【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はDVD−R、DVD−RW等に代表される光ディスクのように、蛇行したグルーブ及びランドを有し、当該ランド上に予め設けられたエンボスドピットを有する円盤状の光情報記録媒体、及びそれらを製造するためのスタンパーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ディスク、光磁気ディスク等の光情報記録媒体は、従来、データ記録媒体、音声情報記録媒体として広く使用されてきたが、最近ではこれらに加え、CD−R、CD−RW、DVD−R、DVD−RW等が使用されるようになってきている。これらの光情報記録媒体においては、円盤状の記録媒体の表面に設けられた微細なピット等のマークによる反射率の変化、または円盤状の記録媒体の表面に設けられた皮膜の磁気による性質の変化を情報として利用し、光学的手段を利用することにより情報の記録を行っている。
【0003】
このような方式の光情報記録媒体に関する用語の意味については、その一部がJIS X 6261「130mm追記型光ディスクカートリッジ」、JIS 6271「130mm書換型光ディスクカートリッジ」に記載されているので、本明細書においては、これらに記載されている用語については、特に断らない限り、これらに記載されている意味に使用するものとする。
【0004】
これらの光情報記録媒体においては、蛇行したグルーブとランドが螺旋状に交互に設けられており、通常はグルーブ上に情報が書き込まれる。また、グルーブとランドは、光検出器を情報が書き込まれているゾーンに沿って走行させる位置制御すなわちトラッキングを行うための位置検出のために用いられる。すなわち、光が照射される位置がグルーブまたはランドのどの位置にあたるかによって反射光の強さが異なるので、位置制御装置はその信号を受けて、光検出器の位置を制御し、情報が書き込まれている位置に正確に光が照射されるような制御を行う。
【0005】
また、これらの光情報記録媒体のうち、記録可能なDVD(DVD−R、DVD−RW)においては、DVDブックと称する規格が定められており、それによると、円盤状の光情報記録媒体(以下、単に「ディスク」と称することがある。)のスパイラル状の蛇行グルーブに隣接するランド部にランドプリピット(LPP)と呼ばれるプリエンボスドピットが規則的に配列されている。
【0006】
LPPには、ディスクのアドレス情報、ディスクの製造者情報、ディスク書きこみ情報等の光情報記録媒体に情報を記録したり光情報記録媒体から情報を読み取ったりするときに、記録装置や記録再生装置等に与える制御情報が予め埋め込まれている。
【0007】
記録再生装置は、ひとつの光スポットによってDVD−Rディスク又はDVD−RWディスクのグルーブ領域にトラッキングをかけながらグルーブ領域に情報を記録したり又は再生したりすると共に、同時に隣接するランドプリピット信号を再生し、必要な情報を読み取っている。
【0008】
たとえば、DVD−Rディスクの場合では、記録時にはグルーブにトラッキングをかけながら、光スポットで記録マークを書き込み、同時にランドプリピットのアドレス情報等を再生している。
また記録済みのDVD―Rディスクを記録再生装置で再生する場合は、グルーブ領域に記録された記録ピットのみを再生する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで形成されるランドプリピットの中心位置は、記録領域であるグルーブ中心位置からの距離が、トラックピッチである0.74μmの約1/2程度と僅かしか離れていない。つまり、DVD−R記録/再生装置は、非常に狭い領域内において、ランドプリピット信号を再生しながらアドレス情報等を取得し、かつ、同時にグルーブをトラッキングして記録/再生動作を実施している。
【0010】
現在DVD−Rディスクが市場に多く出始め、多くのメーカーにおいて製品化されるようになってきたが、ディスク特性のうちで記録データの品質を決めるデータエラーレートとアドレス情報の読み取り品質を決めるLPPの信号強度は非常に基本的かつ重要な特性である。
【0011】
データエラーレートとLPPの信号強度は、DVD−Rディスクの物理的構成である、基板材料、成形基板の形状品質、有機色素の品質、反射膜、その他の物理構成の状況により左右される。しかしながら、これら、種々ある物理構成のうち、何が支配的にデータエラーレートとLPPの信号強度を左右し、どのようなパラメータをどの程度の範囲に収めると良好なデータエラーレートとLPPの信号強度が得られるかは分かっていなかった。
【0012】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、特定のパラメータを所定範囲に保つことにより、蛇行したグルーブ及びランドを有し、当該ランド上に予め設けられたエンボスドピットを有する円盤状の光情報記録媒体であって、データエラーレートとLPPの信号強度を良好で安定なものとすることができる光情報記録媒体、及びそれらを製造するためのスタンパーを提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、蛇行したグルーブ及びランドを有し、当該ランド上に予め設けられたランドプリピットを有する円盤状の光情報記録媒体であって、当該ランドプリピットの左右方向にリムが残存し、当該ランドプリピットの半値幅をW、一方の残存リム幅をr1、他方の残存リム幅をr2とするとき、これらの関係が
0.25≦(r1+r2)/W≦1.5
の関係を満たすことを特徴とする光情報記録媒体(請求項1)である。
【0014】
また、前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段であって、前記ランドプリピットの長さが250nm〜350nmであることを特徴とするもの(請求項2)である。
【0015】
なお、本明細書中において「ランドプリピットの長さ」とは、ランドの長さ方向の長さ、「ランドプリピット幅」とは、ランドの長さ方向に対して直角な方向、すなわちランドの幅方向の長さを意味し、いずれも半値幅で示すものとする。なお、「半値幅」とは、深さが全体の深さの1/2の場所での幅を意味する。
【0016】
本発明者等がデータエラーレートとLPPの信号強度を良好で安定なものとする方法について、詳細に鋭意研究した結果、成形基板の形状品質が特に重要であると判断し、特にLLPの形状に注目した。
【0017】
DVD−Rディスクでは、レーザー光を、有機色素などを塗布したグルーブ面に照射し、基板の変形を利用してデータを記録する。そして、再生装置により記録されたデータを読み取るが、再生信号を読み取る際に、ランドプリピット信号がデータ再生信号に漏れ込んでしまい(LPP信号クロストーク)データ再生エラーレートが悪化してしまうことが大きな問題となる。これは規格上データを再生するグルーブのわずか約0.3μm隣にランドプリピットというマークが存在するためである。
【0018】
すなわち、DVD−R、DVD―RWディスクのような情報記録媒体においては、アドレス情報を記録したLPPと、データを記録するグルーブ領域が非常に接近しているため(逆に接近しているためアドレス情報を再生しながらデータを記録、再生できるのであるが)、再生の際、それぞれの信号が干渉することが問題となるのである。以下、これらの事項について、発明者等が行った実験データに基づいて説明する。なお、これらのデータは、トラックピッチ740nm、グルーブ深さ165nm、グルーブ幅300±30(半値幅)nm、ランド幅440±30nm、グルーブ斜面傾斜角65°のディスクについてのものであるが、規格DVD−recordableのディスクについて汎用性のあるものである。
【0019】
図1に、以下に使用する各寸法に対応する部分を図示する。図1において1はランド、2はグルーブ、3はLLPである。LLPの長さはaに対応し、幅(半値幅)はWに対応する。LLPのオフセット量はランド中心とLLP中心のずれ量に対応し、図ではcに対応する。リムの幅はr1、r2に対応する。
【0020】
図2に、LPPのリムの残存率とLPPのアドレス認識エラーレート(アドレス読み取り誤り率)との関係の例を示す。リムとは、ランドにおいて、LLPの接線方向(すなわちランドの長さ方向に直角な方向)に、LLPが形成されずに残存しているランド部のことであり、ランドの進行方向に向かって、LLPの左右に存在する。このリムの、LLPの接線方向の幅をリムの残存リム幅と称する。図2において、r1は左右の一方のリムの残存リム幅、r2は他方のリムの残存リム幅をいう。LLP幅とは、前述のとおり半値幅であり、この値をWとする。
【0021】
図2を見ると、(r1+r2)/Wが1.5を超えるとアドレス読み取り誤り率が急激に増加し始める反面、(r1+r2)/W≦1.5の範囲では、アドレス読み取り誤り率が安定して低い値に保たれていることが分かる。これは、リム残存幅とLLP半値幅の比が大きくなると、すなわち、ランド幅に占めるLLP幅が小さくなると、アドレス信号が小さくなるためであると考えられる。このため、本手段においては(r1+r2)/Wの値を1.5以下に限定する。なお、図2においてプロットされている値は、左から順に、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0である。
【0022】
一方、図3に、LPPのリムの残存率と記録データのデータ領域エラー(ランダム再生信号エラー、PIエラー)との関係の例を示す。r1、r2、LLP半値幅(W)の意味は図2と同じである。図3を見ると分かるように、PIエラーは、(r1+r2)/W<0.25となると急激に増加し始めるが、0.25≦(r1+r2)/Wの範囲では安定して低い値に保たれていることが分かる。これは、リム残存幅とLLP半値幅の比が小さくなると、すなわち、ランド幅に占めるLLP幅が大きくなると、再生信号を読み取る際に、ランドプリピット信号がデータ再生信号に漏れ込んでしまい(LPP信号クロストーク)、データ再生エラーレートが悪化してしまうためであると考えられる。これより、本手段においては、(r1+r2)/Wの範囲を0.25以上に限定する。なお、図3においてプロットされているデータは、左から0.1、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.8、1.0である。
【0023】
以上のことから、LPPのアドレス誤り率、記録データ再生信号エラーの2特性を向上させるためには、0.25≦(r1+r2)/W≦1.5となっている必要があることが分かる。
【0024】
図4に、LPPの長さ(半値幅)と、アドレス認識エラーレート(LPPのアドレス読み取り誤り率)との関係の例を示す。図4に示す通りLLPの長さが増大するにアドレス認識エラーレートは低下する。これは、アドレスピットの長さが大きくなれば、信号強度(信号変調度)が大きく取れ、そのためエラーレートも低下するためであると考えられる。
【0025】
特に注目すべきは、LLPの長さが250nm未満となった場合、エラーレートが急激に増加する半面、LLPの長さが250nm以上となると、エラーレートの低下はほぼ飽和することである。よって、本手段においては、LLPの長さを250nm以上に限定する。なお、図4において、プロットされている点の横軸の値は、左から60、110、152、202、248、306、358、402、458である。
【0026】
一方、LPPの長さ(半値幅)と記録データのデータ領域エラー(ランダム再生信号エラー、PIエラー)との関係の例を図5に示す。図に示すとおり、LPPの長さが小さくなるに従いPIエラーは低下する。これはLLPの長さが大きくなると、記録データの再生時に、そのすぐ近傍にあるLPPのアドレス信号が記録データに漏れ込むためであると考えられる。すなわちグルーブに記録されたデータピットを再生する際には、隣接するLPPの再生信号の漏れ込み信号はできるだけ小さい方が望ましい。
【0027】
特に注目すべきは、PIエラーは、LLP長さが350nmを超えると急激に増加し始める半面、LLP長さが350nm以下となると、その低下率はほぼ飽和することである。よって、本手段においては、LLPの長さを350μm以下に限定する。なお、図5において、プロットされている点の横軸の値は、左から60、110、152、202、248、306、358、402、458である。
【0028】
以上のことから、LPPのアドレス誤り率、記録データ再生信号エラーの2特性を向上させるためにはLPPの半径方向長さが250nm〜350nmとなっている必要があることが分かる。
【0029】
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段である光情報記録媒体を製造するためのスタンパーであって、その表面に、当該スタンパーを使用して光情報記録媒体の成形を行った場合に、それぞれ前記第1の手段又は第2の手段に記載されるような光情報記録媒体のグルーブ及びエンボスドピットの寸法及び形状が得られるような凹凸が形成されていることを特徴とするもの(請求項3)である。
【0030】
本手段によれば、スタンパーを用いて効率良く、前記第1の手段又は第2の手段であるスタンパーを製造することができる。
【0031】
【実施例】
<実施例1>
本発明に係るDVD−Rディスクを製造した。最初に、外径200mm、厚さ6mmの精密洗浄されたガラス原盤を準備し、この表面にプライマーを塗布した後にポジ型フォトレジスト(シプレイ社製:S1818)をスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間プリベークした。この工程によりコーティング厚さ175nmのコーティング原盤が完成した。
【0032】
次いで、コーティング原盤を、2ビームレーザーを搭載したレーザーカッティングマシンにかけて、ウォブルドグルーブ及びランドプリピットを形成した。露光時は、3.50m/secのCLVスピード、トラックピッチを0.745μmとしてカッティングを行った。露光パワー及び露光スポット径は、ディスク完成時にグルーブとなる部分の半値幅が300nmとなり、グルーブの斜面角度が65°となるように設定した。
【0033】
LPPについては、露光パワー及び露光パルス長さを、LLPの長さがa(接線方向長さ)=350nm、W(半径方向長さ)=280nmになるように設定した。またグルーブ中心とLPP中心のずれ量が−10nmとなるように、露光位置を設定した。
【0034】
そして、無機アルカリ現像液(シプレイ製デベロッパー)と超純水での希釈液、濃度20%で現像しマスター原盤を完成させた。次に、このマスター原盤に導電化処理を施し、テクノトランス社製ニッケル電鋳装置によって電鋳後、マスター原盤から剥離し、さらに内径22.0mm、外径138mmの径に打ち抜きを施してニッケッルスタンパーを完成した。
【0035】
このスタンパーを住友重機械工業社製射出成形装置にセットし、0.6mm厚さのポリカーボネート基板を作製した。AFM(原子間力顕微鏡)にて形状を検査した結果、グルーブについては深さが170nm、斜面の角度が65°、ミドル幅が290nmとなっており、LPPについては深さが170nm、接線方向の長さが340nm、半径方向の長さ(ランドプリピットの半値幅)が270nmとなっていた。またランド中心とLPPの中心位置のずれは−10nmであった。したがって、(r1+r2)/Wが0.68である光ディスク用ポリカーボネート基板が作成できた。
【0036】
DVD−R製造ラインにより同基板にシアニンDYEをスピンコートにより施し、反射膜をスパッタリングしさらに0.6mm厚の保護基板を貼り合わせ、ラッカーをコーティングすることにより、ブランクディスクを完成させた。
【0037】
本実施例では、シアニン系の有機色素を用いたが、もちろんこれに限定されるだけではなく、アゾ、フタロシアニン等の有機色素、相変化方式の金属薄膜使用したDVD−RWの場合にも応用できる。
【0038】
本ブランクディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて未記録再生プッシュプル信号をケンウッド製LPPエラーカウンターDMR−に入力し、LPPエラーレートを測定した。その結果、LLPエラーレートは3×10−5であり、十分DVDスペックを満足した。
また再生信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測したところ、LPPbの値として0.27が得られた。
【0039】
その後映像データをフォーマット信号に変換し、波長650nmのレーザー光で本ブランクディスクに記録した。次にこのディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて、再生プッシュプル信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測し、電圧値から得られた記録後のランダムエラーを全面測定した結果、PIエラーは45であり、また記録マークのジッタは7.2%であった。以上のようにDVDスペックを十分満足した。
【0040】
<実施例2>
本発明に係るDVD−Rディスクを製造した。最初に、実施例1と同様の方法でコーティング原盤を製造した。次いで、コーティング原盤を、2ビームレーザーを搭載したレーザーカッティングマシンにかけて、ウォブルドグルーブ及びランドプリピットを形成した。露光時は、3.50m/secのCLVスピード、トラックピッチを0.745μmとしてカッティングを行った。露光パワー及び露光スポット径は、グルーブの半値幅が300nmとなり、グルーブの斜面角度が65°となるように設定した。
【0041】
LPPについては、露光パワー及び露光パルス長さを、LLPの長さがa(接線方向長さ)=250nm、W(半径方向長さ)=200nmになるように設定した。またランド中心とLPP中心のずれ量が−10nmとなるように、露光位置を設定した。以下、実施例1と同様な方法で、ニッケルスタンパーを完成した。
【0042】
このスタンパーを住友重機械工業社製射出成形装置にセットし、0.6mm厚さのポリカーボネート基板を作製した。AFM(原子間力顕微鏡)にて形状を検査した結果、グルーブについては深さが170nm、斜面の角度が65°、ミドル幅が290nmとなっており、LPPについては深さが170nm、接線方向の長さが245nm、半径方向の長さ(ランドプリピットの半値幅)が195nmとなっていた。またグルーブ中心とLPPの中心位置のずれは−10nmであった。従って、(r1+r2)/Wが1.33である光ディスク用ポリカーボネート基板が作成できた。
【0043】
DVD−R製造ラインにより同基板にシアニンDYEをスピンコートにより施し、反射膜をスパッタリングしさらに0.6mm厚の保護基板を貼り合わせ、ラッカーをコーティングすることにより、ブランクディスクを完成させた。
【0044】
本実施例では、シアニン系の有機色素を用いたが、もちろんこれに限定されるだけではなく、アゾ、フタロシアニン等の有機色素、相変化方式の金属薄膜使用したDVD−RWの場合にも応用できる。
【0045】
本ブランクディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて未記録再生プッシュプル信号をケンウッド製LPPエラーカウンターDMR−に入力し、LPPエラーレートを測定した。その結果、LLPエラーレートは2.8%であり、十分DVDスペックを満足した。
また再生信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測したところ、LPPbの値として0.22が得られた。
【0046】
その後映像データをフォーマット信号に変換し、波長650nmのレーザー光で本ブランクディスクに記録した。次にこのディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて、再生プッシュプル信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測し、電圧値から得られた記録後のランダムエラーを全面測定した結果、PIエラーは35であり、また記録マークのジッタは6.9%であった。以上のようにDVDスペックを十分満足した。
【0047】
<実施例3>
本発明に係るDVD−Rディスクを製造した。実施例1と同様の方法でコーティング原盤を製造したが、本実施例においては、コーティング厚さを145nmとした。次いで、コーティング原盤を、2ビームレーザーを搭載したレーザーカッティングマシンにかけて、ウォブルドグルーブ及びランドプリピットを形成した。露光時は、3.50m/secのCLVスピード、トラックピッチを0.745μmとしてカッティングを行った。露光パワー及び露光スポット径は、グルーブの半値幅が300nmとなり、グルーブの斜面角度が65°となるように設定した。
【0048】
LPPについては、露光パワー及び露光パルス長さを、LLPの長さがa(接線方向長さ)=250nm、W(半径方向長さ)=200nmになるように設定した。またグルーブ中心とLPP中心のずれ量が−10nmとなるように、露光位置を設定した。以下、実施例1と同様な方法で、ニッケルスタンパーを完成した。
【0049】
このスタンパーを住友重機械工業社製射出成形装置にセットし、0.6mm厚さのポリカーボネート基板を作製した。AFM(原子間力顕微鏡)にて形状を検査した結果、グルーブについては深さが140nm、斜面の角度が65°、ミドル幅が290nmとなっており、LPPについては深さが140nm、接線方向の長さが245nm、半径方向の長さ(ランドプリピットの半値幅)が195nmとなっていた。またグルーブ中心とLPPの中心位置のずれは−10nmであった。(r1+r2)/Wの値は、実施例2と同様1.33である。
【0050】
DVD−R製造ラインにより同基板にシアニンDYEをスピンコートにより施し、反射膜をスパッタリングしさらに0.6mm厚の保護基板を貼り合わせ、ラッカーをコーティングすることにより、ブランクディスクを完成させた。
【0051】
本実施例では、シアニン系の有機色素を用いたが、もちろんこれに限定されるだけではなく、アゾ、フタロシアニン等の有機色素、相変化方式の金属薄膜使用したDVD−RWの場合にも応用できる。
【0052】
本ブランクディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて未記録再生プッシュプル信号をケンウッド製LPPエラーカウンターDMR−に入力し、LPPエラーレートを測定した。その結果、LLPエラーレートは2.5%であり、十分DVDスペックを満足した。
また再生信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測したところ、LPPbの値として0.21が得られた。
【0053】
その後映像データをフォーマット信号に変換し、波長650nmのレーザー光で本ブランクディスクに記録した。次にこのディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて、再生プッシュプル信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測し、電圧値から得られた記録後のランダムエラーを全面測定した結果、PIエラーは35であり、また記録マークのジッタは6.9%であった。以上のようにDVDスペックを十分満足した。
【0054】
<比較例>
本発明の比較例であるDVD−Rディスクを製造した。最初に、実施例と同様の方法により、コーティング厚さ175nmのコーティング原盤を作成した。
次いで、コーティング原盤2ビームレーザーを搭載したレーザーカッティングマシンでウォブルドグルーブを及びランドプリピットを形成した。
【0055】
次いで、コーティング原盤を、2ビームレーザーを搭載したレーザーカッティングマシンにかけて、ウォブルドグルーブ及びランドプリピットを形成した。露光時は、3.50m/secのCLVスピード、トラックピッチを0.745μmとしてカッティングを行った。露光パワー及び露光スポット径は、グルーブの半値幅が300nmとなり、グルーブの斜面角度が65°となるように設定した。これは実施例1と同じ条件である。
【0056】
LPPについては、露光パワー及び露光パルス長さを、LLPの長さがa(接線方向長さ)=400nm、W(半径方向長さ)=300nmになるように設定した。またグルーブ中心とLPP中心のずれ量が−10nmとなるように、露光位置を設定した。すなわち、この比較例においては、LLPの接線方向長さが本発明の範囲を外れている。以下、実施例1と同様の方法でニッケッルスタンパーを完成した。
【0057】
このスタンパーを住友重機械工業社製射出成形装置にセットし、0.6mm厚さのポリカーボネート基板を作製した。AFM(原子間力顕微鏡)にて形状を検査した結果、グルーブについては深さが170nm、斜面の角度が65°、ミドル幅が290nmとなっており、LPPについては深さが170nm、接線方向の長さが390nm、半径方向の長さ(ランドプリピットの半値幅)が290nmとなっていた。またグルーブ中心とLPPの中心位置のずれは−10nmであった。以下、実施例と同様の方法によりブランクディスクを完成させた。従って、(r1+r2)/Wの値は0.18となっている。
【0058】
本ブランクディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて未記録再生プッシュプル信号をケンウッド製LPPエラーカウンターDMR−に入力し、LPPエラーレートを測定した。その結果、LLPエラーレートは1.8%であり、十分DVDスペックを満足した。
また再生信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測したところ、LPPbの値として0.28が得られた。
【0059】
その後映像データをフォーマット信号に変換し、波長650nmのレーザー光で本ブランクディスクに記録した。次にこのディスクをパルステック社製光ディスク評価装置DDU−1000にかけて、再生プッシュプル信号からLPPの信号強度をオシロスコープで計測し、電圧値から得られた記録後のランダムエラーを全面測定した結果、PIエラーは350であり、また記録マークのジッタは9.0%であった。これは、DVDブック規格から外れた値である。この理由は、LPPのからの信号クロストークにより、データ再生時のランダムエラーが増加してしまったためと推測される。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データエラーレートとLPPの信号強度を良好で安定なものとすることができる光情報記録媒体、及びそれらを製造するためのスタンパーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】LLP周りの寸法の定義を示す図である。
【図2】LPPのリムの残存率とLPPのアドレス認識エラーレート(アドレス読み取り誤り率)との関係の例を示す図である。
【図3】LPPのリムの残存率と記録データのデータ領域エラー(ランダム再生信号エラー、PIエラー)との関係の例を示す図である。
【図4】LPPの長さ(半値幅)と、アドレス認識エラーレート(LPPのアドレス読み取り誤り率)との関係の例を示す図である。
【図5】一方、LPPの長さ(半値幅)と記録データのデータ領域エラー(ランダム再生信号エラー、PIエラー)との関係の例を示す図である。
【符号の説明】
1:ランド
2:グルーブ
3:LLP[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a disk-shaped optical information recording medium having meandering grooves and lands and embossed pits provided in advance on the lands, such as an optical disk represented by a DVD-R, a DVD-RW, or the like. And a stamper for manufacturing them.
[0002]
[Prior art]
Optical information recording media such as optical disks and magneto-optical disks have been widely used as data recording media and audio information recording media, but recently, in addition to these, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD -RW and the like are being used. In these optical information recording media, the change in reflectance due to marks such as fine pits provided on the surface of the disk-shaped recording medium, or the change in the magnetic properties of the film provided on the surface of the disk-shaped recording medium. Changes are used as information, and information is recorded by using optical means.
[0003]
Some of the meanings of the terms related to the optical information recording medium of such a system are described in JIS X 6261 “130 mm write-once optical disc cartridge” and JIS 6271 “130 mm rewritable optical disc cartridge”. In, the terms described therein are used for the meanings described therein unless otherwise specified.
[0004]
In these optical information recording media, meandering grooves and lands are provided spirally and alternately, and information is usually written on the grooves. The grooves and lands are used for position control for causing the photodetector to travel along the zone in which information is written, that is, for position detection for tracking. In other words, the intensity of the reflected light differs depending on the position on the groove or the land where the light is irradiated, and the position control device receives the signal to control the position of the photodetector and write information. Control is performed so that light is accurately applied to the current position.
[0005]
Among these optical information recording media, a standard called a DVD book is defined for a recordable DVD (DVD-R, DVD-RW), and according to the standard, a disc-shaped optical information recording medium ( In the following, pre-embossed pits called land pre-pits (LPPs) are regularly arranged in a land portion adjacent to a spiral meandering groove of a "disk".
[0006]
The LPP includes a recording device and a recording / reproducing device when recording information on an optical information recording medium or reading information from the optical information recording medium, such as disc address information, disc manufacturer information, and disc write information. Etc. are embedded in advance.
[0007]
The recording / reproducing apparatus records or reproduces information in the groove area while tracking the groove area of the DVD-R disc or DVD-RW disc with one light spot, and simultaneously outputs an adjacent land pre-pit signal. Play and read the information you need.
[0008]
For example, in the case of a DVD-R disc, a recording mark is written with a light spot while tracking the groove during recording, and at the same time, address information of land pre-pits is reproduced.
When a recorded DVD-R disc is reproduced by a recording / reproducing apparatus, only recording pits recorded in a groove area are reproduced.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The center position of the formed land prepit is slightly apart from the center position of the groove, which is the recording area, by about 1/2 of the track pitch of 0.74 μm. In other words, the DVD-R recording / reproducing apparatus obtains address information and the like while reproducing the land pre-pit signal in a very small area, and simultaneously performs the recording / reproducing operation by tracking the groove. .
[0010]
Currently, many DVD-R discs have begun to appear on the market and have been commercialized by many manufacturers. Among the disc characteristics, a data error rate that determines the quality of recorded data and an LPP that determines the quality of reading address information Is a very basic and important characteristic.
[0011]
The data error rate and the signal strength of the LPP depend on the physical constitution of the DVD-R disc, such as the substrate material, the shape quality of the molded substrate, the quality of the organic dye, the reflective film, and other physical constitutions. However, among these various physical configurations, what predominantly affects the data error rate and the signal strength of the LPP, and what parameters and within what range, provides a good data error rate and the signal strength of the LPP. I didn't know if I could get it.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a meandering groove and a land by maintaining specific parameters within a predetermined range, and has a disk-like shape having embossed pits provided in advance on the land. It is an object of the present invention to provide an optical information recording medium which can make the data error rate and the signal intensity of LPP good and stable, and a stamper for manufacturing them.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above-mentioned problem is a disc-shaped optical information recording medium having meandering grooves and lands and having land pre-pits provided in advance on the lands, When the rim width of the land prepit is W, the remaining rim width is r1, and the other rim width is r2, these relationships are
0.25 ≦ (r1 + r2) /W≦1.5
The optical information recording medium (Claim 1) characterized by satisfying the following relationship:
[0014]
A second means for solving the problem is the first means, wherein the length of the land prepit is 250 nm to 350 nm (Claim 2). .
[0015]
In this specification, the “length of the land prepit” is the length in the length direction of the land, and the “land prepit width” is the direction perpendicular to the length direction of the land, that is, the land. , In the width direction, and each is indicated by a half-value width. The “half width” means a width at a place where the depth is 1 / of the entire depth.
[0016]
The present inventors have conducted detailed and detailed studies on a method for making the data error rate and the signal strength of the LPP good and stable, and as a result, have determined that the shape quality of the molded substrate is particularly important. noticed.
[0017]
In a DVD-R disc, laser light is applied to a groove surface coated with an organic dye or the like, and data is recorded using deformation of the substrate. Then, the data recorded by the reproducing apparatus is read. When reading the reproduced signal, the land pre-pit signal leaks into the data reproduced signal (LPP signal crosstalk), and the data reproduction error rate may be deteriorated. It is a big problem. This is because there is a land prepit mark just 0.3 μm adjacent to the groove for reproducing data according to the standard.
[0018]
That is, in an information recording medium such as a DVD-R or a DVD-RW disc, the LPP in which address information is recorded is very close to the groove area in which data is recorded. Data can be recorded and reproduced while reproducing information), but at the time of reproduction, there is a problem that respective signals interfere with each other. Hereinafter, these matters will be described based on experimental data performed by the inventors. These data are for a disc having a track pitch of 740 nm, a groove depth of 165 nm, a groove width of 300 ± 30 (half width) nm, a land width of 440 ± 30 nm, and a groove inclination angle of 65 °. -It is versatile for a recordable disc.
[0019]
FIG. 1 shows a portion corresponding to each dimension used below. In FIG. 1, 1 is a land, 2 is a groove, and 3 is an LLP. The length of the LLP corresponds to a, and the width (half width) corresponds to W. The offset amount of the LLP corresponds to the deviation amount between the land center and the LLP center, and corresponds to c in the figure. The width of the rim corresponds to r1, r2.
[0020]
FIG. 2 shows an example of the relationship between the LPP rim remaining rate and the LPP address recognition error rate (address read error rate). The rim is a land portion in which no LLP is formed in a land in a tangential direction of the LLP (that is, a direction perpendicular to the length direction of the land). Present on the left and right of LLP. The width of this rim in the tangential direction of the LLP is referred to as the remaining rim width of the rim. In FIG. 2, r1 indicates the remaining rim width of one of the left and right rims, and r2 indicates the remaining rim width of the other rim. The LLP width is a half value width as described above, and this value is W.
[0021]
Referring to FIG. 2, when (r1 + r2) / W exceeds 1.5, the address read error rate starts to increase sharply, but in the range of (r1 + r2) /W≦1.5, the address read error rate is stable. It can be seen that the value is kept low. This is considered to be because the address signal becomes smaller as the ratio between the rim remaining width and the LLP half-value width increases, that is, as the LLP width occupying the land width decreases. For this reason, in this means, the value of (r1 + r2) / W is limited to 1.5 or less. The values plotted in FIG. 2 are 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8,. 9, 2.0.
[0022]
On the other hand, FIG. 3 shows an example of the relationship between the residual ratio of the rim of the LPP and the data area error (random reproduction signal error, PI error) of the recording data. The meanings of r1, r2 and LLP half width (W) are the same as those in FIG. As can be seen from FIG. 3, the PI error starts to increase sharply when (r1 + r2) / W <0.25, but keeps a stable low value in the range of 0.25 ≦ (r1 + r2) / W. You can see that it is dripping. This is because when the ratio between the rim remaining width and the LLP half width decreases, that is, when the LLP width occupying the land width increases, the land prepit signal leaks into the data reproduction signal when reading the reproduction signal (LPP). It is considered that this is because the signal reproduction error rate deteriorates. Thus, in the present means, the range of (r1 + r2) / W is limited to 0.25 or more. The data plotted in FIG. 3 are 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.8 and 1.0.
[0023]
From the above, it can be seen that in order to improve the two characteristics of the LPP address error rate and the recorded data reproduction signal error, it is necessary that 0.25 ≦ (r1 + r2) /W≦1.5.
[0024]
FIG. 4 shows an example of the relationship between the length (half width) of the LPP and the address recognition error rate (the LPP address read error rate). As shown in FIG. 4, as the length of the LLP increases, the address recognition error rate decreases. This is considered to be because if the length of the address pit is increased, the signal strength (the degree of signal modulation) can be increased, and the error rate also decreases.
[0025]
It should be particularly noted that, when the length of the LLP is less than 250 nm, the error rate sharply increases, but when the length of the LLP is 250 nm or more, the decrease in the error rate is almost saturated. Therefore, in this means, the length of the LLP is limited to 250 nm or more. In FIG. 4, the values on the horizontal axis of the plotted points are 60, 110, 152, 202, 248, 306, 358, 402, and 458 from the left.
[0026]
On the other hand, FIG. 5 shows an example of the relationship between the length (half width) of the LPP and the data area error (random reproduction signal error, PI error) of the recording data. As shown in the figure, the PI error decreases as the length of the LPP decreases. It is considered that this is because when the length of the LLP is increased, the address signal of the LPP in the immediate vicinity leaks into the recorded data when the recorded data is reproduced. That is, when reproducing data pits recorded in a groove, it is desirable that the leakage signal of a reproduction signal of an adjacent LPP be as small as possible.
[0027]
It should be particularly noted that the PI error starts to increase sharply when the LLP length exceeds 350 nm, but the decrease rate is almost saturated when the LLP length becomes 350 nm or less. Therefore, in this means, the length of the LLP is limited to 350 μm or less. In FIG. 5, the values on the horizontal axis of the plotted points are 60, 110, 152, 202, 248, 306, 358, 402, and 458 from the left.
[0028]
From the above, it can be understood that the radial length of the LPP needs to be 250 nm to 350 nm in order to improve the two characteristics of the LPP address error rate and the recorded data reproduction signal error.
[0029]
A third means for solving the above-mentioned problem is a stamper for manufacturing an optical information recording medium as the first means or the second means, and the stamper is provided on the surface thereof using the stamper. When the information recording medium is molded, irregularities are formed so as to obtain the dimensions and shapes of the grooves and embossed pits of the optical information recording medium as described in the first means or the second means, respectively. (Claim 3).
[0030]
According to this means, the stamper as the first means or the second means can be efficiently manufactured using the stamper.
[0031]
【Example】
<Example 1>
A DVD-R disk according to the present invention was manufactured. First, a precision-cleaned glass master having an outer diameter of 200 mm and a thickness of 6 mm is prepared, a primer is applied to the surface of the master, and a positive photoresist (S1818: manufactured by Shipley Co., Ltd.) is spin-coated, and a hot plate at 100 ° C. Pre-baked on top for 10 minutes. By this step, a coating master having a coating thickness of 175 nm was completed.
[0032]
Next, the coating master was applied to a laser cutting machine equipped with a two-beam laser to form wobbled grooves and land prepits. At the time of exposure, cutting was performed with a CLV speed of 3.50 m / sec and a track pitch of 0.745 μm. The exposure power and the exposure spot diameter were set so that the half-value width of the portion that would become a groove when the disc was completed was 300 nm, and the slope angle of the groove was 65 °.
[0033]
For the LPP, the exposure power and the exposure pulse length were set such that the length of the LLP was a (tangential length) = 350 nm and W (radial length) = 280 nm. The exposure position was set so that the amount of deviation between the groove center and the LPP center was -10 nm.
[0034]
Then, development was performed with an inorganic alkali developer (developer made by Shipley) and a diluent in ultrapure water at a concentration of 20% to complete a master master. Next, the master master is subjected to a conductive treatment, electroformed by a technotrans nickel electroforming apparatus, peeled off from the master master, and further punched to an inner diameter of 22.0 mm and an outer diameter of 138 mm to obtain a nickel. Rustamper is completed.
[0035]
The stamper was set on an injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. to produce a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm. As a result of inspecting the shape with an AFM (atomic force microscope), the groove had a depth of 170 nm, the slope angle was 65 °, the middle width was 290 nm, and the LPP had a depth of 170 nm and a tangential direction. The length was 340 nm, and the length in the radial direction (half width of the land prepit) was 270 nm. The deviation between the center of the land and the center of the LPP was -10 nm. Accordingly, a polycarbonate substrate for an optical disk having (r1 + r2) / W of 0.68 was produced.
[0036]
A blank disk was completed by applying cyanine DYE to the substrate by spin coating using a DVD-R production line, sputtering a reflective film, bonding a 0.6 mm thick protective substrate, and coating a lacquer.
[0037]
In this embodiment, a cyanine-based organic dye is used. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a DVD-RW using an organic dye such as azo or phthalocyanine, or a phase-change type metal thin film. .
[0038]
The blank disk was passed through an optical disk evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and an unrecorded and reproduced push-pull signal was input to an LPP error counter DMR- manufactured by Kenwood to measure an LPP error rate. As a result, the LLP error rate is 3 × 10 -5 And satisfied the DVD specifications sufficiently.
When the signal strength of LPP was measured from the reproduced signal using an oscilloscope, 0.27 was obtained as the value of LPPb.
[0039]
Thereafter, the video data was converted into a format signal and recorded on the blank disk with a laser beam having a wavelength of 650 nm. Next, this disc was subjected to an optical disc evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and the signal intensity of LPP was measured from the reproduced push-pull signal with an oscilloscope, and the random error after recording obtained from the voltage value was entirely measured. The error was 45, and the jitter of the recorded mark was 7.2%. As described above, the DVD specifications were sufficiently satisfied.
[0040]
<Example 2>
A DVD-R disk according to the present invention was manufactured. First, a coating master was manufactured in the same manner as in Example 1. Next, the coating master was applied to a laser cutting machine equipped with a two-beam laser to form wobbled grooves and land prepits. At the time of exposure, cutting was performed with a CLV speed of 3.50 m / sec and a track pitch of 0.745 μm. The exposure power and the exposure spot diameter were set such that the half width of the groove was 300 nm and the angle of the inclined surface of the groove was 65 °.
[0041]
For the LPP, the exposure power and the exposure pulse length were set such that the length of the LLP was a (tangential length) = 250 nm and W (radial length) = 200 nm. The exposure position was set so that the amount of deviation between the land center and the LPP center was -10 nm. Hereinafter, a nickel stamper was completed in the same manner as in Example 1.
[0042]
The stamper was set on an injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. to produce a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm. As a result of inspecting the shape with an AFM (atomic force microscope), the groove had a depth of 170 nm, the slope angle was 65 °, the middle width was 290 nm, and the LPP had a depth of 170 nm and a tangential direction. The length was 245 nm, and the length in the radial direction (the half width of the land prepit) was 195 nm. The deviation between the center of the groove and the center of the LPP was -10 nm. Therefore, a polycarbonate substrate for an optical disk having (r1 + r2) / W of 1.33 was produced.
[0043]
A blank disk was completed by applying cyanine DYE to the substrate by spin coating using a DVD-R production line, sputtering a reflective film, bonding a 0.6 mm thick protective substrate, and coating a lacquer.
[0044]
In this embodiment, a cyanine-based organic dye is used. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a DVD-RW using an organic dye such as azo or phthalocyanine, or a phase-change type metal thin film. .
[0045]
The blank disk was passed through an optical disk evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and an unrecorded and reproduced push-pull signal was input to an LPP error counter DMR- manufactured by Kenwood to measure an LPP error rate. As a result, the LLP error rate was 2.8%, which sufficiently satisfied the DVD specifications.
When the signal strength of LPP was measured from the reproduced signal using an oscilloscope, the value of LPPb was 0.22.
[0046]
Thereafter, the video data was converted into a format signal and recorded on the blank disk with a laser beam having a wavelength of 650 nm. Next, this disc was applied to an optical disc evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and the signal intensity of LPP was measured with an oscilloscope from the reproduced push-pull signal. The error was 35, and the recording mark jitter was 6.9%. As described above, the DVD specifications were sufficiently satisfied.
[0047]
<Example 3>
A DVD-R disk according to the present invention was manufactured. A coating master was manufactured in the same manner as in Example 1, but in this example, the coating thickness was 145 nm. Next, the coating master was applied to a laser cutting machine equipped with a two-beam laser to form wobbled grooves and land prepits. At the time of exposure, cutting was performed with a CLV speed of 3.50 m / sec and a track pitch of 0.745 μm. The exposure power and the exposure spot diameter were set such that the half width of the groove was 300 nm and the angle of the inclined surface of the groove was 65 °.
[0048]
For the LPP, the exposure power and the exposure pulse length were set such that the length of the LLP was a (tangential length) = 250 nm and W (radial length) = 200 nm. The exposure position was set so that the amount of deviation between the groove center and the LPP center was -10 nm. Hereinafter, a nickel stamper was completed in the same manner as in Example 1.
[0049]
The stamper was set on an injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. to produce a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm. As a result of inspecting the shape with an AFM (atomic force microscope), the groove had a depth of 140 nm, the slope angle was 65 °, the middle width was 290 nm, and the LPP had a depth of 140 nm and a tangential direction. The length was 245 nm, and the length in the radial direction (the half width of the land prepit) was 195 nm. The deviation between the center of the groove and the center of the LPP was -10 nm. The value of (r1 + r2) / W is 1.33 as in the second embodiment.
[0050]
A blank disk was completed by applying cyanine DYE to the substrate by spin coating using a DVD-R production line, sputtering a reflective film, bonding a 0.6 mm thick protective substrate, and coating a lacquer.
[0051]
In this embodiment, a cyanine-based organic dye is used. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a DVD-RW using an organic dye such as azo or phthalocyanine, or a phase-change type metal thin film. .
[0052]
The blank disk was passed through an optical disk evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and an unrecorded and reproduced push-pull signal was input to an LPP error counter DMR- manufactured by Kenwood to measure an LPP error rate. As a result, the LLP error rate was 2.5%, which sufficiently satisfied the DVD specifications.
When the signal strength of LPP was measured from the reproduced signal using an oscilloscope, 0.21 was obtained as the value of LPPb.
[0053]
Thereafter, the video data was converted into a format signal and recorded on the blank disk with a laser beam having a wavelength of 650 nm. Next, this disc was applied to an optical disc evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and the signal intensity of LPP was measured with an oscilloscope from the reproduced push-pull signal. The error was 35, and the recording mark jitter was 6.9%. As described above, the DVD specifications were sufficiently satisfied.
[0054]
<Comparative example>
A DVD-R disk as a comparative example of the present invention was manufactured. First, a coating master having a coating thickness of 175 nm was prepared in the same manner as in the example.
Next, a wobbled groove and land prepits were formed by a laser cutting machine equipped with a two-beam laser of the coating master.
[0055]
Next, the coating master was applied to a laser cutting machine equipped with a two-beam laser to form wobbled grooves and land prepits. At the time of exposure, cutting was performed with a CLV speed of 3.50 m / sec and a track pitch of 0.745 μm. The exposure power and the exposure spot diameter were set such that the half width of the groove was 300 nm and the angle of the inclined surface of the groove was 65 °. This is the same condition as in the first embodiment.
[0056]
For the LPP, the exposure power and the exposure pulse length were set such that the length of the LLP was a (tangential length) = 400 nm and W (radial length) = 300 nm. The exposure position was set so that the amount of deviation between the groove center and the LPP center was -10 nm. That is, in this comparative example, the length of the LLP in the tangential direction is out of the range of the present invention. Thereafter, a nickel stamper was completed in the same manner as in Example 1.
[0057]
The stamper was set on an injection molding machine manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. to produce a polycarbonate substrate having a thickness of 0.6 mm. As a result of inspecting the shape with an AFM (atomic force microscope), the depth of the groove was 170 nm, the angle of the slope was 65 °, the middle width was 290 nm, and the depth of the LPP was 170 nm and the tangential direction was The length was 390 nm, and the length in the radial direction (the half width of the land prepit) was 290 nm. The deviation between the center of the groove and the center of the LPP was -10 nm. Hereinafter, a blank disk was completed in the same manner as in the example. Therefore, the value of (r1 + r2) / W is 0.18.
[0058]
The blank disk was passed through an optical disk evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and an unrecorded and reproduced push-pull signal was input to an LPP error counter DMR- manufactured by Kenwood to measure an LPP error rate. As a result, the LLP error rate was 1.8%, which sufficiently satisfied the DVD specifications.
When the signal intensity of LPP was measured from the reproduced signal using an oscilloscope, the value of LPPb was 0.28.
[0059]
Thereafter, the video data was converted into a format signal and recorded on the blank disk with a laser beam having a wavelength of 650 nm. Next, this disc was applied to an optical disc evaluation device DDU-1000 manufactured by Pulstec, and the signal strength of LPP was measured from the reproduced push-pull signal with an oscilloscope, and the random error after recording obtained from the voltage value was entirely measured. The error was 350, and the jitter of the recorded mark was 9.0%. This is a value deviating from the DVD book standard. This is presumed to be due to an increase in random errors during data reproduction due to signal crosstalk from the LPP.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical information recording medium capable of achieving a good and stable data error rate and LPP signal intensity, and a stamper for manufacturing the same. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a definition of dimensions around an LLP.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between a remaining rate of a rim of an LPP and an address recognition error rate (address reading error rate) of the LPP.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a relationship between a rim remaining rate of an LPP and a data area error (random reproduction signal error, PI error) of recording data.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a length (half width) of an LPP and an address recognition error rate (an LPP address reading error rate).
FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the length (half width) of an LPP and a data area error (random reproduction signal error, PI error) of recording data.
[Explanation of symbols]
1: Land
2: Groove
3: LLP