JP4151318B2

JP4151318B2 - Optical recording medium

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Publication number: JP4151318B2
Application number: JP2002173457A
Authority: JP
Inventors: 英嗣苅屋田; 修一大久保; 秀樹田名部
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP2004022042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射により情報を光学的に記録再生する光記録媒体に関し、特に、１回だけ記録が可能な追記型の光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式情報記録再生装置等に使用される光学式情報記録再生媒体は、基板上に情報記録層及び光透過層が順次形成されており、前記光透過層側からレーザ光を情報記録層に入射することにより、前記情報記録層に情報の記録又は再生を行う。そして、光記録媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭが急激に普及し、特に、１回だけ記録が可能な追記型の光記録媒体として、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒといったユーザによって１回だけ記録可能な光記録媒体の普及も加速的に進んでいる。例えば、特開２０００−２６００６５号公報には、相変化材料膜による１回だけ書き込み可能な情報記録層を設けた光情報記録媒体が開示されており、この相変化材料として、ＧｅＳｂＴｅ合金等が開示されている。
【０００３】
このＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒでは、記録層として感光性の色素層がスピン塗布又は蒸着等により基板上に形成されている。更に、ＣＤ−ＲＯＭ等と同等の反射率を実現するために、前記色素層の上にＡｌ又はＡｕ等の材料からなる反射層が形成されている。前記色素層を構成する色素材料としては、光学情報の記録又は再生を行う半導体レーザ光の波長において、情報を記録可能な程度に光吸収が存在するような材料が使用されている。これらの情報の記録又は再生に使用されている半導体レーザ光の波長は、ＣＤ−Ｒでは７８０ｎｍ前後、ＤＶＤ−Ｒでは６５０ｎｍ前後である。
【０００４】
一方、近年、青紫色半導体レーザに関する研究開発が急速に進展しており、これによって、波長が３８０〜４３０ｎｍの半導体レーザ光の実用化が近づいている。光記録媒体の記録密度は主に情報の記録再生に用いられる光ビームの集光スポットサイズによって決まる。集光スポットサイズは半導体レーザの波長に比例するため、現在実用化されている赤色半導体レーザに比べて波長の短い青紫色半導体レーザを用いることで、光記録媒体の記録容量が大幅に増えるものと期待されている。
【０００５】
しかしながら、３８０〜４３０ｎｍの波長のレーザ光に適した色素材料は未だ提案されておらず、青紫色半導体レーザを使用する光記録媒体は未だ実用化に至っていない。また、色素材料を記録層に用いた光記録媒体は、色素材料をスピンコートした後に、改めてスパッタリング等により反射層が形成されるため、記録媒体の作製プロセスが煩雑であった。
【０００６】
上述した色素系記録媒体の問題点を回避するために、記録層としてＳｉ又はＧｅを含む材料を使用した光記録媒体が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、基板上に記録層としてＳｉ又はＧｅを含む材料を使用し、その上に透明な光透過層を形成した光記録媒体において、レーザ光を透明な光透過層側から記録層に入射して情報を記録すると、記録ノイズが上昇することが判明した。
【０００８】
この原因は、以下に示すメカニズムにより起きていると考えられる。つまり、透明な光透過層側からレーザ光が入射される追記型光記録媒体では、厚さが１００μｍの極めて薄い光透過層のフィルムがレーザ光の入射面に位置している。上述した光記録媒体では情報の記録は記録時の熱変形により情報を記録するものであり、光透過層が１００μｍ程度と極めて薄い場合には、熱変形が光透過層の表面にまで及ぶため、ノイズ上昇を引き起こすことになる。
【０００９】
これに対して、記録層と光透過層との間にＺｎＳＳｉＯ_２等の誘電体膜を挿入することで、記録時のノイズを抑制できるという報告もあるが、本願発明者が追試した結果、実際の使用に耐え得るほど、ノイズを抑制することはできないこと、及びディスクの回転速度が１０ｍ／秒以上の高線速で使用する場合には、記録感度が不十分であるということが判明した。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、波長３８０〜４３０ｎｍの半導体レーザ光を薄い光透過層側から入射して情報の記録再生を行う光記録媒体において、情報を記録する際にノイズが上昇することなく記録することができ、かつ安定に再生できる高品質な光記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光記録媒体は、基板と、記録層と、有機樹脂膜と、光透過層とが、この順に形成された光記録媒体において、前記記録層は、前記基板上にＳｉ及びＧｅからなる群から選択された少なくとも１種を含む物質で形成されており、前記有機樹脂膜がポリ４弗化エチレン重合体で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この光記録媒体において、前記ポリ４弗化エチレン重合体は融点が２６０乃至３３０℃の範囲にあり、かつ、熱伝導率が０．２３乃至０．２６Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にあることが好ましい。更に、前記ポリ４弗化エチレン重合体は、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる群から選択された１種であることが好ましい。更にまた、前記有機樹脂膜の膜厚は１０乃至１００ｎｍの範囲にあることが好ましい。更にまた、情報の記録に使用するレーザ光は、例えば、波長が３８０乃至４３０ｎｍのものである。
【００１３】
なお、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）は商品名テフゼルであり、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は商標名テフロンである。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク媒体の層構成を示す断面図である。なお、本発明の添付図面において、情報記録層及び透明フィルムの厚さは基板に対して強調して大きく示されている。
【００１５】
透明樹脂基板１は、予め、基板表面にレーザ光をガイドする案内溝又はプリピット（いずれも図示せず）が形成されており、例えば、厚さが１２００μｍ、直径が１２０ｍｍである。この透明樹脂基板１上に、厚さが例えば１５ｎｍの記録層２が形成されている。そして、この記録層２上に、ポリ４弗化エチレン重合体からなる有機樹脂膜３が、１０乃至１００ｎｍの厚さで、例えば厚さ５０ｎｍで形成されている。このポリ４弗化エチレン重合体は融点が２６０乃至３３０℃の範囲にあり、かつ、熱伝導率が０．２３乃至０．２６Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にある。具体的には、この有機樹脂膜３を構成するポリ４弗化エチレン重合体は、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ及びＰＴＦＥからなる群から選択された１種である。前述の如く、ＥＴＦＥは、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ＰＦＡは、テトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンを示す。
【００１６】
下記表１はこのポリ４弗化エチレン重合体の具体的な物質と、その融点及び熱伝導率を示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
これらの記録層２及び有機樹脂膜３の一連の成膜プロセスの後に、光透過層としての厚さが１００μｍの透明フィルム４が紫外線硬化樹脂により有機樹脂膜３上に接着される。この透明フィルム４としてはポリカーボネイト樹脂膜を使用することができる。
【００１９】
次に、本実施形態の光ディスク媒体の製造方法について説明する。記録層２及び有機樹脂膜３は、インライン型のスパッタ装置を使用して、下記手順により形成される。先ず、基板１上に、Ｓｉ及びＧｅの少なくとも１種を含む物質からなる記録層２を、アルゴンガス雰囲気中で、例えば、ターゲットと基板との間の距離を１５ｃｍ、パワー密度を１６（ｋＷ／ｍ^２）、ガス圧を０．０８（Ｐａ）にして成膜する。
【００２０】
次に、ポリ4弗化エチレン重合体からなる有機樹脂膜３を、アルゴンガス雰囲気中で、例えば、ターゲットと基板との間の距離を１５ｃｍ、パワー密度を２２（ｋＷ／ｍ^２）、ガス圧を０．１（Ｐａ）として成膜する。成膜終了後、紫外線硬化樹脂により、厚さが１００μｍのＰＣフィルム（透明フィルム４）を接着する。このようにして作製された光記録媒体への情報の記録再生には、従来と同様の記録再生装置が使用される。即ち、波長が３８０乃至４３０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザと、この半導体レーザから出射されたレーザ光の記録層からの反射光を受光する受光部と、前記半導体レーザから出射したレーザ光を記録層に向けて収束する対物レンズを備えた光ヘッドと（いずれも図示せず）が使用される。
【００２１】
次に、本発明の実施形態の光ディスク媒体の動作について説明する。本実施形態においては、透明フィルム４側から半導体レーザ光を記録層２に照射すると、この記録層２におけるレーザ光の照射部において、熱変形が生じ、情報が記録される。また、この熱変形部の反射率がその周囲の反射率と相違することにより、情報を再生することができる。而して、本実施形態においては、透明フィルム４と記録層２との間に、有機樹脂膜３が形成されているので、レーザ光を照射された記録層２における熱変形が透明フィルム４の表面には至らず、ノイズの発生が防止される。次に、この有機樹脂膜３を設けることの効果について、実施例に基づいて説明する。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例の特性について試験した結果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００２３】
「第１実施例」
図１に示す光ディスク媒体において、記録層２としてＳｉ膜を使用し、有機樹脂膜３としてポリ4弗化エチレン重合体の１種類であるＰＴＦＥ膜を使用した光記録媒体（実施例１）を製造した。先ず、ＰＴＦＥ膜の膜厚を５０ｎｍ、Ｓｉ記録層の膜厚を１５ｎｍとした媒体を作製した。Ｓｉ記録層２及びＰＴＦＥ有機樹脂膜３の成膜後に、薄い光透過層（透明フィルム４）を上述の方法により設けた。基板１の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。本実施例１の光記録媒体を線速１０ｍ／秒で回転駆動し、波長４０５ｎｍの半導体レーザ光とＮＡ（公称口径）＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを用いて、光透過層（透明フィルム４）側からレーザ光を記録層２に入射することにより、記録周波数５ＭＨｚの矩形波信号で情報の記録及び再生を行った。
【００２４】
この場合に、記録時のレーザパワーを２．５〜６．５ｍＷの範囲で変化させて、案内溝間の平坦部に、周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比の測定を行った。その結果を図２に示す。図２は横軸に記録パワーをとり、縦軸にＣ／Ｎをとって、記録パワーとノイズとの関係を示す。図２において、●は有機樹脂膜としてＰＴＦＥを使用した本実施例１の特性を示すが、この図からわかるように、記録パワーが３．６ｍＷ以上で５６ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られた。
【００２５】
これに対し、比較例１として、基板１上に１５ｎｍの厚さのＳｉ記録層だけを成膜し、その上に薄い光透過層を設けた光記録媒体を作製した。図３はこの光記録媒体の層構成を示す断面図である。基板１上にＳｉ記録層２が形成され、記録層２上に透明フィルム４が設けられている。基板１の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。この比較例１の光記録媒体を線速１０ｍ／秒で回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドとを使用して、光透過層側からレーザ光を入射することにより、情報の記録及び再生を行った。記録時のレーザパワーを３．６〜６．５ｍＷの範囲で変化させて、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比を測定した。この比較例１の場合に、実施例１と同様の信号振幅が得られたが、比較例１の場合は記録ノイズが高く、図２に■で示すように、４６ｄＢ程度のＣ／Ｎ比しか得られなかった。
【００２６】
この実施例１と比較例１との対比からわかるように、光透過層側からレーザ光を入射することにより記録が行われる場合、記録層と光透過層の間に有機樹脂膜を挿入した本発明実施例の光記録媒体は、記録ノイズが低く、高いＣ／Ｎ比が得られる。この理由は以下に示す機構によるものと考えられる。つまり、透明な光透過層（透明フィルム４）側からレーザ光が入射される追記型光記録媒体では、厚さが１００μｍの極めて薄い透明フィルム４がレーザ光の入射面に位置している。上述した光記録媒体では情報の記録は記録時の熱変形により情報を記録するものであり、光透過層が１００μｍ程度と極めて薄い場合には、熱変形が光透過層の表面にまで及ぶため、ノイズ上昇を引き起こすことになる。しかし、本発明の実施例においては、記録層２と透明フィルム４との間に、有機樹脂膜３が形成されているので、記録層２における記録時の熱変形の影響が透明フィルム４の表面まで及ばない。よって、本発明においては、ノイズが少なく、高いＣ／Ｎが得られる。
【００２７】
実施例１ではＳｉ記録層と光透過層の間に、ＰＴＦＥ有機樹脂膜を使用した。そこで、比較例２として、有機樹脂膜の代わりに、従来と同様に、ＺｎＳＳｉＯ_２膜を１５ｎｍ厚で成膜し、その上に薄い光透過層を設けた光記録媒体を作製した。図４はこの比較例２の光記録媒体の層構成を示す。基板１上に記録層２が形成され、記録層２上にＺｎＳＳｉＯ_２膜５が形成されている。そして、このＺｎＳＳｉＯ_２膜上に透明フィルム４が設けられている。
【００２８】
基板１の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。この比較例２の光記録媒体を線速１０ｍ／ｓｅｃで回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドとを用いて、光透過層側からレーザ光を記録層に入射することにより、情報の記録及び再生を行った。記録時のレーザパワーは比較例１と同様に３．６〜６．５ｍＷの範囲で変化させて、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比を測定した。
【００２９】
図２にこの比較例２の場合の記録パワーとＣ／Ｎとの関係を▲で示す。記録層がＳｉ単層の場合（■：比較例１）と比べると、Ｃ／Ｎは５ｄＢ程度高くなっており、光透過層とＳｉ記録層の間にＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入することで、ノイズの上昇が抑えられていることが判る。しかし、ＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した比較例２の光記録媒体のＣ／Ｎは、ＰＴＦＥを挿入した実施例１の光記録媒体のＣ／Ｎよりも低い。これは以下の理由によるものである。
【００３０】
図２中の実施例１（●：（ＰＴＦＥ膜挿入媒体））と、比較例１（■（Ｓｉ単層媒体））と、比較例２（▲：（ＺｎＳＳｉＯ_２膜挿入媒体））とを比較すると、Ｃ／Ｎの値のみならず、記録パワーに対するＣ／Ｎの値が異なり、実施例１（ＰＴＦＥ膜挿入媒体）が最も低い記録パワーで記録が始まり、比較例１（Ｓｉ単層媒体）の記録にはより高い記録パワーが必要であることがわかる。これは、Ｓｉ記録層の上にＺｎＳＳｉＯ_２膜又はＰＴＦＥ膜を挿入することで、記録に必要な熱エネルギーが光透過層側に拡散することが抑制されているためである。上述したＺｎＳＳｉＯ_２膜の熱伝導率は０．６Ｗ／ｍＫ、ＰＴＦＥ膜の熱伝導率は０．２４７Ｗ／ｍＫであり、ＰＴＦＥ膜の方がより断熱効果が高いため、低い記録パワーで記録がなされている。
【００３１】
「第２実施例」
上述したＰＴＦＥ挿入媒体（実施例１）とＺｎＳＳｉＯ_２膜挿入媒体（比較例２）とを、上述の線速よりさらに速い線速で回転させた場合の記録パワーとＣ／Ｎとの関係を比較した。基板の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。上述した２種類の光記録媒体を線速１２ｍ／秒で回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを使用して、光透過層側からレーザ光を入射することにより、情報の記録及び再生を行った。記録時のレーザパワーを、３．６〜６．５ｍＷの範囲で変化させて、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比の測定を行った。
【００３２】
図５にその結果を示す。線速が１２ｍ／秒とかなり速いために、１０ｍ／秒で測定を行った図２と比べると、いずれの媒体も記録感度が低下している。しかし、ＰＴＦＥ挿入媒体（○印）では、４．６ｍＷ以上で５６ｄＢ以上のＣ／Ｎが得られている。一方、ＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した媒体（△印）では、６．０ｍＷ以上で５０ｄＢのＣ／Ｎしか得られていない。この図５からもわかるように、線速が速くなるとＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した媒体では、記録感度の不足が容易に推定される。以上のことから、ＰＴＦＥ膜は、記録時のノイズを抑制するとともに、その熱伝導率が低いがゆえに、優れた断熱効果を示し、使用線速が１２ｍ／秒とかなり速い状態でも記録感度の大きな低下もなく、より安定した信号品質の情報を記録できることがわかる。
【００３３】
「第３実施例」
上述したＰＴＦＥ挿入媒体であって、Ｓｉ記録層と光透過層の間に挿入するＰＴＦＥの膜厚を５ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲で変化させた媒体を作製し、以下の条件でＣ／Ｎを測定した。この光記録媒体のＰＴＦＥの膜厚以外の構成は、実施例１と同様である。
【００３４】
基板の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。本実施例３の光記録媒体を線速１０ｍ／ｓｅｃで回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを用いて、光透過層側からレーザ光を入射することにより、記録周波数５ＭＨｚの矩形波信号で情報の記録及び再生を行った。
【００３５】
なお、記録時のレーザパワーは４．０ｍＷに固定し、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比を測定した。図６は、ＰＴＦＥの膜厚とＣ／Ｎの関係を示す。図６より、ＰＴＦＥ膜厚が５ｎｍの場合にはＣ／Ｎが急激に低下しているが、これは、挿入したＰＴＦＥの膜厚が薄いために、記録時のレーザによる光透過層の変形を抑制できなかったために、ノイズが増加したことによるものである。しかし、図２の比較例２のＣ／Ｎ（線速１０ｍ／秒、記録パワー４．０ｍＶにおいて、Ｃ／Ｎが約２５ｄＢ）と比較すると、同一記録パワー及び線速で、ＰＴＦＥの膜厚が５ｎｍでも、そのＣ／Ｎは、比較例２のＣ／Ｎより高い。
【００３６】
また、ＰＴＦＥ膜厚が１１０ｎｍの場合にも同様にＣ／Ｎの低下がみられるが、これは、挿入膜厚が厚くなりすぎたために、記録時のレーザの熱が滞留してしまい、マーク間の熱干渉（記録を行おうとしているマーク直前のマーク記録時の温度上昇の影響）が大きく、良好な記録を行うことができないからである。この場合も、同様に、比較例２のＣ／Ｎよりも高い。
【００３７】
以上のことから、ＰＴＦＥ膜の膜厚が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲で更に良好なＣ／Ｎが得られるが、膜厚がこの範囲から外れても、従来のＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した媒体よりもＣ／Ｎが高い。
【００３８】
「第４実施例」
前述した第１実施例は、記録層としてＳｉ膜、有機樹脂膜としてポリ4弗化エチレン重合体の１種であるＰＴＦＥ膜を使用した場合（実施例１）についてのものであるが、第４実施例においては、Ｓｉ膜の代わりにＧｅ膜を記録層として使用した光記録媒体（実施例２）についてのものである。有機樹脂膜は、実施例１と同じくＰＴＦＥ膜を使用した。
【００３９】
先ず、ＰＴＦＥ膜の膜厚を５０ｎｍ、Ｇｅ記録層の膜厚を１５ｎｍとした媒体を作製した。Ｇｅ記録層及びＰＴＦＥ膜成膜後の薄い光透過層（透明フィルム４）の形成方法は、前述のとおりである。
【００４０】
基板の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。この実施例２の光記録媒体を線速１０ｍ／秒で回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを使用して、光透過層側からレーザ光を入射することにより、記録周波数５ＭＨｚの矩形波信号で情報の記録及び再生を行った。
【００４１】
そして、記録時のレーザパワーを２．５〜６．５ｍＷの範囲で変化させて、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比を測定した。このとき、図７に示すように、記録パワーが３．６ｍＷ以上で５６ｄＢ以上のＣ／Ｎ比が得られた。これは記録層としてＳｉ膜を用いた場合とほぼ同様の結果である。
【００４２】
上述した各実施例１，２は、有機樹脂膜としてポリ４弗化エチレン重合体の１種であるＰＴＦＥ膜を用いた場合のものである。しかし、このポリ４弗化エチレン重合体には多くの種類がある。前記表１は一般的に使用可能なポリ４弗化エチレン重合体の代表例と光記録に関連する特性を列挙したものである。以下に示す第５実施例では、前記表１に示した各ポリ4弗化エチレン重合体を使用した場合のディスク特性を試験したものである。
【００４３】
「第５実施例」
第５実施例では、記録層としてＳｉ膜、有機樹脂膜として表１に示した各ポリ４弗化エチレン重合体を使用し、６種類のディスクを作製した。Ｓｉ膜の膜厚は１５ｎｍ、各有機樹脂膜の膜厚は５０ｎｍとした。Ｓｉ記録層及び有機樹脂膜の成膜後の薄い光透過層の形成方法は全て前述のとおりである。
【００４４】
基板の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。本光記録媒体を線速１０ｍ／秒で回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを用いて、光透過層側からレーザ光を入射することにより、記録周波数５ＭＨｚの矩形波信号で情報の記録及び再生を行った。
【００４５】
なお、記録時のレーザパワーを４．５ｍＷとし、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比の測定及び各有機樹脂膜間での比較を行った。
【００４６】
下記表２は各有機樹脂膜の種類とＣ／Ｎ値との関係を示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
この表２から、ＡとＢの有機樹脂膜をＳｉ記録層と光透過層の間に挿入した媒体は、他の媒体に比べてＣ／Ｎが低い。Ｃ／Ｎの低下はノイズの上昇とキャリアの低下の両方の現象によるものであった。これら２種類の媒体に用いた有機樹脂膜の融点が他の有機樹脂膜に比べ１００℃程度低く、かつ熱伝導率が他の樹脂に比べて低い。このため、記録時のレーザ光により有機樹脂膜自体が熱変形を起こし、ノイズが上昇すると共に、記録マーク自体も歪むことで、Ｃ／Ｎの低下を誘発しているものと考えられる。
【００４９】
従って、融点が２６０〜３３０℃、熱伝導率が０．２３〜０．２６Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にある有機樹脂膜を記録層と光透過層との間に挿入することが望ましい。但し、このＡとＢの有機樹脂膜であっても、同一記録パワー及び線速で比較すると、従来のＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した媒体（比較例２）よりも、Ｃ／Ｎが高い。
【００５０】
「第６実施例」
本第６実施例では、記録層としてＧｅ膜、有機樹脂膜として表１と同じ有機樹脂膜を用い、６種類のディスクを作製した。Ｇｅ膜の膜厚は１５ｎｍ、各有機樹脂膜の膜厚は５０ｎｍとした。Ｇｅ記録層及び有機樹脂膜成膜後の薄い光透過層の形成はすべて前述した方法により行った。
【００５１】
基板の案内溝のピッチは０．３５μｍ、溝深さは３５ｎｍであった。この光記録媒体を線速１０ｍ／ｓｅｃで回転させ、波長４０５ｎｍの半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを有する光ヘッドを用いて、光透過層側からレーザ光を入射することにより、記録周波数５ＭＨｚの矩形波信号で情報の記録及び再生を行った。
【００５２】
なお、記録時のレーザパワーを４．５ｍＷとし、案内溝間の平坦部に周波数５ＭＨｚの信号を記録し、Ｃ／Ｎ比の測定及び各有機樹脂膜間での比較を行った。
【００５３】
下記表３はＧｅ記録層と各有機樹脂膜を用いた場合のＣ／Ｎ値を示す。
【００５４】
【表３】

【００５５】
この表３より、記録層がＧｅ膜の場合においても、Ｓｉ記録層と同様に、ＡとＢ以外の有機樹脂膜を用いることで、Ｃ／Ｎとして５６ｄＢ以上の値が得られることが判る。ＡとＢの有機樹脂膜を用いた場合にＣ／Ｎが低い理由は、第５実施例に述べた理由と同じである。但し、このＡとＢの有機樹脂膜であっても、同一記録パワー及び線速で比較すると、従来のＺｎＳＳｉＯ_２膜を挿入した媒体（比較例２）よりも、Ｃ／Ｎが高い。
【００５６】
「第７実施例」
第３実施例は、Ｓｉ記録層の膜厚が１５ｎｍの場合において、有機樹脂膜の膜厚を５ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲で変化させた場合のＣ／Ｎについてのものである。しかし、第７実施例では、記録層としてＳｉ及びＧｅを用い、その膜厚を１５ｎｍに固定した場合に、Ｃ〜Ｆの有機樹脂膜の膜厚を１０ｎｍと１００ｎｍにしたときのＣ／Ｎを試験した。下記表４は各有機樹脂膜の膜厚とＳｉ及びＧｅ記録層の組み合わせの媒体のＣ／Ｎ（ｄＢ）を示す。
【００５７】
【表４】

【００５８】
この表４より、Ｃ〜Ｆの有機樹脂膜を用いた場合において、いずれの記録層も有機樹脂膜が１０ｎｍ及び１００ｎｍの場合に、Ｃ／Ｎとして５６ｄＢ以上の値が得られており、これらの有機樹脂膜においてもＳｉ記録層及びＧｅ記録層と光透過層との間に挿入する膜厚は、１０〜１００ｎｍの範囲が好ましいことがわかる。
【００５９】
なお、上述した実施例では、用いたレーザ光の波長４００ｎｍであるが、波長が３８０ｎｍ及び４３０ｎｍの半導体レーザを用いた場合でも同様に良好な記録及び再生を行うことができる。但し、レーザ光の波長が４３０ｎｍより長くなると、記録層として使用しているＳｉ膜及びＧｅ膜の吸収が減少してくるため、良好に記録を行うことができない場合がある。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、Ｓｉ記録層又はＧｅ記録層を使用し、この記録層とレーザ光入射面側に設けられた光透過層との間に有機樹脂膜を挿入したので、従来に比して極めて高いＣ／Ｎを得ることができる。特に、融点が２６０〜３３０℃、熱伝導率が０．２３〜０．２６Ｗ／ｍ・Ｋの範囲にあるポリ4弗化エチレン重合体からなる膜を１０〜１００ｎｍの範囲で挿入することにより、更に、高いＣ／Ｎを得ることができる。このように、本発明によれば、記録時のノイズ上昇を抑制し、かつ、１０ｍ／秒以上の高線速においても、高感度に１回だけ記録可能な媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す光ディスク媒体の断面図である。
【図２】記録層と光透過層の間に挿入する膜の材料をかえた場合の記録パワーに対するＣ／Ｎ値の関係を示す図である。
【図３】比較例１の光ディスク媒体の断面図である。
【図４】比較例２の光ディスク媒体の断面図である。
【図５】本発明の実施例１と比較例２のＣ／Ｎを対比して示す図である。
【図６】ＰＴＦＥの膜厚とＣ／Ｎとの関係を示す図である。
【図７】Ｇｅを記録層とした場合の記録パワーとＣ／Ｎ値との関係を示す図である。
【符号の説明】
１：ＰＣ基板
２：記録層
３：有機樹脂膜
４：光透過層
５：ＺｎＳＳｉＯ_２膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording medium that optically records and reproduces information by irradiation with a laser beam, and more particularly to a write-once type optical recording medium that can be recorded only once.
[0002]
[Prior art]
In an optical information recording / reproducing medium used in an optical information recording / reproducing apparatus, an information recording layer and a light transmission layer are sequentially formed on a substrate, and laser light is incident on the information recording layer from the light transmission layer side. As a result, information is recorded on or reproduced from the information recording layer. CD-ROMs and DVD-ROMs have rapidly spread as optical recording media. In particular, as write-once type optical recording media that can be recorded only once, CD-R and DVD-R can be used only once by a user. The spread of recordable optical recording media is accelerating. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-260065 discloses an optical information recording medium provided with an information recording layer that can be written only once by a phase change material film. As this phase change material, a GeSbTe alloy or the like is disclosed. Has been.
[0003]
In the CD-R and DVD-R, a photosensitive dye layer is formed on a substrate as a recording layer by spin coating or vapor deposition. Further, in order to realize a reflectance equivalent to that of a CD-ROM or the like, a reflective layer made of a material such as Al or Au is formed on the dye layer. As the dye material constituting the dye layer, a material that absorbs light to the extent that information can be recorded at the wavelength of the semiconductor laser light for recording or reproducing optical information is used. The wavelength of the semiconductor laser light used for recording or reproducing such information is around 780 nm for CD-R and around 650 nm for DVD-R.
[0004]
On the other hand, in recent years, research and development related to blue-violet semiconductor lasers are rapidly progressing, and the practical application of semiconductor laser light having a wavelength of 380 to 430 nm is approaching. The recording density of the optical recording medium is determined mainly by the converging spot size of the light beam used for recording / reproducing information. Since the focused spot size is proportional to the wavelength of the semiconductor laser, using a blue-violet semiconductor laser with a shorter wavelength than the red semiconductor laser currently in practical use greatly increases the recording capacity of the optical recording medium. Expected.
[0005]
However, a dye material suitable for laser light having a wavelength of 380 to 430 nm has not been proposed yet, and an optical recording medium using a blue-violet semiconductor laser has not yet been put into practical use. In addition, in an optical recording medium using a dye material for a recording layer, a reflection layer is formed again by sputtering after the dye material is spin-coated, so that the process for producing the recording medium is complicated.
[0006]
In order to avoid the above-described problems of the dye-based recording medium, an optical recording medium using a material containing Si or Ge as a recording layer has been proposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in an optical recording medium in which a material containing Si or Ge is used as a recording layer on a substrate and a transparent light transmission layer is formed thereon, laser light is recorded from the transparent light transmission layer side. It was found that recording noise increased when information was recorded by entering the layer.
[0008]
This cause is considered to be caused by the following mechanism. That is, in a write-once type optical recording medium in which laser light is incident from the transparent light transmitting layer side, a very thin light transmitting layer film having a thickness of 100 μm is located on the laser light incident surface. In the optical recording medium described above, information is recorded by thermal deformation at the time of recording. When the light transmission layer is as thin as about 100 μm, the thermal deformation reaches the surface of the light transmission layer. This will cause an increase in noise.
[0009]
In contrast, ZnSSiO is interposed between the recording layer and the light transmission layer. ₂ There is also a report that noise during recording can be suppressed by inserting a dielectric film such as, but as a result of further trial by the inventors of the present application, it is impossible to suppress noise to withstand actual use, and It has been found that the recording sensitivity is insufficient when the disc is used at a high linear velocity of 10 m / sec or more.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and when information is recorded on an optical recording medium in which a semiconductor laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm is incident from the thin light transmission layer side and information is recorded / reproduced. Another object of the present invention is to provide a high-quality optical recording medium that can be recorded without increasing noise and can be stably reproduced.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An optical recording medium according to the present invention includes a substrate and , A recording layer; An organic resin film, With light transmissive layer However, in the optical recording medium formed in this order, the recording layer is formed of a substance containing at least one selected from the group consisting of Si and Ge on the substrate, and the organic resin film is made of poly-4. Made of fluorinated ethylene polymer It is characterized by that.
[0012]
In this optical recording medium , The polytetrafluoroethylene polymer preferably has a melting point in the range of 260 to 330 ° C. and a thermal conductivity in the range of 0.23 to 0.26 W / m · K. Further, the polytetrafluoroethylene polymer may be a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), a tetrafluoroethylene-purple oloalkyl vinyl ether copolymer ( PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE). Furthermore, the thickness of the organic resin film is preferably in the range of 10 to 100 nm. Furthermore, the laser beam used for recording information has a wavelength of 380 to 430 nm, for example.
[0013]
Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) is a trade name of Tefzel, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-purple oloalkyl vinyl ether copolymer (PFA), poly Tetrafluoroethylene (PTFE) is the trade name Teflon.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer structure of an optical disc medium according to an embodiment of the present invention. In the accompanying drawings of the present invention, the thicknesses of the information recording layer and the transparent film are greatly shown with emphasis on the substrate.
[0015]
The transparent resin substrate 1 is previously formed with guide grooves or pre-pits (both not shown) for guiding laser light on the substrate surface, and has a thickness of 1200 μm and a diameter of 120 mm, for example. A recording layer 2 having a thickness of 15 nm, for example, is formed on the transparent resin substrate 1. On the recording layer 2, an organic resin film 3 made of a polytetrafluoroethylene polymer is formed to a thickness of 10 to 100 nm, for example, a thickness of 50 nm. This polytetrafluoroethylene polymer has a melting point in the range of 260 to 330 ° C. and a thermal conductivity in the range of 0.23 to 0.26 W / m · K. Specifically, the polytetrafluoroethylene polymer constituting the organic resin film 3 is one selected from the group consisting of ETFE, FEP, PFA, and PTFE. As described above, ETFE is a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, FEP is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, PFA is a tetrafluoroethylene-purple oloalkyl vinyl ether copolymer, and PTFE is a polytetraethylene. Fluoroethylene is shown.
[0016]
Table 1 below shows specific materials of the polytetrafluoroethylene polymer, its melting point and thermal conductivity.
[0017]
[Table 1]

[0018]
After a series of film formation processes of the recording layer 2 and the organic resin film 3, a transparent film 4 having a thickness of 100 μm as a light transmission layer is bonded onto the organic resin film 3 with an ultraviolet curable resin. As the transparent film 4, a polycarbonate resin film can be used.
[0019]
Next, the manufacturing method of the optical disk medium of this embodiment will be described. The recording layer 2 and the organic resin film 3 are formed by the following procedure using an in-line type sputtering apparatus. First, the recording layer 2 made of a substance containing at least one of Si and Ge is placed on the substrate 1 in an argon gas atmosphere, for example, the distance between the target and the substrate is 15 cm, and the power density is 16 (kW / m ² ), Forming a film at a gas pressure of 0.08 (Pa).
[0020]
Next, the organic resin film 3 made of polytetrafluoroethylene polymer is placed in an argon gas atmosphere, for example, the distance between the target and the substrate is 15 cm, and the power density is 22 (kW / m ² ), Forming a film at a gas pressure of 0.1 (Pa). After completion of the film formation, a PC film (transparent film 4) having a thickness of 100 μm is bonded with an ultraviolet curable resin. A recording / reproducing apparatus similar to the conventional one is used for recording / reproducing information on / from the optical recording medium thus manufactured. That is, a semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of 380 to 430 nm, a light receiving portion that receives reflected light from the recording layer of the laser light emitted from the semiconductor laser, and a laser light emitted from the semiconductor laser are recorded. An optical head (not shown) with an objective lens that converges towards the layer is used.
[0021]
Next, the operation of the optical disc medium according to the embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, when the recording layer 2 is irradiated with semiconductor laser light from the transparent film 4 side, thermal deformation occurs in the laser light irradiation portion of the recording layer 2 and information is recorded. In addition, information can be reproduced because the reflectance of the thermally deformed portion is different from the reflectance around it. Thus, in the present embodiment, since the organic resin film 3 is formed between the transparent film 4 and the recording layer 2, thermal deformation in the recording layer 2 irradiated with the laser light is caused by the transparent film 4. Generation of noise is prevented without reaching the surface. Next, the effect of providing this organic resin film 3 will be described based on examples.
[0022]
【Example】
Hereinafter, the results of testing the characteristics of the examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples that are out of the scope of the present invention.
[0023]
“First Example”
In the optical disk medium shown in FIG. 1, an optical recording medium (Example 1) is manufactured using a Si film as the recording layer 2 and a PTFE film, which is a kind of poly (tetrafluoroethylene) polymer, as the organic resin film 3. did. First, a medium in which the film thickness of the PTFE film was 50 nm and the film thickness of the Si recording layer was 15 nm was produced. After the formation of the Si recording layer 2 and the PTFE organic resin film 3, a thin light transmission layer (transparent film 4) was provided by the method described above. The pitch of the guide grooves of the substrate 1 was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The optical recording medium of Example 1 was rotationally driven at a linear velocity of 10 m / second, and an optical head having a semiconductor laser beam with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA (nominal aperture) = 0.85 was used. Information was recorded and reproduced by a rectangular wave signal with a recording frequency of 5 MHz by making laser light incident on the recording layer 2 from the transparent film 4) side.
[0024]
In this case, the laser power at the time of recording was changed in the range of 2.5 to 6.5 mW, a signal having a frequency of 5 MHz was recorded on the flat portion between the guide grooves, and the C / N ratio was measured. The result is shown in FIG. FIG. 2 shows the relationship between recording power and noise, with recording power on the horizontal axis and C / N on the vertical axis. In FIG. 2, the black circles indicate the characteristics of Example 1 using PTFE as the organic resin film. As can be seen from this figure, a C / N ratio of 56 dB or more was obtained when the recording power was 3.6 mW or more. .
[0025]
On the other hand, as Comparative Example 1, an optical recording medium in which only a Si recording layer having a thickness of 15 nm was formed on the substrate 1 and a thin light transmission layer was provided thereon was produced. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the layer structure of this optical recording medium. A Si recording layer 2 is formed on the substrate 1, and a transparent film 4 is provided on the recording layer 2. The pitch of the guide grooves of the substrate 1 was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The optical recording medium of Comparative Example 1 was rotated at a linear velocity of 10 m / second, and a laser beam was emitted from the light transmission layer side using a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an optical head having an objective lens with NA = 0.85. Information was recorded and reproduced by being incident. The laser power at the time of recording was changed in the range of 3.6 to 6.5 mW, a signal having a frequency of 5 MHz was recorded on the flat portion between the guide grooves, and the C / N ratio was measured. In the case of this comparative example 1, the same signal amplitude as that of the example 1 was obtained. However, in the case of the comparative example 1, the recording noise was high, and as shown by ■ in FIG. 2, the C / N ratio was only about 46 dB. It was not obtained.
[0026]
As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, when recording is performed by entering laser light from the light transmitting layer side, an organic resin film is inserted between the recording layer and the light transmitting layer. The optical recording medium of the inventive example has a low recording noise and a high C / N ratio. The reason is considered to be due to the mechanism shown below. That is, in a write-once type optical recording medium in which laser light is incident from the transparent light transmission layer (transparent film 4) side, an extremely thin transparent film 4 having a thickness of 100 μm is located on the incident surface of the laser light. In the optical recording medium described above, information is recorded by thermal deformation at the time of recording. When the light transmission layer is as thin as about 100 μm, the thermal deformation reaches the surface of the light transmission layer. This will cause an increase in noise. However, in the embodiment of the present invention, since the organic resin film 3 is formed between the recording layer 2 and the transparent film 4, the effect of thermal deformation during recording in the recording layer 2 is affected by the surface of the transparent film 4. It does not reach. Therefore, in this invention, there is little noise and high C / N is obtained.
[0027]
In Example 1, a PTFE organic resin film was used between the Si recording layer and the light transmission layer. Therefore, as Comparative Example 2, instead of the organic resin film, as in the conventional case, ZnSSiO ₂ An optical recording medium having a film with a thickness of 15 nm and a thin light transmission layer provided thereon was produced. FIG. 4 shows the layer structure of the optical recording medium of Comparative Example 2. A recording layer 2 is formed on the substrate 1, and ZnSSiO is formed on the recording layer 2. ₂ A film 5 is formed. And this ZnSSiO ₂ A transparent film 4 is provided on the film.
[0028]
The pitch of the guide grooves of the substrate 1 was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The optical recording medium of Comparative Example 2 was rotated at a linear velocity of 10 m / sec, and laser light was recorded from the light transmission layer side using a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an optical head having an objective lens with NA = 0.85. Information was recorded and reproduced by being incident on the layer. The laser power during recording was changed in the range of 3.6 to 6.5 mW in the same manner as in Comparative Example 1, and a signal with a frequency of 5 MHz was recorded on the flat portion between the guide grooves, and the C / N ratio was measured.
[0029]
FIG. 2 shows the relationship between the recording power and C / N in Comparative Example 2 with ▲. Compared with the case where the recording layer is a single Si layer (■: Comparative Example 1), C / N is about 5 dB higher, and ZnSSiO is interposed between the light transmission layer and the Si recording layer. ₂ It can be seen that the increase in noise is suppressed by inserting the membrane. However, ZnSSiO ₂ The C / N of the optical recording medium of Comparative Example 2 with the film inserted is lower than the C / N of the optical recording medium of Example 1 with the PTFE inserted. This is due to the following reason.
[0030]
In FIG. 2, Example 1 (●: (PTFE film insertion medium)), Comparative Example 1 (■ (Si single-layer medium)), and Comparative Example 2 (▲: (ZnSSiO) ₂ In comparison with the film insertion medium)), not only the C / N value but also the C / N value for the recording power is different, and the recording in Example 1 (PTFE film insertion medium) starts at the lowest recording power. It can be seen that the recording of Example 1 (Si single-layer medium) requires higher recording power. This is because ZnSSiO is formed on the Si recording layer. ₂ This is because the thermal energy necessary for recording is prevented from diffusing to the light transmitting layer side by inserting the film or the PTFE film. ZnSSiO mentioned above ₂ The thermal conductivity of the film is 0.6 W / mK, and the thermal conductivity of the PTFE film is 0.247 W / mK. Since the PTFE film has a higher heat insulation effect, recording is performed with a low recording power.
[0031]
"Second Example"
The above PTFE insertion medium (Example 1) and ZnSSiO ₂ The relationship between the recording power and C / N when the film insertion medium (Comparative Example 2) was rotated at a higher linear speed than the above linear speed was compared. The pitch of the guide grooves on the substrate was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The above-mentioned two types of optical recording media are rotated at a linear velocity of 12 m / second, and a laser beam is incident from the light transmission layer side using an optical head having a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA = 0.85. By doing so, information was recorded and reproduced. The laser power during recording was changed in the range of 3.6 to 6.5 mW, and a signal with a frequency of 5 MHz was recorded on the flat portion between the guide grooves, and the C / N ratio was measured.
[0032]
FIG. 5 shows the result. Since the linear velocity is as high as 12 m / sec, the recording sensitivity of each medium is lower than that in FIG. 2 in which measurement was performed at 10 m / sec. However, in the PTFE insertion medium (circle mark), C / N of 56 dB or more is obtained at 4.6 mW or more. Meanwhile, ZnSSiO ₂ In the medium with the film inserted (Δ mark), only C / N of 50 dB is obtained at 6.0 mW or more. As can be seen from FIG. 5, when the linear velocity increases, ZnSSiO ₂ In a medium with a film inserted, a lack of recording sensitivity is easily estimated. From the above, the PTFE film suppresses noise during recording and has a low thermal conductivity, and therefore exhibits an excellent heat insulating effect, and has a high recording sensitivity even when the linear speed of use is as high as 12 m / sec. It can be seen that more stable signal quality information can be recorded without any degradation.
[0033]
“Third Example”
A PTFE insertion medium as described above, in which the film thickness of PTFE inserted between the Si recording layer and the light transmission layer was changed in the range of 5 nm to 110 nm, and C / N was measured under the following conditions. . The configuration of the optical recording medium other than the film thickness of PTFE is the same as that of the first embodiment.
[0034]
The pitch of the guide grooves on the substrate was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The optical recording medium of Example 3 is rotated at a linear velocity of 10 m / sec, and laser light is incident from the light transmission layer side using an optical head having a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA = 0.85. Thus, information was recorded and reproduced with a rectangular wave signal having a recording frequency of 5 MHz.
[0035]
The laser power during recording was fixed at 4.0 mW, a signal with a frequency of 5 MHz was recorded on the flat portion between the guide grooves, and the C / N ratio was measured. FIG. 6 shows the relationship between the film thickness of PTFE and C / N. As shown in FIG. 6, when the PTFE film thickness is 5 nm, C / N sharply decreases. This is because the thickness of the inserted PTFE film is thin, which causes deformation of the light transmission layer by the laser during recording. This is because the noise has increased because it could not be suppressed. However, when compared with the C / N of Comparative Example 2 in FIG. 2 (C / N is about 25 dB at a linear velocity of 10 m / second and a recording power of 4.0 mV), the film thickness of PTFE is the same at the same recording power and linear velocity. Even at 5 nm, the C / N is higher than the C / N of Comparative Example 2.
[0036]
Similarly, when the PTFE film thickness is 110 nm, the C / N decrease is also observed. This is because the insertion film thickness becomes too thick, and the heat of the laser during recording stays between the marks. This is because the thermal interference (the influence of the temperature rise at the time of mark recording immediately before the mark to be recorded) is large, and good recording cannot be performed. Also in this case, the C / N of Comparative Example 2 is similarly higher.
[0037]
From the above, even better C / N can be obtained when the film thickness of the PTFE film is in the range of 10 nm to 100 nm. Even if the film thickness is out of this range, the conventional ZnSSiO film can be obtained. ₂ C / N is higher than the medium with the membrane inserted.
[0038]
“Fourth Example”
The first embodiment described above is for the case where a Si film is used as the recording layer and a PTFE film which is a kind of polytetrafluoroethylene polymer is used as the organic resin film (Example 1). In the embodiment, an optical recording medium (Example 2) using a Ge film as a recording layer instead of the Si film is used. As the organic resin film, a PTFE film was used as in Example 1.
[0039]
First, a medium having a PTFE film thickness of 50 nm and a Ge recording layer thickness of 15 nm was produced. The method for forming the thin light transmission layer (transparent film 4) after the Ge recording layer and the PTFE film are formed is as described above.
[0040]
The pitch of the guide grooves on the substrate was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. The optical recording medium of Example 2 was rotated at a linear velocity of 10 m / second, and a laser beam was incident from the light transmission layer side using an optical head having a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA = 0.85. Thus, information was recorded and reproduced with a rectangular wave signal having a recording frequency of 5 MHz.
[0041]
And the laser power at the time of recording was changed in the range of 2.5-6.5 mW, the signal of frequency 5MHz was recorded on the flat part between guide grooves, and C / N ratio was measured. At this time, as shown in FIG. 7, a C / N ratio of 56 dB or more was obtained at a recording power of 3.6 mW or more. This is almost the same result as when the Si film is used as the recording layer.
[0042]
Each of the above-described Examples 1 and 2 is a case where a PTFE film, which is a kind of polytetrafluoroethylene polymer, is used as the organic resin film. However, there are many types of this polytetrafluoroethylene polymer. Table 1 lists typical examples of poly (tetrafluoroethylene) polymers that can be generally used and characteristics related to optical recording. In the fifth embodiment shown below, the disk characteristics when each of the poly (tetrafluoroethylene) polymers shown in Table 1 was used were tested.
[0043]
"5th Example"
In the fifth embodiment, six types of discs were manufactured by using the Si film as the recording layer and the poly (tetrafluoroethylene) polymers shown in Table 1 as the organic resin film. The film thickness of the Si film was 15 nm, and the film thickness of each organic resin film was 50 nm. The method for forming the thin light transmission layer after the formation of the Si recording layer and the organic resin film is as described above.
[0044]
The pitch of the guide grooves on the substrate was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. Recording is performed by rotating the optical recording medium at a linear velocity of 10 m / sec and using the optical head having a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA = 0.85 to enter laser light from the light transmission layer side. Information was recorded and reproduced with a rectangular wave signal having a frequency of 5 MHz.
[0045]
In addition, the laser power at the time of recording was 4.5 mW, the signal of frequency 5MHz was recorded on the flat part between guide grooves, the C / N ratio was measured, and each organic resin film was compared.
[0046]
Table 2 below shows the relationship between the type of each organic resin film and the C / N value.
[0047]
[Table 2]

[0048]
From Table 2, the medium in which the organic resin films of A and B are inserted between the Si recording layer and the light transmission layer has lower C / N than other media. The decrease in C / N was due to both the increase in noise and the decrease in carrier. The melting point of the organic resin film used for these two types of media is about 100 ° C. lower than that of other organic resin films, and the thermal conductivity is lower than that of other resins. For this reason, it is considered that the organic resin film itself is thermally deformed by the laser light during recording, noise is increased, and the recording mark itself is also distorted, thereby inducing a decrease in C / N.
[0049]
Therefore, it is desirable to insert an organic resin film having a melting point of 260 to 330 ° C. and a thermal conductivity of 0.23 to 0.26 W / m · K between the recording layer and the light transmission layer. However, even if the organic resin films of A and B are compared with the same recording power and linear velocity, the conventional ZnSSiO ₂ The C / N is higher than that of the medium in which the film is inserted (Comparative Example 2).
[0050]
“Sixth Example”
In the sixth embodiment, six types of discs were manufactured using a Ge film as the recording layer and the same organic resin film as in Table 1 as the organic resin film. The film thickness of the Ge film was 15 nm, and the film thickness of each organic resin film was 50 nm. The formation of the thin light-transmitting layer after the Ge recording layer and the organic resin film were formed was performed by the method described above.
[0051]
The pitch of the guide grooves on the substrate was 0.35 μm, and the groove depth was 35 nm. This optical recording medium is rotated at a linear velocity of 10 m / sec, and a laser beam is incident from the light transmission layer side using an optical head having a semiconductor laser with a wavelength of 405 nm and an objective lens with NA = 0.85. Information was recorded and reproduced with a rectangular wave signal having a frequency of 5 MHz.
[0052]
In addition, the laser power at the time of recording was 4.5 mW, the signal of frequency 5MHz was recorded on the flat part between guide grooves, the C / N ratio was measured, and each organic resin film was compared.
[0053]
Table 3 below shows C / N values when using the Ge recording layer and each organic resin film.
[0054]
[Table 3]

[0055]
From Table 3, it can be seen that even when the recording layer is a Ge film, a C / N value of 56 dB or more can be obtained by using an organic resin film other than A and B, similarly to the Si recording layer. The reason why the C / N is low when the organic resin films A and B are used is the same as the reason described in the fifth embodiment. However, even if the organic resin films of A and B are compared with the same recording power and linear velocity, the conventional ZnSSiO ₂ The C / N is higher than that of the medium in which the film is inserted (Comparative Example 2).
[0056]
"Seventh Example"
The third embodiment relates to C / N when the thickness of the organic resin film is changed in the range of 5 nm to 110 nm when the thickness of the Si recording layer is 15 nm. However, in the seventh embodiment, when Si and Ge are used as the recording layer and the film thickness is fixed to 15 nm, C / N when the film thickness of the organic resin film of C to F is 10 nm and 100 nm is obtained. Tested. Table 4 below shows the film thickness of each organic resin film and the C / N (dB) of a combination medium of Si and Ge recording layers.
[0057]
[Table 4]

[0058]
From Table 4, when the organic resin film of C to F is used, the value of 56 dB or more is obtained as C / N in any recording layer when the organic resin film is 10 nm and 100 nm. It can be seen that the thickness of the organic resin film inserted between the Si recording layer and the Ge recording layer and the light transmission layer is preferably in the range of 10 to 100 nm.
[0059]
In the embodiment described above, the wavelength of the laser beam used is 400 nm. However, even when a semiconductor laser having wavelengths of 380 nm and 430 nm is used, good recording and reproduction can be performed similarly. However, when the wavelength of the laser beam is longer than 430 nm, the absorption of the Si film and Ge film used as the recording layer is reduced, so that recording may not be performed satisfactorily.
[0060]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an Si recording layer or a Ge recording layer is used, and an organic resin film is inserted between the recording layer and the light transmission layer provided on the laser light incident surface side. Therefore, an extremely high C / N can be obtained as compared with the conventional case. In particular, by inserting a film made of polytetrafluoroethylene polymer having a melting point of 260 to 330 ° C. and a thermal conductivity of 0.23 to 0.26 W / m · K in the range of 10 to 100 nm, Furthermore, high C / N can be obtained. As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a medium that suppresses noise increase during recording and can be recorded only once with high sensitivity even at a high linear velocity of 10 m / second or more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical disc medium showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a C / N value and a recording power when a material of a film inserted between a recording layer and a light transmission layer is changed.
3 is a cross-sectional view of an optical disk medium of Comparative Example 1. FIG.
4 is a cross-sectional view of an optical disc medium of Comparative Example 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the C / N ratios of Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention in comparison.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the film thickness of PTFE and C / N.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between recording power and C / N value when Ge is used as a recording layer.
[Explanation of symbols]
1: PC board
2: Recording layer
3: Organic resin film
4: Light transmission layer
5: ZnSSiO ₂ film

Claims

In an optical recording medium in which a substrate, a recording layer, an organic resin film, and a light transmission layer are formed in this order, the recording layer is at least one selected from the group consisting of Si and Ge on the substrate An optical recording medium , wherein the organic resin film is formed of a polytetrafluoroethylene polymer .

2. The polytetrafluoroethylene polymer has a melting point in the range of 260 to 330 ° C. and a thermal conductivity in the range of 0.23 to 0.26 W / m · K. The optical recording medium described.

The polytetrafluoroethylene polymer includes tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-purple oloalkyl vinyl ether copolymer (PFA). And the optical recording medium according to claim 2, wherein the optical recording medium is one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE).

4. The optical recording medium according to claim 3, wherein the thickness of the organic resin film is in the range of 10 to 100 nm.

2. The optical recording medium according to claim 1, wherein the optical recording medium is used in an information recording / reproducing apparatus for recording information using a laser beam having a wavelength of 380 to 430 nm .