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JP2007335061A - 光情報記録媒体とそのBCA(BurstCuttingArea)マーキング方法 - Google Patents

光情報記録媒体とそのBCA(BurstCuttingArea)マーキング方法 Download PDF

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JP2007335061A
JP2007335061A JP2006270996A JP2006270996A JP2007335061A JP 2007335061 A JP2007335061 A JP 2007335061A JP 2006270996 A JP2006270996 A JP 2006270996A JP 2006270996 A JP2006270996 A JP 2006270996A JP 2007335061 A JP2007335061 A JP 2007335061A
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Tetsuhiro Sakamoto
哲洋 坂本
Atsushi Nakano
淳 中野
Hironori Tauchi
裕基 田内
Junichi Nakai
淳一 中井
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Sony Corp
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Kobe Steel Ltd
Sony Corp
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Abstract

【課題】レーザマーキングによるBCA信号記録を行うブルーレイ対応の光情報記録媒体にあって、再生特性にすぐれ、BCA部の記録特性および信頼性の向上を図る。
【解決手段】反射膜7を、Agを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有する組成とすることによってNdおよびGdによって長期保存安定性や孔食の抑制などに効果を利用し、Gdは微量の添加でレーザマーキング光の吸収を高めることから、その組成の選定によって、レーザマーキングによってBCA信号の記録を行うとき、情報記録部と、BCA部の再生特性にすぐれ、同時にBCA部の記録特性にすぐれ、信頼性の高い光情報記録媒体を得ることができるようにした。さらにはCuをも含む組成とすることにより、保存環境試験後においてもAgヒロック発生を抑制する効果も得られた。
【選択図】図2

Description

本発明は、光情報記録媒体、特にレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部を有する光情報記録媒体とそのBCA(Burst Cutting Area)マーキング方法に関する。
例えば再生専用すなわちROM(Read Only Memory)型のCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray disc)、HD−DVD(High Definition DVD)等の光情報記録媒体にあって、音楽、映像、そのほかのデータ情報が記録されたコンテンツエリアやそのリードインエリア等の本来の情報記録部を有するが、更に、その中心部に例えば著作権保護すなわち不正コピーの防止、更には商品流通のトレーサビリティ等の目的をもって例えばシリアル番号が一枚ごとに記録されるBCA(Burst Cutting Area)部が設けられた、あるいはBCA部の形成が望まれている光情報記録媒体がある。
このBCA部は、光情報記録媒体の上述した光情報記録媒体の本来の情報記録部における反射膜の形成と同時に形成した反射膜に、レーザ光照射によるマーキングによってバーコード状のストライプを形成することによって、BCA信号の形成がなされる。
この反射膜に対するレーザ光照射によるBCA信号の記録は、反射膜の溶融、流動化、凝縮によって形成されるものであることから、その記録特性の良否は、生産性の向上、省力化の向上等から短時間でかつ低パワーで反射膜の溶融がなされることが指標となり、この記録特性の改善は、反射膜の低熱伝導率、低溶融温度特性が要求される。
また、その再生特性は、上述したコンテンツエリアやそのリードインエリア等を有す光情報記録媒体の本来の情報記録部の再生と共に、BCA部に対する再生において、高い再生出力を得ることができる高い反射率を有し、再生信号におけるジッターが小さいことなどである。
通常の再生専用の光ディスクにおける反射膜としては、安価なJIS6061(Al-Mg系合金)を中心としたAl合金が広く用いられてきた。しかしながら、このJIS6061系合金は、レーザマーキング加工を対象とした材料ではないことから多くの課題がある。
例えばその熱伝導率が高く、マーキングに高いレーザパワーを要し、光情報記録媒体の基板にダメージを与えるなどの問題や、耐食性が低いことからレーザマーキングのマーキングあとの空洞から反射膜の腐食が生じやすいという問題がある。
一方、記録可能型の光ディスクでは、高反射率反射膜としてAg合金が用いられている。しかしながら、この反射膜にあっては、耐熱性が低く高温で不要な凝集が生じ、反射率が低下するという問題がある。
一方、このような問題の改善を図ってAgに希土類元素を含有させることでAgの結晶粒成長、すなわち凝集を抑制する提案がなされた(特許文献1参照)。
またAgにBiやSbを含有させることで、反射率および耐久性を向上させることの提案がなされている(特許文献2参照)。
また、Ag合金において熱伝導率の低減に関して各種元素を添加することの提案がなされている(特許文献3および4)。
しかしながら、これらいずれの反射膜においても、レーザ光照射により膜を溶融、除去することを前提とするものではないことから、BCA部のレーザマーキングにおいて残渣の発生が生じるなどBCA部の記録用反射膜としての特性を充分満足するものではない。
特開2002−15464号公報 特開2004−139712号公報 特開平4−25440号公報 特開平4−25032号公報
本発明は、レーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部を有するブルーレイ対応のBD(Blu-ray disc)等において、ROM(Read On Memory)型においては再生専用情報記録部である上述したコンテンツエリアやそのリードインエリア等の本来の情報記録部と、BCA部の再生特性にすぐれ、同時にBCA部の記録特性にすぐれ、信頼性の高い光情報記録媒体とそのBCA(Burst Cutting Area)マーキング方法を提供する。
本発明による光情報記録媒体は、再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、 前記反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、前記再生専用情報記録部の情報記録面からの情報記録の再生と、前記BCA部からのBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされたことを特徴とする。
本発明による光情報記録媒体は、再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、前記反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下であり、前記再生専用情報記録部の情報記録面からの情報記録の再生と、前記BCA部からのBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされたことを特徴とする。
また、本発明による光情報記録媒体は、前記再生専用情報記録部が、それぞれ反射膜を有する多層の情報記録面を有し、前記光情報記録媒体に対する前記再生光の入射面から最も深い位置の情報記録面の反射膜が前記BCA部における反射膜と同一材料によって構成され、他のデータ情報記録面の反射膜が半透明の反射膜とされ、前記反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であることを特徴とする。
また、本発明による光情報記録媒体は、前記再生専用情報記録部が、それぞれ反射膜を有する多層の情報記録面を有し、前記光情報記録媒体に対する前記再生光の入射面から最も深い位置の情報記録面の反射膜が前記BCA部における反射膜と同一材料によって構成され、他のデータ情報記録面の反射膜が半透明の反射膜とされ、前記反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下であることを特徴とする。
また、本発明による光情報記録媒体は、反射膜を有し少なくとも1回の記録が可能な単層の情報記録面もしくは多層の情報記録面を有する情報記録部と、レーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記単層の情報記録面の反射膜もしくは前記多層の情報記録面の光情報記録媒体に対する再生光の入射面から最も深い位置にある情報記録面の反射膜が、前記BCA部の反射膜と同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、前記情報記録面に対するデータ情報記録の再生と前記BCA部に対するBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされたことを特徴とする。
また、本発明による光情報記録媒体は、反射膜を有し少なくとも1回の記録が可能な単層の情報記録面もしくは多層の情報記録面を有する情報記録部と、レーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記単層の情報記録面の反射膜もしくは前記多層の情報記録面の光情報記録媒体に対する再生光の入射面から最も深い位置にある情報記録面の反射膜が、前記BCA部の反射膜と同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下であり、前記情報記録面に対するデータ情報記録の再生と前記BCA部に対するBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされたことを特徴とする。
また、本発明による光情報媒体のBCA(Burst Cutting Area)レーザマーキング方法は、再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の少なくとも1つの情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ前記反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下である光情報記録媒体に対する前記レーザマーキングにあって、前記再生専用情報記録部と前記BCA部に対する青紫色レーザ再生光の前記光情報記録媒体への入射面とは反対側の面から前記BCA部に対するマーキングのレーザ光照射を行うことを特徴とする。
また、本発明による光情報媒体のBCA(Burst Cutting Area)レーザマーキング方法は、再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の少なくとも1つの情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、かつ前記反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下である光情報記録媒体に対する前記レーザマーキングにあって、前記再生専用情報記録部と前記BCA部に対する青紫色レーザ再生光の前記光情報記録媒体への入射面とは反対側の面から前記BCA部に対するマーキングのレーザ光照射を行うことを特徴とする。
上述の本発明による光情報記録媒体は、その再生専用情報記録部とBCA部を形成する反射膜がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有する構成とし、そのNd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が、0.1原子%以上3.0原子%以下で、Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が、3原子%以上12原子%以下の構成とすることによって、Agを主成分とするにも拘わらず、この反射膜に対するレーザマーキングによるBCA信号の記録特性と、BCA部および光情報記録媒体の本来の情報記録部の例えば再生専用情報記録部の再生特性の改善が図られた。
また上述の本発明による光情報記録媒体は、その再生専用情報記録部とBCA部を形成する反射膜がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有する構成とし、そのNd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が、0.1原子%以上3.0原子%以下で、Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が、3原子%以上12原子%以下で、Cuが1.3原子%以上13原子%以下の構成とすることによって、Agを主成分とするにも拘わらず、この反射膜に対するレーザマーキングによるBCA信号の記録特性と、BCA部および光情報記録媒体の本来の情報記録部の例えば再生専用情報記録部の再生特性の改善が図られたのに加え、保存環境信頼性においても一層の改善が図られた。
本発明の光情報記録媒体はCuを含む構成であっても含まない構成であっても、具体的にはBCA信号の記録特性については、反射膜に対するレーザマーキングの記録パワーの低減化が図られること、またこの記録パワーの低減化により記録速度の向上が図られ、光情報記録媒体の製造コストの低減化が図られる。また、BCA部における規定のフォーマットに基く記録再生が可能とされた。
また、再生特性に関しては例えばBD(Blu-ray disc)においては17PP変調信号における8T信号の反射率の最大値(以下、R8H)を反射率と定義するが、規格の下限値35%を充分超える反射率を得ることができ、また17PP変調信号において、ジッター値を規格の上限値6.5%より充分低い値にできるという結果が得られた。
再生信号特性においては十分な耐候性、信頼性が確認されており、特にCuを含む構成においては、保存環境信頼性試験時に大きさ数μm〜十数μmのAg単結晶粒(Agヒロック)が反射膜上に発生するのを効果的に抑制することが出来た。
因みに、従来においてもAg合金反射膜は、レーザマーキングを行うことができように、他の元素を添加することによって、レーザ加熱によるマーキングの感度を向上させることの試みがなされているが、これら従来構成においては、感度の向上と引替えに反射率や長期保存安定性の低下を来たすという課題が残されていた。
また、レーザマーキングは、レーザ照射による反射膜の溶融および流動によって反射膜に欠如部を形成し、これを記録マークとするものであるが、この記録マーク内に反射膜の大きな残渣が生じることがある。そのような場合にBCA信号の再生レーザ光がマーク内の残渣部分を通過すると不要な信号として検出され、BCA信号の品質は著しく低いものとなる。
これに比し、本発明による光情報記録媒体は、信号に影響の無い非常に小さい残渣しかマーク内にないマーキングがなされるものであり、このため高品質のBCA信号が得られた。
上述の構成において、NdおよびGdは、主として長期保存安定性や孔食の抑制などに効果があり、更にGdは微量の添加でレーザマーキング光を効果的に吸収する効果を奏し、SnおよびInは融点を低下させる作用がある。
更に、前記4元素の添加は、熱伝導率の低下に効果的である。
そして、これらの添加量の下限は、上述したすぐれたレーザマーキング特性および短時間、低パワーでのレーザマーキングを実現する上で必要条件である。
また、添加量の上限は上述したすぐれた再生特性や長期保存安定性を実現する上で重要である。
またCuはAgヒロックの発生を抑制する作用がある。Cuの添加量の下限はAgヒロック発生を効果的に抑制するために必要な条件であり、添加量の上限は十分な反射率の確保をする上で必要な条件である。
本発明によるBCAのマーキング方法によれば、コンテンツエリアやそのリードインエリア等の本来の情報記録部に対する青紫色のレーザ再生光の入射側とは反対側から記録がなされることによって、情報記録面が単層、多層のいずれであっても、レーザマーキングすなわちBCA信号の記録感度を一定にすることができ、BCA信号の記録パワーを同一パワーとすることができる。
本発明による光情報記録媒体およびそのBCA(Burst Cutting Area)レーザマーキング方法の実施の形態例を例示するが本発明はこれに限定されるものではない。
図1は本発明による光情報記録媒体1の一例の平面図で、図2はその円周方向の一部の模式的断面図である。
光情報記録媒体1は、再生光が波長405nm近傍の青紫色再生光対応の記録媒体、例えば再生専用(ROM型)のBD(Blu-ray disc)による光情報記録媒体であり、中心部、すなわち中心孔の周囲にBCA(Burst Cutting Area)部2が形成され、その周囲にコンテンツエリアやそのリードインエリア等の記録媒体本来の情報記録部の、再生専用情報記録部3形成されて成る。
この光情報記録媒体1は、図2に示すように、例えばポリカーボネートより成る厚さ1.1mm、直径12cmのディスク状の基板4の1主面に、上述の再生専用情報記録部3を構成する情報記録面5が形成される。この情報記録面5は、各種記録情報に基くピット列による凹凸面6が形成され、その表面に反射膜7が形成されて成る。
この光情報記録媒体1の基板4とは反対側の面には、光透過性シートを貼り合わせることによって、あるいは光透過性樹脂の塗布等による光透過層8が形成され、この光透過層8側から波長405nm等の青紫色レーザ光による再生光Lの照射がなされて、情報記録面5の記録情報の読み出し、すなわち再生がなされる。
BCA部2は、直径12cmのディスクにあって、内径R1が21.3mm(+0.00〜−0.3mm許容)で、外径R2が22.0mm(+0.2〜0.00mm許容)の環状のゾーンに形成される。
本発明による光情報記録媒体1の多層反射膜7は、Agを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有する構成とする。
また、Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が、0.1原子%以上3.0原子%以下、好ましくはNd,Gd共に1.0原子%以下とする。
更に、反射膜組成のSn,Inの少なくとも1種による成分の合計が、3原子%以上12原子%以下とする。またCuを含む場合は、その添加量が1.3原子%以上13原子%以下とする。
そして、この反射膜7の上述した環状ゾーンに、高いパワーが得られている例えば波長810nmの記録用のレーザ光の照射によってBCA信号によるマーキングがなされ、BCA部2が形成される。
図3は、BCA部2のBCAコードの模式的パターン図である。
このBCA部2には、上述した情報記録面5の凹凸面6、すなわち情報ピットの形成と同時に形成された2T〜8Tのピット(図示せず)が配列形成され、この上に前述した反射膜7が全面的に形成される。
そして、本発明によるBCAのマーキング方法においては、このピット形成がなされたBCAゾーンの反射膜7に、BCA信号のマーキングすなわちBCA信号の記録を、青紫色レーザ光再生による光情報記録媒体1のフォーマット、この例ではBD規格で定められた様式でバーコード状のストライプ9の形成によって行う。
このレーザ光によるストライプ9の形成は、上述した波長810nmの記録レーザ光を基板1側からの照射によって、反射膜を溶融させ、これによる反射膜材料の流動および凝集によってストライプ状に反射膜2が除去された欠如部によって形成する。
このレーザ光の照射スポットは、例えば長さ40μm幅1μmの形状であり、パワー密度が75mW/μmによってなされる。これに対し、ストライプ9は、その長さが例えば700μm〜1200μmで、幅が例えば12μmであるので、その記録レーザ光による記録は、縦および横に関して照射位置を移動させて繰り返し照射される。
そして、BCA信号部2に対する再生は、情報記録面5に対する再生と同様に、波長405nm近傍の青紫色レーザ光による再生光Lが、光情報記録媒体に対して同一側の、光透過層8側から照射されてなされる。
図4AはBCAコードから上述した再生光の照射よって読み出された再生光反射光のディテクタの検出出力電流波形図を示す。BCA信号を再生する場合は、再生レーザ光のフォーカシング制御を行うがトラッキング制御は行わない。BCA信号のストライプ9の反射膜7が除去された区間においては、殆んど反射が生じないことから、きわめて小さい検出出力電流Isとなる。一方ストライプがない領域は17pp変調信号となっており、最も高い検出出力電流は8T信号より得られるI8Hとなる。
この検出出力電流は、カットオフ周波数が500kHzのローパスフィルタ(図示せず)によって高周波成分がカットされる。図4Bは、このローパスフィルタLPFの出力波形図であり、ストライプ9に対応する間隔および幅に応じパルスによるBCA信号が得られる。
図2に示した本発明による光情報記録媒体1にあっては、再生専用情報記録部3の情報記録面5が単層構造とした場合であるが、図5は、本発明による光情報記録媒体1の他の例の光情報記録媒体1の要部の概略断面図であり、この例においては、再生専用情報記録部が2層の多層構造とした光情報記録媒体を例示したものである。
図5において、図2と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略するが、この例においては、基板4の1主面に、それぞれ上述したように、音楽、映像等のコンテンツ情報そのほか各種のデータ情報のピット列による凹凸面6が形成され、それぞれ反射膜7が形成された第1および第2の情報記録面51および52が積層された2層構造とされた場合である。
これら第1および第2の情報記録面51および52は周知の方法によって形成することができる。例えば基板2の成型と同時にその一主面に第1の情報記録面51を形成する凹凸面6を成型し、その表面に反射膜7を上述した組成の材料を用いて例えばスパッタすることによって形成する。そして、この第1の情報記録面51上に、例えば紫外線硬化樹脂を塗布し、押圧成型する、いわゆる2P(Photopolymerization)法によって第2の情報記録面52の記録情報による凹凸面6を形成し、この上に反射膜7をスパッタ等によって形成する。
この場合においても、波長405nm近傍の青紫色レーザ光による情報記録面に対する再生、BCA信号部2に対する再生においても共に、再生光Lは、光透過層8側からの照射によってなされる。
この場合、第1および第2のそれぞれの情報記録面51および52に対する再生は、それぞれの再生において、第1または第2の情報記録面51または52に選択的に再生光をフォーカシングすることによってなされる。
したがって、青紫色レーザ再生光の入射面から最も深い位置にある情報記録面の反射膜7、図5に示す例では、情報記録面51の反射膜7は、到来するレーザ光を全て反射する全反射膜とすることが望ましく、高反射率の反射面とされ、これより前方の浅い位置にある情報記録面、この例では第2の情報記録面52の反射膜7は再生光Lに対して半透明反射膜とされる。
これら半透明反射膜は、上述した組成に選定することができ、例えばその厚さの選定によって透過率の選定を行うことができる。また、全反射膜と半透明反射膜とを異なる組成に選定することも可能であり、その場合も半透明反射膜は上記と同様に厚さの選定によって透過率の選定を行うことが出来る。
図5の例では、2層の情報記録面51および52を有する多層のデータ情報記録面を有する光情報記録媒体とした場合であるが、2層に限らず3層以上有する多層光情報記録媒体とすることができる。これらいずれの多層光情報記録媒体においても、青紫色レーザ再生光の入射光に対して最も後方、すなわち入射面に対して最も深い位置にある情報記録面の反射膜7が上述したBCA部2におけるBCA信号の記録がなされる反射膜として用いられる。
そして、このBCA信号の記録すなわちレーザマーキングにおいても上述した記録レーザ光を基板4側からの照射によって行う。
次に、本発明による光情報記録媒体1において、その反射膜7の組成とこれによる特性との関係を、実験例を挙げて説明する。図6(表1)は、反射膜7として検討した様々な組成の種類による試料(No1〜23)と評価結果を示したものである。
この実験条件を以下に説明する。
反射率については、パルステック工業(株)のBlu-ray Disc評価機ODU-1000(以下、BD評価機)を用い、レーザ波長405nm、対物レンズの開口数(N.A.)が0.85のレーザピックアップによって光透過層側から情報信号を再生した。再生信号のうち最も戻り光量が大きくなる長マーク(8Tマーク)信号の最大値(R8H)を測定し、それを予め反射率のわかっているディスクの信号量から換算してそのディスクの反射率として定義した。なお反射率の測定は、恒温恒湿試験前および試験後100h(時間)毎に行った。この恒温恒湿試験(環境試験)の条件は、温度80℃,相対湿度85%であり、保持時間100h毎に恒温恒湿槽より取り出して反射率を測定した。
またBlu-ray Disc評価機を用いて再生した情報信号をリミットイコライザーで波形等価処理し、2値化回路で”0”,“1”の2値化データへ変換した。ジッター値は、PLL回路により同期したクロックと2値化データとを用いてタイムインターバルアナライザーによって測定した。反射率の測定と同様に、恒温恒湿試験前および試験後100h毎のジッター値を測定した。
BCA(Burst Cutting Area)は波長810nm、スポット形状が長さ40μm、幅1μmのBCA記録用レーザを用いて、BD(Blu-ray Disc)のROM規格に準じて記録した。具体的にはAg合金光ディスク1回転毎にBCA記録用レーザスポットを35μmずつ内周から外周にシフトさせ、5μmずつ重ね合わせてレーザ光照射し、半径21.2mmから22.0mmまでの領域に、半径方向の長さ約800μm、幅が約11.6μmの長方形のマークが放射状に形成されるようした。記録時の線速度は3m/secとしてレーザパワーを変化させてBCAマークを記録しその信号を評価した。
次に実験結果について説明する。
先ず、図2で示した光情報記録媒体1において、その反射膜7を、Gdを含まないAg−0.7Nd−αSnの構成とし、そのαを変更させた(試料2,3,6,8)。
図7AおよびBは、それぞれこの場合の、媒体の反射率R8Hおよびジッターの、80℃で85%の湿度における加速試験(Aging)の測定結果を示したグラフである。
図7Cは、図7AおよびBで示した各試料におけるBCA信号の読み取りエラーがゼロとなったときの記録パワー、すなわちBCA記録パワーを示した表図である。
図7AおよびBによれば、Sn量が少ない方が高い反射率と経時変化を小さくできることになる。しかし、図7Cによれば、Snの量を小にすることにより感度が低下する。
図8AおよびBは、それぞれ図7AおよびCに示した結果に基いてそれぞれSnの添加量(原子%)に対する加速試験300時間(H)後の反射率(%)および記録パワー(W)を示した図である。
BD規格によれば反射率は加速試験後でも35%以上が望ましく、その為には図8AよりSnの量は12原子%以下が望ましいことがわかる。
また、BCA記録の際に用いる810nmのレーザ出力は5W程度以下の出力が商業的に望ましく、その為には図8BよりSnの量は3原子%以上が望ましいことがわかる。
そして、Inに関しても、InはSnと化学的性質が類似していることからSnと同様の結果が得られ、Snに代えてInを用いるとか、SnおよびInの両者合計が3原子%以上12原子%以下とに選定することができる。
また、同様に、図2で示した光情報記録媒体1において、その反射膜7を、Gdをも含ませたAg−γNd−βGd−αSnの構成とし、Snの組成をおよそ5.0、Ndの組成をおよそ0.7とし、主としてGdの添加量を変更させた(試料13、17、18、19、20)。
図9AおよびBは、それぞれこれら媒体(試料13、17、18、19、20)の反射率R8Hとジッターの、80℃で85%の湿度における加速試験(Aging)の測定結果を示した図である。
また、図9Cは、これら試料13、17、18、19、20におけるBCA信号の読み取りエラーがゼロとなったときの記録パワー、すなわちBCA記録パワーを示した表図である。
図10A及びBは、それぞれ図9A、BよりNdとGdの添加量の合計値を横軸にとり、縦軸に加速試験300時間後の反射率をプロットした図であり、同図Bは、縦軸にBCA記録パワーをプロットした図である。
これによれば、NdとGdの合計値が3を超えた場合、Sn量が2.0と少ないにも関わらず加速試験後の反射率の低下が著しい。したがって図10AよりNdとGdの量は3原子%以下が望ましいことがわかる。また、図10BよりGdが添加されていることで、最も少ない添加量0.4原子%の場合でもBCA記録パワーは2.2Wと小さくすることができ、これによりGdは少量の添加でも記録感度向上に著しい効果があることがわかった。試料18にBCA記録パワーが2.6Wと大きくなっている理由は、Sn量が2.0と小さいからである。
図11および図12の各AおよびBは、試料20,試料19および試料11、試料17のそれぞれのBCA信号のマークすなわちBCAコードのディスク内の一部分を顕微鏡で拡大した写真図である。これらを比較することによって明らかなように、NdとGdの合計添加量が少ない方が残渣制御性が良い。Gdの添加量に着目すると、添加量が1を超えている試料11および試料17はBCAマーク内の残渣が比較的大きいが、1を超えない試料20、19は残渣が非常に小さく、BCA信号もノイズの小さい良好なものが得られた。Ndの場合も同様により望ましくは添加量は1を超えないことである。したがってNdおよびGdの添加量の合計値としては0.1〜3.0が望ましいが、より好ましくはNd、Gdともに1を超えない添加量が良好な信号を得ることができる。
またCuを含む構成(試料22,23)においても次のことを調べた。Cuを含まない構成に対応する試料21と比較して説明する。
図6(表1)をみると、試料21〜23の環境試験前後の反射率、ジッター値はほぼ同一と見なせる値の変化を示している。図14AおよびBは試料21〜23の媒体の反射率R8Hおよびジッターの、80℃で85%の湿度における加速試験(Aging)の測定結果を示したグラフである。図14A、Bからわかるとおり、Cuを添加することにより、反射率やジッター値は環境試験前後において劣化していないことが確認できた。またBCA記録においても、図6(表1)からわかるとおりBCA信号の読み取りエラーがゼロとなるときの記録パワーはCuを添加しない試料21に比してCuを添加した試料22、23は、その値が小さくなっており、記録感度の向上すなわち特性の改善が得られている。
すなわちCuを添加することにより、反射率やジッター値などの信号特性は劣化せずまたBCA記録特性が劣化していない。
つぎにCuを含む構成と含まない構成におけるAgヒロック発生の有無を調べた。図15A,B,C及びDは、それぞれAg−0.4Nd−0.7Gd−5.5Sn膜、Ag−0.4Nd−0.7Gd−5.5Sn−1.3Cu膜、Ag−0.4Nd−0.7Gd−5.5Sn−3.2Cu膜、Ag−0.4Nd−0.7Gd−5.5Sn−3.8Cu膜を形成したサンプルの、恒温恒湿試験(80℃、85%)100h(時間)後の電子顕微鏡写真(5000倍)である。サンプルの構造は、上記材料組成の薄膜40nmをポリカーボネート基板上に形成したもので、丁度図2の光透過層8が無く薄膜7がむき出しになっている。Agヒロックは水分やイオンなど外的要因がその発生のトリガーとなることからカバーなどの保護層がないサンプル構造は本発明で想定する光記録媒体の構造(カバーすなわち光透過層8が形成されている構造)と比較すると耐候性が低い構造といえる。
図15B、C、Dのサンプルをみると、Cuが1.3原子%添加された図15BのサンプルはCuが含まれない図15Aのサンプルに比してAgヒロックの発生頻度が抑えられている。さらにCuが3.2原子%添加された図15のサンプル、Cuが3.8原子%添加された図15Dのサンプルは、Agヒロックの発生がほぼ抑えられている。図15A〜図15Dのカバーのない構造のサンプルの結果から、本発明で想定する光記録媒体の構造においては、少なくともCuは1.3原子%以上含まれればAgヒロック発生に対して効果が発することがわかる。
また、CuはAgの代替として添加してもその光学特性を損ない難いことが発明者の検討からわかっている。例えばAgを主成分とし、Taを4原子%含むAg合金へ、Cuをそれぞれ0、8、12.7、17.3原子%含ませた場合のAg合金薄膜を40nm形成した光記録媒体(図2の構造とした)へ、前述の段落[0036]と同様に反射率R8Hを測定した。その結果を図16に示す。
図16において、「○」印が初期特性に相当し、「□」印は恒温恒湿試験(80℃、85%)200時間後の反射率特性である。Cuの添加により、12.7原子%添加のサンプルまではCuを添加しないサンプルと比較して恒温恒湿試験前後でもほとんど有意差がないが、それ以上の添加でCuが原因と考えられる反射率の低下が生じている。図15のデータはAg、Cu以外の添加元素がTaの場合であるが、試料21〜23の結果からSnおよび微量のNd、Gdが添加されている本発明の材料組成であっても、AgをCuに代替することによる光学的性質の変化はTaの場合とそれほど変わらないことが予想できる。したがって本発明におけるCuの添加量の上限値を13原子%に定めても、十分な反射率特性を確保できると見込める。
図15に示すように、保護層のない過酷な条件での環境試験において、Cuを添加した材料組成では、Agヒロックの発生が抑制される。実使用では、Cuを含まない材料組成の反射膜上には保護層となる光透過層が形成されているので、水分などの浸入を防ぎ、Agヒロックが発生し難くなっているが、Cuを添加することにより、より確実にAgヒロックの発生が抑制され、環境保存性をより高めることができる。
図13は、比較のためのAg単体による反射膜に対して同様のBCA信号を記録したストライプの顕微鏡写真である。この場合においても、波長810nmの記録レーザ光によって記録を行ったものであるが、この場合、520rpmで4.6W(115W/μm)という低速の記録、高いパワーの記録を必要とし、しかもその記録されたばストライプは、本発明に比し、鮮鋭度に劣っている。つまり、ジッターが大きくなる。
上述したように、本発明によれば、再生専用情報記録部の青紫色レーザ光に対する再生特性において、媒体の反射率が35%より十分高く、17pp変調信号に関してジッター値が6.5%以下という規格を満たし、またBCA記録部の記録特性においても、記録感度が高く、再生特性においても残渣の少ない良好な信号品質と信頼性にすぐれた光情報記録媒体を構成することができた。
また、上述した本発明によるBCAのマーキング方法によれば、コンテンツエリアやそのリードインエリア等の本来の情報記録部に対する青紫色のレーザ再生光の入射側とは反対側から記録がなされることによって、情報記録面が単層、多層のいずれであっても、レーザマーキングすなわちBCA信号の記録感度を一定にすることができ、BCA信号の記録パワーを同一パワーとすることができる。これはBCA信号の記録装置および記録作業の簡潔化が図られることから、大きな工業的利益をもたらす。
なお、上述した例では、ROM型光情報記録媒体とした場合であるが、追記型光情報記録媒体、あるいは書き換え型光情報記録媒体において、そのBCA信号の記録部および本来の情報の記録部における共通の反射膜において、上述した反射膜7の組成と同様の組成とすることによって、すぐれた記録および再生特性を有する光情報記録媒体を構成することができる。
本発明による光情報記録媒体の一例の平面図である。 本発明による光情報記録媒体の一例の円周方向に沿う一部の模式的断面図である。 BCAコードの一例の模式的パターン図である。 A図はBCAコードからの再生光の反射光のディテクタによる検出電流波形図で、B図は、検出電流をローパスフィルタLPFに入力した場合のLPFの出力波形図である。 本発明による多層光情報記録媒体の一例の一部の模式的断面図である。 光情報記録媒体の反射膜の組成を変化させた場合の特性測定結果を示した表図である。 AおよびBは、それぞれ反射膜組成を変化させた光情報記録媒体における反射率R8Hおよびジッターの、加速試験(Aging)の測定結果を示した図であり、同図Cは、BCA記録パワーの測定結果を示した表図である。 AおよびBは、それぞれ図7AおよびCに示した結果に基いてそれぞれSnの添加量(原子%)に対する加速試験300時間(H)後の反射率(%)および記録パワー(W)を示した図である。 AおよびBは、それぞれ反射膜の組成を変化させた光情報記録媒体における反射率R8Hとジッターの、加速試験(Aging)の測定結果を示した図であり、同図Cは、BCA記録パワーの測定結果を示した表図である。 AおよびBは、それぞれ図9に示した結果に基いてNdとGdの添加量の合計値に対する加速試験300時間後の反射率およびBCA記録パワーを示した図である。 AおよびBは、それぞれ本発明による光情報記録媒体のBCA記録の顕微鏡写真である。 AおよびBは、それぞれ本発明による光情報記録媒体のBCA記録の顕微鏡写真である。 比較例の光情報記録媒体におけるBCA記録の顕微鏡写真である。 AおよびBは、それぞれ反射膜組成を変化させた光情報記録媒体における反射率R8Hおよびジッターの、加速試験(Aging)の測定結果を示した図である。 A〜Dは、それぞれCuを含む膜とCuを含まない膜との、Agヒロックの発生状態の電子顕微鏡写真である。 Cu添加量に対する反射率の関係を示した図である。
符号の説明
1……光情報記録媒体、2……BCA(Burst Cutting Area)部、3……データ情報記録部、4……基板、5……情報記録面、6……凹凸面、7……反射膜、8……光透過層、9……ストライプ、51……第1の情報記録面、52……第2の情報記録面

Claims (8)

  1. 再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、
    前記再生専用情報記録部の情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、
    該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、
    前記反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    前記再生専用情報記録部の情報記録面からの情報記録の再生と、前記BCA部からのBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされた
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、
    前記再生専用情報記録部の情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、
    該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、
    前記反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下であり、
    前記再生専用情報記録部の情報記録面からの情報記録の再生と、前記BCA部からのBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされた
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  3. 前記再生専用情報記録部が、それぞれ反射膜を有する多層の情報記録面を有し、
    前記光情報記録媒体に対する前記再生光の入射面から最も深い位置の情報記録面の反射膜が前記BCA部における反射膜と同一材料によって構成され、他のデータ情報記録面の反射膜が半透明の反射膜とされ、
    前記反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光情報記録媒体。
  4. 前記再生専用情報記録部が、それぞれ反射膜を有する多層の情報記録面を有し、
    前記光情報記録媒体に対する前記再生光の入射面から最も深い位置の情報記録面の反射膜が前記BCA部における反射膜と同一材料によって構成され、他のデータ情報記録面の反射膜が半透明の反射膜とされ、
    前記反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下である
    ことを特徴とする請求項2に記載の光情報記録媒体。
  5. 反射膜を有し少なくとも1回の記録が可能な単層の情報記録面もしくは多層の情報記録面を有する情報記録部と、レーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、
    前記単層の情報記録面の反射膜もしくは前記多層の情報記録面の光情報記録媒体に対する再生光の入射面から最も深い位置にある情報記録面の反射膜が、前記BCA部の反射膜と同一材料によって構成され、
    該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    前記情報記録面に対するデータ情報記録の再生と前記BCA部に対するBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされた
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  6. 反射膜を有し少なくとも1回の記録が可能な単層の情報記録面もしくは多層の情報記録面を有する情報記録部と、レーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、
    前記単層の情報記録面の反射膜もしくは前記多層の情報記録面の光情報記録媒体に対する再生光の入射面から最も深い位置にある情報記録面の反射膜が、前記BCA部の反射膜と同一材料によって構成され、
    該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ該反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下であり、
    前記情報記録面に対するデータ情報記録の再生と前記BCA部に対するBCA信号の再生とが青紫色レーザ再生光によって行うことができるようにされた
    ことを特徴とする光情報記録媒体。
  7. 再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の少なくとも1つの情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種とを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ前記反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下である光情報記録媒体に対する前記レーザマーキングにあって、
    前記再生専用情報記録部と前記BCA部に対する青紫色レーザ再生光の前記光情報記録媒体への入射面とは反対側の面から前記BCA部に対するマーキングのレーザ光照射を行う
    ことを特徴とする光情報媒体のBCA(Burst Cutting Area)レーザマーキング方法。
  8. 再生専用情報記録部とレーザマーキングによるBCA(Burst Cutting Area)部とを有し、前記再生専用情報記録部の少なくとも1つの情報記録面の反射膜と、前記BCA部の反射膜とが同一材料によって構成され、該反射膜の組成がAgを主成分とし、Nd,Gdの少なくとも1種と、Sn,Inの少なくとも1種と、Cuとを含有して成り、
    該反射膜の組成の前記Nd,Gdの少なくとも1種による成分の合計が0.1原子%以上3.0原子%以下であり、
    かつ前記反射膜の組成の前記Sn,Inの少なくとも1種による成分の合計が3原子%以上12原子%以下であり、
    かつ該反射膜のCuの組成が1.3原子%以上13原子%以下である光情報記録媒体に対する前記レーザマーキングにあって、
    前記再生専用情報記録部と前記BCA部に対する青紫色レーザ再生光の前記光情報記録媒体への入射面とは反対側の面から前記BCA部に対するマーキングのレーザ光照射を行う
    ことを特徴とする光情報媒体のBCA(Burst Cutting Area)レーザマーキング方法。
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