JPH01271934A - 光情報記録媒体およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所謂穴あけタイプの記録層を備えた光情報記
録媒体に関する。

〔従来の技術〕

従来より、集束された放射線ビームを照射することによ
って、記録層に情報を穴（ピット）の形で記録するよう
にした光情報記録媒体が知られている。

この穴あけタイプの光情報記録媒体におけるピット形成
メカニズムはおよそ次の通りであると推定されている。

まず、第４図（ａ）に示すように。

記録層１１に対物レンズ１２より集束された放射線ビー
ム、例えばレーザビーム１３を照射すると、記録７１１
１の放射線ビーム照射部がその光熱効果によって加熱さ
れ、その記録層材料の種類に応じて融解または分解とい
った熱的変形を生じる。なお１図中の符号１４は透明基
板、１５は下地層を示している。そして、第４図（ｂ）
に示すように。

最も高温になる中心が蒸発し、ピンホール１６ができる
。これによって表面張力の均衡が破れ、第４図（ｃ）に
示すように、中心部の融解または分解記録層が温度の低
いレーザビーム照射部の周辺部に収縮され、ピット１７
が開設される。このため、冷却後、レーザビーム照射部
の周辺部には、第４図（ｄ）に示すように、リムと呼称
される盛り土がすＩ８が形成される。

なお、前記蒸発によるピンホール１６を生じることなく
、融解または分解状態から直ちに収縮が生じるとの研究
結果もある。

本願発明者らは、ピットの変調度が記録層１１の下地材
料によって著しく影響されるという事実を見出し、先に
下地層１５として有機薄膜を用いた光情報記録媒体を提
案した。ここで、ピットの変調度とは、ピットの形成さ
れ易さを示す度数であって、ピットが開設されていない
部分の反射率をＡ、記録層が形成されていない部分の反
射率をＢ、所定の放射線パワーを照射することによって
開設されたピットの部分の反射率をＸとしたとき。

（Ａ−Ｘ）／　（Ａ−Ｂ）をもって表わされるものをい
う（特願昭６０−２７５１１２号、特願昭６１−５９４
３４号、特願昭６１−５９４３７号、特願昭６１−１１
０５８７号、特願昭６１−１６８０１８号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの光情報記録媒体は、下地層として有機薄膜を用
いていない光情報記録媒体に比べて変調度が格段に改善
され、小さな放射線パワーで大きなピットを開孔するこ
とができる。

然るに、この有機下地層を有する光情報記録媒体を大パ
ワーの放射線源を搭載した駆動装置に装着して情報の書
き込みを行うと、ピットの孔径が大きくなりすぎ、最密
パターンで記録したときに分解能が不足したり、トラッ
キング信号に悪影響を与えてトラッキングエラーを生じ
易くなるといった問題のあることが判明した。

本発明は、前記した従来技術の課題を解決するためにな
されたものであって、小パワーの放射線ビームを照射し
たときの変調度を害することなく、大パワーの放射線ビ
ームを照射したときのピット径が小さくなるように改善
し、もって高密度記録に適した光情報記録媒体を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、穴あけ　　　゛
タイプのヒートモード用記録材料から成る記録層中に、
この記録層の主部を構成するヒートモード用記録材料よ
りも融解温度または分解温度もしくは昇華温度が高い物
質を均一に分散したことを特徴とするものである。

また、スパッタ法やスピン塗布法によって基板上に記８
Ｍを成膜する際、記録層の主部を構成するヒートモード
用記録材料よりも融解温度または昇華温度もしくは分解
温度が高い物質を同時に混入するようにしたことを製造
上の特徴とするものである。

〔作用〕

記録層中に融解温度または分解温度もしくは昇華温度が
高い物質を均一に分散すると、記録層の融解温度または
分解温度もしくは昇華温度が、この記録層の主部を構成
するヒートモード用記録材料自体の融解温度または分解
温度もしくは昇華温度よりも上昇する。このため、強度
分布がガウス分布になっている放射線ビームを照射した
ときの融解または分解もしくは昇華範囲が制限される。

また、融解または分解もしくは昇華しない固形の物質の
存在によって、融解または分解もしくは昇華した記録層
の収縮が抑制される。これによって、ピットが小型化さ
れ、記録密度の高密度化が図られる。

また、記録層を成膜する際、ヒートモード用記録材料よ
りも融解温度または昇華温度もしくは分解温度が高い物
質を同時に混入するようにすると、製造工程が複雑化す
ることがなく、安価に実施することができる。

〔実施例〕

まず、本発明の概略を第１図および第２図に基づいて説
明する。第１図の光情報記録媒体は、基板１の信号パタ
ーン形成面に下地層２が成膜され。

この下地層２上に記録層３が積層されている。−方、第
２図の光情報記録媒体は、基板１の信号パターン形成面
に記録層３が直接成膜されている。

基板１は、ガラスやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）　、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシといった
透明な硬質物質によって形成される。

基板１の片面には、放射線ビームスポットを記録トラッ
クに沿って案内するプリグループ４やアドレス信号を信
号変調したプリピット５等の信号パターンが凹凸の形で
形成されている。

この信号パターン４，５は、基板材料の種類に応じて適
宜の方法で形成される０例えば、ガラスなどのセラミッ
クス材料については２Ｐ法（光硬化性樹脂法）、ＰＭＭ
ＡやＰＣ等の熱可塑性樹脂については射出成形法、エポ
キシなどの熱硬化性樹脂については２Ｐ法や注型法が適
する。

前記下地層２は、第１図および第２図に示すように、必
要に応じて選択的に形成されるものであって、有機材料
および無機材料から選択された任意の透明材料を用いて
形成することができる。有機系の下地層材料としては、
例えばポリテトラフロロエチレンやプリン誘導体を核に
もつ有機化合物などを挙げることができ、無機系の下地
層材料としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、
炭化シリコン、窒化アルミニウム、硫化亜鉛などを挙げ
ることができる。但し、変調度向上の観点からは、有機
系の材料をもってこの下地層２を形成することがより好
ましい。

下地層２の形成手段としては、真空蒸着法、スパッタ法
、電子ビーム法、プラズマ重合法、スピン塗布法など、
公知に属する任意の薄膜形成手段を用いることができる
。

記録Ｎ３の主部は、低融点金属系の記録材料や有機色素
系の記録材料など、放射線ビームの照射部にピットを穴
または透孔の形で形成する所謂穴あけタイプのヒートモ
ード用記録材料をもって形成される。そして、このヒー
トモード用記録材料中に、このヒートモード用記録材料
よりも融解温度または分解温度もしくは昇華温度が高い
物質を均一に分散して成る。

低融点金属系の記録材料としては、テルルを主成分とし
、これに少量のセレンを添加したもの、およびこれにイ
ンジウム、スズ、鉛、アンチモン。

ビスマスなどの金属元素を少量添加したものを挙げるこ
とができる。また、有機色素系の記録材料としては、シ
アニンなどを挙げることができる。

ヒートモード用記録材料よりも融解温度または分解温度
もしくは昇華温度が高い物質としては。

この温度条件を満たすものであれば、全屈、化合物、セ
ラミックスなど任意の材料を用いることができる。また
、その記録層を構成するヒートモード用記録材料の酸化
物、窒化物、および炭化物から選択された少なくとも１
種類の化合物を用いることもできる。

一例として、テルル系の低融点金属系記録材料（テルル
の融解温度は４４９．８℃）およびシアニン系の有機色
素系記録材料（シアニンの融解温度は２５０℃）に対し
ては、酸化テルル（ＴｅＯｚ；融解温度が７３２．６℃
）、酸化シリコン（ＳｉＯＺ；沸点が２２３０℃）、酸
化ゲルマニウム（ＧｅＯｚ；融解温度が１１１６°Ｃ）
、金（Ａｕ；融解温度が１０６３°Ｃ）、白金（Ｐｔ；
融解温度が１７７０℃）などを用いることができる。な
お、記ＤＷＪ中に混入する融解温度または分解温度もし
くは昇華温度が高い物質として金属を用いる場合には、
記録安定性を害さないため、腐蝕しにくい金属材料を用
いることが好ましい。

この記Ｂ層３の形成手段としては、有機色素系の記録材
料についてはスピン塗布法が採用され、それ以外の記録
材料については、例えば真空蒸着法やスパッタ法などの
真空成膜法が採られる。

以下、本発明の具体的実施例を示し１本発明の効果に言
及する。

〈第１実施例〉 射出成形されたＰＣ基板の信号パターン面に、高周波ス
パッタ法によってポリテトラフロロエチレンの下地層を
約４０ｎｍ（ナノメータ）の厚さに形成した。このとき
のスパッタ条件は、投入パワーが１２０Ｗ、導入ガスが
純アルゴン、アルゴンガス圧が５Ｘ１０−’Ｐａである
。

次いで、この下地層上に高周波スパッタ法により記録層
を約２７ｎｍの厚さに形成した。このときのスパッタ条
件は、ターゲットがテルル−セレン−鉛合金、投入パワ
ーが４０Ｗ、導入ガスがアルゴンとＨｚＯの混合ガス、
アルゴンガス圧が５Ｘ１０−ＩＰａ、Ｈ２０の分圧が７
Ｘ１０−４Ｐａである。

このようにすると、テルル−セレン−鉛合金中に酸化テ
ルル（ＴｅＯｚ等）や酸化セレン（ＳａＯ２等）、それ
に酸化鉛（ＰｂＯｚ等）の酸化物が均一に混入された記
録層が形成される。

記録層形成後、基板を空気中に取り出し、８０°Ｃで約
３０分間ベータ処理を行った。

〈第２実施例〉 以下のスパッタ条件の下で、ポリテトラフロロエチレン
の下地層上に記録層を形成した。これ以外の条件につい
ては、第１実施例と同一である。

本実施例と第１実施例におけるスパッタ条件の相違は、
主としてＨｚ○の分圧を高めたものであって、ターゲッ
トがテルル−セレン−鉛合金、投入高周波パワーが４５
Ｗ、導入ガスがアルゴンとＨｚＯの混合ガスで、アルゴ
ンガス圧を５Ｘ１０−’Ｐａ、ＨｚＯの分圧を１．ｌＸ
１０−’Ｐａとした。

〈第３実施例〉 以下のスパッタ条件の下で、ポリテトラフロロエチレン
の下地層上に記録層を形成した。これ以外の条件につい
ては、第１実施例および第２実施例と同一である。

本実施例と第１および第２実施例におけるスパッタ条件
の相違は、主として導入ガス中に添加するガスの種類を
酸素（０２）に変更したものであって、ターゲットがテ
ルル−セレン−鉛合金、投入高周波パワーが４０Ｗで、
導入ガスをアルゴンとＯｚの混合ガスとし、アルゴンガ
ス圧を５×１Ｏ−１Ｐａ、Ｏｚの分圧を４Ｘ１０−４Ｐ
ａに調整した。

このようにしても、テルル−セレン−鉛合金中に酸化テ
ルル（Ｔ　ｅ　Ｏ２等）や酸化セレン（ＳａＯ２等）、
それに酸化鉛（Ｐ　ｂ　Ｏｚ等）の酸化物が均一に混入
された記録層が形成される。

〈第４実施例〉 以下のスパッタ条件の下で、ポリテトラフロロエチレン
の下地層上に記Ｇｍを形成した。これ以外の条件につい
ては、第１実施例と同一である。

本実施例と第３実施例におけるスパッタ条件の相違は、
主として０２の分圧を高めたものであって、ターゲット
がテルル−セレン−鉛合金、投入高周波パワーが４５Ｗ
、導入ガスがアルゴンとＯｚの混合ガスで、アルゴンガ
ス圧を５Ｘ１０−’Ｐａ、Ｏｚの分圧を８Ｘ１０−’Ｐ
ａに調整した。

く第５実施例〉 以下のスパッタ条件の下で、ポリテトラフロロエチレン
の下地層上に記録層を形成した。これ以外の条件につい
ては、第１実施例と同一である。

本実施例と第１ないし第４実施例におけるスパッタ条件
の相違は、主としてターゲットの種類および導入ガスの
種類を変更したものであって、ターゲットとして、テル
ル−セレン−鉛合金パウダーと酸化テルル（Ｔ　ｅ　Ｏ
ｚ　）パウダーを焼結したものを使用した。このターゲ
ット中のテルルの全含有量に対するＴ　ｅ　Ｏｚの割合
は、約２原子％とした。その他のスパッタ条件は、投入
高周波パワーが４０Ｗ、導入ガスが純アルゴン、アルゴ
ンガス圧が５　ｘｔｏ−’　Ｐ　ａである。

この場合には、テルル−セレン−鉛合金中に酸化テルル
（ＴｅＯｚ）が均一に混入された記録層が形成される。

テルル−セレン−鉛合金に対する酸化テルルの混入率は
、約２原子％である。

〈第６実施例〉 スピン塗布法により、第１実施例と同一のレプリカ基板
上に、有機系の下地層と記録層とを順次積層した。

下地層材料は重クロム酸アンモニウムが添加されたポリ
ビニルアルコール液であり、この溶液を４０００ｍ”で
回転駆動された基板の信号パターン面に滴下し、乾燥後
紫外線を約１分間照射して架橋することによって、約６
０ｎｍの厚さの下地層を形成した。

次いで、シアニン系有機色素に粒径が１０ｎｍ以下の白
金パウダーを約２体積％添加した溶液を。

２０００ｍ−１で回転駆動された基板の前記下地層上に
滴下し、下地層の全面にこの溶液が均一にコーティング
されたのちも基板の回転駆動を続行してこれをスピン乾
燥し、約６０ｎｍの厚さの記録層を形成した。

く比較例１〉 以下のスパッタ条件の下で、ポリテトラフロロエチレン
の下地層上に記ｓＭを形成した。これ以外の条件につい
ては、前記第１ないし第５実施例と同一である。

ターゲットがテルル−セレン−鉛合金合金、投入高周波
パワーが４０Ｗ、導入ガスが純アルゴン、アルゴンガス
圧が５Ｘ１０−１Ｐａである。

この場合には、テルル−セレン−鉛合金中に酸化物が混
入されない。

く比較例２〉 第６実施例と同様の条件の下で、レプリカ基板の信号パ
ターン上に、重クロム酸アンモニウムが添加されたポリ
ビニルアルコールの下地層と、高融点のパウダーが混入
されていないシアニン系有機色素の記録層をスピン塗布
法によって形成した。

下表に、前記した第１実施例乃至第６実施例の光情報記
録媒体に放射線ビームを照射することによって開設され
るピットの変調度と、記録層の主部を構成するヒートモ
ード記録材料よりも融解温度または分解温度もしくは昇
華温度の高い物質が混入されていない従来の光情報記録
媒体に放射線ビームを照射することによって開設される
ピットの変調度の比較を示す、ただし、信号の書き込み
条件は、第１ないし第５実施例の光情報記録媒体、およ
び第１比較例の光情報記録媒体については、記録周波数
を３．７ＭＨｚ、デユーティ比を２２％、書き込みパワ
ーを８ｍＷとし、第６実施例の光情報記録媒体および第
２比較例の光情報記録媒体については、記録周波数を３
．７ＭＨｚ、デユーティ比を２２％、書き込みパワーを
１０ｍＷとした。また１表中の変調度を示す数値は、基
板に予じめ形成されたセクターマーク用プリピットから
読み出される信号の振幅に対する書き込みピットから読
み出される信号の振幅の比から求めた。

この表から明らかなように、本発明に係る光情報記録媒
体は、比較例たる従来の光情報記録媒体に比べていずれ
も変調度が高くなっており、記録膜上のピットが小さく
、分解能が高いことが判る。

特に、第２実施例および第４実施例の光情報記録媒体が
良好であり、記録層中の添加物質の混入率がある程度高
い方が変調度の改善に効果がある。

第３図に、第２実施例の光情報記録媒体について、書き
込みパワーの強さと開設されるピットの直径との関係を
示す、このグラフにおいて、横軸は書き込みパワーを、
また縦軸はピットの直径を示し、第２実施例の特性がｘ
印で、また比較例１の特性が・で表示されている。なお
、ピットの直径の測定は、走査型電子顕微鏡によった。

この図から明らかなように、第２実施例の光情報記録媒
体は、書き込みパワーを上げてもピットの直径が第１比
較例のものほど大きくならず、分解能の改善および記録
密度の向上に効果があることが判る。その反面、書き込
みパワーが小さい場合には第１比較例のものと同程度の
直径のピットを開設することができ、記録感度が低下す
ることがない。

なお、第３図においては、第２実施例のデータのみを例
示したが、第１、第３、第４、第５実施例の光情報記録
媒体でも同様の効果があることが判った。また、第２比
較例の光情報記録媒体では、１０ｍＷの書き込みパワー
で直径が１．０５μｍのピットが開設されたのに対し、
第６実施例の光情報記録媒体では同じ書き込みパワーで
ピットの直径が０．８５μｍであり、同様の効果がある
ことが判った。

また、前記各実施例においては、ポリテトラフロロエチ
レンの下地層を有する光情報記録媒体についてのみデー
タを挙げて説明したが、他の材質の下地層を設けた場合
、および基板上に直接記録層を形成した場合にも同様の
効果があることが確認された。

なお、本発明の要旨は、記録層中に、この記録層の主部
を構成するヒートモード記録材料よりも融解温度および
分解温度もしくは昇華温度が高い物質を均一に分散した
点にあるのであって、記録層中に分散される物質の種類
が前記各実施例に掲げたものに限定されるものではない
、この場合にも、前記各実施例の試験結果より、同様の
効果があるものと推定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光情報記録媒体は、記録
層中に融解温度または分解温度もしくは昇華温度の高い
物質を分散混入した結果、記録層の平均融解温度または
分解温度が上昇し、記録層が溶けにくくなること、およ
び表面張力による融解または分解記録層の収縮が溶けな
い物質によって制限されることから、大パワーにて信号
を書き込んでもピットの直径が過大に開設されることが
ない。よって、記録感度が高くかつ高密度記録に適した
光情報記録媒体を提供することができる。

また、記録層形成時に所望の物質を記録層中に混入する
ようにしたので、光情報記録媒体の製造工程が複雑にな
ることがなく、安価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る光情報記録媒体の基
本的構造を示す要部断面図、第３図は本発明の詳細な説
明するグラフ、第４図の各回はピットの形成メカニズム
を説明する断面図である。 ｌ二基板、１ａ：信号パターン、２：下地層、３：記録
層。 第１図 ｊ　（ 第２図 １：Ｘ　λ及　　　　　　　　　４：ブリクＪレーフ゛
２；丁ｚ層　　　　　５：７ソごアト ３：￥ａ層 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の片面に、少なくとも穴あけタイプのヒート
   モード用記録材料から成る記録層を含む薄膜層を形成し
   て成る光情報記録媒体において、前記記録層中に、この
   記録層の主部を構成するヒートモード用記録材料よりも
   融解温度または分解温度もしくは昇華温度が高い物質を
   均一に分散したことを特徴とする光情報記録媒体。
2. （２）請求項１記載の光情報記録媒体において、前記記
   録層中に、この記録層の主部を構成するヒートモード用
   記録材料の酸化物、窒化物、および炭化物から選択され
   た少なくとも１種類の化合物を分散したことを特徴とす
   る光情報記録媒体。
3. （３）請求項１記載の光情報記録媒体において、前記記
   録層をテルルを主成分とするヒートモード用記録材料か
   ら形成し、この記録層中に前記物質としてテルルの酸化
   物を分散したことを特徴とする光情報記録媒体。
4. （４）基板上に記録層を成膜する工程を含む光情報記録
   媒体の製造方法において、前記基板上に記録層を成膜す
   る際、前記物質を同時に混入するようにしたことを特徴
   とする光情報記録媒体の製造方法。
5. （５）請求項４記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、基板および所望のヒートモード用記録材料から成る
   ターゲットが収納された真空槽内に、酸素、窒素、炭素
   から選択された少なくとも一種類の元素を含む反応ガス
   を導入し、前記ターゲットをスパッタリングすることに
   よつて、前記基板上に前記ヒートモード用記録材料中に
   このヒートモード用記録材料の酸化物、窒化物、炭化物
   から選択された少なくとも１種類の物質が分散混入され
   た記録層を成膜するようにしたことを特徴とする光情報
   記録媒体の製造方法。
6. （６）請求項４記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、真空槽内に所望のヒートモード用記録材料とこのヒ
   ートモード用記録材料の酸化物、窒化物、炭化物から選
   択された少なくとも１種類の物質との混合体から成るタ
   ーゲットを収納し、このターゲットをスパッタリングす
   ることによつて前記基板上に、前記ヒートモード用記録
   材料中にこのヒートモード用記録材料の酸化物、窒化物
   、炭化物から選択された少なくとも１種類の物質が分散
   混入された記録層を成膜するようにしたことを特徴とす
   る光情報記録媒体の製造方法。
7. （７）請求項４記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、液状の有機色素系のヒートモード用記録材料にこの
   記録材料よりも融解温度または分解温度もしくは昇華温
   度が高い物質から成る粒子を混入し、前記基板上にこの
   混合物をスピン塗布したことを特徴とする光情報記録媒
   体の製造方法。