JPH02141283A - 光学記録媒体 - 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］ 本発明は光（たとえばレーザ光）を照射することにより
情報の記録および再生を行う光学記録媒体に関する。

［従来の技術〕 レーザ光によって情報の記録および再生を行う光学記録
媒体は、半導体レーザ、記録材料および成膜方法などの
基本技術の向上と、大容量記録が可能であるという特徴
により、最近急速に実用化の道が開かれてきた。上記光
学記録媒体の記録方法としては、レーザ光の照射による
熱エネルギーによって、（１）記録膜を変形してビット
（穴または凹部）またはバブル（隆起部）を形成する方
法、（２）記録膜の相変化により反射率等の光学的性質
を変化させる方法などが提案されている。

略構成を第６図に示す。第６図において、プラスデック
等の基板１１の表面に、ＴｅやＳｅ等を主成分とした記
録膜１２を設け、集束レーザ光により局部的に上記記録
膜を溶融除去してピット１３を形成し、これにより情報
の記録を行い、再生時には、このピットの有無をレーザ
光の反射強度の違いによって検出する。

ここで、上記集束レーザ光が当たった記録膜のごく一部
に熱運動による穴かあき、表面張力によれて、上記ピッ
トは形成される。

一方、記録膜が変形してバブルが形成されることにより
記録される光学記録媒体には、（イ）分解ガス発生層を
積層するもの（たとえば特開昭５６−１２７９３７号）
、（ロ）金属層がガス発生層となるもの（たとえば特開
昭５８−７１１９４号、特開昭６１−１７８７４２号）
、（八）基板がガス発生層となるもの等がある。

特開昭５６−１２７９３７号の光学記録媒体は、基板上
に有機中間層、金属質光吸収層を順に形成しており、金
属質光吸収層の局部加熱により有機中間層も加熱し、有
機中間層から発生するガスにより金属質光吸収層を隆起
させバブルを形成する。

特開昭５８−７１１９４号には、低融点金属を含むエネ
ルギー吸収膜が基板上に設けられており、上記エネルギ
ー吸収膜が記録のための光を吸収して隆起することによ
りバブルか形成される光学記録媒体が示されている。

まｒ二特開昭６１−１７８７．４２号の光学記録媒体は
、基板上に金属炭化物マトリクス中に金属微粒子及び有
機物を分散させた記録膜を有しており、金属微粒子の吸
収熱により有機物が加熱されてガスを発生し、上記記録
膜にバブルが形成される。

し発明か解決しようとする課題］ ところが、上記ピットを形成する光学記録媒体では、ピ
ットの形成がリムと称されろピット周辺の肉盛り１４の
生成を伴い再生信号のＣＮＲ（キャリア・ノイズ比）を
低下させる問題がある。しかも上記リム形状は必ずしも
一様ではなく、記録膜が不均一に凝固したｉリムか形成
されろとＣＮＲはさらに低下する。このためＰｂ、　Ｂ
ｉ等の元素を添カ目してピットの形状を改善する試みが
なされているが、やはりビットエツジは不鮮明になりや
すく、マーク長５己録（こは適さない。

一方、上記バブルを形成する光学記録媒体は、ピットを
形成するものに比べて記録部のエツジは安定するが、記
録感度は劣っていた。また記録部の反射率が上昇するも
のが多く、高反射率を有する光学記録媒体に高コントラ
ストで記録ずろことは困難であった。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたしので、基板に
記録膜が形成され、所定の波長領域の光を強く吸収して
、該先によって、記録膜に反射率の低いピットを形成す
ることによってデータが書き込まれる光学記録媒体にお
いて、高コントラストの記録が行われ、かつ、ピットエ
ツジが安定しており、マーク長記録の行える光学記録媒
体を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この出願の請求項（１）
の光学記録媒体は、基板と記録膜とを有し、上記記録膜
に光を照射することによって記録膜を変形して情報を記
録する光学記録媒体において、上記記録膜が延性の大き
な金属あるいは合金を含み、上記光照射によって上記記
録膜は弾性限度を超えて膨張変形し、かつ、変形部の頂
上は破壊限度を超えて欠損することにより情報が記録さ
れていることを特徴とする 請求項（２）の発明は請求項（１）において、上記基板
上にフロロカーボンを含む中間層が形成されており、上
記記録膜は上記フロロカーボン中間層上に形成されてい
ることを特徴とする光学記録媒体である。

請求項（３）の光学記録媒体は上記記録膜にＡｕを含ん
でいろ。

第１図ないし第３図、第４図および第５図はこの発明の
光学記録媒体にピットが形成される様子を示す概略断面
図である。上記光学記録媒体では基板１上に記録膜２が
形成されている。なお、ここではフロロカーボン中間層
５を設けた光学記録媒体を示している。この光学記録媒
体に基板側から記録のための光（レーザ光）を照射する
と記録膜２が加熱されて塑性変形し、第２図または第４
図に示す空隙６が形成される。記録時にさらに加熱され
ると上記空隙６の頂上が吹き飛び、第３図または第５図
に示すようにピット（穴部）７が形成される。

この発明の光学記録媒体において上記記録膜は第１図な
いし第３図の概略断面図に示すように多層膜であってら
、第４図または第５図の概略断面図に示すように単層膜
であっても良い。ここで、記録膜が多層である場合は、
記録のための光の照射側である基板側にある第１の層３
に延性の大きな金属あるいは合金を含むことが好ましい
。この場合、第１の層上に積層された第２の層４は低融
点物質であると書き込み感度が高くなるので好適である
。上記低融点物質としてはＴｅ、　Ｓｅ等の単金属、Ｔ
ｅ−３ｅまたはこれらとＢｉとの合金が好ましい。

なお上記延性の大きな金属としてはＡｕ、　ＰｔＳＡｇ
およびＣｕ等が挙げられる。

一方、記録膜が単層である場合は、上記延性の大きな金
属あるいはその合金からなる記録膜であってら良（、ま
たは上記低融点物質等の膜中に上記延性の大きな金属を
分散させてら良い。この場合は延性の大きな金属の濃度
は記録のための光の照射側である基板側が高く、記録膜
の深さ方向に向かって低くなるような濃度勾配をらっで
分散されていることが好ましい。ここで、上記延性の大
きな金属の濃度は、基板側表面では３０原子数パ一セン
ト以上であるのが良い。そして、基板側から記録膜表面
側に向かって膜厚が増加するにつれて上記濃度は急激に
低下し、記録膜の全膜厚の略ｌ／２よりも記録膜表面側
では上記濃度はＯであるのが良い。なお、この出願にお
ける濃度とは、ＥＳＣＡ法により上記記録膜の深さ方向
の組成分析を行った結果書られる値である。

この出願の光学記録媒体はフロロカーボン中間層５を設
けることができる。上記フロロカーホン中間層を設ける
と記録ピット形状かさらに均一化し、記録の際の高感度
化が達成されろ。ＥＳＣＡ法による分析から得られる、
上記フロロカーホン層におけるＦの含有量は、Ｆ／（Ｆ
十Ｃ）Ｘ１００で表されるＦの原子数パーセントか４０
％以上６５％以下であれば良い。この範囲を越え、Ｆが
少なすぎると、記録ピットの均一化および記録の際の高
感度化といつに効果が薄れ、逆に多すぎると、中間層と
記録膜との密着性が悪くなり、記録膜がはがれ易く、ま
た記録ピットの形状制御か困難になるといった問題か生
じる。

上記延性の大きな金属としてＡｕ元素を用いると、Ａｕ
元素は合成樹脂基板やフロロカーボン中間層との密着性
が低いために、高い記録感度が得られるので好ましい。

フロロカーボン中間層を設け、上記中間層上にＡｕを含
む記録膜を設けた場合、フロロカーボン中間層と上記記
録膜との界面部分におけるＡｕの濃度が３０原子数パ一
セント以上、より好ましくは７０原子数パ一セント以上
であるのが良い。

上記Ａｕの濃度が３０原子数パ一セント未満であると、
記録膜が溶融して表面張力によって広がることにより、
ピットが形成されてしまうので好ましくない。なお上記
Ａｕを含む記録膜は多層記録膜の上記第１の層がＡｕを
含んでいても良く、Ａｕ元素が分散された単層記録膜で
あってもよい。

この発明の光学記録媒体の記録膜には上記低融点物質等
を含むことができろが、特に高反射率を資するものがよ
く、レーザ光を入射したときの記録前の反射率が４０％
以上であるしのが好ましい。

特にコンパクトディスク（ＣＤ）　、レーザーディスク
（ＬＤ）等のプレーヤーで再生するためには上記反射率
が６０％以上であることか好ましい。

上記記録膜がこの様な反射率を何するためには元素配合
によって差はあるが、一般に５〜２００ｎｍの＠厚であ
る。

本発明において記録膜の成膜方法は特に限定されろもの
ではなく、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンブレ
ーティング法等既存の成膜方法で行うことができる。そ
して、真空蒸着法にょぢ成膜時には延性の大きな金属の
蒸着源に印加する直流パワーを徐々に小さくする、また
は、スパッタリング法によるときには延性の大きな金属
のターゲットへの印加電力パワーを徐々に小さくする等
によって、所望の濃度勾配を得ることができる。

また、上記フロロカーボン中間層はスパッタリング法等
を用いて形成することができる。上記フロロカーホン層
の厚さは５〜ｌｏｏｎｍ／＋（適当である。

用いられる基板としては、レーザ光を透過するのに十分
透明であれば何でも使用できる。例えば、ガラス、ポリ
エステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリカーボネイト樹脂およびポリメタクリル樹脂等の透
明性にすぐれた基板材料が使用できる。上記透明性基板
上に記録膜を形成するか、または中間層を積層して記録
膜を形成し、この記録膜上に任意の不透明性部材を貼り
合わせても良い。また、上記記録膜上に任意の透明保護
層を積層することもできる。基板の影状は円形、方形等
であっても良く、ティスフ状、カード状等であってもよ
い。上記基板は例えばトラッキング等のための案内溝の
ような凹凸を有していても良い。

記録等のために用いるレーザ光の波長は特に限定するも
のではないが、１ＱＱＯｎＩ！１以下のものが使用に適
している。したがって現在の半導体レーザで、波長か７
５０〜８５Ｑｎｍ領域のものが、有効に使われる。

この場合記録時のパワーとしては、一般に１＝１５ｔｏ
ｗ程度の範囲が用いられろ。

［作　用］ この出願の光学記録媒体に記録のためのレーザ光を照射
すると記録膜は加熱されろ。上記記録膜には延性の大き
な金属あるいは合金が含まれているので、加熱による熱
膨張（およびガス発生等）により記録膜は空隙６を形成
して隆起し、弾性限度を越えて塑性変形する。そして、
隆起部の頂上部で記録膜の破壊限界を超えると記録膜が
欠損し、ピット（穴部）７が形成する。ここで上記記録
膜は塑性変形しているので、上記ピットの裾部８（第３
図、第５図）はカルデラ状に残存する。上記により記録
されたピットを基板側から照射する再生レーザ光により
再生するときには、裾部と基板（あるいはフロロカーボ
ン中間層）との接点部９（第３図、第５図）によりピッ
トのエツジが検出されろ。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。

（実施例１） 記録部であるグループ部およびトラック案内溝てめろラ
ンド部を有するポリカーボネイト製透明円板上にフロロ
カーボン中間層と、Ａｕ層とＴｅ−Ｓｅ合金膜とを積層
した記録膜とをスパッタリング法によって成膜した。以
下にその成膜条件を示す。

チャンバー内を５ｘ　１０−’Ｔｏｒｒまで真空引きし
、そののちＡｒガスを導入し、Ａｒガス圧を５ｘ　ｔｏ
−’Ｔｏｒｒに設定した。ターゲットとしては、ポリテ
トラフロロエチレンのターゲット、Ｔｅａ。Ｓｅｔ。組
成（原子数比）の合金ターゲットおよびＡｕのターゲッ
トを用いた。まずポリテトラフロロエチレンのターゲッ
トに高周波パワーを印加し、厚さが２０ｎｍのフロロカ
ーボン薄膜を形成した。なお同じ条件で成膜したフロロ
カーボン薄膜をＥＳ　ＣＡ法によって組成分析すると、
Ｆの含有量は、Ｆ／（Ｆ＋−Ｃ）ｘｌｏｏで表わされる
Ｆの原子数パーセントか４８％であった。上記７０口カ
ーボン中間層を形成したのち、Ａｕターゲットに直流パ
ワーを印加してＡｕ層（膜厚１１０人）を形成した。さ
らにＴｅ−Ｓｅ合金ターゲットに高周波パワーを印加し
てＴｅａ。Ｓｅｔ。組成（原子数比）の合金＠（４５０
人）を積層して光ディスクを得た。

上述の方法で作成した光ディスクは高反射率を有してお
り、波１７８０ｎｎ＋の光で基板側から測定した反射率
はディスクミラ一部で６５％であった。そして、５ｍＶ
からＣＮＦＬが４５ｄＢで書き込み可能であり、最高Ｃ
ＮＲは５０ｄＢに達した。上記ディスクに線速１．４ｍ
／ｓ、書き込みパワー９ｍＷでＥＦ’Ｍ変調記録（マー
ク長記録）を行ったところ、ジッターは３０ｎｓｅｃで
あり、非常に良好な記録再生特性を得ることができた。

この光ディスクは市販のＣＤプレーヤで再生可能であっ
た。なお、この実施例の光（実施例２） 実施例１と同じポリカーボネイト製透明円板上にフロロ
カーボン中間層とＴｅ−Ｓｅ合金中にＡｕ元素を濃度勾
配をつけて分散させた記録膜とをスパックリング法によ
って成膜した。以下にその成膜条件を示す。実施例１と
同様にチャンバー内を真空引きし、そののちＡｒガスを
導入し、Ａｒガス圧を５Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに設定し
た。ターゲットとしては、ポリテトラフロロエチレンの
ターゲット、Ｔｅａ。Ｓｅ、。

組成（原子数比）の合金ターゲットおよびＡｕのターゲ
ットを用いた。まずポリテトラフロロエチレンのターゲ
ットに高周波パワーを印加し、厚さが２０ｎｍのフロロ
カーボン薄膜を形成した。なお同じ条件で成膜したフロ
ロカーボン薄膜では、Ｆ／（Ｆ＋Ｃ）ＸＩＯＩＩで表わ
される上記Ｆの原子数パーセントが５７％であった。上
記フロロカーボン中間層を形成したのちＴｅ−５ｅ合金
ターゲットに高周波パワー、Ａｕターゲットに直流パワ
ーをそれぞれ印加してＴｅ−３ｅ層中にＡｕ元素が分散
された記録膜を得た（膜厚５０ｎｍ）。ここでＡｕター
ゲットに印加する直流パワーを徐々に小さくする条件で
成膜をで成膜した薄膜をＥＳＣＡ法によって深さ方向の
Ａｕ元素の濃度分布を測定したところ、記録再生のため
の先ビーム照射側である基板側表面におけるＡｕ元素の
濃度は９０原子数パーセントで、それから膜厚方向に向
かって濃度は急激に減少し、記録膜の膜厚の半分のとこ
ろでＡｕ元素濃度は０％であった。

上述の方法で作成した光ディスクら同様に高反射率を有
しており、波長７ｇ０ｎｍの光で基板側から測定した反
射率はディスクミラ一部で７１％であった。上記ディス
クに線速１．４ｍ／ｓ、書き込みパワー９ａＹでＥＦＭ
変調記録を行ったところ、ＣＮＲは５５ｄＢ、ジッター
は２５ｎｇｅｃであり、非常に良好な記録再生特性を得
ることができた。この光ディスクは市販のＣＤプレーヤ
で再生可能であった。また上記記録膜上に、ウレタン系
接着剤でＰＥＴフィルムを貼り付けて保護層を形成した
。この光ディスクでは書き込みパワーにｌｏ＋ａｌを要
するようになったか、その他の特性は特に変化しなかっ
た。なお、この実施例の光ディスクの記録ピットをＳＥ
ピットになっており、ピットエツジの形状は安定（均一
）であった。

（比較例） 上記実施例のポリカーボネイト製透明円板上に実進例２
と同し条件てフロロカーボン中間層（膜厚２０ｎｍ）を
成膜し、上記フロロカーボン層上にＴｅ−５ｅ−Ｐｂ合
金からなる記録膜（膜厚５０ｎｍ）を形成した。上記各
層の成膜は、ポリテトラフロロエチレンのターゲットお
よびＴｅａ。５ｅ１ｓｐｂｓ　（原子数比）の合金ター
ゲットを用いたスパッタリング法により行った。なお上
記記録膜の組成比も原子数でＴｅｇｏＳｅ＋５Ｐｂｓで
あった。

上記方法で作成した光ディスクの反射率は上記実施例よ
りも低く、波長７８０ｎａの光で基板側から測定した反
射率はディスクミラ一部で４５％であった。また上記光
ディスクの記録感度は高（，３ｍｌから書き込みが可能
であった。この光ディスクの記録部をＳＥＭ観察すると
、第６図に示すようなリムを有するピットが形成されて
おり、ピット形状は不均一であった。そして線速１．４
鳳／Ｓ、書き込みパワー９ｍＷでＥＰＭ変調記録を行っ
たところ、ジッターは５０ｎｓｅｃであり上記実施例に
比べて劣っていた。

［発明の効果］ この出願の請求項（１）の光学記録媒体は、基板上に延
性の大きな金属または合金を含む記録膜が形成されてお
り、上記記録膜は弾性限度を超えて膨張変形し、変形部
の頂上は破壊されてピット（穴部）が形成されているの
で、高コントラストで記録が行われる。上記ピットを基
板側から照射する再生レーザ光で再生するときは、カル
デラ状に形成されたピットの裾部と基板との接点部でピ
ットエツジが検出されるので、ピットエツジが安定し、
良好なジッター値が得られる。

請求項（２）の発明では請求項（１）においてフロロカ
ーボン中間層を設けているので、記録ピット形状をさら
に均一化し、また高感度化が達成される。

請求項（３）の光学記録媒体では、上記延性の大きな金
属として、基板あるいはフロロカーボン中間層との密着
性の低いＡｕ元素を用いているので、記録のための光ビ
ームを照射した際、空隙が形成されやすく、ピットが容
易に形成され、記録感度がより高い光学記録媒体が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の１つの実施例の光学記
録媒体の概略断面図、第４図または第５図はこの発明の
他の実施例の光学記録媒体の概略断面図、第６図はピッ
ト形成により記録される従来の光学記録媒体の概略断面
図である。 ■・・・・・基　坂、　　　２・・・・・記録膜、５・
・・・・フロロカーボン中間層、 ６・・・・・空　隙、　　　７・・・・・ピット。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と記録膜とを有し、上記記録膜に光を照射す
   ることによつて記録膜を変形して情報を記録する光学記
   録媒体において、上記記録膜が延性の大きな金属あるい
   は合金を含み、上記光照射によつて上記記録膜は弾性限
   度を超えて膨張変形し、かつ、変形部の頂上は破壊限度
   を超えて欠損することにより情報が記録されていること
   を特徴とする光学記録媒体。
2. （２）上記基板上にフロロカーボンを含む中間層が形成
   されており、上記記録膜は上記フロロカーボン中間層上
   に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学
   記録媒体。（３）上記記録膜がＡｕを含むことを特徴と
   する請求項１または２記載の光学記録媒体。