JP2007335061A - 光情報記録媒体とそのBCA(BurstCuttingArea)マーキング方法 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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、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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/μm2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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