JPH01150245A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度のレーザービームを用いて
情報の古き込みおよび／または読み取りができる情報記
録媒体に関するものである。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザービーム等の高エネルギー密度の
ビームを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されて
いる。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ
・ディスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静
止画像ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・
メモリーとして使用されうるものである。

光ディスクは、基本構造としてプラスチック、ガラス等
からなる円盤状の透明基板と、この上に設けられたＢｉ
、Ｓｎ、Ｉｎ％Ｔｅ等の金属または半金属からなる記録
層とを有する。なお、記録層が設けられる側の基板表面
には通常、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向
上あるいは光ディスクの感度の向上などの点から、高分
子物質からなる下塗層または中間層が設けられている。

光ディスクへの情報の書き込みは、たとえばレーザービ
ームをこの光ディスクに照射することにより行なわれ、
記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇
する結果、物理的あるいは化学的な変化を生じてその光
学的特性を変えることにより情報が記録される。光ディ
スクからの情報の読み取りもまた、レーザービームを光
ディスクに照射することなどにより行なわれ、記録層の
光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出す
ることにより情報が再生される。

また、最近では記録層を保護するためのディスク構造と
して、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚の基板
上に記録層を設け、この二枚の基板を記録層が内側に位
置し、かつ空間を形成するようにリング状内側スペーサ
とリング状外側スペーサとを介して接合してなるエアー
サンドイッチ構造が提案されている。このような構造を
有する光ディスクでは、記録層は直接外気に接すること
がなく、情報の記録、再生は基板を透過するレーザー光
で行なわれるために、一般に記録層が物理的または化学
的な損傷を受けたり、あるいはその表面に塵埃が付着し
て情報の記録、再生の障害となることがない。

情報記録媒体は、前述のように種々の分野において非常
に利用価値が高いものであるが、例えば、記録する際の
感度が少しでも高いものであること、また再生時のＣ／
Ｎ等が良好であることモして耐久性の点から記録層の基
板との接着性が優れたものであること等の種々の特性の
向上が望まれている。

上記のような課題を解決するため、記録層やディスク構
造ばかりでなく、基板の表面処理方法についても研究が
なされている。例えば特開昭５９−１７１０４２号公報
にはプラスチック基板表面を放電処理を施こした後、そ
の表面に金属記録層を設けることが開示されている。そ
して、このようにして得られた情報記録媒体は記録層と
基板との接着性が向上した、記録層の劣化が少なく耐久
性の優れたものであるとしている。

しかしながら、上記情報記録媒体は記録層の劣化が少な
く耐久性等の優れたものではあるが、記録感度や再生時
のＣ／Ｎ等の特性が充分に優れているとは言えない。

［発明の目的］ 本発明は、記録感度が向上し、モしてＣ／Ｎおよびジッ
ターが改善され、さらに読み取り耐久性等耐久性が向上
した情報記録媒体を提供することをその［１的とするも
のである。

［発明の要旨］ 本発明は、プラスチック基板上に、レーザーによる情報
の書き込みおよび／または読み取りが可能な記録層が設
けられた情報記録媒体において、該プラスチック基板表
面の有する表面エネルギーが放電処理を行なうことによ
り放電処理前の表面エネルギーの５〜２０％の範囲で上
昇した該基板表面に、金属および金属硫化物からなる金
属記録層が設けられていることを特徴とする情報記録媒
体にある。

［発明の効果］ 本発明のように、プラスチック基板を上記放電処理によ
り特定の表面エネルギーを有する基板表面としたその表
面に上記金属記録層を設けることによって、記録感度が
向上し、モしてＣ／Ｎおよびジッターが改みさね、さら
に読み取り耐久性等の耐久性が向上した情報記録媒体を
得ることができる。

上記効果は、ポリカーボネート基板を上、記特定の表面
エネルギーにした後、該表面に金属記録層にＩｎとＧｅ
５１　（ただし、Ｘは０＜ｘ≦２の範囲の数である）と
の組合せからなる金属記録層を設けた場合に顕著である
。

［発明の詳細な記述］ 本発明の情報記録媒体は、たとえば以下のような方法に
より製造することができる。

本発明において使用する基板は、従来より情報記録媒体
の基板として用いられている各種のプラスチック材料か
ら任意に選択することができる。

基板の光学的特性、平面性、加工性、取扱い性、経時安
定性および製造コストなどの点から、基板材料の例とし
てはセルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形
ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化
ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂：エ
ボキシ樹脂；およびポリカーボネートを挙げることがで
きる。これらのうちで寸度安定性、透明性および平面性
などの点から、好ましいものはポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネートおよびエポキシ樹脂であり、特に
好ましくはポリカーボネート樹脂である。

上記プラスチック基板上には、射出成形あるいは押出成
形等により直接基板上にプレグルーブを設けられていて
もよい。

次に、基板（所望により下塗層もしくは中間層）表面に
、本発明の特徴的な要件である放′ポ処理が行なわれる
。

本発明の金属記録層を設けるためのプラスチック基板表
面の有する表面エネルギーは、放電処理により元の材料
（放電処理前）のプラスチック基板の表面エネルギーか
ら５〜２０％の範囲で上昇した値をとることが必要であ
る。好ましくは５〜１５％の範囲の値である。

上記放電処理は、グロー放電処理または逆スパッタリン
グであることが好ましく、酸素を含む雰囲気中でのグロ
ー放電処理であることが特に好ましい。

上記放電処理条件は、０　、０１〜ｏ　、　５Ｔｏｒｒ
の圧力下に電圧０．１〜１０ｋＶ（好ましくは０．５〜
３ｋＶ）にて数秒〜数分間（好ましくは１０〜３０秒間
）行なわれることが一般的である。特に好ましくは、０
．０６〜０．５Ｔｏｒｒの圧力下に電圧０．１〜１．５
ｋＶにて１０〜２０秒間行なわれることである。

放電雰囲気は、空気、酸素、窒素、アルゴン等の活性ま
たは不活性ガス雰囲気が用いられることが好ましい。酸
素を含む雰囲気中でのグロー放電処理であることが特に
好ましい。また上記放電処理条件にて逆スパッタリング
（通常のスパッタリングのターゲットとなる位置にプラ
スチック基板を置く）を行なっても好ましい結果が得ら
れる。

上記放電処理は、さらに電極板の距離、基板の位置等の
条件を操作して、上記本発明の表面エネルギーの値をと
るように放電処理条件を設定することが好ましい。

航速した特開昭５９−１７１０４２号公報で開示されて
いる放電処理条件（例えば実施例に示された）は、本発
明の処理に比べるとかなり強い条件である。このため上
記公報の条件によって得られるプラスチック表面の表面
エネルギーは本発明の表面エネルギーの範囲より大きい
値となる。従ヮて、このような基板から製造された情報
記録媒体は、後述する理由から基板との接着性は向上す
るものの、記録感度や再生時のＣ／Ｎ等の特性が顕著に
優れたものとはならない。

本発明の上記放電処理後、すぐ記録層を設ける場合は、
放電処理に用いた真空槽をそのまま真空蒸着用に用い、
放電処理が終わったら真空槽をリークせずに、直ちに記
録層を蒸着させることが好ましい。

上記放電処理された基板上には、本発明の金属と金属硫
化物との組合せからなる金属記録層が設けられる。

上記金属材料の例としては、低融点金属としてＴｅ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｂｉなど；その他の金属としてＡｇ、Ａｎ、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｍｏ、Ｎ　ｉ。

Ｓｉ、Ｖ、　Ａｕ、　　Ｂｅ、　　Ｃｒ、　Ｆｅ％　Ｍ
ｎ。

Ｎｂ％　Ｐｄ％ＴｉおよびＺｎなどを挙げることができ
る。好ましくは低融点金属である。

上記金属と組み合わせて用いられる金属硫化物としては
、ＣｒＳ、Ｃｒ２５．Ｃｒ２５３、ＭｏＳ２、ＭｎＳ、
ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＣｏＳ。

Ｃｏ２５３、ＮｉＳ、Ｎｉ　２Ｓ、ＰｂＳ、Ｃｕ２Ｓ、
Ａｇ２Ｓ、ＺｎＳ、Ｉｎ２５２、Ｉｎ２５２、ＳｎＳ、
５ｎＳ２、Ａｓ２Ｓ３．５ｂ２Ｓ、、Ｂｉ　２Ｓ３など
を挙げることができる。

金属と金属硫化物との比率は重量比で９９＝１〜２０：
８０の範囲であり、好ましくは９５：５〜７５　：　２
５の範囲である。

さらに好ましくは記録層の材料としては、金属にＩｎお
よび金属硫化物にＧｅ５ｚ（ただし、Ｘは０＜ｘ≦２の
範囲の数である）が用いることである。

上記金属と組み合わせて用いられる記録層の材料として
は、金属硫化物の他に；　Ｍ　ｇ　Ｆ　２、ＣａＦ２、
ＲｈＦ、などの金属弗化物およびＭ。

０□、Ｉｎ２Ｏ，Ｉｎ２Ｏ３、Ｇｅｍ、ＰｂＯなどの金
属酸化物を用いても差し支えない。

記録層は、上記材料を蒸着、スパッタリング、イオンブ
レーティングなどの方法により基板上に形成される。

記録層の層厚は光情報記録に要求される光学濃度の点か
ら一般に５００〜１５００λの範囲である。

本発明のように、プラスチック基板を上記放電処理によ
り特定の表面エネルギーを有する基板表面としたその表
面に上記金属記録層を設けることによって、記録感度が
向上し、モしてＣ／Ｎおよびジッターが改善され、さら
に読み取り耐久性等の耐久性が向上した情報記録媒体を
得ることができる。

すなわち、プラスチック基板表面に放電処理を施すこと
により一般に該表面の表面エネルギーはト昇する。これ
は放電処理によりそのプラスチック表面がイオン化した
り、極性基が生じたりあるいは分子が切断されたりする
ためと考えられる。

このため放電処理により基板表面と記録層との密着性は
向上することが期待され、またその確認もなされている
（前記特開昭５９二１７１０４２号公報）。しかし反対
に放電処理により基板表面の劣化も進むため記録特性や
再生特性も劣化する傾向が認められる。

しかしながら、本発明のように通常の放電処理条件より
弱い特定の条件で処理を行なうことによって基板表面の
劣化を抑えることができるので、このような条件で処理
された特定の表面エネルギーを有するプラスチック基板
上に金属記録層を設けた場合には、記録感度が向上し、
モしてＣ／Ｎおよびジッターが改善され、さらに読み取
り耐久性等耐久性が向上した情報記録媒体が得られるこ
とができる。

そして、上記効果は、基板にポリカーボネートおよび金
属記録層にＩｎおよびＧｅ５ｚを用いた場合に顕著であ
る。

上記プラスチック基板に放電処理を行なう前に下記の下
塗り層、プレグルーブ層および／または中間層を設けて
も良いが、放電処理による上記記録層の特性向上の効果
が劣ることがある。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい。下塗層の材料としては、た
とえば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタ
クリル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質ニジ
ランカップリング刑などの有機物質：および無機酸化物
（Ｓｉ０２、ＡＲ，２０３等）、無機弗化物（ＭｇＦ２
）などの無機物質を挙げることができる。

基板（または下塗層）上には、トラッキング用溝または
アドレス信号等の情報を表わす凹凸の形成の目的で、プ
レグルーブ層が設けられてもよい。プレグルーブ層の材
料としては、アクリル酸のモノエステル、ジエステル、
トリエステルおよびテトラエステルのうちの少なくとも
一種の千ツマ−（またはオリゴマー）と光重合開始剤と
の混合物を用いることができる。

プレグルーブ層の形成は、まず精密に作られた母型（ス
タンバ−）上に上記のアクリル酸エステルおよび重合開
始剤からなる混合液を塗布し、さらにこの塗布液層上に
基板を載せたのち、基板または母型を介して紫外線の照
射により液層を硬化させて基板と液相とを固着させる。

次いで、基板を母型から剥離することにより、プレグル
ーブ層の設けられた基板が得られる。プレグルーブ層の
層厚は、一般に０．０５〜１００μｍの範囲内であり、
好ましくは０．１〜５０μｍの範囲内である。　基板（
または下塗層もしくはプレグルーブ層）上、もしくは基
板に直接プレグルーブが設けられた場合には該プレグル
ーブ上には、更に塩素化ポリオレフィンなど公知の各種
の材料からなる中間層が設けられていてもよい。

特に、中間層の材料が塩素化ポリオレフィンである場合
には、レーザービームの照射による熱エネルギーが記録
層から基板等への熱伝導によって損失するのを低減する
ことができ、かつ塩素化ポリオレフィン層の被照射部分
からガスが発生してピットの形成が一層容易となり、し
たがってピットエラーレートをさらに低減することがて
き、かつ記録感度をさらに向上させることができる。

中間層材料として用いられる塩素化ポリオレフィンは一
般に塩素化率が３０％以上のものであり、好ましくは５
０％以上、特に好ましくは５０〜７０％の範囲内の塩素
化率を有するものである。また、熱安定性及び溶解性の
面から、−こわらの塩素化ポリオレフィンのうちでも塩
素化ポリエチレンおよび塩素化ポリプロピレンが特に好
ましい。塩素化ポリオレフィン層は、上記塩素化ポリオ
レフィンを溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いでこの
塗布液を基板上に塗布して設けることか可能である。

塩素化ポリオレフィンを溶解するための溶剤としては、
トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソ
ルブアセテート、メチルエチルケトン、１．２−ジクロ
ルエタン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、エチルエーテ
ル、ジオキサンなどを挙げることができる。

これらの塗布液中には、さらに可塑剤、滑剤なと各種の
添加剤を目的に応じて添加することも可能である。

塗布方法としては、スプレー法、スピンコード法、デイ
ツプ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクター
ロール法、スクリーン印刷法などを挙げることができる
。

基板表面（または下塗層）に塗布して塗膜を形成したの
ち乾燥することにより、基板（または下塗層）上に塩素
化ポリオレフィン層を形成することができる。塩素化ポ
リオレフィン層の層厚は、一般に１０〜１０００又、好
ましくは、１００〜５００又の範囲内である。

なお、基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面に
は耐傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酸化
ケイ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質：
熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂などの高分子物質からなる
薄膜が真空蒸着、スパッタリングまたは塗布等の方法に
より設けられていてもよい。

このようにして基板および記録層がこの順序で積層され
た基本構成からなる情報記録媒体を製造することができ
る。

なお、貼り合わせタイプの記録媒体において　　−は、
上記構成を有する二枚の基板を接着剤等を用いて接合す
ることにより製造することができる。

また、エアーサンドイッチタイプの記録媒体においては
、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一方が上記構成
を有する基板を、リング状の外側スペーサと内側スペー
サとを介して接合することにより製造することができる
。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

［実施例１］ 円盤状ポリカーボネート基板（外径：１３０ｍｍ１内径
：１５ｍｍ、厚さ：　１．２ｍｍ）表面をグロー電圧１
ｋＶ、酸素圧力０　、　　Ｉ　Ｔｏｒｒ、電極間距１ｉ
１１２００　ｍ　ｍにて１５秒間放電処理を行なった。

ここで表面エネルギーの測定を行なった。

次に、この表面に基板温度９０℃、蒸着レート４λ／秒
、真空度１０−６Ｔｏｒｒの条件にてＧｅＳおよびＩｎ
を共蒸着して層厚が６００スの記録層を設けた。このよ
うにして基板および記録層からなる情報記録媒体を製造
した。

［比較例１］ 実施例１において、ポリカーボネート基板をグロー放電
を行なわなかった以外は実施例１と同様にして、順に基
板および記録層からなる情報記録媒体を製造した。

［比較例２］ 実施例１において、ポリカーボネート基板のグロー放電
の処理条件をグロー電圧２ｋＶ、酸素圧力０．０５Ｔｏ
ｒｒ、電極間比９２００　ｍ　ｍにて２０秒間の処理条
件に変えた以外は実施例１と同様にして、順に基板およ
び記録層からなる情報記録媒体を製造した。

［情報記録媒体の評価］ （１）基板の表面エネルギー 接触角測定器により、基板の水およびヨウ化メチレンと
の接触角を測定し、それより表面エネルギーを算出した
。

（２）Ｃ／Ｎが最大となる記録パワー （３）ラチチュード 最大Ｃ／Ｎの９５％が得られる記録パワーの範囲 （４）Ｃ／Ｎの低下 再生レーザーパワー１．２ｍＷにて同一トラックを連続
再生した時のＣ／Ｎの低下を測定した。

上記（２）〜（４）の測定条件は、５．５ｍ／秒の線速
、書き込み周波数３．６３ＭＨｚ、オンパルス９０　ｎ
５ｅｃの条件で二値情報の記録を行ない、スペクトルア
ナライザーによりバンド幅３０ｋＨｚにて上記値の測定
を行なった。

得られた結果をまとめて第１表に示す。

第１表 辷（ｄｙｎ／ｃｍ）　　（ｍＷ）　　−Ｆ　（ｍＷ）　
　■（ｄＢ）実施例１　　６７．６　　　８　　６〜１
１　　０比較例１　　６２．３　　　８　６．５〜９．
５３比較例２　６５．３　　　８　６．５〜１０　　　
２第１表に示された結果から明らかなように、本発明の
情報記録媒体（実施例１）は低い記録パワーで高いＣ／
Ｎ比が得られ、記録感度が優れている。また、連続再生
後のＣ／Ｎの低下が少なく耐久性に優れている。

一方、基板の放電処理を行なわなかった比較例１では上
記性能が全般的に劣っている。また、処理条件が強い場
合の比較例２でも上記性能が少し劣っている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。プラスチック基板上に、レーザーによる情報の書き
   込みおよび／または読み取りが可能な記録層が設けられ
   た情報記録媒体において、該プラスチック基板表面の有
   する表面エネルギーが放電処理を行なうことにより放電
   処理前の表面エネルギーの５〜２０％の範囲で上昇した
   該基板表面に、金属および金属硫化物からなる金属記録
   層が設けられていることを特徴とする情報記録媒体。 ２。該プラスチック基板表面の有する表面エネルギーが
   放電処理を行なうことにより放電処理前の表面エネルギ
   ーの５〜１５％の範囲で上昇していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ３。上記プラスチック基板がポリカーボネート、ポリメ
   チルメタクリレートおよびエポキシ樹脂からなる群より
   選ばれる少なくとも一種の材料からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ４。上記プラスチック基板がポリカーボネートからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録
   媒体。 ５。上記金属の主成分がＩｎであり、そして上記金属硫
   化物の主成分がＧｅＳであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ６。上記放電処理が、グロー放電処理または逆スパッタ
   リングであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の情報記録媒体。 ７。上記放電処理が、酸素を含む雰囲気中でのグロー放
   電処理であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の情報記録媒体。