(57)【要約】本発明は、波長λを有し、記録可能光記録担体の入射表面に入射する放射ビームを用いて情報を記録する該記録可能光記録担体に関連する。この光記録担体は、入射表面に面する保護層と、有機色素材料の記録層及びグルーブ構造を有する第１の記録スタック（Ｌ０）と、隣接する記録スタックの間に挟まれる透明スペーサ層と、記録層を有する第２の記録スタック（ＬＮ）を上述の順番で有し、第１の記録スタックの記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にあり、ｎｓは、グルーブ構造上のグルーブ間のランドにおける材料の屈折率である。少なくとも第１の記録スタックの反射率及び透過率の両方における増加は、本発明では、少なくとも第１の記録スタックの記録層のグルーブ深さを減少することによって得られる。更なる改善は、記録層水平化率を増加することによって得られる。
2007527080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λを有し、記録可能光記録担体の入射表面に入射する放射ビームを用いて情報を記録する該記録可能光記録担体であって、
前記入射表面に面する保護層と、
有機色素材料の記録層及びグルーブ構造を有する第１の記録スタックと、
隣接する記録スタックの間に挟まれる透明スペーサ層と、
記録層を有する第２の記録スタックと、
を上述の順番で有し、
前記第１の記録スタックの前記記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にあり、ｎｓは、前記グルーブ構造上のグルーブ間のランドにおける材料の屈折率である記録担体。
【請求項２】
前記第１の記録スタックの前記記録層のグルーブ深さは、０．２８９＊λ／ｎｓ乃至０．３３７＊λ／ｎｓの範囲にある請求項１記載の記録担体。
【請求項３】
前記第１の記録スタックの前記記録層のグルーブ幅は、０．１９８＊λ／ＮＡ乃至０．３９７＊λ／ＮＡの範囲にあり、特に、０．２８９＊λ／ＮＡ乃至０．３４７＊λ／ＮＡの範囲にあり、ＮＡは、前記光記録担体上に入射する前記放射ビームの開口数である請求項１記載の記録担体。
【請求項４】
前記保護層と、前記第２の記録スタックとの間の少なくとも１つの追加の記録スタックと、
前記隣接する記録スタックの間に挟まれる透明スペーサ層と、
を更に有し、
前記追加の記録スタックは、有機色素材料の記録層及びグルーブ構造を有し、
前記少なくとも１つの追加の記録スタックの前記記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にある請求項１記載の記録担体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの追加の記録スタックの前記記録層のグルーブ深さは、０．２８９＊λ／ｎｓ乃至０．３３７＊λ／ｎｓの範囲にある請求項４記載の記録担体。
【請求項６】
前記少なくとも１つの追加の記録スタックの前記記録層のグルーブ幅は、０．１９８＊λ／ＮＡ乃至０．３９７＊λ／ＮＡの範囲にあり、特に、０．２８９＊λ／ＮＡ乃至０．３４７＊λ／ＮＡの範囲にある請求項４記載の記録担体。
【請求項７】
各記録スタックは更に、前記入射表面に面さない前記記録層の側面上に配置される金属反射又は放熱層を有する請求項１又は４記載の記録担体。
【請求項８】
前記金属反射又は放熱層は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、又はＣｕからなる群の材料から実質的に形成される請求項７記載の記録担体。
【請求項９】
前記反射又は放熱層の厚さは、４０ｎｍ未満、特に、２５ｎｍ未満の範囲にある請求項７記載の記録担体。
【請求項１０】
グルーブ位置における少なくとも１つの記録スタックの前記記録層の厚さは、０．１６８＊λ／ｎｒ乃至０．３３６＊λ／ｎｒの範囲にあり、特に、０．２３５＊λ／ｎｒ乃至０．３０２＊λ／ｎｒの範囲にあり、ｎｒは、前記記録層の屈折率である請求項１又は４記載の記録担体。
【請求項１１】
少なくとも前記第１の記録スタックの前記記録層は、０．３乃至０．５の範囲、特に、０．３５乃至０．４０の範囲における水平化率を示し、
前記水平化率は、前記グルーブ深さによって正規化される、グルーブ位置における前記記録層の厚さとランド位置における前記記録層の厚さとの差として決定される請求項１又は４記載の記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録可能な光記録担体、特に、情報を記録するためのマルチレイヤ（例えば、デュアルスタック）光記録担体に係る。
【背景技術】
【０００２】
現在、多数の様々な光記録担体が市場に出ている。そのうち、それぞれ６５０ＭＢ及び４．７ＧＢの記録容量を有するＣＤ−Ｒ又はＤＶＤ−Ｒ記録担体といったライトワンス光記録担体が利用可能である。最近では、記録容量を８．５ＧＢまで増加するデュアルレイヤＤＶＤ＋Ｒ記録担体が提案されている。このようなデュアルレイヤディスクでは、２つの記録スタックが存在する。記録時に光源により近く、また、一般的に、しばしば、ＤＶＤ＋Ｒ−ＤＬと表されるデュアルレイヤライトワンスＤＶＤのＬ０記録スタックとして称される上部の記録スタックは、高い透明度と有限反射を組み合わせるべきである。この上部記録スタックＬ０の高い透明度は、下部記録スタックＬ１の読出し及び書込みを可能とするために必要とされる。このために使用可能である幾つかの異なるスタック設計が試験され、また、多数の実験が行われた。多数の様々なスタック設計のうち、一部の実施例では、最大５７％まで良好な記録結果及び十分に高い透過率が得られるが、反射は低すぎることが分かり、一部の実施例では、たった１３乃至１５％であった。他の実施例では、例えば、１７乃至２０％の十分な反射率が達成されたが、そのような実施例は、たった４５％の低すぎる透過率を示した。
【０００３】
記録されたデュアルレイヤＤＶＤ＋Ｒ媒体は、既存のデュアルレイヤＤＶＤ−ＲＯＭ規格と適合可能であることが好適であり、何故なら、そのことは、既存のＤＶＤプレイヤ上での記録ＤＶＤ＋Ｒ−ＤＬ媒体の再生を可能にするからである。この適合性を実現するために、Ｌ０及びＬ１記録スタックの両方の実効反射率は、少なくとも１８％であるべきである。このことは、Ｌ０について、反射率は、少なくとも１８％であり、透過率は、好適には少なくとも５５％であるべきであることを意味する。現行のデュアルレイヤＤＶＤ−ＲＯＭとの適合性が必要とされない場合でも、Ｌ０の高い反射率及び高い透過率は非常に有利であることを認識すべきである。何故なら、高い反射率はＬ０からの良好な読出し信号をもたらし、一方で、高い透過率は、Ｌ１からのより高い実効反射、従って、Ｌ１からの良好な読出しをもたらし、また、更に、高い透過率は、Ｌ１に必要な実効書込みパワーが低減するからである。信頼のある読出しの為に、Ｌ０の反射率は、少なくとも１５％であり、また、透過率は、少なくとも５５％であるべきである。
【０００４】
特許文献１は、ＣＤのような（非透明）光磁気記録層を有する光学メモリを開示する。グルーブ深さを８０ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲に、また、グルーブ幅を０．３μｍ乃至０．４μｍの範囲に設定し、また、各エッジにおけるランドの幅を最大で０．２μｍに減少することによって、ターゲットトラックへのアクセス動作を行うのに十分な強度を有するトラック交差信号を得、また、改善されたＣ／Ｎ及び記録密度をもたらすランドにおける改善された反射率を得ることが可能である。
【０００５】
更に、特許文献２は、スタック設計、特に、色素記録層及び薄金属層を有する記録スタックを介してＤＶＤ＋Ｒ−ＤＬにおけるＬ０の透過率及び反射率を最適化する方法を記載する。しかし、反射率の改善は、透過率を犠牲にして行われる。この記載から、色素に基づいた光記録媒体において反射率（及び透過率）を最適化する一般的な経路は、スタック設計を介するものであることが明らかとなる。
【特許文献１】米国特許第５，６７６，８５４号
【特許文献２】国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ０３／０００９０（ＰＨＮＬ０３００４３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、少なくともＬ０記録スタックに対して、少なくとも１つの色素記録層と、好適には、改善された反射率及び透過率を有する薄い金属層とを有する記録可能光記録担体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、波長λを有し、記録可能光記録担体の入射表面に入射する放射ビームを用いて情報を記録する該記録可能光記録担体であって、入射表面に面する保護層と、有機色素材料の記録層及びグルーブ構造を有する第１の記録スタック（Ｌ０）と、隣接する記録スタックの間に挟まれる透明スペーサ層と、記録層を有する第２の記録スタック（ＬＮ）とを上述の順番で有し、第１の記録スタック（Ｌ０）の記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にあり、ｎｓは、グルーブ構造上のグルーブ間のランドにおける材料の屈折率である記録担体によって達成される。
【０００８】
本発明は、グルーブ深さを最適化することによって反射率及び透過率の両方を同時に改善可能であるという所見に基づく。特許文献１は、グルーブ深さを減少することによる非透明記録スタックを有する光磁気記録担体のランドにおける反射率の改善を開示するが、ＤＶＤ＋Ｒ規格（λ＝６５５ｎｍ）による光記録担体の少なくとも第１の記録スタック（Ｌ０）の記録層のグルーブ深さを、１００乃至１５０ｎｍの範囲における値に減少することが、同時に有機色素材料の記録層を有する透明記録スタックに対して透過率を改善することは期待することができなかった。幅及び深さは、機械的な値であり、λは、真空における放射波長であることを明確にする。
【０００９】
しかし、十分な読出し信号を確実にする１８％以上の反射率、及び、より深い記録層の読出しを可能にする５５％以上の透過率が、本発明によって得られることが分かった。反射率及び透過率の両方における増加は、あまり深くないグルーブではあまり回折が生じないという事実によってもたらされる。当然ながら、最高の反射は、平らな表面において発生する。最も浅いグルーブでは透過率は幾らか減少する。何故なら、結果としてのランド上の色素厚さの増加は追加の吸収をもたらし、従って、透過率を下げるからである。
【００１０】
本発明の好適な実施例は、従属項に記載する。一般的に、第１の記録スタック（Ｌ０）の記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲内にあるべきであるが、好適な範囲は、０．２８９＊λ／ｎｓ乃至０．３３７＊λ／ｎｓである。第１の記録スタック（Ｌ０）の記録層の好適なグルーブ幅は、０．１９８＊λ／ＮＡ乃至０．３９７＊λ／ＮＡの範囲にあり、特に、０．２８９＊λ／ＮＡ乃至０．３４７＊λ／ＮＡの範囲にあり、ＮＡは、光記録担体上に入射する放射ビームの開口数である。
【００１１】
別の実施例では、光記録単体は更に、保護層と、第２の記録スタック（ＬＮ）との間の少なくとも１つの追加の記録スタックと、隣接する記録スタックの間に挟まれる透明スペーサ層を有し、追加の記録スタックは、有機色素材料の記録層及びグルーブ構造を有し、少なくとも１つの追加の記録スタックの記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にある。ここでも、少なくとも１つの追加の記録スタックの記録層のグルーブ深さは、０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓの範囲にあるべきであるが、好適な範囲は、０．２８９＊λ／ｎｓ乃至０．３３７＊λ／ｎｓであり、また、少なくとも１つの追加の記録スタックの記録層の好適なグルーブ幅は、０．１９８＊λ／ＮＡ乃至０．３９７＊λ／ＮＡの範囲にあり、特に、０．２８９＊λ／ＮＡ乃至０．３４７＊λ／ＮＡの範囲にある。
【００１２】
記録スタックが、記録層以外に、データの記録時に光源に面さない記録層の側面上に金属反射又は放熱層を有すると更に有利である。この金属反射又は放熱層は、記録ビームが当てられた後に隣接する記録層の効率の良い冷却のために設けられる。このような金属反射又は放熱層は、一般的に、周知であるので、ここでは説明しない。好適な材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、又はＣｕであり、厚さは、４０ｎｍ未満、特に、２５ｎｍ未満の範囲にあることが好適である。
【００１３】
グルーブ位置における少なくとも１つの記録スタックの記録層の好適な厚さは、０．１６８＊λ／ｎｒ乃至０．３３６＊λ／ｎｒの範囲にあり、特に、０．２３５＊λ／ｎｒ乃至０．３０２＊λ／ｎｒの範囲にあり、ｎｒは、記録層の屈折率である。
【００１４】
少なくとも第１の記録スタック（Ｌ０）の反射率及び透過率の更なる増加は、本発明の更なる実施例において実現可能であり、この実施例では、少なくとも第１の記録スタックの記録層は、０．３乃至０．５の範囲、特に、０．３５乃至０．４０の範囲における水平化率を示し、水平化率は、グルーブ深さによって正規化される、グルーブ位置における記録層の厚さとランド位置における記録層の厚さとの差として決定される。増加された水平化率に対して、反射率は実際のグルーブ深さの範囲において増加し、透過率は同じグルーブ深さ範囲で減少し、最適な透過はより浅いグルーブ深さに移り、最適な変調はより深いグルーブに移り、最適な変調の為のグルーブ深さ範囲は広がり、また、最大変調は減少することが分かった。水平化は、第１の記録スタックと同じ範囲の水平化率を使用して他の記録スタックにおいても適用可能である。
【００１５】
本発明は、デュアルレイヤ記録担体に適用可能であるだけでなく、記録スタックの間に挟まれるスペーサ層によって離される２つ以上の記録スタックを有するマルチレイヤ記録担体にも適用可能である。
【００１６】
更に、本発明は、以下において、ＤＶＤ＋Ｒシステムを用いて説明するが、当業者には、本発明は、別の光記録システムにおいても適用しうることは明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、波長λを有し、本発明の光記録担体の入射表面上に入射する放射ビーム７を用いて情報を記録するためのデュアルレイヤ記録可能（ライトワンス）光記録担体（特に、ＤＶＤ＋Ｒ−ＤＬ記録担体）の配置を示す。ＤＶＤ−Ｒ規格による光ディスクでは、真空における波長（λ）は６５５ｎｍに等しく、光記録担体上に入射する放射ビームの開口数（ＮＡ）は、０．６５である。
【００１９】
上から下に向かってこの記録担体１は、以下の層、即ち、保護層を形成し、入射表面に面する基板層２と、有機色素材料の記録層３及び半透明である関連の金属反射又は放熱層４を有する第１の記録スタック（Ｌ０）と、第２の記録スタック（Ｌ１）から第１の記録スタック（Ｌ０）を離す透明スペーサ層５と、記録層及び関連の金属反射又は放熱層（共に図示せず）を有する第２の記録スタック（Ｌ１）と、第２の基板６とを有する。
【００２０】
以下の全ての深さ、幅、及び厚さの計算は、基板層２及び５の屈折率（ｎｓ）は、１．５８であり、一方、記録層の屈折率（ｎｒ）は、２．２であることを考慮に入れて行われた。
【００２１】
データの記録は、第１の記録スタックＬ０又は第２の記録スタックＬ１上に適切なフォーカシング手段（図示せず）によって焦点が合わされることが可能である光源（好適にはレーザ）からの放射ビーム７を放射することによって行われる。第１の記録スタックＬ０の高い透過率によって、第１の記録スタックＬ０によって受信される光７の大部分８は、第２の記録スタックＬ１に透過される。このことを可能にするために、記録層３は、透明の有機色素材料から実質的に形成される。
【００２２】
第１の記録スタックＬ０について分かるように、記録層３は、例えば、記録担体１の製造時に、最初に、基板層２の底面にプリグルーブ構造を与え、次に、その上に記録層３用の有機色素材料を付けることによって実現されるグルーブ構造を示す。グルーブ構造は、グルーブとその間のランドを示す。記録層３のグルーブ構造のランドにおける材料は、基板層２である。標準の１６０ｎｍに比較して減少されたグルーブ深さｇは、第１の記録スタックＬ０の反射率における増加と透過率における増加の両方をもたらすことが分かった。１００ｎｍのグルーブ深さまでの減少は、殆ど任意の変調を必要としない。第１の記録スタックＬ０の好適なグルーブ深さは、従って、１００乃至１５０ｎｍ（０．２４１＊λ／ｎｓ乃至０．３６２＊λ／ｎｓ）の範囲にあり、好適には、１２０乃至１４０ｎｍ（０．２８９＊λ／ｎｓ乃至０．３３７＊λ／ｎｓ）である。
【００２３】
特定の実施例では、グルーブ深さは、１４０ｎｍ（０．３３７＊λ／ｎｓ）であり、グルーブ幅は、３２０ｎｍ（０．３１７＊λ／ＮＡ）であり、記録層の厚さは、８０ｎｍ（０．２６８＊λ／ｎｒ）であり、金属反射又は放熱層４（この実施例では、Ａｇから形成される）の厚さは１０ｎｍであるよう選択され、１８％の反射率、５５％の透過率、及び、８０％の変調をもたらす。これらの値は、０．６５の開口数（ＮＡ）と、７４０ｎｍのトラックピッチと、記録ビームの６５０ｎｍの波長を有する記録ビームフォーカシング素子の使用によって得られた。
【００２４】
図１に示す実施例では、グルーブ深さの減少に加えて、記録層３の水平化（leveling）が適用される。水平化は、グルーブ深さｇによって正規化される、グルーブ位置における記録層３の厚さｄｇと、ランド位置における記録層３の厚さｄｌとの差として決定される。即ち、水平化は、（ｄｇ−ｄｌ）／ｇとして決定される。第１の記録スタックＬ０における記録層３の水平化の増加は、第１の記録スタックＬ０の反射率及び透過率を更に増加することが可能であることが示された。水平化の好適な範囲は、３０乃至５０％であり、好適には、３５乃至４０％である。
【００２５】
図１に示すデュアルレイヤ記録担体では、グルーブ深さにおける減少と、好適には、水平化における増加は、第１の記録スタックＬ０に少なくとも適用される。しかし、類似する又は同じ範囲で、第２の記録スタックＬ１においても本発明のグルーブ深さ及び水平化率を適用することが可能である。マルチレイヤ記録担体では同じことが成立する。本発明は、記録の為の放射線を放射する光源に面する上部の記録スタックにおいてのみ適用されても、又は、一番下の記録スタックは、光源の反対側に位置付けられた全ての記録スタックにおいて適用されてもよい。
【００２６】
本発明による上述した結果を裏付けする図を図２乃至４に示す。図２は、ＤＶＤ＋Ｒ規格に応じた光記録担体についてグルーブ深さの関数として様々なＬ０スタック設計の反射率（ａ）、透過率（ｂ）、及び変調（ｃ）を示す。全ての場合において、記録層の厚さは、グルーブ位置において８０ｎｍであり、水平化Ｌは、３５％であると想定され、グルーブ幅ｗは、３５０ｎｍであるとされる。全ての異なるスタック設計について、１６乃至２０ｎｍの範囲で異なるＡｇ又はＡｕから形成可能な金属反射又は放熱層４の異なる厚さについて、標準の１６０ｎｍグルーブ深さと比較して減少されたグルーブ深さは、記録スタックの反射率における増加及び透過率における増加の両方をもたらすことが分かる。１００ｎｍのグルーブ深さまでの減少は、任意の変調がほとんどない。
【００２７】
図３及び４は、様々な水平化Ｌの値に対してグルーブ深さの関数として反射率（ａ）、変調（ｂ）、及び透過率（ｃ）を示す。両方の図面について、グルーブ位置において８０ｎｍの厚さと、３００ｎｍのグルーブ幅を有する記録層が使用される。金属反射及びシートシンク層の厚さは、図３では、１６ｎｍのＡｇ、図４では、２０ｎｍのＡｕであるとする。両方のスタック設計について同様の傾向が観察された（他のスタック設計についても同様の傾向が観察可能である）。即ち、増加された水平化に対して、実際のグルーブ深さの範囲において反射率が増加し、透過率は同じグルーブ深さの範囲において減少し、最適な透過は、より浅いグルーブ深さに移り、最適な変調は、より深いグルーブに移り、最適な変調のためのグルーブ深さ範囲は広がり、最大変調は減少する。
【００２８】
本発明では、デュアルレイヤ又はマルチレイヤライトワンス光記憶担体における第１の記録スタックＬ０の反射率及び透過率の両方の増加が、グルーブ深さを減少することによって達成される。反射率及び透過率における更なる増加は、記録層の水平化を増加することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の記録担体の１つの実施例を示す図である。
【図２】グルーブ深さの関数として様々なＬ０スタック設計の反射率、透過率、及び変調を示す図である。
【図３】様々な水平化の値に対してグルーブ深さの関数として反射率、変調、及び透過率を示す図である。
【図４】別のスタック設計に対して図３とは異なる水平化の値におけるグルーブ深さの関数として反射率、変調、及び透過率を示す図である。
【図１】
2007527080.tif 000003
【図２】
2007527080.tif 000004
【図３】
2007527080.tif 000005
【図４】
2007527080.tif 000006
【国際調査報告】
2007527080.tif 000007
2007527080.tif 000008
2007527080.tif 000009