JPH01277342A - 光記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光等の光を用いて情報を記録、再生ま
たは消去を行なう光記録媒体に関する。

［従来の技術］ 従来の光記録媒体は、光学的な変化を利用して情報の記
録、再生あるいは消去を行なうための記録層が、空気中
の水分や酸素、あるいは熱によって酸化腐食を受け、保
存、運搬あるいは使用中に記録層の光学特性が劣化する
ばかりでなく、ピンホールが多量に発生するため使用で
きなくなるという欠点を有していた。そこで特開昭５９
−１１００５２号公報、特開昭６０−１３１６５９号公
報のように保護膜として、アルミニウムの窒化物、珪素
の窒化物、ＭＱＦ２、ＺｎＳ１ＣＯＦ２、ＡＤ、Ｆ３・
３ＮａＦなどの非酸化物、特開昭５８−２１５７４４＠
公報のように５ｉ０２．５ｉＯＳＡＱ２０３、ＺｒＯ２
、ＴｉＯ２などの酸化物や、特開昭６２−５４８５５＠
公報、特開昭６２−２２２４５４号公報のように金属窒
化物や金属酸化物を混合または積層したもの、特開昭６
２−１１４１３４号公報のようｔこ炭化珪素と金属酸化
物の混合層などの保護層をスパッタリング、蒸着、イオ
ンブレーティング、ＣＶＤなどの真空成膜法により成膜
して使用していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来技術の場合、次のような問題が
あった。

すなわち、酸化物や弗化物の場合、保護特性が悪く空気
中の酸素や水分を吸着、浸透し、記録層の光学特性に変
化をきたすばかりでなく、ピンホールが多発し、ざらに
記録層や基板との接着力が弱く剥離しやすいという欠点
を有し、また金属窒化物は基板にプラスチックを用いた
場合、クララ。

りが発生しやすいという欠点を有し、金属窒化物と金属
酸化物を混合、または積層したものおよび、炭化ケイ素
と金属酸化物を混合したものにおいても保護特性が不十
分で、記録層の光学特性の変化をきたし実用的ではなか
った。

本発明はかかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたもの
で、その目的は良好な記録層保護性能、すなわち記録層
の膜質変化や性能劣化を抑え、しかも記録層との接着力
の優れた誘電体層を備えた光記録媒体を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる本発明の目的は、基板上に記録層と誘電体層を備
えた光記録媒体において、上記誘電体層がＺｒ（シリコ
ニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｔ１（チタン）およびＷ
（タングステン）から選ばれた少なくとも１種の金属と
、ケイ素、酸素および炭素を含む成分からなることを特
徴とする光記録媒体により達成される。

本発明の光記録媒体は少なくとも基板と該基板上に形成
された記録層と誘電体層とを備えてなるものである。誘
電体層は記録層の片面または両面に隣接して設けること
ができる。

誘電体層は７ｒ、７ａＳＴ　ｉおよびＷから選ばれた少
なくとも１種の金属と、ケイ素、酸素および炭素を含む
成分から形成されるもので、各成分の組成は特に限定さ
れないが、誘電体層中の各成分の好ましい含有量として
は、上記金属の含有量は３原子％〜４０原子％、ケイ素
の含有量は５原子％〜３０原子％、酸素の含有量は５原
子％〜７０原子％、炭素の含有量は３原子％〜４０原子
％の範囲であることが好ましい。

上記金属と炭素の含有量がそれぞれ３原子％未溝の場合
には湿熱環境下での記録層に対する保護効果が低く実用
的でない。また該金属と炭素の含有量がそれぞれ４０原
子％より多い場合には光学特性が変化しやすいという難
点がある。

特に記録層や基板との接着性が良好でかつ記録層の反射
率変化が極めて小さくできる点からは、上記金属の含有
量は５原子％〜３５原子％、ケイ素の含有量は１０原子
％〜３０原子％、酸素の含有量は１０原子％〜６５原子
％、かつ炭素の含有量は３原子％〜３５原子％の範囲に
あることが好ましい。

誘電体層の膜厚は３ｎｍ〜４００ｎｍの範囲が好ましく
、より好ましくは１Ｑｎｍ〜２００ｎｍである。

本発明における記録層としては公知の光学的記録層が使
用可能であり、例えば記録層に集光したレーザ光を照射
するこ゛とにより記録層の結晶構造を変化させる（例え
ば結晶から非晶質またはその逆、あるいは六方晶から立
方晶またはその逆等）つまり相変態により情報を記録で
きる材料、または記録層にレーザ光を照射することによ
り穴を開けるかまたはバブルを形成するなどの記録部分
の形状を変化させ情報を記録する材料からなるもの、あ
るいは磁気記録層に集光したレーザ光を照射することに
より磁化反転を起こさせ情報を記録する材料からなるも
の等が挙げられる。

本発明に用いられる基板としては、プラスチック、ガラ
ス、アルミニウムなど従来の記録媒体と同様なものでよ
い。収束光により基板側から記録することによってごみ
の影響を避ける場合には、基板として透明材料を用いる
ことが好ましい。上記のような材料としては、ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ガラ
スなどが挙げられる。好ましくは、複屈折が小ざいこと
、形成が容易であることから、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ガラスがよい。

基板の厚さは、特に限定するものではないが、１００ミ
フロン〜５ミリートルの範囲が実用的である。１０ミク
ロン未満では基板側から収束光で記録する場合でもごみ
の影響を受けやすくなり、５ミリメートルを越える場合
には、収束光で記録する場合、対物レンズの開口数を大
きくすることができなくなり、ピットサイズが大きくな
るため記録密度を上げることが困難になる。

基板はフレキシブルなものであっても良いし、リジッド
なものであっても良い。フレキシブルな基板は、テープ
状、あるいはカード型または円形などのシート状で用い
ることができる。リジットな基板は、カード状、あるい
は円形ディスク状で用いることができる。

本発明の光記録媒体の記録、再生および消去に用いる光
としては、レーザ光やストロボ光のごとき光であり、と
りわけ、半導体レーザを用いることは、光源が小型でか
つ消費電力が小さく、変調が容易であることから好まし
い。

本発明における光記録媒体は基板上に記録層を形成し、
該記録層上に本発明における誘電体層を形成した構造、
あるいは基板上に誘電体層、記録層および誘電体層をこ
の順に積層した構造として用いられるものである。

さらに記録層の反射率の変化で信号を読み取る場合には
、記録層の光の入射面と反対側の片面に金属などの反射
層を設けてもよく、さらに記録層と反射層の間に中間層
を設けることもでき、この中間層に本発明の誘電体層を
用いることもできる。

基板に記録層、誘電体層および必要に応じて設けた反射
層などを形成した光記録媒体は、さらに核層の形成面の
上に、樹脂層、例えば放射線硬化性樹脂などの層を設け
て単板として使用することができるし、また、また、エ
ヤーサンドイッチ構造、エアーインシデント構造、密着
はりあわせ構造などとして、他の部材もしくは同種の基
板と２枚はりあわせて使用することもできる。

本発明において、記録層および誘電体層の形成には、ス
パッタリング、または真空蒸着、さらにイオンプレーテ
ィン、ＣＶＤ法など公知の薄膜形成技術を用いることが
できる。

以下１例として基板、誘電体層、記録層および誘電体層
の構成からなる本発明の光記録媒体を形成する方法につ
いて説明する。

まず基板上に、例えばＳｉＯ２ターゲットとＺｒ、Ｔａ
などの金属の少なくとも１種が含有された金属の炭化物
ターゲットを同時スパッタすることにより誘電体層を形
成する。次いで該誘電体層上に記録層形成材料のターゲ
ットをスパッタすることにより記録層を形成し、ざらに
この記録層上に前記と同様にして誘電体層を形成するこ
とにより得ることができる。

スパッタリング方法としては特に限定されず、例えばＡ
ｒ雰囲気中でのＲＦマグネトロンスパッタ等の慣用手段
を用いることができる。

また基板上の組成を均一化するため基板を回転させるこ
とは有効であり、ざらに複数の基板を同一円盤上に配し
て、該円盤を回転させることによりさらに基板も回転す
るいわゆる自公転機構を有することはより有効であり、
ざらに膜厚分布の均一化、および誘電体層の組成の均一
化のため複数、例えば複数のターゲットを互いに近接し
て配するか、または回転円盤の中心から放射状、好まし
くは同一円周上に等配に配することも有効である。

上述の製法において誘電体層の組成比は、使用するＳｉ
Ｏ２と金属炭化物の蒸発量により決められ、蒸発量の制
御は各ターゲットへ供給する電力により行うことができ
る。具体的には予め蒸発量と電力量との関係を検討し、
所望の蒸発量に見合う電力を供給してもよいし、または
蒸発量を例えば水晶式膜厚モニタでモニタしながら供給
する電力を制御するようにしてもよい。

誘電体層の膜厚は５ｉｎ２と金属炭化物の単位時間当り
の蒸発量と時間の積の和、またはＳｉＯ２と金属炭化物
のモニタ値の和で知ることができる。・また記録層の膜
厚は、記録層材料の単位時間当りの蒸発量と時間の積ま
たは記録層材料のモニタ値で知ることができる。真空度
は特に限定されるものではないが、例えば５Ｘ１０−２
Ｐａがら１Ｐａ程度である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

なお実施例中の特性は以下の方法で評価したものである
。

（１）誘電体層の組成 誘電体層中の金属とケイ素の相対組成はＩＣＰ発光分析
（セイコー電子工業（株）製ＦＴＳ−１１００型使用）
により測定し、ケイ素と酸素と炭素の相対組成はＸ線光
電子分光法（ＶＧ　　５ｃｉｅｎｔｉｆｉＣ社製、ＥＳ
ＣＡＬＡＢ　　５使用）により測定した。

（２）　　反射率変化 光記録媒体を、酸素＠度０．０１％以下の窒素雰囲気中
で２５０°Ｃ１１０分間アニールして記録層を結晶化さ
せた後、６０°Ｃ１９０％ＲＨの中に置き、各経過時間
におけるガラス面からの反射率を分光測定器により測定
（測定波長：８３０ｎｍ＞し、次式により反射率を求め
る。

Ｒ，−Ｒ。

反射率変化（％）＝□ Ｏ Ｒｏ　：０時間の反射率 Ｒｔ　：１０００時間）多の反射率 （３）　　接着力評価 光記録媒体を２５℃±３℃、６０％ＲＨ±１０％の大気
中に２４±２時間放置した後、基板と記録層および誘電
体層（誘電体層を記録層の両側に設けた場合は、基板と
両側の誘電体層および記録層）を２ｍｍ間隔で２５の基
盤目状にカッティングを行い、“セロテープ″にチバン
（株）製、３４ｍｍ幅）を貼り、１８０°方向に引きは
がし、基板上に残った誘電体層および記録層の数で表わ
す。

（４）　　外観評価 光記録媒体を目視および光学顕微鏡によりクラックの有
無、色調の変化等を観察評価を行う。

実施例１ 下面中央に２個の基板取付は用装着部を有する回転可能
な円盤を備え、該円盤を回転することにより上記基板も
回転するようにした装置と、該円盤の下方で回転中心か
ら等配の放射線状上で、かつ同一円周上にターゲット中
心が位置するように配した３つのターゲットを有し、各
々のターゲットの蒸発量をモニタするするための水晶式
膜厚モニタ（ＩＮＦＩＣＯＭ社製　ＸＴＣ＞を設置した
スパッタ装置を使用して実施した。

上記基板装着部の一方にポリカーボネート基板を、他方
にガラス基板を取り付け、また３つのターゲットにそれ
ぞれ５１０２、ｚｒｃ　＜炭化ジルコニウム）およびＴ
　６５０Ｇ　ｅ　５０　（数字は原子％を示す）を充填
した。

次に上記円盤を３０ｒｌ）ｍで回転させ、ＳｉＯ２が７
４ｍ００．％、ＺｒＣが２６ｍ０Ｏ，％の蒸発量となる
ように、ＳｉＯ２ターゲットとＺｒＣターゲットへの供
給電力をそれぞれ制御しながら２個のターゲットを同時
にＲＦマグネトロンスパッタ法によりスパッタして、２
個の膜厚モニタ値の和が、８００人となるまで誘電体層
を形成した。

次いでＴｅＧｅターゲットをＲＦマグネトロンスパッタ
法により、膜厚モニタ値が１０００人となるまでスパッ
タして誘電体層上に記録層を形成した。

ざらに該記録層の上に前述と同様にして誘電体層８００
人を積層して基板の異なる２個の光記録媒体を得た。

このようにして作成した光記録媒体の誘電体層を前記し
た方法により組成分析を行ったところＳｉが２３原子％
、Ｚｒが１３原子％、Ｏが５２原子％、Ｃが１２原子％
であった。

この光記録媒体を前記した評価方法により評価した結果
を表１に示す。

実施例２〜４ °　実施例１のＺｒＣに代りに、ＴａＣ（炭化タンタル
）、ＴｉＣ（炭化チタン）、またはＷＣ（炭化タングス
テン）のターゲットをそれぞれ用いて実施例１と同様に
して光記録媒体を作製した。このときの誘電体層形成時
の蒸発量はＴａＣを用いた場合は５ｉＯ２７０、ＴａＣ
５０（数字はｍ００％を示す。以下同様）、ＴｉＣを用
いた場合は５ｉＯｚ７２、ＴｉＣ２Ｂ、ＷＣを用いた場
合はＳ　ｉ０２７０．ＷＣ３０とした。この光記録媒体
を前記した方法により評価した結果を表１に示す。

表１から明らかなごとく本発明のＺｒ、Ｔａ、Ｔｉおよ
びＷの少なくとも一種とケイ素、酸素および炭素を会社
する誘電体層を設けたものは湿熱環境での反射率変化が
小さいことから記録層への水分、酸素等の浸透を遮断し
て記録層の腐蝕を防止している。さらにクラックも発生
せず接着力も後述する比較例の誘電体層に５ｉ０２のみ
を用いたものに比べ著しく優れている。中でも融点が３
０００℃以上のＺｒＣ，ＴａＣおよびＴｉＣを用いたも
のが特に反射率変化が小さく良好である。

実施例５ 本発明の誘電体層の構造を調べるため、実施例１の誘電
体層の形成方法と同様にして、全く同組成の誘電体膜を
カーボン付き金属メツシュ状に３００人の厚さに誘電体
層を形成し、透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製、Ｊ
ＥＭ−１２００ＥＸ）で観察した。

その結果、上記の誘電体層には粒界、ボイドなどは見ら
れず緻密で均一な膜が形成されていることがわかった。

また制限視野電子線回折像はハローパターンを示し、本
発明の誘電体層が均一な非晶質であることがわかる。

比較例１〜３ 実施例１のＺｒＣの代りに、ＡαＮ（窒化アルミニウム
）、またはＳｉ：＋Ｎ＋（窒化ケイ素）のターゲットを
用いた場合、および誘電体層を３ｉ０２のターゲットの
みを用いた場合とについて実施例１と同様に光記録媒体
を形成した。

八〇、Ｎを用いた場合は５ｉＯｚ７２、ＡＤ、Ｎ１３ｍ
ｏα％の蒸発量で、Ｓｉ３Ｎ＋を用いた場合はＳｉ０Ｓ
１０２７ｌ％、Ｓ　ｉ　３　Ｎ４２９ｍｏＱ５の蒸発量
で誘電体層を形成した。評価結果を表１に示す。

比較例から明らかなごとく、誘電体層にＳｉＯ２のみを
用いたものは接着力が弱く、しかも湿熱環境下において
反射率変化が大きく、ＡｆｆＮヤＳｉ３Ｎ４の窒化物を
用いたものはクラックが発生し実用的でない。

［発明の効果］ 本発明の光記録媒体は上述のごとく誘電体層を特定の元
素を含む成分で形成したので、次のごとき優れた効果を
奏するものである。

（１）　　大気中の水分、酸素の記録層への浸透を該誘
電体層により効果的に遮断できるため、記録層の膜質変
化を抑制でき、耐湿熱特性は飛躍的に向上し長寿命化が
可能となる。

（２）　　基板および記録層との接着力が飛躍的に強く
なり光記録媒体の性能および耐久性向上に大きく寄与す
るものである。

（３）　　非常に均一で緻密な誘電体層が形成されるこ
とにより記録層の保護性に優れる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に記録層と誘電体層を備えた光記録媒体に
   おいて、上記誘電体層がＺｒ、Ｔａ、ＴｉおよびＷから
   選ばれた少なくとも１種の金属と、ケイ素、酸素および
   炭素を含む成分からなることを特徴とする光記録媒体。