JPH02206587A - 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、レーザー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５
９−１１００５２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、ケ
イ素の窒化物、ＭｇＦ２　、ＺｎＳ、ＣｏＦ２　、ＡＩ
　Ｆ３　・３ＮａＦなどの非酸化物、特開昭５８−２１
５７４４号公報のように５ｉ０２、Ｓ　ｔ　ＯＳＡ　１
０３　、Ｚ　ｒ　Ｏ２、ＴｉＯ２などの酸化物や、特開
昭６２−５４８５５号公報、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６２−１１４１３４号公報のように
炭化ケイ素と金属酸化物の混合層、特開昭６３−１９７
０４３号公報のようにＣｕＩ膜やＩＴＯ膜などの無機物
膜、特開昭６３−２０６９４２号公報のように５ｎ０２
、Ｉ　ｎ２０３などの導電性セラミツツクなどの保護層
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、ピンホールが多発するという
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、クラック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
し実用的でなく、ＣｕＩやＩＴＯなどの無機物膜や、５
ｎ０２、Ｉ　ｎ２０３等の導電性セラミックス膜を設け
たものは、ピンホールが発生しやすいという欠点がある
ばかりでなく、ＳｉＯ２などの酸化物と同様に消去を行
った際に前の記録の痕跡が大きく残る（すなわち消し残
りが大きい＝消去率が低い）ため信頼性に劣り、さらに
消去速度を速くできないという問題点もある。

また、ＺｎＳ等の硫化物層を設けたものは、記録層を記
録、消去を行うためのある一定の状態、例えば結晶状態
とするための初期化の速度が遅いという問題点を有して
おり、記録、消去の繰り返し寿命も劣り実用的でない。

さらにスパッタリング法により保護層を形成する場合、
窒化物や酸化物の多くは絶縁物であるため、低温で高速
成膜が可能なりＣスパッタリング法が採用できず生産性
が劣るという問題点も有していた。

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、保存安定性に優れ、加え
て消去率が高く、高速で消去可能であり、記録消去の繰
返し寿命が長く、高速初期化が可能であり、さらに高速
成膜が可能な無機物層を備えた光記録媒体を提供するも
のである。

［課題を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、基板上に記録層と無機物層を備
えた光記録媒体において無機物層がＩｎ（インジウム）
とＳｎ（錫）、０（酸素）とＳｉ（ケイ素）とを含む成
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
成された記録層と無機物層を備えてなるものである。無
機物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。

無機物層はＩｎとＳｎとＯとＳｉ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るものではな
いが、無機物層中の各成分の好ましい含有量としては、
Ｉｎは４原子％から３９原子％、Ｓｎは０．５原子％か
ら３０原子％、Ｓｉは１原子％から１５原子％、０は４
５原子％から６８原子％の範囲であることが好ましい。

Ｉｎが４原子％より少ない場合には、湿熱環境下で記録
層にピンホールが発生しやすいという難点があり、一方
Ｉｎが３９原子％より多い場合には、消去率が低下しや
すい。またＳｎが０．５原子％より少ない場合には、消
去率が低下しやすく、一方Ｓｎが３０原子％より多い場
合には、湿熱環境下で記録層に対する保護効果が低下し
やすい。

さらにＳｉが１原子％より少ない場合は、消去率が低下
しやすく、一方Ｓｉが１５原子％より多い場合には、湿
熱環境下で記録層の反射率変化が大きくなりやすい。ま
たＯが４５原子％より少ない場合には、透明性が低下し
やすいという難点があり、一方Ｏが６８原子％より多い
場合には湿熱環境下で記録層の光学特性が変化しやすく
実用的でない。

特に消去率が高く、消去速度が速く、記録層の光学変化
が極めて小さくできる点からは、Ｉｎの含有量が７原子
％から３５原子％、Ｓｎの含有量は１原子％から２５原
子％、Ｓｉの含有量が２原子％から１２原子％、０の含
有量は５０原子％から６５％の範囲がより好ましい。

無機物層の膜厚は３ｎｍ〜４００ｎｍの範囲が好ましく
、より好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍ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
形状を変化させて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、スチレン樹脂、ガラス
などが挙げられる。好ましくは、複屈折が小さいこと、
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、エポキシ樹脂がよい。基板の厚さ
は、特に限定するものではないが、１０μｍ〜５　ｍｍ
の範囲が実用的である。１０μｍ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關を越える場合には、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。リジッドな基板は、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無機物層を形成した構造、
あるいは基板上に無機物層、記録層および無機物層をこ
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無機物層を
用いることもできる。

基板に記録層、無機物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、さらに該層の形成面の
上にミ樹脂層、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、エアーサ
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。

本発明における無機物層の形成方法としては、例えばＩ
ｎ２Ｏ３と５ｎ０２とＳｉ（またはＳｉＯまたは５ｉ０
２）を三原同時蒸着や、三原同時スパッタリングする方
法、上記材料の混合物を真空蒸着やスパッタリングする
方法、あるいはＩｎとＳｎとＳｉとを酸素含有の雰囲気
中で三原同時でのイオンブレーティングやスパッタリン
グする方法などが挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。

また記録層の形成には、スパッタリング、真空蒸着、お
よびイオンブレーティング法など公知の薄膜形成技術を
用いることができる。

［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）無機物層の組成 無機物層中のＩｎとＳｎとＳｉの相対組成は１０２発光
分析（セイコー電子工業■製ＦＴＳ−１１００型使用）
により測定し、Ｓｉと０の相対組成はＸ線光電子分光法
（ＶＧ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、ＥＳＣ八ＬへＢ　
５使用）により測定した。

■　反射率変化 光記録媒体を、６０℃、９０％ＲＨの中に置き、各経過
時間における基板側からの反射率を分光測定器により測
定（測定波長：８３０ｎｍ）Ｌ、次式により反射率を求
める。

Ｒ，−Ｒ８ 反射率変化（％）＝ Ｒ６ Ｒｏ　二〇時間の反射率 Ｒ，：１０００時間後の反射率 （３）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。

（４）記録消去特性 光記録媒体を線速度１．　５ｍ／ｓｅｃで回転させ、基
板側から開口数０．５の対物レンズで集光した波長８３
０ｎｍの半導体レーザ光を膜面で３．４ｍＷの強度とな
る条件で連続照射しながらトラック間を走査して記録層
を結晶化させる。この後線速を３ｍ／ｓｅｃとして上記
と同一の光学系を使用して周波数３　Ｍ　Ｈｚ　、デユ
ーティ−比５０％に変調した膜面強度１５ｍＷの半導体
レーザ光により記録した後、半導体レーザ光の膜面強度
を０．７ｍＷとして記録部分を走査し再生を行って記録
信号のキャリヤレベル、ノイズレベルおよびＣＮＲをバ
ンド巾３０ｋＨｚで測定する。

この後半導体レーザ光を膜面１１ｍＷ、線速８ｍ／ｓｅ
ｃで連続照射しながら記録部を走査して消去を行い上記
と同一の条件で再生し測定を行う。

消去率は、消去後のキャリヤレベル（ＣＷ）−記録後の
キャリヤレベル（Ｃ８）で算出する。

消去速度は上記と同様に結晶化、記録、再生後、線速お
よびレーザ光強度を変えて消去を行い、各々の線速に適
するレーザ光強度での消去率を測定する。

実施例１ 熱さ１．２ｍｍ、直径１３ａｎで１．６μｍピッチのグ
ループ付ポリカーボネート製基板を毎分３０回転で回転
させながら、ＤＣマグネトロンスパッタ法により順次無
機物層、記録層、無機物層を形成、積層した。

まず、Ｉ　ｒｌ　Ｏ３：　９５ｖｅ！％、５ｎ０２：５
ｗｅｔ％の焼結ターゲット上にＳｉチップを面積比で１
２％を載せてｔ３ｘｉｏ−”ｐａのＡｒ：０２＝９０：
１０（容積比）の混合ガス雰囲気中でＤＣ電力２００Ｗ
を供給して、水晶振動式膜厚計でモニタしながら１００
ＯＡの無機物層を形成し、さらにＳｂ５６Ｔｅ３ｇＧｅ
６　（数字は原子％を示す）のターゲットを６Ｘ１０−
”ＰａのＡｒガス雰囲気中でＤＣ電力１００Ｗを投入し
て８５０人の記録層を形成し、さらにこの上に、上記し
た方法と同様にして無機物層を１５００人形成した。こ
のようにして作成した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。

またこの光記録媒体作成における無機物層の形成時間は
２層合計で２４分５０秒であった。これは後記する比較
例１の５ｉ０２で無機物層を形成した場合に比べ形成時
間が著しく短縮され、生産性に優れていることを示して
いる。さらにＳｉＯ２では高価な装置となるＲＦスパッ
タ法となり、本発明のＤＣスパッタ法がより製造コスト
が安くなる。

実施例２，３ 実施例１において、Ｓｉチップの量を面積比で７％、お
よび１７％として実施例１と同様にして、光記録媒体を
形成した。

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。

実施例４ 実施例１において無機物層の形成を、Ｉｎ２Ｑ３　：９
５ｗｔ％、ＳｎＯ２：５ｗｔ％の焼結ターゲット上にＳ
ｉチップを面積比で１２％のせた第１ターゲツトと、Ｓ
ｎの第２ターゲツトを各々のターゲットに対応した水晶
振動式膜厚計で第１ターゲット４０ｖｔ％、第２ターゲ
ット６０ｗｔ％となるように供給電力を制御しながら同
時スパッタで形成する方法として、無機物層の膜厚は２
コのモニタ値の和として、実施例１と同様にして光記録
媒体を作成した。

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Ｉｎ、Ｓｎ。

Ｓｉ、Ｏとを含有する無機物層を設けたものは、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後述する比較例２の無機物層を
Ｉ　ｎ２０３と５ｎ０２のみで形成したものに比ベピン
ホールの発生状況も著しく少なく記録層の保護性に優れ
ている。

さらにＣＮＲはデジタル記録に必要な４５ｄＢ以上が得
られ、消去率も書き換え可能な３０ｄＢ以上が得られ、
信頼性の高い光記録媒体であることを示している。

比較例１ 実施例１において無機物層の形成を１３．５６ＭＨｚの
ＲＦマグネトロンスパッタ法で５ｉ０２ターゲツトをＡ
ｒ雰囲気でＲＦ電力を５００Ｗとして実施例１と同様に
して光記録媒体を作成した。

この光記録媒体の評価結果を表１に示す。

またこの光記録媒体作成における無機物層の形成時間は
２層合計で４７分２０秒であった。

比較例２ 実施例１においてＳｉチップをのせずに実施例１と同様
に光記録媒体を形成した。評価結果を表１に示す。

較例から明らかなごとく、無機物層に５ｉ０２のみを用
いたものは湿熱環境下において反射率変化が大きく、Ｃ
ＮＲ，消去率とも低く実用的でない。またＩｎ２Ｏ３と
５ｎ０２のみを用いたものは、湿熱環境下においてピン
ホールが多発し、消去率も低く実用的でない。

実施例５ 実施例１において基板側無機物層をｌ１００Ａ。

記録層のターゲットをＰｄ３Ｇｅ、７Ｓｂ３ｏＴｅ、。

（数字は原子％を示す）を用い、上側無機物層２２００
人とし、この上にさらにＡｕをＤＣマグネトロンスパッ
タにて２２０人形成する構成として実施例１と同様にし
て光記録媒体を作成した。この光記録媒体の記録消去特
性を評価したところ、ＣＮＲは５０ｄＢが得られ、消去
率は線速１１゜５ｍ／ｓｅｃのときにも３３ｄＢが得ら
れ高速消去が可能であった。さらに初期化については、
線速６ｍ／ｓｅｃで膜面強度９ｍＷの半導体レーザ光で
良好に行えた。これは後記する比較例３の無機物層にも
ＺｎＳを用いた場合に比べ、消去率が高く信頼性の高い
ことを示しており、加えて高速での消去が可能であり、
さらに初期化の速度は飛躍的に速く生産性に優れている
。

さらにこの光記録媒体を静止して記録、消去特性を前記
した同一の光学系を用いて評価したところ、パルス巾２
００　ｎ５ｅｃで膜面強度７ｍＷの半導体レーザ光を照
射し結晶化後０．５ｍＷで再生しさらにパルス巾２００
　ｎ５ｅｃで膜面強度１３ｍＷの半導体レーザ光を照射
して記録を行った後０．５ｍＷで再生してコントラスト
（（結晶化時の反射率−記録時反射率）／（結晶死時反
射率））を測定する評価を毎秒１００回で繰返し行った
ところ１００万回後もコントラストの低下は初期に比べ
８％であり記録、消去の繰返し寿命が非常に長いことを
示している。

比較例３ 実施例５において無機物層をＺｎＳターゲットを使用し
て１３．５６ＭＨｚのＲＦマグネトロンスパッタで基板
側膜厚を１０００Ａ、Ａｕ側膜厚を２００ＯＡとして実
施例５と同様にして光記録媒体を作成した。この光記録
媒体を実施例５と同様に評価した結果、初期化は０．５
ｍ／ｓｅｃ以下の線速でしか行えなかった。またＣＮＲ
は５０ｄＢが得られたが、消去率は線速ｇｍ／ｓｅｃで
は２８ｄＢであり、線速１１．５ｍ／ｓｅｅでは２３ｄ
Ｂしか得られなかった。さらに繰返し寿命についても２
０万回でコントラストが初期に比べ５０％低下した。

［発明の効果コ 本発明の光記録媒体は上述のごとく無機物層を特定の元
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壊物層
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。

■　消去率が高くなることにより、再記録における信頼
性が飛躍的に向上する。

（３）直流電力によりスパッタリング可能であるため製
造装置が安価となり、かつ高速成膜が可能であり製造コ
ストが安価となる。

（４）高速消去が可能であり情報の書き換え時間が大幅
に短縮できる。

（５）記録、消去の繰返し回数が飛躍的に伸び、寿命が
長い。

（６）高速で初期化が可能であり生産性に優れる。

特許出願人　　　　　東し株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基板上に記録層と無機物層を備えた光記録媒体にお
   いて、上記無機物層がＩｎ（インジウム）とＳｎ（錫）
   とＯ（酸素）とＳｉ（ケイ素）とを含む成分からなるこ
   とを特徴とする光記録媒体。