한다.
도 7 은, 기록 신호 (합 신호) 와 푸시풀 신호 (차 신호) 를 검출하는 4 분할 디텍터의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 4 분할 디텍터는 4 개의 독립된 광검출기로 이루어지고, 각각의 출력을 Ia, Ib, Ic, Id 로 한다. 도 7 의 기록 홈부 및 기록 홈간부로부터의 0 차 회절광 및 1 차 회절광은 4 분할 디텍터에서 수광되어, 전기 신호로 변환된다. 4 분할 디텍터로부터의 신호로부터, 하기의 연산 출력을 얻는다.
Isum=(Ia＋Ib＋Ic＋Id) (15)
IPP=(Ia＋Ib)－(Ic＋Id) (16)
인 연산 출력이 얻어진다.
또한, 도 8 은, 실제로 복수의 기록 홈, 홈간을 횡단하면서 얻어지는 출력 신호를 저주파 통과 필터 (컷오프 주파수 30kHz 정도) 를 통과시킨 후에 검출되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 8 에 있어서, Isummax, Isummin 은, 기록 홈부 또는 기록 홈간부의 정확히 바로 위 (중심축 상) 를 광빔이 통과했을 때에 대응한다. Isump -p 는, Isum 신 호의 peak-to-peak 에서의 신호 진폭이다. IPPp -p 는, 푸시풀 신호의 peak-to-peak 의 신호 진폭이다. 푸시풀 신호 강도란 IPPp - p 를 말하고, 푸시풀 신호 IPP 자체와는 구별된다.
트래킹 서보는, 도 8(b) 의 푸시풀 신호 (IPP) 를 오차 신호로 하여, 피드백 서보를 실시한다. 도 8(b) 에서, IPP 신호의 극성이 ＋ 에서 - 로 변화하는 점이 기록 홈부 중심에 대응하고, - 에서 ＋ 로 변화하는 점이 기록 홈간부에 대응한다. 푸시풀의 극성이 반전된다는 것은, 이 부호의 변화가 반대가 되는 것이다. 부호가 반대가 되면, 기록 홈부에 서보가 가해져야 (즉, 집광빔 스폿이 기록 홈부에 조사되어야) 하는 것이, 반대로 기록 홈간부에 서보가 가해지는 문제를 일으킨다.
기록 홈부에 서보가 가해졌을 때의 Isum 신호가 기록 신호이고, 본 실시형태에서는, 기록 후에 증가하는 변화를 나타낸다. 여기서,
IPPnorm=IPPp -p/{(Isummax＋Isummin)/2} (17)
인 연산 출력은, 규격화 푸시풀 신호 강도 (IPPnorm) 라고 한다.
(17) 식에서 IPPp -p 대신에 IPP 를 사용한 것이, 규격화 푸시풀 신호이다.
이러한 규격화 푸시풀 신호 및 규격화 푸시풀 신호 강도의 정의는, 통상적인 기록형 CD, DVD 의 규격에서 규정된 일반적인 것과 동등하다.
도 6 에 나타낸 위상차와 반사광 강도의 관계는, 상기 (13) 식으로부터도 알 수 있듯이 주기적이다. 기록 전후에서의 ｜Φ｜의 변화, 즉 ｜ΔΦ｜는 색소를 주성분으로 하는 매체에서는 통상 (π/2) 정도보다 작다. 반대로, 본 실시형태에서는, 기록에 의한 ｜Φ｜의 변화는 최대로 해도 π 이하인 것으로 한다. 그 때문에, 필요하면 기록층 막두께를 적절히 얇게 하면 된다.
여기서, 위상 기준면 A-A’에서 보아, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 의 형성에 의해 기록 홈부의 반사광의 위상 (또는 광로 길이) 이 기록 전보다 작아진 경우 (기록 전보다 위상이 지연된 경우), 즉 ΔΦ＞0 인 경우, 입사측에서 보아 반사 기준면의 광학적 거리 (광로 길이) 는 감소하여, 광원에 (또는, 위상의 기준면 A-A’에) 가까워지게 된다. 따라서, 도 3 에 있어서는, 기록 홈부의 반사 기준면이 아래쪽으로 이동 (dGL 이 증가) 하는 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로 기록 피트부 (16p) 의 반사광 강도가 감소한다. 도 4 에서는, 반대로 기록 홈부의 반사 기준면이 상방으로 이동한 (dGL 이 감소) 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로 기록 피트부 (25p) 의 반사광 강도가 증가한다. 도 5 에서는, 기록 홈부의 반사 기준면이 상방으로 이동한 (dGL 이 증가) 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로 기록 피트부 (26p) 의 반사광 강도는 감소한다.
한편, 위상 기준면 A-A’에서 보아, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 의 반사광의 위상 (또는 광로 길이) 이 기록 전보다 커진 경우 (기록 전보다 위상이 지연된 경우), ΔΦ＜0 인 경우, 입사측에서 보아 반사 기준면의 광학적 거리 (광로 길이) 가 증가하여, 광원 (또는 위상 기준면 A-A’) 으로부터 멀어지게 된다. 도 3 에 있어서는, 기록 홈부의 반사 기준면이 상방으로 이동한 (dGL 이 감소) 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로 기록 피트부 (16p) 의 반사광 강도가 증가한다. 도 4 에서는, 반대로 기록 홈부의 반사 기준면이 아래쪽으로 이동한 (dGL 이 증가) 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로 기록 피트부 (25p) 의 반사광 강도가 감소한다. 도 5 에서는, 기록 홈부의 반사 기준면이 아래쪽으로 이동한 (dGL 이 감소) 것과 동등한 효과가 있고, 결과적으로, 기록 피트부 (26p) 의 반사광 강도가 증가한다. 여기서, 기록 피트부의 반사광 강도가 기록 후에 감소하거나, 증가하거나 하는 반사광 강도의 변화 방향을 기록 (신호) 의 극성이라고 한다.
따라서, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 에서 ΔΦ＞0 이 되는 위상 변화가 일어난다면, 도 3, 도 5 의 기록 홈부에서는, 기록에 의해 반사광 강도가 저하되는 「High to Low」 (이하, 간단히 HtoL 로 기재한다) 가 되는 신호의 극성 변화를 이용하는 것이 바람직하고, 도 4 의 기록 홈부에서는, 기록에 의해 반사광 강도가 증가하는 「Low to High」 (이하, 간단히 LtoH 로 기재한다) 가 되는 극성을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, ΔΦ＜0 이 되는 위상 변화가 일어난다면, 도 3, 도 5 의 기록 홈부에서는 LtoH 가 되는 극성을 이용하는 것이 바람직하고, 도 4 의 기록 홈부에서는 HtoL 이 되는 극성을 이용하는 것이 바람직하다. 이상의 관계를 표 1 에 정리하여 나타낸다. 표 1 은, ΔΦ 의 부호에 대하여, 도 3, 도 4, 도 5 의 구성과 기록 홈부에 있어서 HtoL, LtoH 중 어느 쪽 극성의 반사광 강도 변화가 바람직한지를 나타낸다.
이와 같이, 기록 피트 형성 위치 (기록 홈부) 가 기판 (커버층) 홈부와 기판 (커버층) 홈간부 중 어디에 있는지에 따라서, 또 기록 피트부의 반사광의 위상 변화의 방향에 따라서, 기록에 의한 반사광의 위상 변화의 방향 (증감) 이 바람직한 경우와 바람직하지 못한 경우가 있다. 종래에 상변화형 기록 매체에서는 위상차 기록으로서 이용하는 예가 있지만, 색소 기록층을 사용한 추기형 매체에서는, 반드시 구체적이고 적극적으로 구별하여 사용되고 있는 예는 없었다. 왜냐하면, 종래의 색소 기록층 추기형 매체의 대부분이 도 1 에 나타낸 구성의 기판 홈부에 기록하는 것, 평면 상태의 굴절률 변화에 의한 HtoL 기록을 전제로 하고 있어, 굳이 홈간부에 대해, 위상의 변화를 주로 하여, 「간섭 효과를 고려한 반사광 강도의 변화」를 주로 하는 LtoH 기록을 실시하는 일이 거의 없었기 때문이다.
(위상 변화 (ΔΦ) 의 부호와 기록 극성의 바람직한 양태에 관해서)
그런데, 기록 피트부 (16p, 25p, 26p) 에서는, 광학적으로 기록층 (12, 22) 의 굴절률 변화 또는 변형에 의한 위상의 변화 (즉, 위상차를 고려한 반사광 강도의 변화에 기여한다.) 와 굴절률 변화에 의한 평면 상태에서의 반사광 강도의 변화 (즉, 위상차를 고려하지 않은 반사광 강도의 변화) 가 동시에 일어날 수 있다. 이들 변화의 방향이 일치되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 기록 신호의 극성이 기록 파워나 기록 피트의 길이, 또는 크기에 상관없이 일정하기 위해서는, 개개의 반사광 강도 변화가 일치되어 있는 것이 바람직하다.
이하에 있어서, 색소 기록층 매체에서 도 4 의 커버층 홈간부 (25) 에 기록하는 경우에, ΔΦ＞0 및 ΔΦ＜0 이 어떠한 경우에 발생하고, 어느 쪽 방향을 바람직하게 이용하여야 하는지를, 도 3, 도 5 의 경우와 비교하면서 검토한다.
ΔΦ 에 있어서,
Φbmp=(nd－nc)ㆍdbmp (18)
Φpit=ndㆍdpit (19)
Φmix=δncㆍdmix (20)
Φn=δndㆍ(dG－dpit－dbmp)=δndㆍdGa (21)
로 하면, Φbmp 는 기록층 입사측 계면의 변형 (이동) 에 의한 위상 변화, Φpit 는 기록층 (12, 22)/반사층 (13, 23) 계면의 변형 (이동) 에 의한 위상 변화, Φmix 는 혼합층 (16m, 25m, 26m) 형성에 의한 위상 변화, Φn 은 기록층 (12, 22) 의 굴절률 변화에 의한 위상 변화에 대응한다. 이들의 위상 변화가 크고, 변화의 방향, 즉, Φbmp, Φpit, Φmix, Φn 의 부호가 일치되어 있는 것이, 변조도를 크게 하고 또한 특정한 신호 극성의 신호 파형을 일그러뜨리지 않고서 양호한 기록 특성을 얻기 위해 중요한 것이다.
이 중, 위상 변화의 방향을 일치시키기 위해서는, 상기한 Φbmp, Φpit, Φmix, Φn 에 관한 복수의 물리 파라미터를 전부 정확하게 제어하는 것 보다는, 가능한 한 적은 요소에 한정하여 제어하는 것이 바람직하다.
먼저, 기록층 입사측 계면에 계면층을 형성하거나 하여 dmix=0 으로 하는 것도 바람직하다. dmix 에 의한 위상차 변화는, 그다지 크게 할 수 없기 때문에 적극적으로 이용하기 어려울 뿐만 아니라, 그 두께를 제어하기가 어렵기 때문이다. 따라서, 기록층 입사측 계면에 계면층을 형성하거나 하여 dmix=0 으로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 변형에 관해서는, 1 지점에 집중되고 또한 1 방향으로 한정되는 것이 바람직하다. 복수의 변형 부위보다도 1 지점의 변형 부위를 보다 정확하게 제어하는 쪽이 양호한 신호 품질을 얻기가 쉽기 때문이다.
따라서, 본 실시형태에서는, Φbmp 와 Φpit 중 어느 하나와 Φn 을 주로 이용하는 것이 바람직하다.
dpit 에 관해서는, 통상적으로는, 기판 또는 커버층의 팽창 또는, 기록층의 체적 수축이 주요인이기 때문에 dpit＞0 이 되는 경우가 많다. 이는, Φpit 에는 유리하지만, dGa, 즉 Φn 에는 불리하다. 한편, 기록층의 흡수는 기록층의 두께의 중간부로부터 입사측 계면측에서 가장 높아지기 때문에, 그 부분에서 가장 고온이 되고, 반사층의 계면측은 발열량이 상대적으로 작다. 또한, 반사층에 고방열성 재료를 사용하면, 그 기록층의 발열의 영향은 대부분 기록층의 입사측 계면에 집중한다. 발열이 집중하는 것은, 도 4 에서는, 기록층 (22) 과 커버층 (24) 측의 계면이다. 따라서 도 4 의 구성에서는, 색소의 입사측 계면, 즉 커버층 (24) 과의 계면에 변형이 생긴다. 이 때문에, dpit 은 자연스럽게 작아지므로 기여가 작다. 종래 구성과는 달리, 기판 (21) 측 변형의 영향은 적어, 실제 상 dpit≒0 으로 간주할 수 있다. 이것은, 오히려 제어해야 할 변형 요소를 dbmp 에 집약하는 것이 좋다는 것을 시사하고 있다.
이 경우, Φn 은, (21) 식으로부터 알 수 있듯이, 색소의 굴절률 변화 (δnd), 변형 (dbmp) 이 기여하고 있고, ΔΦ 의 크기와 부호에 가장 중요한 요소이다.
dbmp 는 나중에 고려하기로 하고 4 번째 Φn 에 관한 물리 현상 중, 기록층 굴절률 변화 (δn) 의 영향을 먼저 고찰한다. 기록 후의 기록층 막두께 (dGa) 는 그 정의상 dGa＞0 이므로, δnd 의 부호가 Φn 의 부호를 지배한다. 본 발명에서는 색소를 주성분으로 하는 기록층을 사용하지만, 색소의 주흡수대는, 그 가장 강한 흡수 파장 (흡수의 피크) 이 가시광역 (대략 400-800㎚) 에 있는 흡수대인 것으로 한다. 주성분이 되는 색소의 주흡수단 근방의 파장으로 기록 재생을 실시한 경우, 통상적으로는, 기록층의 발열에 의해 기록층이 분해되어, 흡수가 크게 감소된다. 적어도, 미기록 상태에서 주흡수대에서는 소위 크라머스－크뢰니히형의 이상 (異常) 분산이 존재하여, 도 9 에 나타내는 바와 같은 굴절률 (n) 및 흡수계수 (k) 의 파장 의존성이 존재한다. 주흡수단의 장파장단 (λL) 에서는, nd=1.5∼3 정도, kd=0.1∼1.5 정도가 될 수 있으며, 단파장단 (λS) 에서는, nd=0.5∼1.5 정도, kd=0.1∼1.5 정도가 될 수 있다. 주흡수단의 중앙부에서는 kd 가 지나치게 커지는 경우가 있기 때문에, 통상적으로는, kd=0.01∼0.6 이 되도록 피크의 중심에서 다소 어긋난 파장역 (λL 및 λS) 을 기록 재생 광파장으로 하는 경우가 있다. 한편, 기록 후의 굴절률의 거동은 색소에 따라서 다를 수 있지만, 기록 후에도 크라머스－크뢰니히 관계가 유지되어, 반드시 nd 가 증가한다고는 할 수 없다. 오히려 이 관계가 성립하지 않는 경우가 많은 것으로 생각된다.
통상, 기록층 주성분으로 하는 색소의 분해 온도는 500℃ 이하이고, 기록광에 의한 발열에 의해, 기록층 주성분의 색소는 주흡수단을 유지할 수 없을 정도까지 분해되기 때문이다. 그 경우, 크라머스－크뢰니히형의 이상 분산은 존재하지 않고, 따라서 nd’=1∼1.5 정도의 굴절률 밖에 얻어지지 않는다.
따라서, 색소의 분해를 이용하는 경우에는, nd, kd 가 감소하는 경우를 이용하는 편이 색소 선택의 폭이 넓어진다. 즉, δnd＞0 인 경우를 이용하는 것이 기록층 재료의 선택지가 넓어 바람직하다.
한편, 기록층 내 또는 그 인접하는 계면에 공동이 발생하는 경우도 많지만, 그 경우에도 공동 안은 nd’=1 로 생각할 수 있기 때문에, 굴절률의 저하로 간주할 수 있다. 공동이 기록층의 일부를 차지하고 있어도, 기록층의 평균적인 굴절률은 저하되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 이 경우에도 δnd＞0 이다. 또는, 기록층 색소의 흡수에 관계하는 구조의 변화가 작더라도, 기록층의 온도 상승에 의해 기록층 체적의 팽창이 발생하여 밀도가 저하되어도, 굴절률이 저하될 수 있다. 또, 이상의 굴절률 저하의 메카니즘 중, 공동을 형성하여 nd’≒1 로 하는 것이 가장 확실하고 또한 큰 δnd 를 얻기 위해서 바람직한 것이다.
이상으로부터 보아, 기록층 주성분의 색소의 광학적 변화 (공동을 포함하거나, 저밀도부 등의 형성) 를 이용하면, δnd＞0, 즉 굴절률의 저하를 이용하는 쪽이 색소 선택의 범위가 넓어져 바람직하다. 전술한 바와 같이 dGa＞0 이기 때문에, 결국 Φn＞0 을 이용하는 것이 바람직하다.
그런데, 기록에 의한 변질 (분해를 동반한다) 후의 색소의 굴절률은, 대략 기판이나 커버층과 비슷한 수준으로 저하된다. 또한, 공동 형성 등에 의해서도 커버층과 동등 이하로 저하된다. 따라서, 본 실시형태에서는, nd’＜nc 가 되는 색소를 바람직하게 이용한다. 따라서, δnd＞｜nd－nc｜가 된다. 한편, Φbmp 와 Φn 의 대소는, 거의 dbmp 의 부호에 의존한다. dGa=dG－dpit－dbmp 이므로, 전술한 바와 같이 dpit≒0 으로 하면, dGa≒dG－dbmp 가 된다. 따라서, dbmp＜0 이면, dGa＞｜dbmp｜이다. dbmp＞0, 즉 기록층의 체적 수축이 일어난다고 해도, 기록층 막두께가 50% 미만이 되는 극단적인 기록층의 수축은 통상 생각할 수 없기 (또는, 그와 같은 수축은 기록층 물질이 기록 피트부로부터 유출되는 것을 의미하기 때문에 바람직하지 않다고도 할 수 있다) 때문에, 마찬가지로 dGa＞ dbmp 이다. 결국, ｜Φbmp｜＜Φn 이고, 주요한 변화는 Φn 에 따르는 것으로 하면, 마찬가지로, δnd＞0 인 변화는 Φn＞0 인 변화가 되어 ΔΦ＞0 인 위상 변화로 이어진다.
종래의 CD-R 등과 같은 유기 색소계의 광디스크에 있어서는, dmix=dbmp＞0 으로 간주하여, 혼합층 (16m, 25m, 26m) 이 기록층 (12, 22) 측 안으로 들어가는 것이, 그 기여하는 바가 많은 것으로 되어 있다 (비특허문헌 1). Φpit＞0, Φbmp＞0 이고, 마찬가지로 전체적으로 ΔΦ＞0 이다. 거꾸로 말하면, ΔΦ＞0 를 최대한 크게 하여 변조도를 취하기 위해 검토가 거듭되어 왔다고 해도 과언이 아니다. 종래의 도 1 의 홈부에 있어서, ΔΦ＞0 의 위상 변화를 일으키고, HtoL 기록을 실현하고 있는 것도 생각한다면, 색소를 주성분으로 하는 기록층 (22) 에서는 ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하는 것이 자연스럽다. 즉, 상기 기록 피트부 (25p) 에서의 위상 변화가, 상기 반사층 (23) 의 입사광측에서의 nd 보다 낮은 굴절률부의 형성에 의하는 것인 것이 바람직하다. 그 것이, 색소 주성분 기록층을 이용함에 있어서 가장 바람직한 것이다. 여기서, 본 실시형태에 있어서 중요한 것은 ΔΦ＞0 인 위상 변화를 적극적이고 선택적으로 이용하는 것으로서, 종래 발명과 같이, 입사측에서 보아 가까운 (광로 길이가 작은) 홈부에 기록하는 것이나, HtoL 기록을 실시하는 것은 아니다.
종래의 청색 레이저 광기록에 관한 선행 기술에서는, CD-R 나 DVD-R 의 종래 기술에 사로잡혀, 입사측에서 보아 홈이 되는 커버층 홈부 (26) (도 5 참조) 에, ΔΦ＞0 인 위상 변화에 의해 HtoL 기록을 실시하고자 하는 전제 조건으로부터 탈피하지 못하고 있었다고 할 수 있다. 또는, 위상 변화에 의지하지 않고 50∼100㎚ 의 후막 기록층으로 하여, 평면 상태에서 일어나는 반사율 변화, 특히 δnd 가 대략 1 이상이 되는 큰 변화나, 동시에 일어나는 흡수계수 (kd) 의 큰 변화를 이용하여 반사광 강도 저하, 즉, HtoL 기록을 실시하는 것을 의도하고 있었던 것이다.
여기서, ΔΦ＞0 인 위상 변화와 푸시풀 신호의 관계에 관해서 고찰해둔다. 종래의 CD-R 나 DVD-R 의 유추로부터 커버층 홈부 (26) (도 5 참조) 에 대하여 HtoL 기록하는 경우, 푸시풀 신호 극성이 반전하지 않도록 하면, dGL 로서, 왕복의 광로 길이가 1 파장보다 커지는 (｜Φb3｜＞2π 가 되는) 깊은 홈 단차 (「깊은 홈」 이라고 한다) 나, Φb3 이 거의 제로이고, 간신히 푸시풀 신호가 나오는 홈 단차 (「얕은 홈」이라고 한다) 에 한정된다. 깊은 홈의 경우, 도 6 의 ｜Φb｜＞2π 인 경사면에서, 화살표 α 방향의 위상 변화를 이용하여 광학적으로 홈이 깊어지도록 한다. 이 경우, 화살표의 시작점이 되는 홈 깊이는, 400㎚ 전후의 청색 파장에서는 100㎚ 정도가 필요하고, 전술한 바와 같은 좁은 트랙 피치에서는 성형시에 불량 전사가 일어나기 쉬워, 양산에 어려움이 따른다. 또한, 가령 원하는 홈 형상이 얻어지더라도, 홈벽의 미소한 표면 조도에 의한 노이즈가 신호에 혼입되기 쉽다. 또, 홈 저부, 측면의 벽에 반사층 (23) 을 균등하게 형성하기가 곤란하다. 반사층 (23) 자체의 홈벽에 대한 밀착성도 나빠, 박리 등의 열화가 일어나기 쉽다. 이와 같이, 「깊은 홈」을 사용한 종래 방식에서 ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하여 HtoL 기록을 실시하고자 하면, 트랙 피치를 좁히는 데에 어려움이 따른다.
한편, 얕은 홈의 경우에는, 도 6 의 ｜Φ｜=0∼π 사이의 경사면에서 화살표 β 방향의 위상 변화를 사용하여 광학적으로 홈이 깊어지도록 함으로써, HtoL 기록이 된다. 미기록 상태인 정도의 푸시풀 신호 강도를 얻고자 하면, 홈 깊이는, 청색 파장에서는 20㎚∼30㎚ 정도가 된다. 이러한 상태로 기록층 (22) 을 형성한 경우, 평면 상태와 마찬가지로, 기록 홈부 (이 경우, 커버층 홈부 (26)) 에도 홈간부에도 동일하게 기록층 막두께가 형성되기 쉬워, 기록 피트가 기록 홈부로부터 밀려 나오기 쉬우며, 기록 피트로부터의 회절광이 인접 기록 홈으로 새어 들어가, 크로스토크가 매우 커진다. 마찬가지로, 종래 방식에서 ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하여 HtoL 기록을 실시하고자 하면, 트랙 피치를 좁히는 데에 어려움이 따르는 것이다.
본 발명자들은, 이들 과제를 극복할 수 있는, 진정한 막면 입사형 색소 매체, 특히 도포형 기록층을 갖는 매체에 관해서 검토하였다. 그 결과, 막면 입사형 색소 매체에 바람직한 구성은, 종래의 「깊은 홈」을 사용한 HtoL 기록이 아니라, 도 6 에 있어서, 화살표 γ 방향의 위상 변화, 따라서 후술하는 「중간 홈」 을 사용한 LtoH 인 기록 극성의 신호를 얻는 것임을 발견한 것이다. 즉, 기록 재생을 커버층 (24) 측으로부터 기록 재생광을 입사시켜 실시하는 광기록 매체 (20) 로서, 기록 재생 광빔 (27) 이 커버층 (24) 에 입사하는 면 (기록 재생 광빔 (27) 이 입사하는 면 (29)) 으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 기록 홈부에 형성한 기록 피트부의 반사광 강도가 기록 홈부의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 매체 및 기록 방법이다. 종래에 색소를 기록층에 사용한 추기형 매체는 기록 후에 ROM 매체와 동등한 기록 신호가 얻어지는 것이 특징이지만, 이를 위해서는, 기록 후에 재생 호환성을 확보할 수 있으면 되는 것으로, 기록 전에 ROM 매체와 동일한 고반사광 강도를 유지할 필요는 없으며, 기록 후의 H 레벨의 반사광 강도가 ROM 매체에서 규정되는 반사광 강도 (ROM 매체에서는 단순하게 반사율이라고 부르는 경우가 많다) 의 범위 내이면 된다. LtoH 기록은 결코, ROM 매체와의 재생 호환성을 유지하는 것과 모순되지 않는 것이다.
한편 본 실시형태에 있어서 중요한 것은, 상기, 기록층 굴절률의 저하, 공동의 형성 등에 의한 피트부에서의 굴절률 저하, 기록층 (22) 내부 또는 그 계면에서의 변형이, 모두 주반사면인 반사층 (23) 의 기록 재생광 입사측에서 일어나고 있다는 것이다. 또한, 전술한 바와 같이 dpit≒0, dmix≒0 인 것이 바람직하다. 즉, 기록 피트부에서, 반사층/기록층, 및, 반사층/기판 계면 중 어디에도 변형 및 혼합이 발생되어 있지 않은 것이, 기록 신호 극성을 지배하는 요소를 간소화할 수 있고, 기록 신호 파형에 대한 일그러짐을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 만약에 기록층 (22) 과 커버층 (24) 사이에, 반투명 반사층 (얇은 Ag, Al 등의 금속, 또는, Si, Ge 등의 반도체막) 이 존재하고, 주반사면이 반투명막 중 어느 하나의 계면으로 이행한 경우, 가령 LtoH 기록이라고 해도 커버층 홈간부 (25) 에 있어서의 양호한 LtoH 기록을 실현하는 것이 곤란해진다. 왜냐하면, 반투명 반사막에서 거의 모든 반사가 일어나고 있으면, 기록층 (22) 의 굴절률 변화 (δnd) 에 의한 위상 변화를 거의 이용할 수 없어, 신호 진폭을 크게 하기가 곤란해지기 때문이다. 또한, 다소라도 반투명 반사층의 투과광의 영향이 있었다고 하면, 이면의 금속 반사층으로부터의 반사광의 위상과 반투명 반사층의 반사광의 위상의, 양쪽의 기여가 섞이기 때문에, 위상 변화의 방향을 일정 방향으로 일치시켜 제어하기가 복잡하면서 어려워진다.
도 4 에 나타내는 막면 입사 구성에서, 기록 재생 광빔 (27) (도 2) 이 입사하는 면 (29) (도 2) 으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 종래 구성과 동일한 위상 변화에 의한 기록 원리를 적용하고자 하면, ΔΦ＞0 이 되는 위상 변화를 이용하여 LtoH 기록을 실시할 수 있다.
이를 위해서는, 우선 상기 기록 피트부 (25p) 에서의 위상 변화가, 상기 반사층 (23) 의 입사광측에서의 nd 보다 낮은 굴절률부의 형성에 의한 것인 것이 바람직하다. 그리고, 기록 전에 있어서, 각종 서보의 안정성을 유지하기 위해 적어도 3%∼30% 의 반사율을 유지하는 것이 바람직하다.
여기서 말하는 미기록 상태의 기록 홈부 반사율 (Rg) 은, 반사율을 미리 알고 있는 (Rref) 반사막만을, 도 2 에 나타내는 광기록 매체 (20) 와 동일한 구성으로 막을 형성하고, 집속 광빔을 기록 홈부에 초점이 맞도록 조사하여 얻어진 반사광 강도를 Iref, 도 2 에 나타내는 광기록 매체 (20) 에 있어서 동일하게, 집속 광빔을 기록 홈부에 조사하여 얻어진 반사광 강도를 Is 로 할 때, Rg=Rrefㆍ(Is/Iref) 로 하여 얻어진 것이다. 마찬가지로, 기록 후에 있어서, 기록 신호 진폭의, 기록 피트 사이 (스페이스부) 의 저반사광 강도 (IL) 에 대응하는 기록 홈부 반사율을 RL, 기록 피트 (마크부) 의 고반사광 강도 (IH) 에 대응하는 기록 홈부 반사율을 RH 라고 부른다.
이하에서는, 관용에 따라서, 기록 홈부의 반사광 강도 변화를 정량화할 때에는 이 기록 홈부반사율을 사용하여 나타낸다.
본 실시형태에서는, 기록에 의한 위상 변화를 이용하기 때문에, 기록층 (22) 자체의 투명성을 높게 하는 것이 바람직하다. 기록층 (22) 을 단독으로 투명한 폴리카보네이트 수지 기판에 형성한 경우의 투과율은 40% 이상인 것이 바람직하고, 50% 이상인 것이 보다 바람직하고, 60% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 투과율이 지나치게 높으면 충분히 기록광 에너지를 흡수할 수 없으므로, 95% 이하인 것이 바람직하고, 90% 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 이러한 고투과율이 유지되어 있는 것은, 도 2 에 나타낸 구성의 디스크 (미기록 상태) 에 있어서, 평탄부 (경면부) 에서 평면 상태의 반사율 (R0) 을 측정하고, 그 반사율이 기록층 막두께를 제로로 한, 동일 구성을 갖는 디스크의 평면 상태에서의 반사율의 40% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상인 것으로서 대략 확인할 수 있다.
(기록 홈 깊이 (dGL), 기록 홈부의 기록층 두께 (dG) 와 기록 홈간부의 기록층 두께 (dL) 의 바람직한 양태에 관해서)
ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하여, 커버층 홈간부 (25) 에 LtoH 기록하는 경우, 광학적으로 피트부에서 홈 깊이가 변화하기 때문에 홈 깊이에 강하게 의존하는 푸시풀 신호가 기록 전후에서 변화하기 쉬워진다. 특히 문제가 되는 것은, 푸시풀 신호의 극성이 반전하는 위상 변화이다.
LtoH 기록을 실시하고, 또 푸시풀 신호의 극성 변화를 일으키지 않기 위해서는, 도 6 에 있어서, 0＜｜Φb｜, ｜Φa｜＜π 인 경사면에서 화살표 γ 방향의 위상 변화에 의해 광학적으로 홈이 얕아지는 현상을 이용하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 도 4 에 있어서, 위상차 기준면 A-A’으로부터 보아, 기록 홈부의 반사 기준면까지의 광로 길이가 작아지는 변화가 기록 피트부 (25p) 에서 일어나도록 한다. 도 4 의 경우, Φb=Φb2＜0, Φa=Φa2＜0 이고, ΔΦ＞0 이기 때문에, ｜Φb｜＞｜Φa｜이다. 한편, 식 (2) 와 같이 위상차를 정의한 관계에서, Φb, Φa 가 도 4 의 경우에는 마이너스가 되기 때문에, 절대값으로 표기하였다.
특히, 푸시풀 신호로서, 식 (17) 의 규격화된 푸시풀 신호 강도 (IPPnorm) 를 사용하는 경우, 본 실시형태에서는, 기록 후의 평균 반사율이 증가하기 때문에 식 (17) 의 분모가 증가한다.
기록 후의 규격화 푸시풀 신호 강도 (IPPnorm) 를 충분한 크기로 유지하기 위해서는, 식 (17) 의 분자인 푸시풀 신호 강도 (IPPp -p) 가 기록 후에 증가하거나, 적어도 큰 값을 유지하는 것이 바람직하다. 다시 말해, ｜Φa｜가 기록 후에 π/2 근방에 있는 것이 바람직하다. 한편, 기록 전에도 충분한 푸시풀 신호를 확보하기 위해서는, ｜Φb｜는 π 보다도 (1/16)π 정도는 작은 것이 바람직하다. 그 때문에, ｜Φb｜가, 경로 γ 에 있어서 π/2∼(15/16)π 의 범위에 있는 것이 바람직하게 된다.
구체적으로는, 도 4 에 있어서, ｜Φb2｜=(4π/λ)｜
b2｜를 π/2∼(15/16)π 의 범위로 하기 위해서는,
｜
b2｜=｜(nc－nd)ㆍ(dG－dL)－ncㆍdGL｜
=｜(nd－nc)ㆍ(dG－dL)＋ncㆍdGL｜
을 λ/8∼(15/64)ㆍλ 의 범위로 하는 것이 바람직하다.
그 때의 홈 깊이 (dGL) 는 dG=dL, 기록 재생 광파장 (λ)=350∼450㎚ 의 청색 파장으로 한 경우, 식 (7) 로부터,
｜
b2｜=ncㆍdGL (7a)
이 된다. 동일한 식은, nd≒nc 에서도 얻어진다. nc 를 일반적인 고분자 재료의 값, 1.4∼1.6 정도로 하면, 홈 깊이 (dGL) 는 통상 30㎚ 이상, 바람직하게는 35㎚ 이상으로 한다. 한편, 홈 깊이 (dGL) 는 통상 70㎚ 이하, 바람직하게는 65㎚ 이하, 보다 바람직하게는 60㎚ 이하로 한다. 이러한 깊이의 홈을 「중간 홈」이라고 부르기로 한다. 상기 서술한 도 3 이나 도 5 에서 「깊은 홈」을 사용한 경우에 비해, 홈 형성 및 커버층 홈간부 (25) 에 대한 반사막의 피복이 매우 용이해진다는 이점을 갖는다.
일반적으로, 스핀 코트로 도포법에 의해 기록층을 형성하였을 때에는, 기판 홈부에 기록층이 고이기 쉽다는 성질을 고려하면, 자연스럽게 dG＞dL 이 된다. 또한, 도포하는 색소량을 적게 하고 전체적으로 기록층 막두께를 얇게 하면, 실질상 dL≒0 으로 할 수 있어, 기록층을 거의 완전하게 기록 홈 내 (이 경우, 커버층 홈간부 (25)) 에 가두는 것이 가능해진다.
이 경우, 식 (7) 은,
｜
b2｜=｜(nc－nd)ㆍdG－ncㆍdGL｜
=｜(nd－nc)ㆍdG＋ncㆍdGL｜ (7b)
이 되고, (7a) 에 대한, 상기 홈 깊이의 바람직한 범위에 대하여 ｜(nc－nd)ㆍdG｜분만큼 보정이 필요하게 된다. nd＞nc 이면 약간 얕은 편이, nd＜nc 이면 약간 깊은 편이 바람직하게 된다. 본 실시형태에 있어서 사용한 색소 기록층에서는, 대략 (nc－nd) 는 －0.5∼＋0.5 의 범위이고, dG=30㎚ 정도이기 때문에, 기껏해야 10㎚ 정도의 보정을 고려하면 된다. 반대로, ndㆍdGL 인 홈 형상이 주어지면, nd 가 nc 에 비하여 작을수록 ｜Φb2｜는 작아져, 도 6 으로부터 홈부의 반사광 강도가 증가한다. 한편, nd 가 nc 에 비하여 클수록, 홈부의 반사광 강도는 감소한다.
또한, 기록층 막두께는, 홈 깊이에 비하여 얇게 하여, dG＜dGL 로 하는 것이 바람직하다. 기록 피트가 가령 후술하는 변형을 동반하고 있더라도, 적어도 그 폭이 홈 폭 내로 억제되는 효과가 얻어져, 크로스토크를 저감할 수 있기 때문이다. 이 때문에, (dG/dGL)
1 로 하는 것이 바람직하고, (dG/dGL)
0.8 로 하는 것이 보다 바람직하고, (dG/dGL)
0.7 로 하는 것이 더욱 바람직하다.
다시 말해, 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에서는, 기록층 (22) 을 도포에 의해 형성하여, dGL＞dG＞dL 로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, dL/dG 
0.5 로 하여, 실제상 기록 홈간 상에 기록층 (22) 이 거의 퇴적되지 않도록 한다. 한편, 후술하는 바와 같이 dL 은 실질적으로 제로인 것이 바람직하기 때문에, dL/dG 의 하한치는 이상적으로는 제로이다.
전술한 바와 같이 dGL 이 30∼70㎚ 인 경우에는, dG 는 5㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10㎚ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이것은, dG 를 5㎚ 이상으로 함으로써 위상 변화를 크게 할 수 있어, 기록 피트 형성에 필요한 광에너지의 흡수가 가능해지기 때문이다. 한편, dG 는 50㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 45㎚ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 40㎚ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 위상 변화를 주로 사용하여, 굴절률 변화에 의한 「평면 상태에서의 반사율 변화」의 영향을 작게 하기 위해서도 기록층 (22) 은 이와 같이 얇은 것이 바람직하다. 종래의 CD-R, DVD-R 과 같이, 미기록에서의 굴절률이 2.5∼3 인 고굴절률의 색소 주성분의 기록층에서는, 기록에 의해 nd 가 감소한 경우, 「평면 상태의 반사율」 저하를 초래하는 경우가 있다. 위상차 변화에 의해 LtoH 기록하는 경우에는, 반대 극성으로 되기 쉬워 바람직하지 못하다.
또, 기록층 (22) 이 얇은 쪽이, 기록 피트부에서의 변형이 지나치게 커지거나, 기록 홈간부로 밀려 나오는 것을 억제할 수 있다.
커버층 홈간부에 기록 피트를 형성하는 본 발명에 있어서, 전술한 바와 같은 「중간 홈」깊이를 사용하는 것, 및 dG/dL 
1 로 하고, 기록층 (22) 을 얇게 하여 「중간 홈」 깊이의 기록 홈내에 가두는 것은, 후술하는 바와 같이 기록 피트부에서의 공동 형성 및 커버층 방향으로의 팽창 변형을 적극적으로 사용하는 경우에는, 더욱 바람직한 것이 된다. 이 점에서도, 본 발명은 커버층 홈부에 기록하고, 공동을 형성하여 HtoL 기록을 실시하는 경우보다 크로스토크를 억제하는 효과가 우수하다.
이렇게 해서 기록 피트는, 기록 홈 내에 거의 완전하게 가둬지고, 또한, 도 4 에서의 기록 피트부 (25p) 의 회절광이 인접 기록 홈으로 새어 들어가는 것 (크로스토크) 도 매우 작게 할 수 있다는 이점이 얻어진다. 다시 말해, 커버층 홈간부 (25) 에 대한 기록에서 LtoH 기록을 지향하는 것은, 단순히 ΔΦ＞0 인 위상 변화와 커버층 홈간부 (25) 에 대한 기록의 유리한 조합이 될 뿐만 아니라, 좁은 트랙 피치화에 의한 고밀도 기록에 보다 적합한 구성이 얻어지기 쉬워지는 것이다. 또, dL 을 거의 제로로 하면, (7b) 식의 ｜
b2｜ 에 있어서 (nc－nd)ㆍdG 항의 기여를 최대로 할 수 있고, dGL 를 약간이나마 얕게 할 수 있으므로, 홈 형성이 보다 용이해진다. 예를 들어, 기록 재생 광파장 (λ)=400㎚, nc=1.5 정도의 경우, (15/64)ㆍλ 가 되는 dG 는 dG=dL 의 경우에는 62.5㎚ 이지만, dL=0,｜nc－nd｜=0.3, δnd=0.5, dG=0.5ㆍdGL 의 경우, 57㎚ 로 할 수 있는 것이다. 트랙 피치가 0.3㎛ 정도가 되면, 이러한 5㎚ 의 홈 깊이의 차는 스탬퍼로부터의 홈 형상 전사의 용이함에 큰 영향을 미친다.
(기록층 굴절률, nd, nc, δnd, 및 변형량 dbmp 의 바람직한 양태에 관해서)
그런데, ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하여, 막면 입사 기록에 있어서, 커버층 홈간부 (25) 에 기록을 실시하고, LtoH 기록하는 것은, 고밀도 기록을 하는 데 있어서 중요한 것이지만, 더욱 양호한 기록 품질을 얻기 위해서는, 다음에 설명하는 사항을 고려하는 것이 바람직하다.
우선, 기록 신호 진폭을 크게 취하기 위해 전체적으로 ｜ΔΦ｜를 크게 하는 것을 들 수 있다. 이어서, 마크 길이 변조 기록에 있어서, 최단 마크 길이로부터 최장 마크 길이까지의 전체 마크 길이에 대하여, 실용적인 기록 파워 마진을 갖고, 양호한 지터 특성을 실현하기 위해, 다음의 것을 행하는 것이 바람직하다. 즉, ΔΦ 에 기여하는 각 위상 변화 방향과 크기를, 기록 파워의 변동, 마크 길이의 변동에 대해서도 특정 범위 내에서 일치시키는 것이 바람직하다. 적어도, 역방향의 위상 변화가 기록 파워 변동이나 마크 길이에 의해 섞이는 일은, 무시할 수 있을 정도로 작게 하는 것이 바람직하다.
그리고, 먼저 Φn 을 플러스 방향에서 크게 하기 위해서는, δnd＞0, 다시 말해 기록 피트부 (25p) 의 위상 (광로 길이) 이 기록 전에 대하여 크게 저하되는 것이 우선 바람직하다. 그리고, 기록 후의 기록층 막두께 (dGa) 가 두꺼운 쪽이 바람직하고, dG 
dGa 인 것이 보다 바람직하다. 전술한 바와 같이, 크로스토크 등을 작게 하기 위해서는 dGa 는 dGL 보다 너무 커지지 않는 것이 바람직하다. 단, dbmp＜0 인 변형을 동반하는 경우에는 dGa＞dGL 이어도 되지만, 그 크기는, dGL 의 3 배 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 dGa 가 크더라도, 기록 피트의 횡방향의 폭이 기록 홈 폭을 넘어 밀려 나오지 않으면 크로스토크에 대한 영향은 적다. 따라서, dGa＞dGL 인 경우에는, 특히 dL 이 얇고, 실질적으로 제로로 간주할 수 있는 10㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또는, 전술한 바와 같이 dL/dG 
0.5 를 만족할 뿐만 아니라, 보다 바람직하게는 dL/dG 
0.3, 더욱 바람직하게는, dL/dG 
0.2 로 하는 것이다.
(21) 식으로부터, δnd 와 dGa=dG－dpit－dbmp≒dG－dbmp 가 된다. 따라서, dGa 를 크게 하기 위해서는, dbmp＜0, 다시 말해 기록층 (22) 이 커버층 (24) 을 향하여 부풀어 오르는 변형이 바람직하다. 즉, 통상의 색소에서는 전술한 바와 같이 δnd＞0 이므로, dbmp＜0 으로 하는 것은, (21) 식의 Φn 을 통하여 ΔΦ＞0 을 크게 할 수 있는 것이다.
한편, dbmp 는, (18) 식의 Φbmp 라는 성분에도 기여한다. 이하에서는, Φbmp 를 통하여, dbmp 를 적극적으로 활용한 기록 메카니즘 (기록 모드) 에 대해 생각한다.
먼저 제 1 양태로서, nd－nc＜0 이 되도록 nd 가 작은 색소를 고르는 경우에 관해서 생각한다. Φbmp＞0 로 하기 위해서는, dbmp＜0, 즉 도 4 에서 기록층 (22) 이 커버층 (24) 측으로 부풀어 오르는 변형이 바람직하다. 여기서, dbmp＜0 으로 하면 dGa 도 커지기 때문에 매우 바람직하다. 다시 말해, δnd 가 작더라도 dbmp＜0 의 절대값이 크면, 다시 말해, 기록층 (22) 이 커버층 (24) 측으로 부풀어 오르는 변형이 크면, 그것만으로 큰 변조도를 얻을 수도 있다. 이 때문에, δnd 가 작은 기록층, 경우에 따라서는 δnd 가 거의 제로인 기록층 재료도 사용할 수 있다. 이는, CD-R 나 DVD-R 과 같은 적외나 적색 파장역에서 사용하는 경우와 같이 2.5 를 초과하는 큰 nd 의 색소를 얻기가 곤란한, 청색 파장역에서 이용할 때에 특히 바람직하다.
기록층 (22) 내 또는, 그 인접하는 계면에 공동이 발생한 경우에도, 그것에 의한 부풀음 변형이, 기록층 (22) 의 커버층 (24) 측 계면에 dbmp＜0 인 변형을 미쳐, 공동 내의 nd’가 1 정도까지 저하되는 것을 생각하면, 큰 신호 진폭을 얻는 데에 있어서 매우 바람직하다.
반드시 엄밀하게 nd＜nc 라는 것이 아니라, nd 가 nc 의 동등 이하이면 된다. nc 는, 통상 커버층 재료에 고분자 재료를 사용하므로 1.4∼1.6 이기 때문에, nd 는 1.6 이하가 바람직하고, 1.5 이하가 보다 바람직하다. 하한으로는 통상 1.0 이상인 것이 바람직하고, 1.2 이상인 것이 더 바람직하며, 1.3 이상인 것이 특히 바람직하다. 이것은, 단흡수단의 장파장측 (λS) 을 기록 재생 광파장으로 하는 경우에 거의 해당한다.
이어서, 제 2 양태로서, nd＞nc 인 경우라도 nd’가 nc 보다 작아지는 경우를 생각한다. 식 (9) 에 있어서, Φpit, Φmix≒0 으로 하면,
ΔΦ≒(4π/λ){(nd－nc)ㆍdbmp＋δndㆍ(dG－dbmp)}
=(4π/λ){(nd－nc－δnd)ㆍdbmp＋δndㆍdG}
=(4π/λ){(nd’－nc)ㆍdbmp＋δndㆍdG} (9a)
를 얻는다. 여기서, δndㆍdG＞0 이다. nd’가 충분히 저하되는, 특히 공동이 형성되어 nd’=1 이 되는 경우, nd’－nc＜0 이 되기 때문에 dbmp＜0 인 것이 바람직하다. nd 가, 종래의 CD-R 나 DVD-R 에서 사용된 것처럼 2 보다 크면, nd’＞nc 가 되는 경우도 생긴다. nd 가 2 이하라고 하면, 거의 확실하게 nd’＜nc 가 되어 바람직하다. 보다 바람직한 것은 nd 가 1.9 이하이다. 또, 공동 (nd’=1) 이 형성되면 확실하게 nd’＜nc 가 되어, δnd＞0 도 크게 취해지므로 매우 바람직하다.
결국, 본 발명에 있어서의 바람직한 nd, nc, δnd 및 dbmp 의 조합의 양태를 기록 모드라고 부르면, 가장 바람직한 기록 모드로부터 순서대로 다음과 같이 된다.
(기록 모드 1)
δnd＞0, nd＜≒nc (nd＜≒nc 는, nd 는 nc 정도 이하인 것을 의미한다.) 이고, dbmp＜=0 인 것.
nc=1.4∼1.6 으로 하면, nd 는 1.6 이하인 것이 바람직하다.
기록층 (22) 내 또는 그 인접하는 계면에 공동이 발생하는 것이 보다 바람직하다.
(기록 모드 2)
δnd＞0, nd＞nc 이고, nd’＜nc, dbmp＜=0 인 것.
마찬가지로, nc=1.4∼1.6 으로 하면, nd 는 2 이하인 것이 바람직하다.
기록층 (22) 내 또는, 그 인접하는 계면에 공동이 발생하는 것이 보다 바람직하다.
기록 모드 1 과 기록 모드 2 는, (9a) 식의 관점에서, nd’＜nc 이면 동등하여, 어느 쪽이 유리하다고 할 수 없다. 그러나, 기록 모드 2 는, 기록 후의 nd’의 추정이 곤란한 경우에, δnd＞0 이기만 하면 nd’＜nd＜nc 에 의해 확실하게 nd’＜nc 가 보장되기 때문에, dbmp＜0 인 변형이 발생하는 경우에는 기록 모드 1 이 바람직한 것이다. 만약에 공동이 형성되지 않거나, dbmp≒0 이면, δnd 를 크게 할 수 있다는 점에서, 미기록의 nd 가 큰 편인 기록 모드 2 가 유리해지는 경우가 있다.
한편, 제 3 양태로서, 식 (9) 의 위로부터는 이하의 기록 모드 3 을 적용할 수 있다.
(기록 모드 3)
δnd＜0, nd＞nc, dbmp＞0 인 것.
δnd 가 상대적으로 큰 경우에는, dbmp＞0 에 의한, dGa 가 작아지는 마이너스의 효과를 상쇄할 수 있다. 단, 본 발명자들의 검토에 의하면, dbmp＜0 인 부풀음 변형의 변형량이 dGL 또는 dG 의 3 배 가까이까지 도달할 수 있는 경우가 있음에 대하여, dbmp＞0 인 수축하는 변형이 dG 의 50% 이상에 도달하는 일은 거의 없기 때문에, 이러한 제 3 양태는, 본 실시형태에 대한 적용을 방해하는 것이 아니지만 반드시 바람직하다고는 할 수 없다.
또, 이 경우, 실질적으로 δnd 의 변화에만 의지하기 때문에, 결국 종래의 CD-R, DVD-R 과 같이 2 를 초과하는 커다란 nd 의 색소에 의지하지 않을 수 없고, 또, 「평면 상태에서의 반사율 변화」에 의한 반사광 강도 저하, 즉, HtoL 극성이 섞이는 경우에는, 더욱 바람직하지 못한 것이 된다.
한편 반복되는 말이지만, 본 실시형태에서는, 이들 기록 모드에 관한 현상이 주반사면의 입사광측에서 일어나고 있는 사실이 중요하고, 도 4 의 층 구성은 그것을 실현하기 위해서 중요하다.
dbmp＜0 인 변형을 촉진시키기 위해서는, 기록층 (22) 의 열변질에 열팽창, 분해, 승화에 의한 체적 팽창 압력이 발생하는 것이 바람직하다. 또한, 기록층 (22) 과 커버층 (24) 의 계면에 계면층을 형성하여 상기 압력을 가두고, 다른 층으로 누설되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 계면층은, 가스 배리어성이 높고, 커버층 (24) 보다도 변형되기 쉬운 것이 바람직하다. 특히, 승화성이 강한 색소를 주성분으로서 사용하면, 기록층 (22) 부분에 국소적으로 체적 팽창 압력이 생기기 쉽다. 또한, 이 때 동시에 공동을 형성하기 쉽고, 색소 주성분의 기록층 단체의 굴절률 변화가 작더라도 공동 형성 (내부의 nd’는 1 로 간주할 수 있다) 에 의한 효과가 더해져, 기록층 (22) 의 δnd 를 크게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 다시 말해, 기록층 (22) 의 내부 또는, 그 인접하는 층과의 계면에 공동이 형성되는 것이 δnd＞0 를 크게 하기 위해 바람직하고, 또한, 공동 내의 압력에 의해 발생하는 dbmp＜0 이 되는 기록층 (22) 의 커버층 (24) 측으로의 부풀음은 ΔΦ＞0 인 변화를 가장 효율적으로 발생시킬 수 있어 가장 바람직하다.
이와 같이, nd, nd’, nc 의 대소 관계와 dbmp 의 부호 (변형의 방향) 의 조합을 특정한 관계로 유지하는 것이, 마크 길이에 의해 기록 신호 극성 (HtoL 이거나 LtoH) 이 역전되거나, 혼합되거나 하는 (미분파형이 얻어지는) 현상을 방지하는 데에 있어서 유효하다.
여기서, nd 의 하한에 관해서, 이상 분산 특성을 갖는 색소의 특성에 근거하여 약간의 보충 설명을 추가한다. 도 9 는, 색소의 주흡수대에서의 크라머스－크뢰니히의 관계를 설명하는 도면이다. 크라머스－크뢰니히형의 이상 분산에 있어서는, 흡수 피크가 높은 흡수일수록 단파장단 (λS) 에서의 굴절률은 저하되고, 장파장단 (λL) 에서의 굴절률은 높아진다. 종래의 CD-R, DVD-R 은, 장파장단 (λS) 에서 nd 가 2∼3 인 색소를 사용하는 것을 바람직하다고 해왔기 때문에, 매우 급준한 흡수 피크를 갖는 색소의 합성이 최대 과제였다. 단파장단 (λS) 에서는, 그와 같은 흡수 피크를 실현한 경우, nd 가 0.5 정도까지 저하될 수 있다. 이러한, 급준한 피크를 갖는 색소로, 그 흡수가 급격히 변화하는 파장역을 이용하는 경우의 최대 난점은, 기록 재생 광파장 (λ) 이 변화하였을 때에 그 광학 특성이 급격히 변화하기 때문에, 안정적인 기록 특성을 얻을 수 없게 된다. 통상, 기록 재생에 사용하는 반도체 레이저로부터의 출사광의 파장은, 반도체 레이저의 사용 환경 온도 (통상, 0℃∼70℃ 정도의 범위) 에 따라서, 적어도 ±5㎚ 는 변동한다. 특히, 청색 파장 400㎚ 정도와 고 NA (개구수) 에 의한 고밀도 기록에서는, 이러한 파장 변동에 의한 광학 특성의 변화는 바람직하지 못하다.
또, 식 (9a) 로부터 알 수 있듯이, 커버층 홈간부 (in-groove: 25) 를 기록부로 하여 위상 변화를 이용하고자 하면, δnd 가 증가하는 변화는 ΔΦ＜0 인 변화에 의해 도 6 의 경로 β 상의 「얕은 홈」을 이용한 HtoL 기록이 되기 때문에, 양호한 LtoH 기록은 실현되지 않는다. 커버층 홈부 (on-groove: 26) 를 이용하면 LtoH 기록으로 될 수 있지만, 커버층 홈부 (26) 에서의 기록은 도포법으로 기록층 (22) 을 형성하는 경우에 적합하지 않음은 전술한 바와 같다. 또한, nd’＞nc 정도의 큰 변화는 λS 의 영역에서는 통상 실현되어 있지 않고, (nd’－nc)＞0 이 된다. ΔΦ＜0 와 모순되지 않기 위해서는 dbmp＞0 으로 하지 않으면 안되지만, 마찬가지로 dbmp＞0 이 되는 변형량에는 한계가 있으므로, 큰 신호 진폭을 취하기 어렵다.
한편, 청색 파장 기록에 있어서, 1 정도 보다 작은 nd 와 δnd＜0 인 색소를 이용하여, 「평면 상태의 반사율 변화」에 의한 반사광 강도 변화를 이용한 HtoL 기록도 제창되어 있다. 그러나 이 경우, 큰 δnd 를 얻기가 곤란하다는 문제도 있다. 통상적으로는, nd=0.5 내지 1.0, nd’=1.0∼1.5 정도밖에 되지 않으므로, δnd 는 0.5 정도보다 작다. 그 때문에, 기록층 (22) 상하에 스퍼터법이나 진공 증착법에 의해 막을 형성한 유전체층을 형성하는 등의 대단히 복잡한 구성을 이용하는 것이 제안되어 있지만, 원래, 도포법에서의 제조 프로세스의 비용상 이점을 이용해야 할 색소 기록층에 있어서, 바람직하지 못한 비용의 상승을 가져온다. 한편, nd 는 0 보다 크다.
도 24 는, 도 2 의 층 구성에 있어서, 기록층 막두께 30㎚, kd=0.4 로 일정, Ag 반사층 (복소굴절률 0.09-iㆍ2.0), 계면층 막두께 20㎚ (굴절률 2.3-iㆍ0.0), 커버층 nc=1.5 이고 복소굴절률의 허수부 0.0 으로 가정한 경우, 평면부에서의 반사광 강도 (R0) 의 기록층 굴절률 (nd) 의존성의 계산치를 나타내고 있다. nd 가 약 2 이하인 경우, nd 가 감소하면, 반사율은 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 한편, nd 가 1 미만인 경우에, δnd＜0, 즉 nd 가 증가하는 변화는, 평면 상태에서의 반사율 변화에 의한 반사광 강도 감소를 초래함과 함께, (21) 식의 Φn 의 마이너스 변화를 가져오기 때문에, 오히려, 도 3 이나 도 5 의 경우에 적용하여 HtoL 극성의 신호가 얻어지기 쉬운 것도 알 수 있다.
기록에 의한 kd 의 감소가 더해지면, 기록 후의 반사광 강도는 기록 전에 비교하여 더욱 증가할 수 있다. 위상차가 관여하지 않은 상태에서는, 반사율 변화의 크기 그 자체는 작지만, 적어도 위상차에 의한 LtoH 극성의 기록 신호 극성과 모순되지 않는다.
이러한 관점으로부터도, nd 가 1∼2 인 색소에 있어서, 커버층 홈간부 (in-groove) 를 기록 홈부로 하고, 기록 후에 nd 가 감소하는 것 (δnd＞0 ) 은, 양호한 LtoH 기록을 하는 데에 있어서 매우 바람직한 일임을 알 수 있다. 동시에, 기록에 kd 가 감소하면 기록 피트부에서의 흡수가 감소하여, 역시 평면 상태에서의 반사율은 증가하기 때문에 바람직하지만, 이러한 것은, 색소가 분해되어 이상 분산이 없어짐으로써 오히려 통상 일어날 수 있는 현상이다. 다시 말해, 기록 모드 1, 2 에 있어서의 국소적 위상 변화에 의한 반사광 강도의 증대는 평면 상태에서의 반사광 강도의 증대와 상성 (相性) 이 양호하여, 전체적으로 일그러짐이 없는 LtoH 극성의 신호를 얻는 데에 있어서 매우 바람직하다.
(구체적인 층 구성 및 재료의 바람직한 양태에 관해서)
이하에 있어서, 도 2 및 도 4 에서 나타내는 층 구성의 구체적 재료ㆍ양태에 관해서, 청색 파장 레이저의 개발이 진행되고 있는 상황을 고려하여, 특히 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 이 405㎚ 근방인 경우를 상정하여 설명한다.
(기판)
막면 입사 구성에서는, 기판 (21) 은 적절한 가공성과 강성을 갖는 플라스틱, 금속, 유리 등을 사용할 수 있다. 종래의 기판 입사 구성과 달리, 투명성이나 복굴절에 대한 제한은 없다. 표면에 안내 홈을 형성하는 것인데, 금속, 유리에서는 표면에 광이나 열경화성의 얇은 수지층을 형성하고, 거기에 홈을 형성할 필요가 있다. 이 점에서, 플라스틱 재료를 사용하여 사출 성형에 의해 기판 (21) 형상, 특히 원반 형상과 표면의 안내 홈을 한꺼번에 형성하는 쪽이 제조 상 바람직하다.
사출 성형이 가능한 플라스틱 재료로는, 종래 CD 나 DVD 에서 사용된 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 기판 (21) 의 두께로는 0.5㎜∼1.2㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 기판 두께와 커버층 두께를 합하여 종래의 CD 나 DVD 와 같은 1.2㎜ 로 하는 것이 바람직하다. 종래의 CD 나 DVD 에서 사용되는 케이스 등을 그대로 사용할 수 있기 때문이다. 기판 두께를 1.1㎜, 커버층 두께를 0.1㎜ 로 하는 것이, 블루 레이 디스크에서는 규정되어 있다 (비특허문헌 9).
기판 (21) 에는 트래킹용의 안내 홈이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 커버층 홈간부 (25) 가 기록 홈부가 되는 트랙 피치는, CD-R, DVD-R 보다 고밀도화를 달성하기 위해서는 0.1㎛∼0.6㎛ 로 하는 것이 바람직하고, 0.2㎛∼0.4㎛ 로 하는 것이 보다 바람직하다. 홈 깊이는, 전술한 바와 같이, 기록 재생 광파장 (λ), dGL, dG, dL 등에 의존하지만, 대략 30㎚∼70㎚ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 홈 깊이는, 상기 범위 내에서, 미기록 상태의 기록 홈부 반사율 (Rg), 기록 신호의 신호 특성, 푸시풀 신호 특성, 기록층의 광학 특성 등을 고려하여 적절하게 최적화된다. 예를 들어, 기록층의 광학 특성의 변화에 대하여 동등한 Rg 를 얻기 위해서는, nd, kd 가 큰 경우에는 홈 깊이를 상대적으로 얕게 하고, nd, kd 가 작은 경우에는 상대적으로 깊게 하는 것이 바람직하다. 또한, 동일한 홈 깊이라고 해도 nd 가 약 1.5 이상이면 kd 를 약 0.5 이하로 하거나, 반대로, kd 가 약 0.5 이상이면, nd 가 약 1.5 이하가 되는 값의 기록층을 선택하면 Rg 를 10% 이상으로 유지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 기록 홈부와 기록 홈간부에서의 각각의 반사광의 위상차에 의한 간섭을 이용하고 있기 때문에, 양쪽이 집속광 스폿 내에 존재해야 한다. 이 때문에, 기록 홈 폭 (커버층 홈간부 (25) 의 폭) 은, 기록 재생 광빔 (27) 의 기록층 (22) 면에서의 스폿 직경 (홈 횡단 방향의 직경) 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 기록 재생 광파장 (λ)=405㎚, NA (개구수)=0.85 의 광학계에서 트랙 피치를 0.32㎛ 로 하는 경우, 0.1㎛ ∼0.2㎛ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이들 범위 밖에서는 홈 또는 홈간부의 형성이 어려워지는 경우가 많다.
안내 홈의 형상은, 통상 직사각형으로 된다. 특히, 후술하는 도포에 의한 기록층 형성시에, 색소를 함유하는 용액의 용제가 대부분 증발하기까지의 수십 초 사이에, 기판 홈부 상에 색소가 선택적으로 고이는 것이 바람직하다. 이 때문에, 직사각형 홈의 기판 홈간의 모서리를 둥글게 하여 색소 용액이 기판 홈부로 낙하되어 고이기 쉽게 하는 것도 바람직하다. 이러한 둥근 모서리를 갖는 홈 형상은, 플라스틱 기판 또는 스탬퍼의 표면을 플라즈마나 UV 오존 등에 수 초 내지 수 분동안 노출시켜 에칭함으로써 얻을 수 있다. 플라즈마에 의한 에칭에서는, 기판의 홈부의 모서리 (홈간부의 에지) 와 같이 튀어나온 부분이 선택적으로 깎이는 성질이 있기 때문에, 둥글게 된 홈부의 모서리 형상을 얻기에 적합하다.
안내 홈은, 통상적으로는 어드레스나 동기 신호 등의 부가 정보를 부여하기 위해서, 홈 사행 (蛇行), 홈 깊이 변조 등과 같은 홈 형상의 변조, 기록 홈부 또는 기록 홈간부의 단속 (斷續) 으로 인한 요철 피트 등에 의한 부가 신호를 갖는다. 예를 들어, 블루 레이 디스크에서서는, MSK (minimum-shift-keying) 와 STW (saw-tooth-wobbles) 라는 2 변조 방식을 사용한 워블 어드레스 (wobble address) 방식이 사용되고 있다 (비특허문헌 9).
(광반사 기능을 갖는 층)
광반사 기능을 갖는 층 (반사층 (23)) 에는, 기록 재생 광파장에 대한 반사율이 높아, 기록 재생 광파장에 대하여 70% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하다. 기록 재생용 파장으로서 사용되는 가시광, 특히 청색 파장역에서 고반사율을 나타내는 것으로서, Au, Ag, Al 및 이들을 주성분으로 하는 합금을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, λ=405㎚ 에서의 반사율이 높고, 흡수가 작은 Ag 를 주성분으로 하는 합금이다. Ag 를 주성분으로 하고, Au, Cu, 희토류 원소 (특히, Nd), Nb, Ta, V, Mo, Mn, Mg, Cr, Bi, Al, Si, Ge 등을 0.01원자%∼10원자% 첨가함으로써, 수분, 산소, 황 등에 대한 내식성을 높일 수 있어 바람직하다. 이밖에, 유전체층을 복수 적층한 유전체 미러를 사용하는 것도 가능하다.
반사층 (23) 의 막두께는, 기판 (21) 표면의 홈 단차를 유지하기 위해 dGL 과 동일하거나 그것보다 얇은 것이 바람직하다. 마찬가지로, 기록 재생 광파장 (λ)=405㎚ 로 하는 경우, 전술한 바와 같이 dGL 은 70㎚ 이하로 하는 것이 바람직하므로, 반사층의 막두께는 70㎚ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65㎚ 이하로 한다. 후술하는 2 층 매체를 형성하는 경우를 제외하고, 반사층 막두께의 하한은 30㎚ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40㎚ 이상으로 한다. 반사층 (23) 의 표면 조도 (Ra) 는 5㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. Ag 는 첨가물의 첨가에 의해 평탄성이 증가하는 성질이 있어, 이러한 의미에서도 상기한 첨가원소를 0.1원자% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5원자% 이상으로 한다. 반사층 (23) 은 스퍼터링법, 이온 플레이팅법이나, 전자빔 증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
반사 기준면의 단차에 의해 규정되는 홈 깊이 (dGL) 는, 거의 기판 (21) 표면의 홈 깊이 (dGLS) 와 동일하다. 홈 깊이는, 단면을 전자현미경으로 관찰하면 직접 측정할 수 있다. 또는, 원자간력 현미경 (AFM) 등의 탐침법에 의해 측정할 수 있다. 홈이나 홈간부가 완전히 평탄하지 않은 경우에는, 홈과 홈간의 각각의 중심에서의 높이의 차로 dGL 을 정의한다. 홈 폭은 마찬가지로, 반사층 (23) 형성 후의 실제로 기록층 (22) 이 존재하는 홈부의 폭을 말하지만, 반사층 (23) 형성 후에도 기판 (21) 표면의 홈 형상을 거의 유지한다면 기판 (21) 표면의 홈 폭값을 사용할 수 있다. 또한, 홈 폭은, 홈 깊이의 절반 깊이에 있어서의 폭을 채용한다. 홈 폭은 마찬가지로, 단면을 전자현미경으로 관찰하면 직접 측정할 수 있다. 또는, 원자간력 현미경 (Atomic force microprobe, AFM) 등의 탐침법에 의해 측정할 수 있다.
(색소를 주성분으로 하는 기록층)
본 실시형태에 있어서 사용하는 색소는, 300㎚∼800㎚ 의 가시광 (및 그 근방) 파장 영역에 그 구조에 기인한 현저한 흡수대를 갖는 유기 화합물을 말한다. 이러한 색소를 기록층 (22) 으로서 형성한 미기록 (기록 전) 상태에 있어서 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 에 흡수를 갖고, 기록에 의해 변질되어 기록층 (22) 에 재생광의 반사광 강도의 변화로서 검출될 수 있는 광학적 변화를 일으키는 색소를 「주성분 색소」라고 부른다. 주성분 색소는 복수의 색소의 혼합물로서, 상기한 기능을 발휘하는 것이어도 된다.
주성분 색소 함유량은, 중량% 로 하여 50% 이상이 바람직하고, 80% 이상이 보다 바람직하고, 90% 이상이 더욱 바람직하다. 주성분 색소는 단독의 색소가 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 에 대하여 흡수가 있고, 기록에 의해 변질되어 상기 광학적 변화를 발생시키는 것이 바람직하지만, 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 에 대한 흡수를 갖고, 발열함으로써 간접적으로 타방의 색소를 변질시켜 광학적 변화를 일으키게 하도록 기능 분담되어 있어도 된다. 주성분 색소에는 이밖에, 광흡수 기능을 갖는 색소의 경시 안정성 (온도, 습도, 광에 대한 안정성) 을 개선시키기 위한 이른바 퀀처 (quencher) 로서의 색소가 혼합되어 있어도 된다. 주성분 색소 이외의 함유물로는, 저ㆍ고분자 재료로 이루어지는 결합제 (바인더), 유전체 등을 들 수 있다.
주성분 색소는, 특별히 구조에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서는, 기록에 의해, 기록층 (22) 내에 δnd＞0 인 변화를 발생시키는 것이고, 미기록 (기록 전) 상태에서의 흡수계수 (kd)＞0 인 한, 원칙적으로 광학적 특성에 대한 강한 제약은 없다. 주성분 색소가 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 에 대한 흡수를 갖고, 또한, 스스로의 흡광 및 발열에 의해서 변질을 일으켜, 굴절률의 저하, δnd＞0 을 발생시키면 된다. 여기서 변질이란, 구체적으로는, 주성분 색소의 흡수ㆍ발열에 의한 팽창, 분해, 승화, 용융 등의 현상을 말한다. 주성분이 되는 색소 자체가 변질되고, 임의의 구조 변화를 동반하여 굴절률이 저하되어도 된다. 또, δnd＞0 인 변화는 기록층 (22) 내 및/또는 계면에 공동이 형성되어도 되고, 기록층 (22) 의 열팽창에 의한 굴절률 저하여도 된다.
이러한 변질을 나타내는 온도로는, 100℃∼500℃ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 100℃ 내지 350℃ 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 보존 안정성, 내재생광 열화의 관점에서는 150℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 분해 온도가 300℃ 이하이면, 특히 10m/s 이상의 고선속도에서의 지터 특성이 양호해지는 경향이 있어 바람직하다. 분해 온도가 280℃ 이하인 것이, 고속 기록에서의 특성을 더욱 양호하게 할 가능성이 있기 때문에 바람직하다. 통상적으로는, 이상에서 설명한 변질 거동은 주성분 색소의 열 특성으로서 측정되고, 열중량 분석-시차열 분석 (TG-DTA) 법에 의해서 중량 감소 개시 온도로서 대략적인 거동을 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이 dbmp＜0, 즉 기록층 (22) 이 커버층 (24) 을 향하여 부풀어 오르는 변형이 동시에 일어나는 것이 ΔΦ＞0 인 위상 변화를 이용하는 데에 있어서 보다 바람직하다. 따라서, 승화성이 있거나, 분해물의 휘발성이 높아, 기록층 (22) 내부에 팽창을 위한 압력이 발생할 수 있는 것이 바람직하다.
기록 (재생) 광의 에너지를 흡수하고, 상기 변질을 일으키기 위한, 기록 (재생) 광의 파워를 기록 감도라고 한다. 특히, 400㎚ 정도의 파장에서의 반도체 레이저의 출력 파워는 적색 레이저와 비교하여 아직 낮고, 이 때문에 기록 감도의 관점에서는 kd 
0.1 인 것이 바람직하다. 한편, 미기록 상태의 기록 홈부 반사율 (Rg) 을 3% 이상으로 하기 위해서는 kd 
1.5 인 것이 바람직하고, kd 
1.2 인 것이 보다 바람직하다. kd 
1.0 인 것이 더욱 바람직하다.
기록 전의 반사율 (Rg) 또는, 기록 피트간 반사율 (RL) 은, 10% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이를 위해서는, kd 는 0.6 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, kd 가 0.6 정도보다 크면, nd 를 1.7 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.6 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 단 kd 가 1.0 정도보다 큰 경우에는, nd 를 1.3 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 기록층을 발열시켜 변질을 발생시키기에 충분한 광흡수가 얻어진다. 특히, 10m/s 이상의 고선속에서의 기록에 있어서는, 기록 감도를 양호하게 유지하기 위해서도 kd 가 0.25 이상인 것이 바람직하다. kd 가 0.3 이상인 것이 보다 바람직하다. 특히, 기록 피트 내부에 있어서는 kd’
kd (즉 기록에 의해 kd 가 감소한다) 로 되어 있으면, kd 의 변화에 의한 반사광 강도의 증가가 위상 변화 (ΔΦ) 에 의한 반사광 강도 증가와 모순되지 않고, 신호 파형을 일그러뜨리는 일도 없으며, 그 진폭을 크게 할 수 있어 바람직하다. kd 의 저하에 의한 반사광 강도 증가를 부가적으로 이용하기 위해서는, kd 는 0.2 이상인 것이 바람직하고, 또 0.3 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, kd’는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하로 하면, 기록 후의 반사광율 (RH) 를 ROM 매체와 동일하게 높게 유지하여, 대략 30% 이상으로 할 수 있다.
기록층의 막두께 (dG) 는, 기록 피트가, 커버층 홈간부 내에 수용되어 크로스토크를 충분히 작게 할 수 있도록, 전술한 바와 같이 dGL 보다 얇은 것이 바람직하며, dG/dGL 은 0.8 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.7 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. dGL 을 70㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 400㎚ 근방의 파장에서는, dG 는 70㎚ 이하로 하는 것이 바람직하지만, 50㎚ 미만으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, kd 가 특히 0.3 이상인 기록층에서는, 재생 광빔을 여러회 조사한 경우에 재생광을 흡수하여 기록층에 변질이 일어나는 것을 막기 위해, 기록층 막두께는 역시 50㎚ 미만인 것이 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또, 재생 광빔의 강도는, 통상 재생광 강도 (mW)/재생 광빔의 주사 속도 (m/s) 가, 0.2mWㆍs/m 이하인 것이 바람직하고, 0.1mWㆍs/m 이하인 것이 보다 바람직하다.
또, 기록층 막두께가 상기 바람직한 값을 넘어 지나치게 두꺼워지면, 식 (9) 내지는 (9a) 에 있어서, 위상 변화량 (δndㆍdG) 이나, 변형량 (dbmp(＜0)) 의 절대값이 커져, 전체적으로 ΔΦ 가 지나치게 커지는 경우가 있다. 푸시풀 신호의 극성이 지나치게 작아지거나, 또는, 극성이 반전하는 등 트래킹 서보가 불안정해지는 경우가 있기 때문에 역시 바람직하지 못하다.
한편, 기록층 막두께의 하한은 5㎚ 이상이고, 10㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
단독으로 바람직한 특성을 나타내는 색소로서 「기록 모드 1」 또는 「기록 모드 2」에서 이용할 수 있는 색소를 들 수 있다.
즉, 주흡수대 피크가 대략 300㎚∼600㎚ 의 범위에 있고, 그 주흡수대의 피크에서의 몰 흡광계수 (클로로포름 중) 가 20000∼150000 의 범위에 있는 것이다. 몰 흡광계수가 대략 100000 을 초과하는 급준한 피크를 갖는 흡수대에서는, 도 9 에 있어서 장파장단 (λL) 에서의 굴절률이 2 보다 커지기 때문에, 그와 같은 색소를 사용하는 경우에는 단파장단 (λS) 에 기록 재생 광파장이 위치하는 것이 바람직하다.
한편, 몰 흡광계수가, 통상은 100000 이하, 보다 바람직하게는 80000 이하, 더욱 바람직하게는 70000 이하의 비교적 완만하고 평탄한, 예를 들어, 도 19 와 같은 흡수대인 경우에는, 흡수대 전역에 걸쳐 굴절률이 거의 1 이상 2 이하가 될 수 있다. 여기서, 도 19 는, 비교적 평탄한 주흡수대에서의 크라머스－크뢰니히의 관계를 설명하는 도면이다. 또한, 흡수계수 (kd) 도 흡수대의 전체 파장역에 걸쳐 0.6 이하가 될 수 있다. 몰 흡광계수는, 20000 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30000 이상이면, 흡수계수 (kd) 가, 0.2 이상, 또는 0.3 이상이 되어 바람직하다. 따라서, 기록 재생 광파장 (λ) 이 흡수대의 중심부나, 장파장단 (λL), 단파장단 (λS) 중 어디에 위치하고 있어도 된다.
종래와 같은 급준한 피크를 갖는 색소를 사용하지 않고, nd 가 1∼2 범위의 λS 단을 바람직하게 이용하는 본 발명은, 종래 굴절률이 낮기 때문에 사용하기가 어려웠던 이러한 색소를 사용할 수 있는 점에서도, 또 색소 선택의 폭이 대단히 넓어지는 점에서도 우수하다고 할 수 있다. nd 의 범위로는 1.2∼1.9 인 것이 보다 바람직하고, 1.2∼1.6 인 것이 더욱 바람직하다.
또, 전술한 바와 같이 kd 의 값에 의해서 nd 의 보다 바람직한 범위를 적절히 선택할 수 있지만, 특히 nd 와 kd 의 조합으로서 바람직한 범위는, nd=1.2∼1.9 이고 kd=0.28∼1 이고, 보다 바람직한 것은, nd=1.3∼1.9 이고 kd=0.3∼1 이다.
그리고, 색소의 분해에 의한 주흡수대의 소멸만으로는 nd’가 1.5 이하가 되는 일이 적기 때문에, 특히 nd 가 1.6 이하인 경우에는, 공동의 형성이 수반되는 것이 바람직하다. 또, dbmp＜0 인 변형을 동반하고, 그 변형량 (｜dbmp｜) 이 dG 의 2 배 이상이 되는 것이 바람직하다.
그리고, 비교적 평탄한 흡수대의 보다 중앙부 부근을 사용하면, 기록 재생광 (λ) 의 변동에 대하여 안정적이라는 이점도 갖는다.
한편, 단파장단 (λS) 에서의 기록 재생을 사용하는 경우에는, 종래 알려진 CD-R, DVD-R 용의 장파장역에 주흡수대가 있는 색소 및 그 유도체도 사용할 수 있다는 점에서 바람직하다. 이러한 색소는 이미 성질이 잘 알려져 있고, 안전성, 안정성도 신뢰할 수 있는 데이터가 있다. 또한, 합성 루트나 양산 방법도 확립되어 있으며, 비용적으로도 유리하다.
한편, λS 를 이용하는 경우의 이점으로, 색소의 흡수대가 파장 400㎚ 이하의 자외광 파장역으로는 거의 신장되어 있지 않기 때문에, 자외광을 흡수하여 열화될 우려가 없다는 점을 들 수 있다. 이것은, 단순한 경시 안정성의 문제뿐만 아니라, 커버층 형성에 자외선 경화 수지의 스핀 코트법을 사용할 수 있다는 이점도 있다. 가능한 한 도포형 프로세스로 통일하는 것이, 장치 비용도 억제할 수 있어 바람직하다.
통상적인 자외선 경화 수지 경화용 자외선 조사 장치인 수은 램프 등에서는, 대략 350㎚ 이하의 파장역의 광을 중합개시제의 여기용으로 사용하도록 되어 있다. 특히, 350㎚ 이하의 파장역에서의 흡수계수 (kd) 가 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.3 이하인 것이 보다 바람직하다. 제로여도 상관없다.
상기한 바와 같은 흡수대를 갖는 색소로는, 메틴계, (함금)아조계, 피론계, 포르피린계 화합물 등 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 함금 아조계 색소 (일본 공개특허공보 평9-277703호, 일본 공개특허공보 평10-026692호 등), 피론계 색소 (일본 공개특허공보 2003-266954호) 는, 원래 내광성이 우수하고, 또한 TG-DTA 에서의 중량 감소 개시 온도 (Td) 가 150℃ ∼400℃ 에 있고, 급준한 감량 특성 (분해물의 휘발성이 높고, 공동을 형성하기 쉽다) 을 갖는 점에서 바람직하다. 특히 바람직한 것은, nd=1.2∼1.9, kd=0.3∼1, Td=150℃∼300℃ 인 색소이다. 그 중에서도, 이들 특성을 만족하는 함금 아조 색소가 바람직하다.
아조계 색소로는, 보다 구체적으로는, 6-히드록시-2-피리돈 구조로 이루어지는 커플러 성분, 이속사졸트리아졸, 피라졸에서 선택되는 임의의 1 종의 디아조 성분을 갖는 화합물, 및 그 유기 색소 화합물이 배위하는 금속 이온으로 구성되는 금속 착물 화합물을 들 수 있다. 특히, 하기 일반식 [I]∼[Ⅱ] 를 갖는 함금속 피리돈아조 화합물이 바람직하다.
(화학식 1)
(식 중, R1∼R10 은, 각각 독립적으로, 수소원자 또는 1 가의 관능기이다.)
또한, 하기 일반식 [Ⅳ] 또는 [Ⅴ] 로 나타내는 환형 β-디케톤아조 화합물과 금속 이온으로 이루어지는 함금속 환형 β-디케톤아조 화합물이 바람직하다.
(화학식 2)
(식 중, 환 A 는, 탄소원자 및 질소원자와 함께 형성되는 질소 함유 복소방향환이고, X, X’, Y, Y’, Z 는 각각 독립적으로, 수소원자 이외에 치환기 (스피로 포함) 를 갖고 있어도 되는 탄소원자, 산소원자, 황원자, N-R11 로 나타내는 질소원자, C=O, C=S, C=NR12 중 어느 하나를 나타내고, β 디케톤 구조와 함께 5 또는 6 원환 구조를 형성한다. R1 은 수소원자, 직쇄 또는 분기의 알킬기, 환형 알킬기, 아르알킬기, 아릴기, 복소환기, -COR13 으로 나타내는 아실기, -NR14R15 를 나타내는 아미노기 중 어느 하나를 나타내고, R12 는 수소원자, 직쇄 또는 분기의 알킬기, 아릴기를 나타낸다. R13 은 탄화수소기, 또는 복소환기를 나타내고, R14, R15 는 수소원자, 탄화수소기 또는 복소환기를 나타낸다. 또한 이들은 필요에 따라 치환될 수도 있다. 또한 X, X’, Y, Y’, Z 가 탄소원자 또는 N-R11 로 나타내는 질소원자인 경우, 인접하는 양자의 결합은 단결합이어도 이중 결합이어도 된다. 그리고, X, X’, Y, Y’, Z 가 탄소원자, N-R11 로 나타내는 질소원자, C=NR12 의 경우, 인접하는 것끼리 서로 축합하여 포화 또는 불포화의 탄화수소환 또는 복소환을 형성해도 된다.)
하기, 일반식 [Ⅵ] 으로 나타내는 화합물과 금속으로 이루어지는 함금족 아조 화합물도 역시 바람직하다.
(화학식 3)
(식 중 A 및 A' 는, 이것이 결합하고 있는 탄소원자 및 질소원자와 함께 복소방향환을 형성하는 잔기를 나타내고, X 는 활성수소를 갖는 기를 나타내고, R16 및 R17 은 각각 독립적으로 수소 또는 임의의 치환기를 나타낸다.)
그리고, 하기 일반식 [Ⅶ] 으로 나타내는 함금족 아조 화합물도 들 수 있다.
(화학식 4)
(식 [Ⅶ] 중, 환 A 는, 탄소원자 및 질소원자와 함께 형성되는 질소 함유 복소방향환이고, XL 은, L 이 탈리됨으로써 X 가 음이온이 되어 금속이 배위가능해지는 치환기를 나타낸다. R18, R19 는, 각각 독립적으로, 수소원자, 직쇄 또는 분기의 알킬기, 환형 알킬기, 아르알킬기 또는 알케닐기를 나타내고, 이들은 각각 인접하는 치환기끼리 또는 서로 축합환을 형성해도 된다. R20, R21, R22 는 각각 독립적으로 수소 또는 임의의 치환기를 나타낸다.)
이들의 아조계 색소는, 종래 CD-R 나 DVD-R 에서 사용된 아조계 색소보다, 더욱 단파장근처의 주흡수대를 갖고 있고, 400㎚ 근방에서의 흡수계수 (kd) 가 0.3∼1 정도의 큰 값이 되기 때문에 바람직하다. 금속 이온으로는, Ni, Co, Cu, Zn, Fe, Mn 의 2 가의 금속 이온을 들 수 있고, 특히, Ni, Co 를 함유하는 경우가 내광성, 내고온고습 환경성이 우수하여 바람직하다. 또, 식 [Ⅷ] 로 나타내는 함금 아조계 색소는, 장파장화되어 후술하는 화합물 Y 로도 사용할 수 있다.
피론계 색소로는, 보다 구체적으로는, 하기 일반식 [Ⅷ] 또는 [Ⅸ] 를 갖는 화합물이 바람직하다.
(화학식 5)
(식 [Ⅷ] 중, R23∼R26 은 수소원자 또는 임의의 치환기를 나타내거나, R23 과 R24, R25 와 R26 이 각각 축합하여 탄화수소환 또는 복소환 구조를 형성한다. 그 탄화수소환 및 그 복소환은 치환기를 갖고 있어도 된다. X1 은 전자 흡인성기를 나타내고, X2 는 수소원자 또는 -Q-Y (Q 는 직접 결합, 탄소수 1 또는 2 의 알킬렌기, 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기를 나타내고, Y 는 전자 흡인성기를 나타낸다. 그 알킬렌기, 그 아릴렌기, 헤테로아릴렌기는 Y 이외에 임의의 치환기를 갖고 있어도 된다. Z 는 -O-, -S-, -SO2-, -NR27- (R27 은 수소원자, 치환될 수도 있는 탄화수소기, 치환될 수도 있는 복소환기, 시아노기, 히드록시기, -NR28R29 (R28, R29 는 각각 독립하여 수소원자, 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기, -COR30- (R30 은 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기를 나타낸다.), -COR31 (R31 은 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기를 나타낸다) 를 나타낸다.)
(화학식 6)
(식 [Ⅸ] 중, R32∼R35 는 수소원자 또는 임의의 치환기를 나타내거나, R32 와 R33, R34 와 R35 가 각각 축합하여 탄화수소환 또는 복소환 구조를 형성한다. 그 탄화수소환 및 그 복소환은, 치환기를 갖고 있어도 된다. 환 A 는 C=O 와 함께 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소환식 케톤환 또는 복소환식 케톤환을 나타내고, Z 는 -O-, -S-, -SO2-, -NR36- (R36 은 수소원자, 치환될 수도 있는 탄화수소기, 치환될 수도 있는 복소환기, 시아노기, 히드록시기, -NR37R38 (R37, R38 은 각각 독립하여 수소원자, 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기, -COR39- (R39 는 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기를 나타낸다.), -COR40 (R40 은 치환될 수도 있는 탄화수소기 또는 치환될 수도 있는 복소환기를 나타낸다) 를 나타낸다.)
한편, 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에 있어서는, nd 가 2 정도 보다 큰 색소 X 에 nd＜nc 인 색소 또는 다른 유기물, 무기물 재료를 혼합하여 (혼합물 Y), 기록층 (22) 의 평균적인 nd 를 저하시켜서, nc 와 동등 이하로 하는 것도 가능하다. 이 경우, nd＞nc 인 색소는, 주로 kd 가 큰 색소를 사용하여 광흡수 기능을 실현하고, nd＜nc 인 색소는, 주로 분해에 의해서 dbmp＜0 인 변형을 발생시키는 재료를 혼합하는 것이 바람직하다. 한편, 이 경우, 재료는 색소여도 된다.
색소 X 는, nd＞nc, 특히 nd＞2 로서, 주흡수대가 기록 재생 광파장의 장파장측 (도 9 의 λL 대역) 에서 고굴절률을 갖는 색소이다. 이러한 색소로는, 주흡수대의 피크가 300㎚∼400㎚ 에 있기 때문에, 굴절률 (nd) 이 2∼3 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
색소 X 로는, 구체적으로는, 포르피린, 스틸벤, (카르보)스티릴, 쿠마린, 피론, 칼콘, 트리아졸, 메틴계 (시아닌계, 옥소놀계), 술포닐이민계, 아즐락톤(azlactone)계 화합물 등 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 특히, 쿠마린계 색소 (일본 공개특허공보 2000-043423호), 카르보스티릴계 색소 (일본 공개특허공보 2001-287466호), 전술한 피론계 색소 (일본 공개특허공보 2003-266954호) 등은 적절한 분해 또는 승화 온도를 갖기 때문에 바람직하다. 또한, 주흡수대는 아니지만, 거기에 준한 강한 흡수대를 350㎚∼400㎚ 부근에 갖는 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 또 이들의 혼합물도 바람직하다.
혼합물 Y 로는, 함금 아조계 색소이고, 주흡수대가 600㎚∼800㎚ 의 파장대에 있는 것을 들 수 있다. CD-R 나 DVD-R 의 사용에 적합한 색소로, 405㎚ 근방에서는 흡수계수 (kd) 가 0.2 이하, 또한 0.1 이하인 것이 더 바람직하다. 그 굴절률 (nd) 은, 장파장단 (λL) 에서는 2.5 이상으로 매우 높더라도, 단파장단에서는 흡수의 피크로부터 충분히 떨어져 있기 때문에 1.5 정도가 되어 바람직하다.
보다 구체적으로는, 일본 공개특허공보 평6-65514호에 있어서 개시되는 일반식 [Ⅹ] 으로 나타내는 함금족 아조 화합물을 들 수 있다.
(화학식 7)
(식 [Ⅹ] 중, R41, R42 는 수소원자, 할로겐원자, 탄소수 1∼6 의 알킬기, 불소화 알킬기, 분기 알킬기, 니트로기, 시아노기, COOR45, COR46, OR47, SR48 (R45∼R48 은 탄소수 1∼6 의 알킬기, 불소화 알킬기, 분기 알킬기, 환형 알킬기를 나타낸다) 을 나타내고, X 는 수소원자, 탄소수 1∼3 의 알킬기, 분기 알킬기, OR49, SR50 (R49, R50 은 탄소수 1 내지 3 의 알킬기를 나타낸다) 를 나타내고, R43, R44 는 수소원자, 탄소수 1 내지 10 의 알킬기, 분기 알킬기, 환형 알킬기를 나타내고, 인접하는 벤젠환과 결합하고 있거나, 또 질소원자, R43, R44 로 하나의 환을 형성하고 있어도 상관없다.)
또는, 일본 공개특허공보 2002-114922호에서 개시되는 일반식 [ⅩⅠ] 로 나타내는 함금족 아조 화합물도 바람직하다.
(화학식 8)
(식 [ⅩⅠ] 중, R51, R52 는 수소원자, 할로겐원자, 탄소수 1∼6 의 알킬기, 불소화 알킬기, 분기 알킬기, 니트로기, 시아노기, COOR55, COR56, OR57, SR58 (R55∼R58 은 탄소수 1∼6 의 알킬기, 불소화 알킬기, 분기 알킬기, 환형 알킬기를 나타낸다) 를 나타내고, X 는 수소원자, 탄소수 1∼3 의 알킬기, 분기 알킬기, OR59, SR60 (R59, R60 은 탄소수 1 내지 3 의 알킬기를 나타낸다) 를 나타내고, R53, R54 는 수소원자, 탄소수 1 내지 3 의 알킬기를 나타낸다.) 를 들 수 있다.
본 실시형태에서는, 기록층 (22) 은 도포법, 진공 증착법 등으로 형성되지만, 특히 도포법으로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 색소를 주성분에 결합제, 퀀처 등과 함께 적당한 용제에 용해하여 기록층 (22) 도포액을 조정하고, 전술한 반사층 (23) 상에 도포한다. 용해액 중의 주성분 색소의 농도는, 통상 0.01중량%∼10중량% 의 범위이고, 바람직하게는 0.1중량%∼5중량%, 더욱 바람직하게는 0.2중량%∼2중량% 로 한다. 이것에 의해, 통상 1㎚∼100㎚ 정도의 두께로 기록층 (22) 이 형성된다. 그 두께를 50㎚ 미만으로 하기 위해서, 상기 색소 농도를 1중량% 미만으로 하는 것이 바람직하고, 0.8중량% 미만으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도포의 회전수를 다시 조정하는 것도 바람직하다.
주성분 색소 재료 등을 용해하는 용제로는, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올디아세톤알코올 등의 알코올; 테트라플루오로프로판올 (TFP), 옥타플루오로펜탄올 (OFP) 등의 불소화 탄화수소계 용제; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 아세트산부틸, 락트산에틸, 셀로솔브아세테이트 등의 에스테르; 디클로르메탄, 클로로포름 등의 염소화 탄화수소; 디메틸시클로헥산 등의 탄화수소; 테트라히드로푸란, 에틸에테르, 디옥산 등의 에테르; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 등을 들 수 있다. 이들 용제를 용해해야 할 주성분 색소 재료 등의 용해성을 고려하여 적절히 선택하고, 또 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
결합제로는, 셀룰로오스 유도체, 천연 고분자 물질, 탄화수소계 수지, 비닐계 수지, 아크릴 수지, 폴리비닐알코올, 에폭시 수지 등의 유기 고분자 등을 사용할 수 있다. 그리고, 기록층 (22) 에는, 내광성을 향상시키기 위해 여러 가지 색소 또는 색소 이외의 퇴색방지제를 함유시킬 수 있다. 퇴색방지제로는, 일반적으로 일중항 산소 (singlet oxygen) 퀀처가 사용된다. 일중항 퀀처 등의 퇴색방지제의 사용량은, 상기 기록층 재료에 대하여 통상 0.1중량%∼50중량% 이고, 바람직하게는 1∼30중량% 이고, 더욱 바람직하게는 5중량%∼25중량% 이다.
도포 방법으로는, 스프레이법, 스핀 코트법, 딥법, 롤코트법 등을 들 수 있지만, 특히 디스크 상 기록 매체에 있어서는, 스핀 코트법이 막두께의 균일성을 확보하고 또 결함 밀도를 저감할 수 있어 바람직하다.
(계면층)
본 실시형태에서는, 특히 기록층 (22) 과 커버층 (24) 사이에 계면층을 형성함으로써, 기록층 (22) 의 커버층 (24) 측으로의 부풀음, dbmp＜0 을 유효하게 이용할 수 있다. 커버층 (24) 의 두께는 1㎚∼50㎚ 인 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상한은 30㎚ 로 하는 것이다. 또한, 하한은 5㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 계면층에 있어서의 반사는 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 주반사면인 반사층 (23) 으로부터의 반사광의 위상 변화를 선택적으로 이용하기 위해서이다. 계면층에 주반사면이 있는 것은, 본 실시형태에 있어서는 바람직한 것이 아니다. 이 때문에, 계면층과 기록층 (22), 또는 계면층과 커버층 (24) 의 굴절률의 차가 작은 것이 바람직하다. 그 차는, 어느 것이나 1 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 이하이다.
그리고, 계면층을 사용하여, 도 4 에 나타내는 혼합층 (25m) 의 형성을 억제하는 것이나, 반대 구성으로 기록층 (22) 상에 커버층 (24) 을 접합할 때의 접착제에 의한 부식 방지나, 커버층 (24) 을 도포할 때의 용제에 의한 기록층 (22) 의 용출을 방지하는 효과가 알려져 있어, 본 실시형태에서도 그와 같은 효과를 함께 이용하는 것이 적당히 가능하다. 계면층으로 사용되는 재료는, 기록 재생 광파장에 대하여 투명하고, 또한, 화학적, 기계적, 열적으로 안정되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 투명이란, 기록 재생 광빔 (27) 에 대한 투과율이 80% 이상이 되는 것이고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 투과율의 상한은 100% 이다.
계면층은, 금속, 반도체 등의 산화물, 질화물, 탄화물, 황화물, 마그네슘(Mg), 칼슘 (Ca) 등의 불화물 등의 유전체 화합물이나 그 혼합물이 바람직하다. 계면층의 굴절률은, 전술한 바와 같이 기록층이나 커버층의 굴절률의 차가 1 이하인 것이 바람직하고, 값으로는 1∼2.5 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 계면층의 경도나 두께에 따라서, 기록층 (22) 의 변형, 특히 커버층 (24) 측으로의 부풀음 변형 (dbmp＜0) 을 촉진시키거나 억제할 수 있다. 부풀음 변형을 유효하게 활용하기 위해서는, 비교적 경도가 낮은 유전체 재료가 바람직하고, 특히, ZnO, In2O3, Ga2O3, ZnS 나 희토류 금속의 황화물에, 다른 금속, 반도체의 산화물, 질화물, 탄화물을 혼합한 재료가 바람직하다. 또한, 플라스틱의 스퍼터막, 탄화수소 분자의 플라즈마 중합막을 사용할 수도 있다. 그리고, 계면층이 형성되더라도, 그 두께나 굴절률이 기록 홈부 및 홈간부에서 균일하고, 기록에 의해 현저하게 변화하지 않으면, 식 (2), 식 (3) 의 광로 길이, 식 (7)∼식 (9) 는 그대로 성립한다.
(커버층)
커버층 (24) 은, 기록 재생 광빔 (27) 에 대하여 투명하고 복굴절이 적은 재료가 선택되며, 통상적으로는, 플라스틱판 (시트라고 부른다) 을 접착제로 부착하거나, 도포 후, 광, 방사선, 또는 열 등으로 경화시켜 형성한다. 커버층 (24) 은, 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 에 대하여 투과율 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하다.
시트재로서 사용되는 플라스틱은, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 아크릴, 삼아세트산셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이다. 접착에는, 광, 방사선 경화, 열경화 수지나, 감압성의 접착제가 사용된다. 감압성 접착제로서는, 또한, 아크릴계, 메타크릴레이트계, 고무계, 규소계, 우레탄계의 각 폴리머로 이루어지는 점착제를 사용할 수 있다.
예를 들어, 접착층을 구성하는 광경화성 수지를 적당한 용제에 용해하여 도포액을 조정한 후, 이 도포액을 기록층 (22) 또는 계면층 상에 도포하여 도포막을 형성하고, 도포막 상에 폴리카보네이트 시트를 포갠다. 그 후, 필요에 따라 포갠 상태로 매체를 회전시키거나 하여 도포액을 더 연신 전개한 후, UV 램프로 자외선을 조사하여 경화시킨다. 또는, 감압성 접착제를 미리 시트에 도포해 두고, 시트를 기록층 (22) 또는 계면층 상에 포갠 후, 적절한 압력으로 눌러 압착한다.
상기 점착제로는, 투명성, 내구성의 관점에서 아크릴계, 메타크릴레이트계의 폴리머 점착제가 바람직하다. 보다 구체적으로는, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, iso-옥틸아크릴레이트 등을 주성분 모노머로 하고, 이들 주성분 모노머를, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드 유도체, 말레산, 히드록실에틸아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 등의 극성 모노머와 공중합시킨다. 주성분 모노머의 분자량 조정, 그 단쇄 성분의 혼합, 아크릴산에 의한 가교점 밀도의 조정에 의해, 유리 전이 온도 (Tg), 택 성능 (낮은 압력으로 접촉시켰을 때에 바로 형성되는 접착력), 박리 강도, 전단 유지력 등의 물성을 제어할 수 있다 (비특허문헌 11, 제9장). 아크릴계 폴리머의 용제로는, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 시클로헥산 등이 사용된다. 상기 점착제는, 추가로 폴리이소시아네이트계 가교제를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 점착제는 전술한 바와 같은 재료를 사용하지만, 커버층 시트재의 기록층 측에 접하는 표면에 소정량을 균일하게 도포하고, 용제를 건조시킨 후, 기록층 측 표면 (계면층을 갖는 경우에는 그 표면) 에 접착 롤러 등에 의해 압력을 가하여 경화시킨다. 그 점착제가 도포된 커버층 시트재를 기록층을 형성한 기록 매체 표면에 접착시킬 때에는, 공기가 딸려 들어와 기포를 형성하지 않도록 진공 중에서 부착시키는 것이 바람직하다.
또한, 이형 필름 상에 상기 점착제를 도포하여 용제를 건조시킨 후, 커버층 시트를 부착하고, 다시 이형 필름을 박리하여 커버층 시트와 점착제층을 일체화한 후, 기록 매체와 부착해도 된다.
도포법에 의해 커버층 (24) 을 형성하는 경우에는 스핀 코트법, 딥법 등이 사용되지만, 특히 디스크 상 매체에 대해서는 스핀 코트법을 사용하는 경우가 많다. 도포에 의한 커버층 (24) 재료로는, 마찬가지로, 우레탄, 에폭시, 아크릴계의 수지 등을 사용하고, 도포 후, 자외선, 전자선, 방사선을 조사하여, 라디칼 중합 또는 양이온 중합을 촉진시켜 경화한다.
여기서, dbmp＜0 인 변형을 이용하기 위해서는, 커버층 (24) 의 적어도 기록층 (22) 또는 상기 계면층에 접하는 측의 층 (적어도, dGL 과 같은 정도이거나 보다 두꺼운 범위) 이 부풀음 변형에 쉽게 추종되는 것이 바람직하다. 그리고, dbmp 가 dG 의 1 배 내지 3 배의 범위에 있는 것이 바람직하다. 오히려, 1.5 배 이상의 큰 변형을 적극적으로 이용하는 것이 바람직하다. 커버층 (24) 은 적절한 부드러움 (경도) 을 갖는 것이 바람직하여, 예를 들어 커버층 (24) 이 두께 50㎛∼100㎛ 의 수지 시트재로 이루어지고, 감압성의 접착제로 부착한 경우에는, 접착제층의 유리 전이 온도가 －50℃∼50℃ 로 낮고 비교적 부드럽기 때문에, dbmp＜0 인 변형이 비교적 커진다. 특히 바람직한 것은, 유리 전이 온도가 실온 이하로 되어 있는 것이다. 접착제로 이루어지는 접착층의 두께는, 통상 1㎛∼50㎛ 인 것이 바람직하고, 5㎛∼30㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 접착층 재료의 두께, 유리 전이 온도, 가교 밀도를 제어하여 이러한 부풀음 변형량을 적극적으로 제어하는 변형 촉진층을 형성하는 것이 바람직하다. 또는, 도포법으로 형성하는 커버층 (24) 에 있어서도, 1㎛∼50㎛, 보다 바람직하게는 5㎛∼30㎛ 두께를 갖는 비교적 저경도의 변형 촉진층과 나머지의 두꺼운 층으로 나눠서 다층으로 도포하는 것도, 변형량 (dbmp) 의 제어를 위해서는 바람직하다.
이와 같이, 커버층의 기록층 (계면층) 측에 점착제, 접착제, 보호 코트제 등으로 이루어지는 변형 촉진층을 형성하는 경우, 일정한 유연성을 부여하기 위해 유리 전이 온도 (Tg) 가 25℃ 이하인 것이 바람직하고, 0℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, -10℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 말하는 유리 전이 온도 (Tg) 는, 점착제, 접착제, 보호 코트제 등의 경화 후에 측정한 값으로 한다. Tg 의 간편한 측정 방법은, 시차 주사열 분석 (DSC) 이다. 또한, 동적 점탄성률 측정 장치에 의해 저장 탄성률의 온도 의존성을 측정하더라도 얻을 수 있다 (비특허문헌 11, 제5장).
dbmp＜0 인 변형을 촉진하는 것은, LtoH 의 신호 진폭을 크게 할 수 있을 뿐 아니라, 기록에 필요한 기록 파워를 작게 할 수 있는 이점도 있다. 한편, 변형이 지나치게 크면 크로스토크가 커지거나, 푸시풀 신호가 지나치게 작아지거나 하기 때문에, 변형 촉진층은 유리 전이 온도 이상에 있어서도 적절한 점탄성을 유지하고 있는 것이 바람직하다.
커버층 (24) 은, 또 그 입사광측 표면에 내찰상성, 내지문부착성과 같은 기능을 부여하기 위해, 표면에 두께 0.1㎛∼50㎛ 정도의 층을 별도 형성하는 경우도 있다. 커버층 (24) 의 두께는, 기록 재생 광빔 (27) 의 파장 (λ) 이나 대물 렌즈 (28) 의 NA (개구수) 에 따라 달라지지만, 0.01㎜∼0.3㎜ 의 범위가 바람직하고, 0.05㎜∼0.15㎜ 의 범위가 보다 바람직하다. 접착층이나 하드코트층 등의 두께를 포함하는 전체의 두께가, 광학적으로 허용되는 두께 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이른바 블루 레이 디스크에서는 100㎛ ±3㎛ 정도 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
또, 변형 촉진층을 형성하는 경우와 같이, 커버층의 기록층 측에 굴절률이 다른 층을 형성한 경우, 본 발명에 있어서의 커버층 굴절률 (nc) 로는 기록층 측 층의 값을 참조한다.
(그 밖의 구성)
본 실시형태에서는, 전술한 기록층 (22) 과 커버층 (24) 의 계면 외에, 기판 (21), 반사층 (23), 기록층 (22) 의 각각의 계면에 상호간 층의 접촉ㆍ확산 방지나, 위상차 및 반사율의 조정을 위해 계면층을 삽입할 수 있다.
(다른 실시양태)
(1) 다층 기록용 반투명 기록 매체
본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에 있어서, 반사층 (23) 의 막두께를 얇게 하여 기록 재생광의 약 50% 이상이 반사층 (23) 을 투과하는 얇기로 하면, 이른바 다층 기록 매체가 가능해진다. 즉, 기판 (21) 상에, 복수의 정보층을 형성한 기록 매체이다.
도 10 은, 2 층의 정보층을 형성한 광기록 매체 (100) 를 설명하는 도면이다. 기록 재생 광빔 (107) 이 입사하는 측의 정보층을 L1 층, 안쪽에 있는 정보층을 L0 층이라고 부른다. L1 층은 투과율 50% 이상인 것이 바람직하다. L1 층의 반투명 반사층 (113) 이, 예를 들어 Ag 합금이면, Ag 합금의 막두께를 1㎚∼50㎚ 로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5㎚∼30㎚, 더욱 바람직하게는 5㎚∼20㎚ 로 하는 것이 바람직하다. 이러한 투과성이 높은 반사층은 반투명 반사층 (113) 이라고 부른다. L0 층과 L1 층 사이에는, 각각의 신호의 혼신을 방지하기 위해 투명한 중간층 (114) 이 형성된다. 한편, 도 10 에 있어서 L0 층에서의 반사층 (103) 에는, 전술한 반사층 (23) (도 2) 과 동일한 재료를 사용할 수 있다. 단, 이 경우에도 주반사면은, L1 층에 있어서는 반투명 반사층 (113) 과 기록층 (112) 의 계면에 있고, L0 층에 있어서는 반사층 (103) 과 기록층 (102) 의 계면에 있는 것이 본 실시형태에서는 중요하다.
예를 들어, 기록 재생 광빔 (107) 파장 (λ)=405㎚, NA (개구수)=0.85 의 광학계에서는, 중간층 (114) 의 두께는 약 25㎛, 커버층 (111) 의 두께는 약 75㎛ 정도가 된다. 중간층 (114) 의 두께 분포는, 역시 ±2㎛ 정도 이하로 하는 것이 바람직하다. L0 층, L1 층 각각에, 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (100) 에서의 층 구성 범위에 있어서 상이한 층 구성을 사용해도 되고, 동일한 층 구성을 사용해도 된다. 각각의 정보층에 사용하는 색소를 주성분으로 하는 기록층 (102, 112) 의 조성이나 재료가 달라도 되고, 동일해도 된다.
본 실시형태에서는 특히 위상 변화를 이용하고 있기 때문에, 기록 전후에 L1 층을 투과하는 광량이 거의 변화하지 않는 것이 기대된다. 이는, L1 층이 기록ㆍ미기록에 상관없이 L0 층에 대한 투과광량, L0 층으로부터의 반사광량이 거의 변화하지 않는 것을 의미하여, L1 층의 상태에 상관없이 안정적으로 L0 층에 대하여 기록 재생할 수 있기 때문에 바람직한 것이다.
(2) Partial-ROM 디스크
본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에 있어서, 기록층 (22) 에서의 재생광의 흡수가 비교적 작다. 이 때문에, 경면부에서의 반사막 자체로부터의 반사광 강도는, 기록층 (22) 에 있어서 거의 감쇠되는 일이 없다. 그 결과, 기록층 막두께를 제로로 한 경우의 반사광 강도의 50% 이상의 값을 유지할 수 있다. 한편, 기록 홈부가 기판 홈부이고, 그 깊이가 「중간 홈」이기 때문에, 미기록 상태의 Rg 는 3%∼30% 로 낮게 할 수 있다. 통상, ROM 의 피트 깊이는 변조도와 푸시풀 신호 강도를 고려하여, 도 6 에 있어서 위상차 (Φ) 가 π/2∼π 의 범위로 설정되기 때문에, ROM 의 피트의 깊이와 본 발명의 중간 홈의 깊이는 거의 동일해진다. 다시 말해, ROM 의 피트 주변부의 반사광의 위상으로부터 그 피트부의 반사광의 위상을 뺀 값 (Φp) 이, 식 (2) 에서 정의된 Φb 와 거의 동일하게 할 수 있다. 이 때문에, 기록 홈을 부분적으로 단속적으로 형성한 기록 피트를 배치하면, 통상의 ROM 과 같이, 위상에 의한 반사광 강도 변화를 사용하여 미리 기판 상에 정보를 기록해 놓을 수 있다. 또, 기록 홈을 부분적으로 단절한 부분과 연속적인 홈부를 형성하면, Partial-ROM 이 용이하게 실현된다. 이것이, 도 6 의 「얕은 홈」이나 「깊은 홈」이면, ROM 부에서의 신호 진폭을 취하기 어렵거나, 피트의 전사가 곤란해진다. 종래의 CD-R, DVD-R 에서는 「깊은 홈」이기 때문에 피트 깊이를 별도로 크게 다른 깊이인 「중간 홈」범위로 할 필요가 있어, 미리 기판 상에 Partial-ROM 을 형성하는 것에 매우 어려움이 따르고 있었다.
그러나, 본 발명에 의하면 홈의 단속이나 연속은, 스탬퍼 형성시의 유리 마스터 상의 포토레지스트 두께가 일정해도 되고, 노광용 레이저광의 온ㆍ오프에 의해 용이하게 실현된다. 통상은 포토레지스트의 노광되는 부분이 기판의 홈 또는 피트부가 된다. 이렇게 해서 형성한 스탬퍼를 사용하여, 기판 상의 적어도 일부에, 기록 홈과 동일한 깊이의 피트열 (列) 로 이루어지는 재생 전용 데이터 영역을 형성한 기판을 형성할 수 있다. 이 기판 상에, ROM 부, 기록 홈부 모두, 도 2 와 동일한 층 구성, 즉 적어도 광반사 기능을 갖는 층 (23) 과, 미기록 상태에 있어서 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로서 함유하는 기록층 (22), 및 상기 기록층에 대하여 기록 재생광이 입사하는 커버층 (24) 을 형성함으로써, Partial-ROM 매체가 형성된다. 본 발명의 광기록 매체에 있어서는, 색소 주성분 기록층 (22) 에서의 기록 재생광의 흡수가 작아 투과율을 70% 이상으로 할 수 있기 때문에, ROM 부에서는, 색소 주성분 기록층이 없는 ROM 매체와 거의 동등한 반사율과 변조도가 얻어진다. 또한, 기록 홈부에 기록 피트를 형성한 후에는, 약간 낮아져 있기는 하지만 기록 후 반사율 (RH) 은 ROM 부의 마크간 (스페이스) 반사율에 가까운 반사율이 얻어지기 때문에, 동일한 서보 게인을 유지한 상태인 채로 서보가 가능해진다. 기록 홈부에서는, ROM 매체의 트래킹 서보에 사용되는 DPD (Differential Phase Detection) 법에 의한 트래킹이, ROM 부와 마찬가지로 가능해진다는 이점도 있다. DPD 신호는, (기록) 피트 (마크) 부의 위상차가 기여하는 바가 크기 때문에, 위상 변화를 주로 하는 기록 피트부를 갖는 본 발명의 기록 매체에서는 ROM 부와 동등한 큰 DPD 신호를 확보할 수 있는 것이다.
또, 상기한 바와 같은 Partial-ROM 의 제조법에 있어서, ROM 부 피트 깊이와 기록 홈의 깊이 (dGLS) 는 동일해지지만, 엄밀하게 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 노광용 레이저광의 온ㆍ오프라는 레이저광 파워의 2 값 변조가 아니라, 피트부와 기록 홈부에서의 온 또는 오프시의 파워를 상이한 것으로 하면, 피트 깊이와 기록 홈의 깊이를 다른 것으로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 있어서 기록 피트와 기록 홈의 깊이가 같다라는 것은, ｜Φp-Φb｜가 π/2 미만인 것을 말한다. 단, 통상적으로는 π/3 이하인 것이 바람직하고, π/4 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 기록층 (22) 에 사용하는 색소를 특정 조건으로, 또는 경시적으로 부식되기 쉬운 것으로 하면, 초기에는 재생가능하고, 소정 기간 후에는 재생 불가능해지는 ROM 매체가 실현된다. 예를 들어, 비디오 대여점에서, 소정의 대출 기간 후 재생 불능이 되면 반환 불능이 되어, 부당하게 이용될 우려가 적은 디지털 비디오 디스크로서 이용할 수 있다.
한편, 기록층 (22) 에 사용하는 색소를 초기에는 불투명하면서, 특정 조건 하에서 또는 경시적으로 투명화되는 것으로 하면, 배포시에는 재생 불가능하지만, 사용자에게 건네진 후에 재생가능해지는 ROM 매체도 실현된다.
그리고, ROM 피트부에 기록 광빔을 조사하고, 본 실시형태에 있어서 설명한 기록 방법인 LtoH 기록을 실시하면, 피트부의 반사율이 상승하여 ROM 신호의 재생을 불가능하게 하는 사용법도 가능하여, 기록 매체 상의 정보의 기밀 보호에 이용할 수 있다.
(3) 푸시풀 신호에 관한 추가 규정
도 1 에 나타낸 종래 구성의 광기록 매체 (10) 에서는, 도포법으로 기록층 (12) 을 형성하기 때문에 dG＞dL 이 된다. 이 때문에, 기록층 (12) 위에 형성되는 반사 기준면에서의 홈 단차 (dGL) 는, 기판 (11) 상의 홈 단차 (dGLS) 보다 얕아진다. 즉, dGL＜dGLS 이다. 따라서, 도 1 의 구성을 갖는 광기록 매체 (10) 에서는, dGLS 을 도 6 에서 설명한 「깊은 홈」의 깊이로 하여도, 반사 기준면에서는 「얕은 홈」∼「중간 홈」 정도의 단차가 될 수 있다. 또한, 미기록의 반사율 (Rg) 이 ROM 호환성 확보를 위해, 통상 50%∼80% 정도로 높아지도록 설계되어 있다. 이 때문에, 규격화 푸시풀 신호 강도 (IPPnorm) 는, DVD 에서는 통상 0.2∼0.4 정도이다. 광기록 장치에서는, 이러한 규격화 푸시풀 신호 강도치에 맞춰 설계되어 있고, 차세대 청색 레이저 대응의 기록 장치에서도 매체측이 동일한 값을 실현하는 것이 상정된 후에, 설계가 진행되고 있다.
한편, 도 2 에 나타낸 본 실시형태가 적용되는 광기록 매체 (20) 에서는, 반사 기준면의 홈 단차 (dGL) 가 기판 홈 단차 (dGLS) 와 거의 동등해지는 것은 이미 설명하였다. 본 발명자들의 검토에 의하면, dGLS 로서, 도 6 에 있어서 설명한 「중간 홈」을 사용하면, dGL 도 동등한 값이 된다. 또한, 미기록 상태의 기록 홈부 반사율도, 종래의 ROM 호환 매체와 비교하면 낮아, 통상 3%∼30% 정도이다. 이 때문에, IPPnorm 은 종래 구성의 광기록 매체 (10) (도 1) 보다 커지고, 경우에 따라서는 1 을 초과하는 큰 값이 된다. 또한, 기록 후에는 반사율이 상승하기 때문에, IPPnorm 은 기록 전의 50% 정도까지 저하되는 일이 많다. 그러나, 적어도 IPPnorm 은, 트래킹 서보를 안정화시키기 위해서 0.2 이상은 확보하는 것이 바람직하다. 특히, 기록 전 IPPnorm 을 작게 하기 위해서 「얕은 홈」에 가깝게 하면 충분한 신호 진폭이 얻어지지 않게 된다. 그래서, 적어도 기록 후에는, 현행 DVD-R 등과 동일한 정도의 IPPnorm 값인 0.2∼0.5 가 되도록 한다. 그리고 기록 전에는, 이 값을 유지하기 위해서 IPPnorm 을 0.5∼0.8 로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 기록 재생 광파장 (λ) 을 약 405㎚, NA (개구수)=0.85 로 하는 빔에서는, 트랙 피치를 0.32㎛ 로 하고, dGLS≒dGL 을 40㎚ 이상 60㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 홈 폭을 0.14㎛∼0.18㎛ 로 한다. 또한, 미기록 상태에서의 기록 홈부 반사율 (Rg) 은 10%∼25% 로 하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 기록층 막두께 (dG) 를 20㎚∼40㎚, 굴절률 (nd) 를 1∼2, 흡수계수 (kd) 를 0.2∼0.5 로 하는 것이 보다 바람직하다.
(위상차에 의한 기록의 검증)
주로 도 4 에 나타내는 기록 피트부 (25p) 에서의 위상 변화 (ΔΦ) 에 의해 LtoH 기록이 행해지고 있는지 여부는, 다음과 같이 하여 검증할 수 있다. 한편, 도 3 의 기록 피트부 (16p), 도 5 의 기록 피트부 (26p) 에 있어서의 위상 변화의 기여에 관해서도 동일한 방법으로 검증할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기록층 (22) 의 기록 전후에 있어서의 평면 상태의 반사율 변화에 의한 반사광 강도 변화가 기록의 주된 요소가 아니다. 따라서, 반사층 (23), 기록층 (22), 커버층 (24) 등의 층 구성을 평면상에 형성하고 기록을 실시하였을 때, 안내 홈 깊이가 「중간 홈」인 경우와 비교하여, LtoH 극성이고, 손색이 없는 신호 진폭이 얻어지면, 위상 변화에 의한 반사광 강도 변화가 아니라 평면 상태에서의 반사율 변화에 의한 반사광 강도가 주인 것으로 생각된다.
또는, 경면부 (평면 상태에 있는 부분) 에 기록을 실시한 경우에, 어떠한 신호 진폭이 관측되었다고 해도, 그 신호 진폭이 소정의 「중간 홈」깊이에서 LtoH 기록을 실시한 경우의 신호 진폭의 절반 이하이면, 주된 신호 진폭의 요인은 위상의 변화이다.
본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이 안내 홈을 형성함으로써, 평면 미기록 상태의 반사율 (R0) 에 대하여 기록 홈부에서의 미기록 상태의 반사광 강도를 저하시키고, 기록에 의해서 홈 깊이가 광학적으로 얕아지는 위상 변화를 발생시켜, 기록 후의 반사광 강도를 R0 에 가깝게 하는 것을 주된 기록 원리로 하고 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 평면 상에서의 기록에 있어서, R0 보다 반사광 강도가 대폭으로 증가하는 일은 있을 수 없기 때문이다. 도 6 에 따르면, ΔΦ＞0 인 위상 변화가 있으면, 오히려 반사광 강도 저하, 즉 HtoL 기록이 일어날 가능성이 높다. 그 경우에는, 푸시풀 신호의 극성은 반전된다.
R0 보다 반사광 강도가 증가하는 것은, 기록층 (22) 의 흡수율의 현저한 저하에 의해 기록층 (22) 에서의 흡수광량이 대폭 감소하여, 반사광 강도의 증가로 이어질 가능성이 높다. 완전한 평면 (경면부) 에 대한 기록을 집속광에 의해 실시하여 재생하고 검증하는 것은, 트래킹 서보의 추종이 불가능하기 때문에 곤란할 가능성이 있지만, 그 경우에도, 예를 들어 20㎚∼30㎚ 정도의 극히 얕은 홈에 있어서, 안내 홈에 대한 트래킹을 유지하면서 동일하게 시험하여, 마찬가지로 「중간 홈」의 경우보다 LtoH 의 기록 신호 진폭이 대폭 (대략 절반 이하) 저하되어 있으면, 위상 변화가 작용하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 얕은 홈의 경우에도 여전히 큰 LtoH 의 기록 신호 진폭이 관측되는 경우에는, 기록층 (22) 의 흡수계수 (kd) 의 현저한 저하로 인한 평면 상태에서의 반사율 저하가 기록에 대하여 기여하는 것이 주라는 점이, 본 실시형태에서의 위상차에 의한 기록 방법과는 다른 점이다.
또는, 완전히 평면 상태에서의 기록을 하지 않더라도 안내 홈 깊이를 ｜Φb｜=π 에 가까운 깊이로부터 얕게 해 나갈 때에, 대략 ｜Φb｜=π/2 보다 얕아진 시점에서, LtoH 의 신호 진폭이 저하되어 가면, 역시 위상 변화가 작용하고 있다고 판단할 수 있다.
(박막 상태의 기록층의 굴절률 측정)
본 실시형태에 있어서의 기록층 (22) 의 굴절률은, 다음의 방법으로 측정한 값을 사용한다. 광학상수 (복소굴절률 nd *=nd-iㆍkd) 는 엘립소메트리 (편광 해석) 에 의해 측정하였다. 이하에 그 측정 및 산출 방법에 관해서 설명한다.
엘립소메트리에서는 p 편광, s 편광을 시료에 조사하고, 광반사에 의한 편광 상태의 차이로부터, 광학상수나 박막의 막두께 등을 측정하는 수법이다. 측정치로는 p 편광, s 편광의 진폭반사계수 (rp), 진폭반사계수 (rs) 의 비로서 다음식으로 정의되는 위상차 (Δ) 및 진폭비 (Ψ) 가 얻어지고, 이 값으로부터 수치계산 (최소 제곱법) 에 의한 피팅 등에 의해 광학상수나 박막의 두께를 산출한다.
(수학식 1)
본 측정에 있어서는, 먼저, 폴리카보네이트로 이루어지는 기판 상에 색소를 도포한 샘플을 준비하고, 이 샘플에 공기 중에서 파장 (λ)=405㎚ 의 광을 입사각을 변화시키면서 입사시켜, 상기 Ψ 및 Δ 의 입사각 의존성을 측정하였다.
한편에서 매질 (공기)/박막 (색소)/기판 (폴리카보네이트) 으로 형성된 샘플에 공기측으로부터 파장 (λ) 의 광을 입사각 (θ0) 으로 입사시켰을 때의 ρ=tanΨㆍexp(iΔ) 는 매질, 박막, 기판의 복소굴절률을 각각 N0, N1, N2=nd *, 또한 박막의 막두께를 d 로 했을 때 다음 식 (23) 으로 나타내는 것이 일반적으로 알려져 있다 (비특허문헌 10).
(수학식 2)
(수학식 3)
(수학식 4)
(수학식 5)
단, (j, k = 0, 1, 2)
(수학식 6)
이 식 (23) 을, 상기 측정한 Ψ 및 Δ 의 입사각 의존성과 모순되지 않게 설명할 수 있는 색소 박막의 복소굴절률 (N2 (=nd *=nd-iㆍkd)) 및 막두께 (d) 를 최소 자승법에 의해 구한다.
한편, 여기서 공기의 굴절률 (N0), 및 폴리카보네이트의 굴절률 (N1) 은 문헌치 등에 의해 N0=1.0, N1=1.58 을 사용하였다.
단, 여기서의 최소 자승 근사에서는 복수의 nd, kd, d 의 조합이 구해질 뿐, 일의적으로 구할 수는 없다. 단, nd, kd, d 어느 하나의 값이 구해지면 다른 두개의 값을 결정하는 것은 가능하다.
본 측정의 목적은 nd, kd 를 구하는 것이기 때문에 d 를 별도로 구할 필요가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, nd, kd 는 파장에 의존하는 양이지만, d 는 파장에 의존하지 않은 양인 점을 이용하였다. 즉, 색소의 흡수 스펙트럼의 파장 의존성에 있어서, 흡수가 없는, 즉 kd 를 제로로 간주할 수 있는 파장 (λ0) 에서 먼저 nd, d 를 구하고, 이어서 이 d 를 사용하여 소정의 파장 (λ) (기록 재생 광파장) 에 있어서의 nd, kd 를 구하는 것이다.
이하, 구체예로서 하기의 구조식을 갖는 Ni 함유 아조 색소 (색소 A2) (클로로포름 용액 중에서의 몰 흡광계수는 55000 이다) 의 광학상수를 구하는 과정을 기술한다.
먼저, 직경 120㎜ 의 원반형상의 안내 홈을 갖지 않는 평탄한 표면의 폴리카보네이트 기판에, 그 중심 부근에 색소 A2 를 0.75wt% 함유하는 옥타플루오로펜탄올) (OFP) 용액 0.8g 을 적하하고, 20초 동안 4200rpm 까지 회전수를 상승하여 3초간 회전 유지함으로써 색소 A2 를 함유하는 OFP 용액을 연신하였다. 그 후 100℃ 에서 1시간 유지함으로써 용매인 OFP 를 휘발시켜 색소 A2 의 박막을 형성하였다.
(화학식 9)
닛폰분광사 제조의 엘립소미터 「MEL-30S」를 사용하여, 파장 405㎚ 에서의 Ψ, Δ 의 입사각 의존성을 40°내지 50°의 범위에서 측정하였다. 여기서, 도 20 은, 색소 A2 의 엘립소메트리 측정 데이터의 일례를 나타내는 도면이다. 이 측정치에 대하여, 전술한 식 (23) 에 최소 자승법을 적용하여 nd, kd, d 를 구했다. 여기서 최소 자승법을 적용하는 경우에 초기 조건으로서 주어진 d 를 부여하면, 복수의 nd, kd, d 의 조합 후보가 구해진다. 이 nd, kd 의 d 의존성을 그래프로서 플롯한 것을 도 21 에 나타낸다. 여기서, 도 21 은, 색소 A2 의 엘립소메트리 측정에서 얻어진 Δ, Ψ 를 바탕으로, 막두께 (d) 를 주어진 초기치로 하여 nd, kd 를 구하고, d 의존성으로서 나타낸 도면이다. 즉, 도 21 에 의하면, d 가 가변 파라미터로서 주어졌을 때, 최소 자승법에 의해 식 (23) 에 있어서의 rs, rp 의 입사각 의존성을 설명할 수 있는 가장 좋은 근사치를 부여하는 nd, kd 가 구해진다.
다음으로, 막두께 (d) 를 구하기 위해 먼저 히타치사 제조의 스펙트럼미터 「U3300」으로 색소의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 여기서, 도 22 는, 색소 A2 의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다. 도 22 에 의하면, (파장)=700㎚ 에서는 흡수가 없음을 알 수 있다. 이 (파장)=700㎚ 에서 마찬가지로 Ψ, Δ 의 입사각 의존성을 40°내지 50°의 범위에서 측정하고, 식 (23) 에서 kd=0 의 조건을 부가하여 최소 자승법을 적용한 결과, 일의적으로 n 및 d=28.5㎚ 가 구해졌다. 이 d 의 값을 도 21 에 적용함으로써, 파장 405㎚ 에서의 굴절률 및 흡수계수 nd=1.37, kd=0.48 가 구해졌다.
동일한 순서를 흡수대의 각 파장에서 반복 실시하여, 색소 A2 의 주흡수대의 nd * 의 파장 의존성을 구했다. 여기서, 도 23 은, 이상 분산이 있는 주흡수대에서의 복소굴절률 (nd *) 의 파장 의존성의 실측예이다. 도 23 에 따르면, 도 19 에서 나타낸 비교적 급준하지 않은 흡수대에 대한 크라머스－크뢰니히형 이상 분산 관계가 존재하는 것이, 본 측정법에 의해서도 확인되었다.
(본 발명에 관련된 기록 방법 및 광기록 장치에 관해서)
본 발명은 또한, 안내 홈이 형성된 기판 상에, 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록시에 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로 하는 기록층, 및 커버층 (24) 이 순서대로 적층된 구조를 갖는 광기록 매체에 있어서, 기록 재생 광빔 (27) 이 상기 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부 (25) 를 기록 홈부로 하고, 상기 커버층 측으로부터 상기 기록 재생광을 입사시키며, 상기 기록 홈부에 형성한 기록 피트부의 반사광 강도가 당해 기록 홈부의 미기록시의 반사광 강도보다 높게 하는 것을 특징으로 하는 광기록 방법을 제시한다. 본 기록 방법은, 이른바 막면 입사형 기록 매체에 대한 기록 방법으로서, 특히 파장 350∼450㎚ 의 청자색 레이저 다이오드를 기록 재생 광원으로서 이용하고, NA=0.6∼1 의 고 NA 를 갖는 집속 빔을 사용하는 고밀도 기록에 적합하다.
본 발명에 사용하는 기록 장치의 기본 구조는, 종래의 광기록 장치와 동일한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 그 포커스 서보 방식이나 트래킹 서보 방식은 종래 공지의 방식을 적용할 수 있다. 집속 빔의 초점 위치의 스폿이 커버층 홈간부에 조사되고, 트래킹 서보에 의해, 그 커버층 홈간부를 추종하도록 되어 있으면 된다. 보다 구체적으로는, 도 7 을 사용하여 설명한 푸시풀 신호를 이용하는 방법이 바람직하고, 통상적으로 푸시풀 신호가 이용되고 있다.
본 발명에서는, 전술한 바와 같이 기록 피트와 그 주변부의 위상이 상이한 반사광의 2 차원적 간섭을 고려한 「위상차에 의해 발생하는 (국소적) 반사광 강도 변화」를 검출하기 때문에, 집속된 기록 재생 광빔 (27) 스폿의 기록 홈부 횡단 방향의 직경은 통상 기록 피트의 폭보다 크게 한다. 본 발명에서의 기록 피트의 폭은 기록 홈부의 홈 폭으로 제한되기 때문에, 기록빔 스폿 직경 (D: 가우시안빔의 1/e2 의 강도로 정의한다) 은, 기록 홈 폭 (커버층 홈간부의 폭: Wg) 보다 넓은 것이 바람직하다. 단, 너무나 지나치게 넓으면 인접 기록 홈부와의 크로스토크가 증대하기 때문에, 통상적으로는 Wg＜D
2TP, (TP 는 기록 홈의 트랙 피치) 로 하는 것이 바람직하고, D
1.5TP 인 것이 보다 바람직하다.
커버층 홈간부에 기록하는 경우, 집속된 기록 재생 광빔 (27) 은, 기록층 주성분 색소를 승온ㆍ발열시켜 변질 (팽창, 분해, 승화, 용융 등) 을 일으키게 한다. 마크 길이 변조 기록을 실시하는 경우, 기록 재생 광빔의 파워 (기록 파워) 를 마크 길이에 따라서 강약 변조시킨다. 또, 마크 길이 변조 방식은 특별히 제한은 없고, 통상 사용되는 Run-Length-Limited 부호이고, EFM 변조 (CD), EFM＋변조 (DVD), 1-7PP 변조 (블루 레이) 등을 적용할 수 있다.
단, HtoL 극성 신호를 전제로 한 기록 재생계에서는, LtoH 기록에 있어서 마크와 스페이스에서의 기록 신호 극성이 반대가 되도록 데이터 신호의 극성을 미리 반전시켜 두는 경우가 있다. 이렇게 하면, 기록 후의 신호는, 외관상 HtoL 극성의 신호와 동등하게 할 수 있다.
통상적으로는, 마크부에서 기록 파워를 고레벨 (Pw) 로 하고, 마크 사이 (스페이스) 에서 저레벨 (Ps) 로 한다. Ps/Pw 는, 통상 0.5 이하로 한다. Ps 는 1 회의 조사만으로는 기록층에 상기 변질을 발생시키지 않는 파워이고, Pw 에 선행하여 기록층을 예열하거나 하기 위해 이용된다. 공지된 기록 펄스 스트래티지 (strategy) 는, 본 발명의 기록 방법 및 기록 장치에 있어서도 적절히 사용된다. 예를 들어, 기록 마크부에 대응하는 기록 파워 (Pw) 조사 시간은 또한, 짧은 시간에 단속적으로 조사되거나, 복수의 파워 레벨로 변조하거나, Pw 조사 후, Ps 로 이행하기까지의 일정 시간동안 Ps 보다도 더욱 낮은 파워 레벨 (Pb) 을 조사하는 등의 기록 스트래티지를 사용할 수 있다.
이하의 실시예, 비교예에 있어서는, 동일한 순서에 의해 각 색소의 nd * 를 구하고 있다.
실시예
이하, 실시예에 근거하여 본 실시형태를 더욱 상세히 설명한다. 한편, 본 실시형태는 실시예에 한정되지 않는다.
(시료의 작성 방법 및 평가 방법)
트랙 피치 0.32㎛ 이고 홈 폭이 약 0.18㎛∼0.2㎛, 홈 깊이 약 25㎚ 내지 65㎚ 까지 조건을 변경하여 안내 홈을 형성한 폴리카보네이트 수지 (파장 405㎚ 에서의 굴절률은 1.58 이다. 이하, 굴절률은 동일하게 파장 405㎚ 에서의 값이다.) 의 홈 깊이 단계 기판 상에, Ag97 .4Nd0 .7Cu0 .9Au1 .0, Ag98 .1Nd1 .0Cu0 .9, 또는 Ag99 .45 Bi0 .35 Nd0.2 합금 타겟 (조성은 모두 원자%) 을 스퍼터하여 두께 약 65㎚ 의 반사층을 형성하였다. 그 복소굴절률은, 실수부의 굴절률이 0.09, 허수부의 흡수계수가 2 이다. 기록 특성은 이 양자의 반사층에 의해 커다란 차는 없었다. 그 위에, 주성분 색소를 옥타플루오로펜탄올 (OFP) 로 희석한 후, 스핀 코트법으로 막을 형성하였다.
스핀 코트법의 조건은 다음과 같다. 즉, 각 색소를 특별히 언급하지 않는 한 0.6중량%∼0.8중량% 의 농도로 OFP 에 용해시킨 용액을 디스크 중앙 부근에 1.5g 고리형상으로 도포하고, 디스크를 1200rpm 으로 7초간 회전시켜 색소를 연신하고, 그 후, 9200rpm 으로 3초간 회전시켜 색소를 뿌려 도포를 실시하였다. 한편, 도포 후에는 디스크를 100℃ 의 환경하에 1시간 유지함으로써 용매인 OFP 를 증발제거하였다.
그 후, 스퍼터법에 의해, ZnS:SiO2 (굴절률 약 2.3) 의 계면층을, 약 20∼30㎚ 의 두께로 형성하였다. 그 위에, 두께 75㎛ 의 폴리카보네이트 수지 (굴절률 1.58) 의 시트와 두께 25㎛ 의 감압 접착제층 (굴절률 약 1.5) 으로 이루어지는 합계 두께 100㎛ 의 투명한 커버층을 부착하였다. 그 커버층의 투과율은 약 90% 이다. 또한, 본 구성에 있어서 기록층 막두께를 제로로 한 경우의 디스크 평면부 (경면부) 의 반사율은 약 60% 이다. 측정에 있어서는, 참조 광로에 색소가 도포되어 있지 않은 폴리카보네이트 수지 기판을 삽입함으로써, 자외역에서의 기판의 흡수 영향을 제거했다.
또한, 기판의 홈 깊이 및 홈 폭은 원자간력 현미경 (AFM: Digital Instruments 사 제조 NanoScopeⅢa) 을 사용하여 측정하였다.
폴리카보네이트 수지 기판 상에 도포된, 기록층 단독의 도막 상태에서의 흡수 스펙트럼은, 분광 광도계 (히타치제작소 제조, U3300) 를 사용하여 측정하였다. 또한, TG-DTA 에 의한 중량 감소 개시 온도는, 3㎎∼4㎎ 의 색소 분말을 유발로 균일해지도록 빻고, 분말 샘플을 세이코인스트루먼트사 제조의 TG-DTA 장치 (TG/TDA6200) 를 사용하여, 300℃ 내지 600℃ 까지 10℃/min 의 승온 속도로 측정하였다. 플로우 가스는 질소를 사용하였다. 옵티컬ㆍ덴시티 (OD) 값, 몰 흡광계수 (ε) 는, 색소를 클로로포름 중에 용해 (색소 농도 5㎎/ℓ) 하여, 역시 상기 분광 광도계로 측정하였다. 주흡수대의 가장 강한 흡수를 나타내는 파장 (피크) 에 있어서의 값이다.
디스크의 기록 재생 평가는, 기록 재생 광파장 (λ)=406㎚, NA (개구수)=0.85, 집속 빔 스폿의 직경 약 0.42㎛ (1/e2 강도가 되는 점) 의 광학계를 갖는 팔스텍사 제조의 ODU1000 테스터를 사용하여 실시하였다. 기록 재생은, 도 2 및 도 4 에 있어서의 커버층 홈간부 (25) (기판 홈부, in-groove) 에 대하여 실시하였다.
디스크는, 선속도 5.3m/s (기록 조건 1) 또는 4.9m/s (기록 조건 2) 를 1 배속으로 하여, 1 배속 또는 그 2 배속이 되도록 회전시켰다. 기록 조건 2 의 경우가 기록 조건 1 보다 선밀도가 높다.
기록 파워는 5mW 내지 9mW 의 범위에서 변화시키고, 재생은 1 배속만으로 실시하였다. 재생광 파워는 0.35mW 로 하였다.
기록에는, (1,7)RLL-NRZI 변조된 마크 길이 변조 신호 (17PP) 를 사용하였다. 1 배속에서의 기준 클록 주기 (T) 는 15.15nsec. (채널 클록 주파수 66MHz) 로 하고, 2 배속에서는 7.58nsec. (채널 클록 주파수 132MHz) 로 하였다.
지터 측정은, 기록 신호를 리미트 이퀄라이저에 의해 파형등화한 후 2 값화하여, 2 값화한 신호의 상승 에지와 하강 에지, 및 채널 클록 신호의 상승 에지와의 시간차 분포 (σ) 를 타임 인터벌 애널라이저에 의해 측정하고, 채널 클록 주기를 T 로 하여 σ/T 에 의해 측정하였다 (데이터 투 클록 지터 (Data to Clock Jitter)). 이들 측정 조건은 대략 블루 레이 디스크에 있어서의 측정 조건 (비특허문헌 7, 9) 에 준거하고 있다.
재생시의 반사광 강도는, 재생 디텍터의 전압 출력에 비례하여, 전술한 바와 같은 기지의 반사율 (Rref) 에 의해 규격화한 반사율로 하고 있다. 변조도 (m) 는, 전술한 RH, RL 을 측정하여,
m=(RH－RL)/RH
에 의해 계산된다.
기록에 있어서는, 도 11 에 나타내는 분할 기록 펄스를 사용하였다. 즉, nT (n 은 2 에서 8 까지의 자연수, T 는 채널 클록 주기) 마크 길이를 n-1 개의 기록 펄스 (기록 파워 Pw) 로 기록한다. Pw 는 기록 파워, Pb1, Pb2 는 바이어스 파워이다. 선두 기록 펄스의 지연 (dTtop, 도 11 중의 화살표 방향이 플러스값), 선두 펄스 길이 (Ttop), 중간 펄스 길이 (Tmp), 최종 바이어스 파워 (Pb1) 의 조사 시간의 지연 시간 (dTe, 도 11 중의 화살표 방향이 마이너스값) 을 시간 길이의 파라미터로 한다. Tmp 는 클록 주기 (T) 로 반복된다. 한편, 2T, 3T 마크 길이와 4T 에서 9T 마크 길이에서 상이한 파라미터를 사용하고 있다. 또한, Pw 를 가변으로 할 때는 Pb2/Pw 비를 일정하게 하여 변경하고 있다.
기록 신호 평가에 있어서는, 먼저 주로 위상 변화에 의한 LtoH 기록이 되어 있는 것, 푸시풀 신호의 극성이 반전되어 있지 않은 것, 따라서 0＜｜Φa｜＜｜Φb｜＜π 인 것을 확인한 후, 기록 재생 신호로부터 변조도의 크기나 파형의 일그러짐 상태를 판독하여, LtoH 기록의 신호 품질의 양/불량을 대략적으로 관찰하였다. 대략, 40% 이상의 변조도가 취해져 있고, 전체 마크 길이에서 LtoH 극성의 신호가 얻어지고 있는 것을 최저 조건으로 하였다.
지터값은, 통상 기록 조건 1 의 1 배속 기록, 기록 조건 1 의 2 배속 기록, 기록 조건 2 의 1 배속 기록, 기록 조건 2 의 2 배속 기록의 순으로, 후자일수록 보다 엄한 평가 기준이 된다. 상기 기록 조건의 순서대로 지터값이 악화되어 간다. 지터값은, 대략 10% 정도보다 낮으면 에러 정정 후에 재생가능한 레벨이라고 알려져 있기 때문에, 상기 최저 조건에 추가하여, 적어도 기록 조건 1 의 1 배속 기록에서 지터값이 10% 정도까지 내려가는 것을, 본 실시형태의 실시예로 하였다.
또, 지터값의 기록 파워 의존성을 측정하여, 최소 지터값이 되는 기록 파워 (Pwo) 를 최적 기록 파워로 한다. Pwo 는, 통상 기록 조건 1 의 2 배속 기록에서 가장 커지고, 또한, 기록층 색소의 특성차가 나타나기 쉽다. 이렇게 해서, LtoH 기록에 있어서의 보다 바람직한 양태를 분명히 했다.
(실시예 1)
도 12 는, 기록층의 재료로서 사용한 함금 아조계 색소 (색소 A) 단독 도막 상태에서의 흡수 스펙트럼이다. 한편, 함금 아조계 색소 (색소 A) 의 화학식을 이하에 나타낸다.
(화학식 10)
도 12 로부터 알 수 있듯이, 함금 아조계 색소 (색소 A) 는, 기록 재생 광파장 (λ)=405㎚ 의 장파장측에 주흡수대를 갖고, 그 피크는 510㎚ 부근에 있다. 이 때문에, 기록 재생은 상기 흡수 스펙트럼의 단파장측 (λS) 에서 실시하였다.
미기록에서의 박막 상태의 기록층의 복소굴절률은 nd=1.38, kd=0.15 였다. 또한 용매를 건조증발시킨 후의 기록층은, 극히 미량의 잔류용매를 제외하면 색소 A 가 100% 라고 간주할 수 있다.
상기 기록 매체를 디스크 1 로 하고, 기판의 홈 깊이를 50㎚, 25㎚ 로 한 것 외에는 디스크 1 과 완전히 같은 구성을 갖는 디스크 2, 디스크 3 을 제작하였다. 이들의 디스크 1∼디스크 3 은, 그 면내에 상기 안내 홈으로 이루어지는 기록 영역 외에, 안내 홈이 없는 경면 영역을 갖는다.
디스크 1∼디스크 3 에 대하여 기록 영역의 기록 재생 광빔 입사면에서 보아 먼 안내 홈부를 따라 레이저 빔을 조사하여, 각각 길이 0.64㎛ 의 마크 (기록 피트부) 와 스페이스 (마크 사이, 미기록부) 로 이루어지는 단일 신호를 기록하였다. 이어서 마크, 스페이스 각각의 반사율을 측정하였다. 또한 미기록의 경면 영역의 반사광 강도를 반사율로 환산하여 측정하였다. 각각의 반사율을 표 2 에 나타낸다. 한편, 경면 영역 반사율은 전술한 도 6 의 R0 에 상당한다.
표 2 에 있어서, 모든 경우에서, 미기록 스페이스부의 반사율보다 마크부의 반사율이 높아져 있어, LtoH 기록임을 확인할 수 있었다. 미기록 경면 영역의 반사율은 디스크 1 내지 디스크 3 에 있어서 거의 동일하다. 한편 기록 홈부 스페이스부의 반사율은 모두 경면 영역보다 낮고, 홈이 깊어질수록 반사율이 낮다. 또한 기록 홈부 마크부의 반사율은 모두 경면 영역보다는 낮지만, 스페이스부보다 높아 기록에 의해 경면의 반사율에 가까워지고 있다. 예를 들어, 홈 깊이가 가장 깊은 디스크 1 에 있어서는 미기록부의 반사율이 가장 낮아, 미기록부ㆍ기록부의 반사율차가 크다. 반대로, 홈이 가장 얕은 디스크 3 에 있어서는, 미기록부의 반사율은 경면 영역의 반사율에 가까워져, 미기록부ㆍ기록부의 반사율차도 극히 작다.
이 결과는, 다음의 내용을 시사하고 있다. 즉, 기록 영역에서 홈부와 홈간부로부터의 반사광의 위상차에 의해 반사광 강도가 저하되어 있고, 본 실시예의 범위에서는 홈이 깊을수록 위상차가 크다. 여기에 기록 피트를 형성하면 기록층의 변질에 의한 기록층의 광학 특성 변화가 생겨, 홈부 및 홈간부로부터의 반사광 위상차가 작아진다. 이것은, 식 (9) 에 있어서 ΔΦ＞0 로 되어 있는 것을 시사하고 있다. 다시 말해, 반사광 강도가 보다 얕은 홈의 상태에 가까워지고 있는 것으로 생각할 수 있다. 그리고, 이것은, 도 6 의 경로 γ 상을 변화시킨 것이다.
도 13 은, 실시예 1 에 사용한 디스크 2 의 단면의 투과 전자현미경 사진이다. 도 13(a) 는 미기록 상태의 디스크 2 의 단면의 투과 전자현미경 (TEM) 사진이고, 도 13(b) 는 기록 상태의 디스크 2 의 단면의 투과 전자현미경 (TEM) 사진이다. 단면 시료는 다음과 같이 제작하였다. 커버층에 점착 테이프를 붙여 잡아당겼을 때, 부분적으로 계면층/커버층 계면에서의 박리면을 떼어낸다. 박리면 상에 보호를 위해 W (텅스텐) 을 증착한다. 그리고, W 으로 피복된 박리면 상부로부터, 진공 중에서 고속 이온을 조사하여 스퍼터하여, 구멍을 형성한다. 구멍의 측면에 단면이 형성된 것을, 투과 전자현미경으로 관찰하였다.
도 13(a), 도 13(b) 의 단면 이미지에 있어서, 기록층은 유기물이므로 전자를 투과시키기 때문에 흰 빛을 띠고 있는 듯이 보인다. 기록 홈간부 (커버층 홈부) 에서는 기록층 막두께 (dL) 가 거의 제로이고, 기록 홈부에서는 기록층 막두께 (dG) 가 약 30㎚ 임을 알 수 있다. 또한, 반사 기준면의 단차로 규정되는 홈 깊이 (dGL) 는, AFM 에 의해 기판 표면에서 측정한 것과 거의 동일한 약 55㎚ 이다. 기록 피트부에서는, 계면층 형상으로부터 기록층이 커버층을 향하여 부풀어 오르게 변형 (즉, 도 4 에 있어서 dbmp＜0) 되어 있음을 알 수 있다. 또 미기록의 기록층과 비교하여 흰 빛을 띠고 있는 점에서, 공동 (즉, nd’=1) 이 형성되어 있다고 생각할 수 있다. 또한, 기록 피트가 기록 홈부로부터 밀려 나오지 않고서 홈 내에 수용되어 있는 것도 알 수 있다.
한편, 반사 기준면에서의 기록 후의 공동의 높이는 약 80㎚ 이고, dbmp=50㎚ 이다. 또한, 반사층/기판 계면에 변질, 변형은 관찰되지 않기 때문에, dpit≒dmix≒0 으로 되어 있는 것도 확인할 수 있었다. 그런데, 이들 값 및 nd=1.38, nc=1.5, δnd=1.38－1=0.38 (단, 공동 내의 굴절률을 1 로 하였다), λ=406㎚, dG≒30㎚, dL≒0㎚, dGL≒55㎚ 를 사용하여, 본 실시형태에서의 각 위상의 값을 어림하면 다음과 같다.
식 (7) 에 있어서의 Φb2 는,
Φb2=(4π/406)×(0.12×30－1.5×55)≒-0.78π
고로, ｜Φb2｜＜π 이다.
식 (9) 에 있어서의 ΔΦ 는,
ΔΦ=(4π/406)×(0.12×50＋0.38×80)≒0.36π
가 되어, ΔΦ 은, 통상 (π/2) 이하가 된다는 상정을 만족하고 있다.
또한, 식 (8) 에서의 Φa2 는,
Φa2≒(-0.78＋0.36)π=-0.42π
가 되어, ｜Φb2｜＞｜Φa2｜도 만족하고 있음을 확인할 수 있었다.
상기한 바와 같이, 얕은 홈에서 LtoH 의 기록이 불가능하게 되었기 때문에, 본 기록 매체의 LtoH 의 신호 진폭은 주로 기록 피트부의 위상 변화 (ΔΦ＞0) 에 의한 것으로 결론지을 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 위상 변화가 기록 피트부의 공동 형성을 동반하는 굴절률 저하 (δnd＞0) 에 의존하고 있고, 또한, 기록 피트부에서 기록층이 커버층 측으로 부풀어 오르는 변형을 동반하고 있음이 분명해졌다. 또한, 푸시풀 신호의 극성은 변화하지 않았기 때문에, 0＜｜Φa｜＜｜Φb｜＜π 인 위상 변화에 의한 LtoH 기록으로 되어 있다고 할 수 있다.
또, 디스크 2 의 상세한 기록 특성을 마크 길이 변조 기록된 랜덤 신호의 기록 재생에 의해 평가하였다.
도 14 는, 디스크 2 의 기록 조건 1 에 있어서의 1 배속 기록시의 기록 특성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 15 는, 디스크 2 의 2 배속 기록시의 기록 특성을 나타내는 도면이다. 도 14 및 도 15 에 있어서, (a), (b), (c) 는, 각각 지터, 기록부ㆍ미기록부의 반사율 및 변조도의 기록 파워 의존성을 나타낸다. 기록에 사용한 분할 기록 펄스의 파라미터는, 1 배속에서는 표 3 에 나타내는 바와 같고, 2 배속에서는 표 4 에 나타내는 바와 같다. 표 3 에 나타내는 1 배속에서는, Pb1=0.3mW, Pb2/Pw=0.35 로 하였다. 표 4 에 나타내는 2 배속에서는, Pb1=0.3mW, Pb2/Pw=0.45 로 하였다. 한편, 모두 Pr (재생광 파워)=0.35mW 로 하였다.
도 14 및 도 15 로부터, 1 배속 기록 및 2 배속 기록의 각각의 기록 조건에 있어서, 양호한 지터 및 충분한 미기록부ㆍ기록부의 반사율차 즉 변조도가 얻어지고 있음을 알 수 있다. 특히, 1 트랙에만 기록한 Single Track 에서의 지터와 5 트랙에 연속하여 기록하고 중앙의 트랙을 측정한 Multi Track 에서의 지터와의 차가 작아, 크로스토크가 매우 양호한 것을 나타내고 있다.
(실시예 2)
실시예 1 의 디스크 2 의 구성에 있어서, 이하의 점을 변경하였다.
즉, 기록층의 재료를, 하기 구조를 갖는 카르보스티릴계 색소 (색소 B) (단, Ph 는 페닐기이다.) 와 함금 아조계 색소 (색소 C) 를 70:30중량% 비가 되도록 혼합하였다. 그리고, 이 혼합물을 주성분 색소로 하여 옥타플루오로펜타놀에 0.6wt% 혼합하였다. 그 후, 도포하였다. 그 밖의 조건은 디스크 2 와 동일한 구성의 디스크 4 를 제작하였다. dG 는 약 30㎚ 이고, dL 은 거의 제로였다.
용매를 건조증발시킨 후의 기록층은, 극히 미량의 잔류용매를 제외하면, 카르보스티릴계 색소 (색소 B) 와 함금 아조계 색소 (색소 C) 를 합하여 100% 로 간주할 수 있다.
(화학식 11)
(화학식 12)
도 16 은, 카르보스티릴계 색소 (색소 B) 단독 도막 상태에서의 흡수 스펙트럼이다. 기록층의 복소굴절률은, nd=2.18, kd=0.34 였다. 그 주흡수대는 350㎚∼400㎚ 의 파장역에 있어, 피크는 390㎚ 근방에 있다. 함금 아조계 색소 C 단독 도막 상태에서의 굴절률은, nd=1.50, kd=0.12 이고, 광흡수 기능은 작다. 그 주흡수대의 피크는 710㎚ 근방에 있다. 또한, 단독에서는 기록 감도가 나빠, 8mW 이하에서는 거의 기록할 수 없다. 기록층으로는, 주로 카르보스티릴 색소 B 의 장파장측에서의 흡수를 이용하여 기록 재생하게 된다. 기록 피트부의 반사율이 증가한 LtoH 기록이었다. 실시예 1 과 동일하게, 홈 깊이를 얕게 한 경우에는 신호 진폭은 저하되었다. 또한, 푸시풀 신호의 극성은 변화하지 않았기 때문에, 0＜｜Φa｜＜｜Φb｜＜π, ΔΦ＞0 인 위상 변화에 의한 LtoH 기록으로 되어 있다.
디스크 4 에 대해서도, 실시예 1 과 동일하게 랜덤 신호의 기록 재생에 의해 기록 특성을 평가한 결과, 기록 신호는 LtoH 이고, 기록 전후에서 푸시풀 신호의 반전은 관찰되지 않았다.
도 17 은, 디스크 4 의 기록 조건 1 에 있어서 1 배속 기록시의 지터 (도 17(a)), 기록부ㆍ미기록부의 반사율 (도 17(b)), 변조도의 기록 파워 의존성 (도 17(c)) 을 나타내는 도면이다. 기록에 사용한 분할 기록 펄스의 파라미터는 표 5 에 나타내는 바와 같다. Pb1=0.3mW, Pb2/Pw=0.48, Pr=0.35mW 로 하였다.
실시예 1 과 마찬가지로 양호한 기록 특성이 얻어지고 있다. 한편, 색소 B 단독에서도, 마크 길이에 상관없이 똑같이 LtoH 기록이 가능해졌지만, 지터는 혼합막보다 떨어지는 결과가 되었다. 기록 재생 광파장 (λ)=405㎚ 의 단파장측에 주흡수대를 갖는 색소 B 에 흡수 기능이 부여되어 있고, 색소 C 는 지터를 개선하는 기능이 있는 것으로 생각된다.
(실시예 3)
실시예 1 의 디스크 2 로부터 반사층의 막두께를 대략 15㎚ 로 한 것 외에는 디스크 2 와 동일한 구성을 갖는 디스크 5 를 제작하였다. 반사층을 15㎚ 로 함으로써 반투명해져 약 50% 전후의 투과율이 얻어지도록 제작하였다. Rg 는 약 7% 였다. 이 경우에도, 주반사면은 반사층의 임의의 계면에 있다. 이러한 반투명한 구성은 다층 기록 매체에 대하여 적용이 가능해진다. 실시예 1 과 동일하게 검증한 결과, 신호 진폭은 저하되었다. 또한, 푸시풀 신호의 극성은 변화하지 않았기 때문에, 0＜｜Φa｜＜｜Φb｜＜π, ΔΦ＞0 인 위상 변화에 의한 LtoH 기록으로 되어 있다.
디스크 5 에 대해서도, 실시예 1 과 동일하게 랜덤 신호의 기록 재생에 의해 기록 특성을 평가하였다. 도 18 은, 디스크 5 의 기록 조건 1 에 있어서 1 배속 기록시의 지터 (도 18(a)), 기록부ㆍ미기록부의 반사율 (도 18(b)), 변조도의 기록 파워 의존성 (도 18(c)) 을 나타내는 도면이다. 기록에 사용한 분할 기록 펄스의 파라미터는 표 6 에 나타내는 바와 같다. Pb1=0.3mW, Pb2/Pw=0.44, Pr=0.7mW 로 하였다.
반사율이 실시예 1, 2 와 비교하여 작은 것 외에는 실시예 1, 2 와 마찬가지로 양호한 특성이 얻어지고 있다. 반사율에 관해서도 실시예 1, 2 와 비교하여 작다고는 하나 기록ㆍ재생에는 충분한 값이다.
(실시예 4)
실시예 1 에 있어서 기록층 색소로서 사용한 함금 아조계 색소 (색소 A) 에 추가하여, 표 7∼표 9 에 나타내는 색소 중에서 20 종류의 아조계 색소 (색소 A2∼색소 A21) 를 사용하여, 실시예 1 과 동일한 층 구성으로 디스크를 제작하였다. 한편, 표 7∼표 9 에는, 전술한 아조계 색소인 색소 A 및 색소 C 와 색소 A2∼색소 A21 에 대해 굴절률, 열 특성 등이 정리되어 있다. 또한, 표 7∼표 9 에는, 각각의 기록 조건 2 에 있어서의 기록 특성을 나타낸다. 막 상태에서의 λmax 는 주흡수대의 피크 파장이다. 어떠한 경우에도, λmax 는 300㎚∼600㎚ 의 범위에 있기 때문에, 기록 재생은 주흡수대 중 어느 하나의 파장으로 실행되고 있다.
한편, 클로로포름액 중의 λmax 와 막 상태에서의 λmax 는, 통상 ±10㎚ 정도의 범위에서 일치한다.
홈 형상은, 홈 폭은 약 180㎚ (0.18㎛), 홈 깊이는 약 50㎚, 트랙 피치는 0.32㎛ 로 하였다. 색소 용액의 농도는 0.6중량% 로 하고, 같은 도포 조건으로 도포한 결과, 모든 경우에서 dG 는 약 30㎚ 의 값이 얻어졌다. 이 도포 조건에서는, dL 은 실질적으로 제로로 간주할 수 있을 정도로 얇다.
(화학식 13)
(화학식 14)
(화학식 15)
(화학식 16)
(화학식 17)
어느 경우에서도, 디스크 경면부에서의 미기록 상태에서의 반사율 (R0) 은, 기록층 막두께를 제로로 한 경우의 경면부 반사율의 70% 이상이 얻어지고 있다. 또한, 홈 깊이를 약 25㎚ 로 한 얕은 홈의 경우에는, 기록 전 반사율 (스페이스부 반사율) 이 증가하여 신호 진폭 및 변조도가 저하되어 있고, 주로 위상 변화 (ΔΦ) 의 기여에 의한 LtoH 기록인 것을 확인할 수 있었다.
기록 펄스는, 개개의 색소 및 1 배속, 2 배속에 있어서, 도 11 의 기록 펄스 파라미터를 지터값이 양호해지도록 적절히 최적화하여 사용하고 있다. 최적 기록 파워는, Multi Track 에서의 지터가 최소가 되는 파워이다. 기록 선속도는 기록 조건 2 이다. Single Track 과 Multi Track 의 지터의 차는 모든 경우에서 약 0.5% 이하로, 크로스토크가 대단히 적은 양호한 기록을 할 수 있었다.
또한, 홈 깊이 약 55㎚, 홈 폭 약 0.15㎛ 로 하면, 어느 경우에서도 미기록 상태의 규격화 푸시풀 신호 강도는 0.7∼0.8 이고, Multi Track 기록에 있어서 최적 기록 파워에서의 기록 후의 규격화 푸시풀 신호 강도는 0.4∼0.5 가 되었다.
표 7∼표 9 의 결과로부터, 특히 2 배속에 있어서 kd 및 중량 감소 개시 온도 (Td) 의 영향이 명료하다는 것을 알 수 있다. 즉, kd 가 0.2 이상 또한 Td 가 280℃ 이하이면, 2 배속에서의 최적 기록 파워로 평가되는 기록 감도가 대략 8.5mW 이하가 되어 바람직함을 알 수 있다. 기록 감도에 관해서는 kd 가 특히 중요하여, kd 가 0.25 이상인 경우, 본 실시예 내이면 Td 에 관계없이 기록 감도는 8.5mW 이하가 되는 것을 알 수 있다. 또한, kd 가 0.3 이상, Td 가 300℃ 이하인 경우에는, 2 배속에서의 지터값을 8.5% 이하로 할 수 있고, Td 가 280℃ 이하이면 8% 이하로 할 수 있음을 알 수 있다. kd 가 0.3 이상이 되는 색소에 있어서는, λmax 가 370∼450㎚ 에 있었다. 이들, 2 배속에서 양호한 기록 특성을 나타내는 것은, 또한 광선속도에서의 기록도 가능하다. 예를 들어, 색소 A17 에 대하여, 이른바 2T 기록 스트래티지 (n/2 스트래티지라고도 한다, 특허문헌 42) 를 적용하여 4 배속 기록을 시도한 경과 지터 7.2% 를 얻었다.
이들과는 별도로 kd 가 0.1∼0.3 의 범위이고, 중량 감소 개시 온도가 200℃ 이하인 경우에도, 2 배속에서 8% 미만의 지터가 얻어져 바람직함을 알 수 있다.
또, 색소 A9 는 kd 가 0.3미만이지만, 오히려 nd 가 1.3 미만으로 작은 점이 지터에 악영향을 미치고 있을 가능성이 있다. 다시 말해, δnd 가 작아져 Φn 이 작아져 있기 때문에, 변조도가 다른 예와 비교하여 상대적으로 낮아지고, 2 배속에서의 지터를 약간 악화시키고 있을 가능성도 있다. 이 관점에서 nd 는, 1.3 이상인 것이 보다 바람직함을 알 수 있다.
이들 2 배속 기록 특성이 상대적으로 떨어지는 색소 기록층이라고 해도, 300℃ 이하의 저온에서 분해되어 공동을 형성하는, 즉 dbmp＜0 인 변형의 형성으로 이어지는 첨가제를 첨가하거나, 또는 kd 를 크게 할 수 있는 첨가제를 첨가하거나 하면, 기록 특성을 개선시키는 것이 가능하다. 색소 단체에서의 기록 특성이나 보존 안정성 등을 개선하기 위해, 이러한 첨가제를 기록층에 첨가하는 것은 본 발명에 있어서도 적절히 가능하다. 또한, 색소 단체의 kd 가 0.5 이상으로 크고, 기록에 의해 크게 감소하면, 위상의 변화에 추가하여 보조적으로 kd 의 감소에 의한 반사광 강도 증가의 효과도 함께 사용함으로써, 기록 특성을 개선할 수 있는 경우가 있다. 또, 기록층 막두께를 약간 두껍게 함으로써, 최적 기록 파워는 저감할 수 있다.
또, 도 25∼도 27 에, 표 7∼표 9 의 색소 중, 600㎚ 보다 장파장측에 주흡수대 피크가 있는 예로서 색소 C, 주흡수대 피크가 기록 재생 광파장보다 단파장측에 있는 예로서 색소 A17, 주흡수대 피크가 기록 재생 광파장에게 가까운 경우의 예로서 색소 A20 의 박막 상태에서의 흡광 스펙트럼을 나타낸다. 주흡수대의 피크 위치를 “→” 로 나타내고 있다. 모두, 명료한 흡수대가 가시광역에 있는 것을 알 수 있다.
또, 도 28∼도 31 에 표 7∼표 9 의 색소 중 대표예로서 색소 A2, A8, A17, A20 의 TG-DTA 스펙트럼 (중의 중량 감소 스펙트럼) 을 나타내었다. 도면 중 “→”로 나타낸 온도가 중량 감소 개시 온도이다. 백그라운드의 라인 L-L’와 최초의 급준한 대략 500㎍ 이상의 중량 감소부의 접선 K-K’과의 교점을, 중량 감소 개시 온도로 하고 있다. 이것은 질소 분위기 중의 스펙트럼이지만, 대기 분위기 중에서의 측정에서도, 중량 감소 개시 온도에 관해서는 ±5℃ 정도의 범위에서 일치하고 있다.
실시예 5
실시예 1 에 있어서, 기록층 색소를 비아조계 색소 B1, D1∼D6 으로 치환하여 동일한 층 구성으로 디스크를 제작하였다. 또한, 이들 색소를 주성분으로 하고, 또, 색소 C 를 30중량% 추가하여 기록층으로 한 디스크도 제작하였다. 표 10 에는, 비아조계 색소인, 색소 B 와 색소 B1, D1∼D6 에 대해, 굴절률, 열 특성, 기록 특성 등이 정리되어 있다. 막 상태에서의 λmax 는 주흡수대의 피크 파장이다. 어느 경우에서도, λmax 는 300∼600㎚ 의 범위에 있고, 기록 재생은 주흡수대 중 어느 하나의 파장으로 이루어지고 있다. 색소 B 와 B1 는 카르보스티릴계 색소, D1∼D6 는 피론계 색소이다.
홈 형상은, 홈 폭은 약 200㎚ (0.2㎛), 홈 깊이는 약 50㎚, 트랙 피치는 0.32㎛ 로 하였다. 색소 용액의 농도는 0.6중량% 로 하고, 동일한 도포 조건으로 도포한 결과, 모든 경우에서 dG 는 약 30㎚ 의 값이 얻어졌다. 이 도포 조건에서는, dL 은 실질적으로 제로로 간주할 수 있을 정도로 얇다.
어느 경우에서도, 디스크 경면부에서의 미기록 상태에서의 반사율 (R0) 은, 기록층 막두께를 제로로 한 경우의 경면부 반사율의 70% 이상이 얻어지고 있다. 또한, 홈 깊이를 약 25㎚ 로 한 얕은 홈의 경우에는, 홈 깊이 50㎚ 의 경우와 비교하여 기록 전 반사율 (스페이스부 반사율) 이 증가하여 신호 진폭 및 변조도가 저하되어 있어, 주로 위상 변화 (ΔΦ) 의 기여에 의한 LtoH 기록임을 확인할 수 있었다.
이들, 비아조계 색소에서는, 아조계 색소에 비하여 지터로서는 약간 떨어지는 것이 많기 때문에, 약간 기록 조건이 엄하지 않은 기록 조건 1 을 적용하였다.
기록 펄스는, 개개의 색소 및 1 배속, 2 배속에 있어서, 도 11 의 기록 펄스 스트래티지의 파라미터를 지터값이 양호해지도록 적절히 최적화하여 사용하고 있다. 최적 기록 파워는, Multi Track 에서의 지터가 최소가 되는 파워이다. 색소 B (nd=2.18), 색소 B1 (nd=2.07), 색소 D1 (nd=2.03), 색소 D2 (nd=2.09) 에서는 단독으로 기록층으로 한 경우에는 명료한 LtoH 기록 신호가 얻어지지 않았다. 필시, nd 가 2 이상이기 때문에, nd’가 nc 이하로 충분히 저하되어 있지 않은 것이 아닌가 생각된다. nd=1.93 의 색소 D3 은 지터가 11% 정도로 비교적 나쁘지만, LtoH 극성의 신호가 얻어졌다.
그러나, 어느 경우에서도 색소 C (nd=1.50) 를 혼합한 경우에는, Single Track 과 Multi Track 의 지터 차가 약 0.5% 이하로, 대단히 크로스토크가 적은 양호한 기록을 할 수 있었다.
색소 D4 는 단독으로도 양호한 기록 특성이 얻어지고 있기 때문에, 기록 조건 2 에서의 평가도 실시하였다. 모든 경우에서, 단독에서도 1 배속에서는 9% 이하의 지터가 얻어졌지만, 기록 조건 2 의 2 배속에서는 지터가 10% 이상이 되었다. 이는, 중량 감소 개시 온도가 250℃ 보다 높은 것과 관련이 있는 것으로 생각된다.
또, 실시예 5 중 단독으로도 양호한 지터값이 얻어지는 색소 D4 의 흡수 스펙트럼을 도 32 에 나타낸다. 색소 D4 와 같이 쌍봉성 (diphasic) 인 경우라도, 각 피크는 근접하여 하나의 연속적인 흡수대를 형성하고 있다. 이 경우에는, 흡광도가 큰 쪽의 피크를 주흡수대의 피크로 하고 있다. 그리고, 색소 D4 의 중량 감소 스펙트럼을 도 33 에 나타내었다.
한편, 색소 D5 와 색소 D6 에 관해서는, 단독으로는 결정화되기 쉬운 경향을 보였기 때문에, 단독으로 기록층으로 한 경우의 기록 특성은 평가하지 않고, 색소 C 를 혼합하여 기록층으로 하여 기록 특성을 평가하였다.
실시예 6
실시예 1∼4 와 같은 (1,7)RLL-NRZI 마크 길이 변조 데이터가 오목 형상 피트열로서 기록된 ROM 신호를 포함하는 기판을 준비하였다. 피트 및 기판 홈부 깊이는 약 50㎚ 이다. 기판 홈부 형상은 실시예 4 와 동등하다. 그 기판 상에 실시예 4, 색소 A17 의 매체와 동일한 층 구성의 기록 매체를 형성하였다. 기록 피트열이 존재하는 영역을 ROM 부, 기록 홈부가 존재하는 영역을 추기 영역으로 부른다.
도 34 는, Partial-ROM 의 ROM 영역과 기록이 완료된 추기 영역의 재생 신호 파형을 나타내는 도면이다. 도 34(a), (b) 에, 각각 ROM 영역 및 기록이 완료된 추기 영역에 대한 재생 신호 파형 (Isum 신호, 소위 아이 패턴 (eye pattern)) 을 나타낸다. 추기 영역에 대한 기록은, 실시예 4 와 동일하게 실시하고 있다.
도 34(a) 에 있어서 ROM 영역의 RH 는 약 40%, 변조도는 약 65%, 지터는 7.2% 였다. 지터값이 조금 높은 편이고, 아시메트리 (asymmetry) 도 약간 어긋나 있는 것처럼 보이지만, 이는 원래의 스탬퍼 제조 상의 문제로, 기록층을 형성했기 때문은 아니다. 스탬퍼 제조 공정의 개선에 의해 7% 미만으로 할 수 있다. 또한, 도 34(b) 에 있어서, 추기 영역의 RH 는 약 35%, 변조도는 약 69%, 지터값은 약 5.5% 였다. 2 개 영역의 신호가 매우 유사하여, 구별없이 재생할 수 있는 레벨이다. 그리고, 스탬퍼 제조시의 피트 형성 조건 등을 최적화하면 보다 균일한 재생 신호를 얻는 것도 가능하다.
도 35 는, ROM 영역에 본 발명의 기록 방법에 의해 덮어쓰기한 경우의 재생 신호 파형을 나타내는 도면이다. 즉, 도 35 는, 도 34(a) 의 ROM 부의 기록층에 실시예 4 와 동일한 기록 신호를 기록한 경우의 신호 파형이다. 색소 기록층 기록부의 반사율이 상승하기 때문에, 특히 ROM 신호의 피트부에서의 신호가 교란되어 ROM 신호가 재생 불능이 되었다. 이와 같이, 본 발명의 기록 매체를 적용하면, ROM 부 데이터의 카피 방지 및 안전상의 관점에서, 일부 ROM 데이터를 의도적, 또한 선택적으로 재생 불가능하게 하는 사용 방법이 가능해진다.
이 경우, 기록된 피트 (마크) 위치는, 기판 상의 오목부로서 형성된 피트열과 동기하지 않기 때문에 완전히 랜덤하게 덮어쓰기되어 있다. 오목부 피트의 스페이스부는, 즉 기판 표면이고, 여기에 덮어쓰기된 경우에는 위상차의 기여가 없기 때문에 반사율 변화는 작다. 물론, 피트부 스페이스부 모두 덮어쓰기되지 않으면 반사율 변화는 생기지 않는다. 오목부에 덮어쓰기되지 않으면 반사율은 낮은 상태 그대로이다. 한편, 피트 오목부 저면은 기판 홈부와 거의 동일한 깊이로서, 여기에 덮어쓰기되면, 통상의 홈부에 대한 기록과 마찬가지로 위상차 ΔΦ＞0 의 기여에 의해 반사율은 증가한다. 주로, 이 피트부에 대한 덮어쓰기에 의해 기록 재생 파형이 크게 교란되어, 도 35 와 같은 파형으로 되어 있는 것으로 생각된다.
참고예 1
이하에서는, 본 발명에 있어서, 커버층 홈간부 (in-groove) 에 위상 변화를 주로 하는 LtoH 기록을 실시하는 것이, 커버층 홈부 (on-groove) 에 기록하는 것보다 우수하다는 것을 밝히기 위해 다음과 같이 실험하였다.
실시예 4 의 색소 A2 의 디스크에 있어서 기록층 막두께만을 변화시켜, 커버층 홈간부와 커버층 홈부에 각각 기록을 실시하였다. 기록층 막두께는, 본 실험에 사용한 범위에서는 도포에 사용하는 용액 중의 색소 농도에 비례한다는 것을 알고 있기 때문에, 용액 농도 0.6중량% (dG≒30㎚), 1.2중량% (dG≒60㎚) 의 각 디스크를 준비하였다.
도 36 은, 다른 실시예와 동일한 평가기에 의해, 기록 선속도 5.3m/s (기록 조건 1) 에 있어서 8T 마크 길이와 스페이스 길이를 교대로 발생시켜 기록한 경우의, 기록 신호의 CN 비 (캐리어 대 노이즈비), 크로스토크, 기록 신호 상단의 반사율 (R8H), 하단의 반사율 (R8L) 의 기록 파워 의존성을 나타낸다.
CN 및 크로스토크의 측정은, 기록 스트래티지로는 도 11 에 있어서, dTtop=(10/16)T, Ttop=16/16T, Tmp=10/16T, dTe=0T, Pb1=Pb2=0.3mW, Pr=0.35mW 이고, 8T 마크와 스페이스의 반복 신호를 기록하여, 재생 신호 (Isum 신호) 를 ADVANTEST 사 제조의 스펙트럼 애널라이저 TR4171, resolution band width=30kHz, video band width=100Hz 를 사용하여 측정하였다.
여기서 크로스토크는, 커버층 홈간부에 기록한 경우에는, 미기록의 인접 커버층 홈부에 있어서 기록된 커버층 홈간부로부터의 누설 신호 강도 (양 옆에서 측정한 캐리어 레벨치의 평균치) 를 측정하여, 커버층 홈간부에서의 기록 신호의 캐리어 레벨치를 뺀 것이다. 한편, 커버층 홈부에 기록한 경우에는, 미기록의 인접 커버층 홈간부에 있어서, 기록된 커버층 홈부로부터의 누설 신호 강도 (양 옆에서 측정한 캐리어 레벨치의 평균치) 를 측정하여, 커버층 홈부에서의 기록 신호의 캐리어 레벨치를 뺀 것이다. 크로스토크는 통상 마이너스값을 취하고, 절대값이 큰 쪽이 크로스토크가 작다.
우선, 색소 농도 0.6중량%(dG≒30㎚) 의 경우에 대해 설명한다. 본 발명의 양태에 상당하는 커버층 홈간부에 기록한 경우 (도 36(a)), R8L 은 미기록의 반사율과 같고 13% 정도로 일정하지만, 5mW 정도에서부터 LtoH 극성의 신호가 기록되고, R8H 레벨이 기록 파워와 동시에 증대하여, CN 비는 약 7mW 에서 최대값 60dB 을 취한다. 크로스토크는 항상 -40dB 이하이다.
한편, 커버층 홈부에 기록을 시도한 경우 (도 36(b)), 애초에 dL≒0 로 되어 있기 때문에, 10mW 미만에서는 전혀 기록 신호가 관측되지 않는다. 10mW 이상에서 매우 작은 일그러진 기록 신호 (약 45dB 이하) 가 관측되지만, 이것은 대단히 고기록 파워이기 때문에, 커버층 홈부 반사층의 어느 하나의 계면에 있어서 미소한 변형이 생겼을 가능성도 있고, 또 여기에 추가하여, 양 옆의 커버층 홈간부로 열이 전달되어, 커버층 홈간부에서도 약간이나마 기록층의 변질이 생겼기 때문이다. 다시 말해, 실질적으로 커버층 홈부에 대한 기록은 곤란하다. 크로스토크값은 -20dB 로 큰 값으로 되어 있다. 커버층 홈부에 대한 기록 신호의 누설 신호라고 하기보다는, 오히려 커버층 홈간부의 일부 (커버층 홈부 근처의 홈벽 등) 에 기록된 약한 신호를 관측하고 있는 것으로 생각된다.
이어서, 색소 농도 1.2중량% (dG≒60㎚) 의 경우에 대해 설명한다. dL 은, 단면 관찰로부터 30㎚ 이하의 얇은 값으로 되어 있음을 알았다. 커버층 홈간부에 기록한 경우 (도 36(c)), R8L 은 미기록의 반사율과 같고 약 9% 정도로 일정하며, 도 36(a) 의 경우보다 낮다. 3mW 정도에서부터 LtoH 극성의 신호가 기록되고, R8H 레벨이 기록 파워와 동시에 증대하여, 약 24% 에 달한다. 전체적으로 반사율이 낮은 것은 기록층의 후막화에 의해 기록층으로 광이 흡수되어 버리기 때문이고, 반대로 기록 감도는 좋아진다. CN 비는 약 6mW 에서 최대값 약 60dB 을 취한다. 크로스토크는 6mW 이하에서는 -40dB 이하이다. 6mW 정도보다 높은 파워에서는 크로스토크가 커지는 경향이 보였다. 그러나, 6mW 이상에서는 푸시풀 신호가 매우 작아져 규격화 푸시풀 신호가 0.1 미만이 되었기 때문에, 기록 중 또는 기록 직후에 트래킹 서보 유지가 불가능하여 측정을 할 수 없었다. 이와 같이 dG 가 dGL(≒dGLS) 를 초과하면, 기록 파워가 높은 경우 (아마 기록 피트에서의 변형 dbmp＜0 이 큰 경우), 트래킹 서보가 불안정해지는 일이 있다.
한편, 커버층 홈부에 기록을 시도한 경우 (도 36(d)), 7mW 이하에서는 매우 미소한 일그러진 신호가 관측되었지만, 이것도 역시 인접하는 커버층 홈간부의 일부에 대한 기록에 의한 것으로 생각된다. 7mW 이상 (도면 중의 원으로 둘러싸인 영역) 에서 R8L 이 저하되어 있지만, 이것은, 커버층 홈부에 HtoL 극성의 신호가 기록되었기 때문이다. 즉 도 36(d) 에 있어서, 미기록 상태 반사율은 약 9% 로 일정하지만, 7mW 이하에서는 그것이 R8L 에 대응하고, 7mW 이상에서는 R8H 에 대응한다. 7mW 이상에서는, 커버층 홈부에 있어서 공동이 형성되어 기록층이 커버층 측으로 부풀어 오르는 변형이 발생되어 있지만, 이것은, 식 (12) 에서 ΔΦ＞0 인 위상 변화가 생긴 경우에 상당한다. 7mW 이상의 HtoL 기록에서는 CN 비는 60dB 에 도달하지 않고, 크로스토크값은 HtoL 신호가 인접 커버층 홈간부로 새어 들어가 -5dB 까지 증가하였다.
다시 0.6중량% 와 1.2중량% 의 디스크에서 커버층 홈간부에, 기록 조건 2 의 2 배속 기록을 실시한 경우의 지터값의 기록 파워 의존성을 평가하였다. 기록 스트래티지는 도 11 의 기록 스트래티지를 각각 최적화하여 사용하고 있다. 1.2중량% 의 경우에는, 지터값이 최소가 되는 기록 파워는 약 5.5mW 로, 0.6중량% 경우의 약 8mW 에 비하여 저하되어 있지만, 최소 지터값은, 1.2중량% 경우의 약 9% 에 대하여 0.6중량% 의 디스크쪽이 약 6.6% 로 낮아져 있다. 기록층이 두꺼운 경우 기록 감도는 좋아지지만, 아마도 기록 홈부를 따른 방향에서의, 인접 기록 피트사이의 열 간섭이 증대하여 낮은 지터값을 얻기 어려운 경향이 있는 것으로 생각되기 때문에, 기록층 막두께는 홈 깊이보다 얇은 쪽이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
이어서, 기록 조건 2 의 1 배속에 있어서 최적 기록 파워로 기록된 영역을 1 배속으로 반복 재생하여 재생광 내구성을 조사하였다. 재생광 파워 3.5mW (고주파 중첩 있음) 로 동일 부분을 반복 재생한 결과, 0.6중량% 의 디스크에서는 초기 지터값이 5.2% 로 적어도 100만회까지 전혀 지터값의 증가가 관찰되지 않았다. 1.2중량% 의 디스크에서는 초기 지터값이 6.4% 로, 수만 회에서 지터의 현저한 증가가 관찰되었다.
참고예 2
참고예 2 와 동일한 검토를, 홈 깊이 약 20㎚ 의 대단히 얕은 기판을 사용하여 실시하였다. 8T 마크/스페이스 신호를, 5.3m/s (기록 조건 1) 로 기록한 경우의 기록 신호의 CN 비 (캐리어 대 노이즈비), 크로스토크, 기록 신호 상단의 반사율 (R8H), 하단의 반사율 (R8L) 의 기록 파워 의존성을 도 37 에 나타낸다.
색소 농도 0.6중량% (dG≒30㎚) 의 경우, 커버층 홈간부에 기록한 경우 (도 37(a)), R8L 은 미기록의 반사율과 같고 32% 정도에서 일정하다. 5mW 정도에서부터 LtoH 극성의 신호가 기록되지만, R8L 이 높기 때문에 위상 변화 (ΔΦ) 가 작아, 신호 진폭은 매우 작다. 6.5mW 이상에서는, 트래킹 서보가 불안정하여 측정이 불가능하였다. 아마도 기록 피트에서의 변형 dbmp＜0 이 얕은 dGL 을 넘어 매우 커졌기 때문에, 규격화 푸시풀 신호가 매우 작아지거나, 그 극성이 반전되었기 때문은 아닌가 생각된다.
한편, 커버층 홈부에 기록을 시도한 경우 (도 37(b)), 얕은 홈이기 때문에 커버층 홈부에도 20㎚ 정도의 색소층이 형성되지만, 8mW 미만에서는 거의 기록되지 않는다. 8mW 이상에서는, 역시 트래킹 서보가 불안정하게 되었다.
이어서, 색소 농도 1.2중량% (dG≒60㎚, dL≒30㎚) 의 경우에 대해 설명한다. 색소 기록층은, 홈횡단 방향에 관해서 도중에 끊기는 일없이 연결되어 있는 것처럼 관측된다. 다시 말해, 커버층 홈부 (기판 홈간부) 에도 색소층이 형성되어 있다.
커버층 홈간부에 기록한 경우 (도 37(c)), R8L 은 미기록의 반사율에서 약 21% 정도로 일정하며, 도 37(a) 의 경우보다 낮다. 3mW 정도에서부터 LtoH 극성의 신호가 기록되고, R8H 레벨이 기록 파워와 함께 증대하여 약 28% 에 도달하지만, 5mW 이상에서는 푸시풀 신호가 매우 작아져, 기록 중 또는 기록 직후에 트래킹 서보 유지가 불가능하여 측정을 할 수 없었다. 커버층 홈부에 기록을 시도한 경우 (도 37(d)), 6mW 미만에서는 인접 커버층 홈간부의 일부에 변질이 생긴 것으로 생각되는 매우 작은 LtoH 신호가 관측되었다. 약 6mW 이상에서는 HtoL 기록으로 된다고 예상되었지만, 역시 기록 중 또는 기록 직후에 트래킹 서보 유지가 불가능하여 측정을 할 수 없었다.
참고예 2 의 얕은 홈의 경우에는, 커버층 홈간부에서 LtoH 기록 자체는 가능하지만 신호 진폭, 트래킹 서보의 관점에서 반드시 양호한 특성을 얻기는 어렵다는 것을 알 수 있다. 이 경우에도, 참고예 1 과 같이, 홈 깊이를 본 발명에서 바람직한 「중간 홈」깊이로 하면 특성이 개선된다.
참고예 3
실시예 4 의 색소 A2 를 사용한 경우에 있어서, 커버층의 재료를 여러 가지로 변경하여 검토하였다. 즉, 커버층의 두께 100㎛ 중 계면층에 접하는 10㎛ 를 표 11 에 나타낸 각종 자외선 경화형 수지로 하고, 나머지 90㎛ 를 자외선 경화형 수지 F1 로 하였다.
참고예 F1 에서는, 100㎛ 를 전부 수지 F1 로 형성하였다. 이들 수지는 모두 스핀 코트에 의한 도포로 형성한 후, 회전 도포의 과정 또는 회전 도포 종료 직후에 자외선 (해리슨-도시바 제조의 초고압 수은 램프, 토스큐아 751) 을 조사하여 완전 경화하였다. 수지 F1 의 경화에는 약 800mJ/㎠ 의 자외광을 조사하였다. 또한, 수지 F2∼F6 의 경화에는, 약 1500∼2000mJ/㎠ 의 자외광을 조사하였다. 수지 F4∼F6 는 경화 후에도 점성이 있고, 유리 전이 온도는 실온 이하이다. 수지 F1 의 완전 경화 후의 디스크 상에서의 JIS K5600-5-4 준거 (Heidon 사 제조, Scratching intensity tester, HEIDON-18, 가중 750g, 주사 속도 120㎜/min., 주사 거리 7㎜, 또, 미쓰비시연필을 사용) 한 연필 경도의 측정치는 2B 였다. 수지 F2, F3 은, 수지 F1 보다 고경도의 재료이다.
도 38 은, 다른 실시예와 동일한 평가기에 의해, 기록 선속도 5.3m/s 에 있어서, 8T 마크 길이와 스페이스 길이를 교대로 발생시켜 기록한 경우의, 기록 신호의 CN 비 (캐리어 대 노이즈비) 의 기록 파워 의존성을 나타낸다. 비교를 위해 실시예 4 의 색소 A2 의 디스크에서도 동일하게 평가하였다 (이것을 실시예 4-A2 로 나타낸다). 즉, 유리 전이 온도 -21℃ 의 점착제 F0 이 25㎛, 폴리카보네이트 수지가 75㎛ 인 시트로 이루어지는 커버층이다. 본 시트 커버층의 부착 자체에는 자외선 조사를 필요로 하지 않지만, 만약을 위해 커버층 F1 형성과 동일하게 자외광을 조사하더라도 특성에 변화가 없음이 확인되어 있다. 이는, 본 발명에 있어서, 도 19 와 같은 평탄한 흡수 특성이고, 또 자외 영역에 거의 흡수를 갖지 않는 색소를 사용하는 것의 프로세스 상 이점, 즉 특별한 보호 처치를 하지 않더라도 자외선 경화 수지를 커버층으로서 사용할 수 있음을 나타내고 있다.
도 38 로부터, 실시예 4 의 색소 A2 및 수지 F4∼F6 의 변형 촉진층을 사용한 매체가 높은 CN 비가 얻어지고, 또한, 낮은 기록 파워로 CN 비가 40dB 을 넘어, 기록 감도의 면에서 양호한 특성이 얻어지고 있음을 알 수 있다.
참고예 F1∼F3 에서는 약간의 파형의 일그러짐이 관찰되지만, 적어도 CN 비가 50dB 을 초과하는 점에서는 마크 길이 전체에 걸쳐 LtoH 기록으로 되어 있었다. 색소 A2 에 있어서는, 공동 형성, dbmp＜0 인 기록층 측으로부터 커버층으로의 부풀음 변형이 신호 진폭에 기여하고 있어, 고경도의 커버층 (적어도 기록층 측) 에 있어서는 변형이 억제되어 기록 감도가 악화된다.
기록 조건 1 또는 2 의 1 배속으로 마크 길이 변조 기록을 실시하여 지터 10% 이하가 얻어진 것은, 실시예 A2 와 수지 F4∼F6 의 경우였다. F4, F5, F6 과 Tg 가 낮은 쪽이 낮은 지터가 얻어지고, F6 에서는 기록 조건 2 에서도 5.4% 라는 낮은 지터가 얻어졌다. 상기 지터의 측정 결과는, 주로 2T 마크 형성의 양호함에 의해 차가 생긴 것으로 생각되어, 본 발명에 있어서 적극적으로 부풀음 변형 dbmp＜0 을 이용하는 경우에는, 유리 전이점이 실온 (25℃) 이하인 점착제와 비슷한 수준의 부드러운 변형 촉진층이 적어도 기록층 측에는 형성되어 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 있어서는, 기록층 막두께 dG 
dGL 로 하여 색소 기록층을 기록 홈부에 가둠으로써, 이와 같이 dbmp＜0 인 변형을 적극적으로 사용하더라도 크로스토크가 매우 작은 기록이 가능해지고 있다.
또, 색소 A2 에서는, 특히 nd 가 1.38 로 본 발명의 실시예 내에서는 작은 부류이기 때문에, δnd 도 상대적으로 작은 부류라고 생각된다. 따라서, dbmp＜0 인 변형을 적극적으로 활용할 필요성이 높다. 여기서, 색소 기록층을 보다 δnd 가 큰 것으로 변경하는, 예를 들어 nd 를 1.8∼1.9 로 하거나 하면, 변형량 ｜dbmp｜ 이 작더라도 기록 신호 특성을 개선하는 것이 가능하다. 또한, 유리 전이 온도 (Tg) 가 0℃ 정도보다 높더라도 Tg 이상에서의 저장 탄성률이 작은 재료를 사용하여 개선하는 것이 가능하다.
한편, 본 출원은, 2004년 7월 16일자로 출원된 일본 출원 (일본 특허출원 2004-210817호) 및 2005년 6월 15일자로 출원된 일본 출원 (일본 특허출원 2005-175803호) 에 근거하고 있으며, 그 전체를 인용에 의해 원용할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 종래 구성의 색소를 주성분으로 하는 기록층을 갖는 추기형 매체 (광기록 매체) 를 설명하는 도면이다.
도 2 는 본 실시형태가 적용되는 색소를 주성분으로 하는 기록층을 갖는 막면 입사 구성의 추기형 매체 (광기록 매체) 를 설명하는 도면이다.
도 3 은 종래 구성인 도 1 의 기판 입사 구성인 기판측으로부터 입사하는 기록 재생 광빔의 반사광을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 막면 입사형 매체의 층 구성과 커버층 홈간부에 기록하는 경우의 위상차를 설명하는 도면이다.
도 5 는 막면 입사형 매체의 층 구성과 커버층 홈부에 기록하는 경우의 위상차를 설명하는 도면이다.
도 6 은 기록 홈부와 기록 홈간부의 위상차와 반사광 강도의 관계를 설명하는 도면이다.
도 7 은 기록 신호 (합 신호) 와 푸시풀 (push-pull) 신호 (차 신호) 를 검출하는 4 분할 디텍터의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8 은 실제로 복수의 기록 홈, 홈 사이를 횡단하면서 얻어지는 출력 신호를 저주파 통과 필터 (컷오프 주파수 30kHz 정도) 를 통과시킨 후에 검출하는 신호를 나타내는 도면이다.
도 9 는 색소의 주흡수대에 있어서의 크라머스－크뢰니히 (Kramers-Kronig) 의 관계를 설명하는 도면이다.
도 10 은 2 층의 정보층을 형성한 광기록 매체를 설명하는 도면이다.
도 11 은 실시예 1 및 실시예 2 에 있어서, 기록에 사용한 분할 기록 펄스를 설명하는 도면이다.
도 12 는 기록층의 재료로서 사용한 함금 (含金) 아조계 색소 (색소 A) 단독의 도막 (塗膜) 상태에서의 흡수 스펙트럼이다.
도 13 은 실시예 1 에 사용한 디스크 2 의 단면의 투과 전자현미경 사진이다.
도 14 는 디스크 2 의 기록 조건 1 에 있어서의 1 배속 기록시의 기록 특성을 나타내는 도면이다.
도 15 는 디스크 2 의 2 배속 기록시의 기록 특성을 나타내는 도면이다.
도 16 은 카르보스티릴계 색소 (색소 B) 단독의 도막 상태에서의 흡수 스펙트럼이다.
도 17 은 디스크 4 의 기록 조건 1 에 있어서의 1 배속 기록시의 지터, 기록부ㆍ미기록부의 반사율, 변조도의 기록 파워 의존성을 나타내는 도면이다.
도 18 은 디스크 5 의 기록 조건 1 에 있어서의 1 배속 기록시의 지터, 기록부ㆍ미기록부의 반사율, 변조도의 기록 파워 의존성을 나타내는 도면이다.
도 19 는 비교적 평탄한 주흡수대에 있어서의 크라머스－크뢰니히의 관계를 설명하는 도면이다.
도 20 은 색소 A2 의 엘립소메트리 측정 데이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21 은 색소 A2 의 엘립소메트리 측정에서 얻어진 Δ, Ψ 를 바탕으로, 막두께 (d) 를 주어진 초기치로 하여 nd, kd 를 구하고, d 의존성으로서 나타낸 도면이다.
도 22 는 색소 A2 의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23 은 이상 분산이 있는 주흡수대에서의 복소굴절률 (nd *) 의 파장 의존성의 실측예이다.
도 24 는 도 2 의 층 구성에 있어서, 기록층 막두께 30㎚, kd=0.4 로 일정, Ag 반사층 (복소굴절률 0.09-iㆍ2.0), 계면층 막두께 20㎚ (굴절률 2.3-iㆍ0.0), 커버층 nc=1.5 로 복소굴절률의 허수부 0.0 으로 가정한 경우의, 평면부에서의 반사광 강도 (R0) 의 기록층 굴절률 (nd) 의존성의 계산치를 나타내는 도면이다.
도 25 는 색소 C 의 박막 상태에서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 26 은 색소 A17 의 박막 상태에서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 27 은 색소 A20 의 박막 상태에서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 28 은 색소 A2 의 TG-DTA 스펙트럼 중 중량 감소 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 29 는 색소 A8 의 TG-DTA 스펙트럼 중 중량 감소 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 30 은 색소 A17 의 TG-DTA 스펙트럼 중 중량 감소 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 31 은 색소 A20 의 TG-DTA 스펙트럼 중 중량 감소 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 32 는 실시예 5 에 있어서, 색소 D4 의 박막 상태에서의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 33 은 실시예 5 에 있어서, 색소 D4 의 중량 감소 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 34 는 Partial-ROM 의 ROM 영역과 기록이 완료된 추기 영역의 재생 신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 35 는 ROM 영역에 본 발명의 기록 방법에 의해 덮어쓰기한 경우의 재생 신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 36 은 참고예 1 에 있어서, 기록 선속도 5.3m/s 에 있어서 8T 마크 길이와 스페이스 길이를 교대로 발생시켜 기록한 경우의, 기록 신호의 CN 비, 크로스토크, 기록 신호 상단의 반사율, 하단의 반사율의 기록 파워 의존성을 나타내는 도면이다.
도 37 은 참고예 2 에 있어서, 8T 마크/스페이스 신호를, 5.3m/s 로 기록한 경우의 기록 신호의 CN 비, 크로스토크, 기록 신호의 상단의 반사율, 하단의 반사율의 기록 파워 의존성을 나타내는 도면이다.
도 38 은 참고예 3 에 있어서, 기록 선속도 5.3m/s 에 있어서, 8T 마크 길이와 스페이스 길이를 교대로 발생시켜 기록한 경우의, 기록 신호의 CN 비의 기록 파워 의존성을 나타내는 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20, 100 … 광기록 매체
11, 21, 101 … 기판
12, 22, 102, 112 … 기록층
13, 23, 103 … 반사층
14 … 보호 코트층
15 … 기판 홈간부
16 … 기판 홈부
16m, 25m, 26m … 혼합층
16p, 25p, 26p … 기록 피트부
17, 27, 107 … 기록 재생 광빔
18, 28, 108 … 대물 렌즈
24, 111 … 커버층
25 … 커버층 홈간부
26 … 커버층 홈부
19, 29 … 기록 재생 광빔이 입사하는 면
104 … 중간층
113 … 반투명 반사층
114 … 중간층
Claims (45)
- 안내 홈이 형성된 기판,상기 기판 상에 적어도 광반사 기능을 갖는 층,미기록 상태에 있어서 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로서 함유하는 기록층, 및상기 기록층에 대하여 기록 재생광이 입사하는 커버층을, 이 순서대로 구비하고,상기 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔이 상기 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때,상기 기록 홈부에 형성된 기록 피트부의 반사광 강도는 상기 기록 홈부에 있어서의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 피트부의 반사광 강도는 상기 기록 피트부에서의 반사광의 위상 변화에 의해 증가하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 광반사 기능을 갖는 층의 상기 기록층 측의 계면을 반사 기준면으로 하고,상기 기록 홈부에서의 상기 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와 상기 기록 피트부를 형성하지 않은 안내 홈부인 기록 홈간부 (溝間部) 에서의 상기 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와의 차에 의해 발생하는 위상차 (Φb) 는 0＜｜Φb｜＜π 이고,상기 기록 홈부에 상기 기록 피트부가 존재하는 경우의 위상차 (Φa) 는 0＜｜Φa｜＜π 이고,또한, ｜Φb｜＞｜Φa｜인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 3 항에 있어서,상기 반사 기준면에서 규정되는 상기 기록 홈부와 상기 기록 홈간부와의 단차 (dGL),상기 기록층의 미기록시의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nd),상기 커버층의 상기 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nc),상기 기록 홈부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dG), 및상기 기록 홈간부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dL) 의 관계는,(λ/8)｜(nd－nc)ㆍ(dG－dL)＋ncㆍdGL｜
(15/64)ㆍλ인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 광반사층의 입사광측에 있어서의 굴절률 (nd) 보다 낮은 굴절률부의 형성에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 기록층의 상기 기록 재생 광파장에서의 굴절률이 미기록 상태에 비하여 감소하는 것에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 6 항에 있어서,상기 기록 후의 감소된 굴절률 (nd’) 은 커버층 굴절률 (nc) 보다도 작은 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 기록층의 내부 또는 상기 기록층에 인접하는 층과의 계면에 공동을 형성하는 것에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록층은 상기 커버층 측으로 부풀어 오르는 형상 변화를 동반하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록층의 미기록 상태에서의 굴절률 (nd) 은 상기 커버층의 굴절률 (nc) 과 동등 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 2 항에 있어서,상기 기록 피트부에 반사층/기록층, 및 반사층/기판 계면의 어디에도 변형 및 혼합이 발생되지 않은 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기록 재생광의 파장 (λ) 은 350㎚∼450㎚ 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 12 항에 있어서,상기 기록 홈부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dG) 는 5㎚ 이상 40㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 12 항에 있어서,상기 광반사 기능을 갖는 층의 상기 기록층 측의 계면을 반사 기준면으로 하고,상기 반사 기준면에서 규정되는 상기 기록 홈부와 상기 기록 홈간부의 단차 (dGL) 는, 30㎚∼70㎚ 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 홈부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dG),상기 광반사 기능을 갖는 층의 상기 기록층 측의 계면을 반사 기준면으로 하고, 상기 반사 기준면에서 규정되는 상기 기록 홈부와 상기 기록 홈간부와의 단차 (dGL), 및상기 기록 홈간부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dL) 는,dG＜dGL, 또한, dL/dG0.2 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 홈부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dG) 는 5㎚ 이상 50㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 홈간부의 미기록시에 있어서의 기록층 막두께 (dL) 는 0㎚∼10㎚ 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층과 상기 커버층 사이에, 상기 기록층의 재료와 상기 커버층의 재료의 혼합을 방지하는 계면층을 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층과 상기 커버층 사이에 상기 기록층의 재료와 상기 커버층의 재료의 혼합을 방지하는 계면층을 추가로 형성하고, 상기 계면층의 두께는 1㎚∼50㎚ 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 재생 광빔을 상기 기록 홈부에 조사한 경우의 반사율은 미기록시에 있어서는 3%∼30% 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 커버층의 상기 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nc) 은 1.4 ∼1.6 이고, 상기 기록층의 미기록시의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nd) 은 1∼2 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층의 굴절률 (nd) 은 1.2∼1.9 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 21 항에 있어서,상기 기록층의 미기록 상태에서의, 상기 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 흡수계수는 0.1∼1 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 21 항에 있어서,상기 기록층의 미기록 상태에서의, 상기 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 흡수계수는 0.3 이상인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층으로서 중량 감소 개시 온도는 300℃ 이하이고, 또한, 미기록 상태의 흡수계수 (kd) 는 0.3 이상인 색소를 사용하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 22 항에 있어서,상기 굴절률 (nd) 은 1.6 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 상기 광기록 매체의 경면부에서의 반사율은 기록층 막두께를 제로 (zero) 로 한 경우의 경면부 반사율의 50% 이상인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층의 기록 후의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 흡수계수는 기록 전에 비하여 감소하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층의 주성분이 되는 색소의 주흡수대의 피크에 있어서의 클로로포름 용액 중에서의 몰 흡광계수는 20000∼100000 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층의 주성분이 되는 색소는, nd=1.3∼1.9, kd=0.3∼1, 열중량 분석으로 측정한 중량 감소 개시 온도는 150∼300℃ 에 있는 색소인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 홈부의 미기록 상태에 있어서의 규격화 푸시풀 (push-pull) 신호 강도는 0.5 이상 0.8 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 홈부의 기록 후에 있어서의 규격화 푸시풀 신호 강도는 0.2 이상 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층은 상기 안내 홈을 갖는 기판 상으로 상기 색소를 용해한 용액을 도포함으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 커버층의 기록층 측 계면에 변형 촉진층을 형성한 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 34 항에 있어서,상기 변형 촉진층은 유리 전이 온도가 0℃ 이하인 점착층인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록층의 주성분이 되는 색소의 열중량 분석에 의해 측정한 중량 감소 개시 온도는 150℃∼250℃ 인 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상의 적어도 일부에 상기 기록 홈과 동일한 깊이의 피트열로 이루어지는 재생 전용 데이터 영역을 형성한 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
- 안내 홈이 형성된 기판 상에 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록시에 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로 하는 기록층, 및 커버층이 순서대로 적층된 구조를 갖는 광기록 매체에, 상기 커버층 측으로부터 기록 재생광을 입사시켜 기록 재생을 실시하는 광기록 매체의 광기록 방법으로서,상기 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔이 상기 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부를 기록 홈부로 할 때, 상기 기록 홈부에 형성한 기록 피트부의 반사광 강도는 상기 기록 홈부의 미기록시의 반사광 강도보다 높아지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 38 항에 있어서,상기 기록 피트부의 반사광 강도는 상기 기록 피트부에서의 반사광의 위상 변화에 의해 증가하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 광반사 기능을 갖는 층의 상기 기록층 측의 계면을 반사 기준면으로 하고,상기 기록 홈부에서의 상기 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와 상기 기록 피트부를 형성하지 않은 안내 홈부인 기록 홈간부에서의 상기 반사 기준면까지의 왕복 광로 길이와의 차에 의해 발생하는 위상차 (Φb) 는 0＜｜Φb｜＜π 이고,상기 기록 홈부에 상기 기록 피트부가 존재하는 경우의 위상차 (Φa) 는 0＜｜Φa｜＜π 이고,또한, ｜Φb｜＞｜Φa｜인 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 광반사층의 입사광측에서의 상기 기록층의 미기록시의 기록 재생 광파장 (λ) 에 있어서의 굴절률 (nd) 보다 낮은 굴 절률부의 형성에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 기록층의 상기 기록 재생 광파장에서의 굴절률이 미기록 상태에 비하여 감소하는 것에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 기록 피트부에서의 위상 변화는 상기 기록층의 내부 또는 상기 기록층에 인접하는 층과의 계면에 공동을 형성하는 것에 의한 것임을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 기록층이 상기 커버층 측으로 부풀어 오르는 형상 변화를 동반하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 광기록 방법.
- 안내 홈이 형성된 기판 상에 적어도 광반사 기능을 갖는 층, 미기록시에 기록 재생 광파장에 대하여 광흡수 기능을 갖는 색소를 주성분으로 하는 기록층, 및 커버층이 순서대로 적층된 구조를 갖는 광기록 매체에, 상기 커버층 측으로부터 기록 재생광을 입사시켜 기록 재생하는 광기록 매체에 대한 광기록 장치로서,상기 기록 재생광을 집속하여 얻어지는 기록 재생 광빔을 상기 커버층에 입사하는 면으로부터 먼 측의 안내 홈부인 기록 홈부에 조사하고,상기 기록 홈부에 미기록시보다도 반사광 강도가 증가한 기록 피트부를 형성하는 것을 특징으로 하는 광기록 장치.
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