JPH02276036A - 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〕 本発明は基板上に形成された薄膜よシなる記録膜上にレ
ーザー光を集光して照射し、この照射部分を加熱融解す
ることにより記録膜にビットを形成して高密度な情報を
記録し、この記録部分の光の反射率変化を利用して再生
を行うことのできる光記録媒体の製造方法に関するもの
である。

〔従来技術〕

従来よシガラスやプラスチック等の透明基板上に設けら
れた記録膜上にレーザー光を集光して照射し、その結果
生じた熱により記録膜のレーザー光照射部分に物理的変
形もしくは相変化等を生ぜしめて情報を記録する方法が
知られている。このような光記録に用いられるレーザー
光源としては小型、安価であり、また変調が容易である
こと等の理由で一般に半導体レーザーが用いられる。と
ころが現在の半導体レーザーは実用的に波長が８００　
ｎｍ付近のものに限られており、また安定して利用でき
る出力も比較的小さい。従って記録膜にビットを形成し
て記録する追記型光記録媒体の記録膜の材料に要求され
る性質としては８００ｎｍの波長付近での光吸収率が大
きいこと、低融点であること、熱伝導率が低いこと、適
当な光反射率を有すること、形状の良好なビットを形成
すること等の条件が必要である。これらの要求を満たす
光記録膜としては、従来よりＴｅ　、　Ｂｉ　１ｓｅ　
、　Ｓｎ等の金属、もしくはこれらを主成分とした合金
や有機物、酸化物との複合体を蒸着やス・ヤツタリング
等の方法で作製した薄膜、さらには近赤外部に光吸収帯
を有する有機色素をスピンコーティング等の方法で形成
した薄膜などが知られている。

一般に光ディスクはデータの転送速度が遅いため、従来
よりディスクの回転数を上げることによりデータの転送
速度を上けることが試みられている。記録レーザーの出
方を上げずに高回転速度で元ディスクに記録を行うため
には記録膜がレーザー光に対して高感度であることが必
要である。そこで記録膜の記録感度をできるだけ大きく
するような試みがなされている。

従来よりＳｅを含む記録膜は比較的高感度であるため多
く用いられている。例えは、ＳｅとＢｉまたはｓｂとの
合金は低融点であること、半導体レーザーの発振波長付
近での光吸収率が大きいこと、低熱伝導率であること等
の理由で他の記録膜と比べて低い出力のレーザーでの記
録が可能であることから上記の高速記録に適する記録膜
になり得る可能性がある。

しかしながら、これらの記録膜は形成したビットの形状
が悪く、特にビットの周囲の形状が不均一であったり、
ビット内部に残留物が存在するといったことのため高い
ＣＮ比が得られず、かつジッタによるエラー率が太きい
といった問題点を有する。また先に例示した金属やこれ
らを主成分とした合金等は比較的高い耐酸化性を有する
とはいうものの、追記型光記録媒体に用いられるような
数百１以下の極めて薄い膜になるとわずかな酸化も問題
となり、長期間保存を行った場合や高温高湿度の雰囲気
中に放置した場合、空気中の酸素等によりピンホールの
発生や光吸収率の低下を生じ、従ってエラー率の増加や
記録感度の低下と言った媒体の劣化を示すため信頼性の
点で大きな問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は前記したＳｏに加えてＩＮ　、　ｓｂの
少なくとも一種を含有する合金を記録層とした時の問題
点、即ちビット形状の不均一性や耐酸化性を改善し、記
録レーザーの出力を上げずに高速記録を行うのに適した
、記録感度が高く、さらに高いＣＮ比が得られ、かつ信
頼性の高い光記録媒体を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の記録膜の光吸収層に用いられるＳｅに加えてＢ
ｉ、Ｓｂの少なくとも一種を含有する合金は前記した理
由で高い記録感度が得られる反面、ＣＮ比、エラー率等
の記録再生特性、及び信頼性に問題がある。

そこで本発防者らはこれらの問題点の改善方法について
鋭意検討を行った結果、上記のＳｅに加えてＢｔ、ｓｂ
の少なくとも一極を含有する合金薄膜の両側に不働態形
成金属層を形成すると上記合金薄膜の高感度性を保ちつ
つ記録特性および耐酸化性を著しく改善できることを見
いたした。すなわち、このような構成にするとビットの
形状が非常に整った均一なものとなり、ビット内部の残
留物も認められなくなった。この結果、高いσ比と小さ
いエラー率を有する高感度の光記録媒体が得られた。ま
た長期間放置した場合や高温高湿度の雰囲気中に放置し
た場合であってもピンホールの発生や光吸収率の現象は
認められず保存安定性の高い光記録媒体が得られる。

本Ｂ己録膜の光吸収層の両側に設けられる不働態形成金
属層に用いられる金属としては例えは、Ａｌ。

Ｔｉ、　Ｃｒ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｎｂ％Ｔａ、　Ｚｒ
、等が挙げられる。これらの金属は空気中で速やかに酸
化し、表面に安定な酸化物皮膜、すなわち不働態皮膜を
形成するといった％徴を有する。従って５前記の光吸収
層の両側にこれらの金属を付着させた本発明の記録膜は
製膜後速やかに表面酸化物層を形成する。これらの酸化
物は光吸収層がレーザー光によって融解する際に光吸収
層の融液中に混合し、その結果融液の粘性が上昇し、ビ
ットの形状が向上するものと考えられる。また同時にこ
れら不働態形成金属の安定でち密な酸化物層は光記録媒
体を長期間空気中に放置した場合でめっでも酸素原子が
記録膜内部にまで拡散するのを抑えるため光記録媒体の
保存安定性は著しく向上する。

本発明における記録膜の層構成を第１図に示す。

本発明の光吸収１脅の膜厚は記録感度の点で６００Ｘ以
下が望１しく、また反射率及び信号品質の点では５０Ｘ
以上が望ましい。またＳｅに加えてＢ】、ｓｂの少なく
とも一種を含有する合金のＳｅの原子数パーセントは３
０パーセント以上、８０パーセント以下の範囲が好まし
く、この範囲であれはＣＮ比が高く、かつ感度が高いな
ど、記録特性が良好な記録膜が得られる。さらに、光吸
収率、光反射率等の光学的特性を制御する目的で上記光
吸収層に原子数パーセントで１０％以内の範囲で他の元
素を添加してもよい。添加する元素の例としては、Ｓｎ
、　Ｇｅ、　Ｔｅ、Ｉｎ等が挙げられる。

また本発明における不働態形成金属よりなる層は極めて
薄い膜であっても前記したようなビット形状や耐酸化性
の向上の効果が得られる。逆に膜厚が厚いと不働態形成
金属及びその酸化物は融点が高いため、ビットの形成を
妨げ、結果として記録感度が低下する。従って本発明に
おける不働態形成金属よりなる層の膜厚は５Ｘ以上、４
０１以下の範囲が好ましい。本発明における不働態形成
金属の例は前記したとうりであるが、とシわけＴ１を用
いた場合ＣＮ比や耐環境性の点で特に優れた光記録膜が
得られる。

以上の栴成の光記録膜を基板に製膜後、直ちに光記録媒
体として使用しても良いが、記録膜表面に安定な酸化物
層を形成するために加熱処理を行って表面の強制酸化を
行うことが好ましい。この表面酸化の方法としては上記
記録族を製膜後空気中で５０℃以上の温度で加熱処理を
行うことが望ましい。

本発明における記録媒体の記録膜は一般に、真空蒸着法
、ス・セツタリング法などの物理的薄膜形成法を用いて
各層を順次形成することにより製造されるが、特に不働
態形成金属の層及びＳｅに加えてＢｉ　、　Ｓｂの少な
くとも一種を含有する合金よりなる光吸収層を積層する
場合各層の界面部分の酸化を防止するため、各層の形成
後各層の表（６）を大気等の酸素雰囲気にさらすことな
く、次層を形成することが好ましく、具体的にｌｌ′ｉ
各層は真空槽内で真空を保ったまま連続的に製膜するこ
とが好ましい。

本発明に用いられる基板としてはガラス基板もしくはポ
リメチルメタアクリレート、ポリカーボネート等の熱可
塑性１Ｍ脂基板、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂基板、
もしくはグループ等を設ける目的で上記基板の記録膜を
形成する側に紫外線硬化樹脂等を塗布した基板等、一般
の光記録媒体に用いられる透明な基板であれはいずれで
も良く、式らに基板の表面物性を変え１％に高感度の記
録媒体を作成する目的で基叡上に有機物または無機物の
下地層を製膜もしくは塗布した後、本発明の記録族は製
膜を行っても良い。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例１ 厚さ１．２論、外径１３０＋ｎ＋＋＋の円板で片面ＦＣ
１，６μｍピッチのスパイラル状のグループを有するポ
リカーボネート樹脂よりなるディスク基板を蒸着装置の
真空層内に配置し、真空度ｌＸ１０ｔｏｒｒの条件にお
いて、まず電子ビーム蒸着法によシ基板上に１５１の厚
さのＴｉ層を製膜した。次にＢｉを電子ビーム加熱法に
より、またＳｓを抵抗加熱法により、それぞれの蒸発速
度をそれぞれの蒸発源上に設けた水晶振動子式膜厚モニ
ターを用いて調節することによる二元同時蒸着を行うこ
とによ如、先に形成されたＴｉ層上に厚さｉ　ｓ　ｏ　
ＸＢＩｓ５Ｓ４１６５よシなる光吸収層を製膜した。絖
いてこの光吸収層上に厚さ１５ＸのＴｉ　１輪を積層し
た。このようにして記録膜を形成したディスクをオーブ
ンにいれ、温度７５℃で４時間の加熱処理を行った。

このようにして得られた光記録媒体を記録再生装置を用
い、ディスクの回転線速度を１８　ｍ／ｓとし、波長が
８３０　ｎｍの半導体レーザーを用い、対物レンズのＮ
Ａｏ、５２．周波数９　ＭＨｚの条件で記録を行った。

その後、記録された部分を出力１　ｍＷのレーザーで再
生し、スペクトラムアナライザーを用い、バンド幅３０
　ｋＨｚでのＣＮ比を測定した。

記録レーザー出力を変化させて測定した結果を第２図に
示す。図より７．５　ｍＷ以上で５０　ｄＢ以上の良好
なＣＮ比が得られることが分かる。一般に、現在の実用
的な半導体レーザーは記録膜面上で最大１０　ｍＷ程度
の出力が得られるため、本実施例における記録媒体は高
回転速度でも充分な記録感度を有していると言える。

次にこの記録媒体を７５℃８５％ＲＨの恒温恒湿器内に
入れ、加熱劣化試験を行った。一定時間おきに恒温恒湿
器よシ取り出し、上記の記録条件において記録レーザー
出力ｋ　８　ｍＷとし、記録再生を行った場合のＣＮ比
の変化を図３に示す。これによυ１本記録媒体は充分な
耐環境性を有していることが分かる。

比較例１ 実施例１に用いられたものと同様のポリカーブネート基
板上に光吸収層の両側のＴｉ層を製膜しないで光吸収層
であるＢ　Ｉ　３５　Ｓ　ｅ　６ｓ膜のみを製膜したこ
との他は実施例１と同様の方法で記録膜を形成し、加熱
処理を行った。さらに実施例１と同様の方法で記録レー
ザー出力を変化させてＣＮ比を測定した結果を第２図に
、また実施例１と同様の方法で加速劣化試験を行った結
果を第３図に示す。これらの結果より、ＢｉとＳｅの合
金層の両側にＴｉ層が無い場合はＣＮ比、耐環境性のい
ずれも不十分であることが分かる。

実施例２ 実施例１に用いたものと同様のポリカーブネート基板上
にＢ　ｌ　ｓ　ｓ　Ｂ８６ｓの代りにＳ　Ｂ６０　Ｓ　
６４ｋ］としたことの他は実施例１と同様の方法で記録
膜を製膜し、加熱処理を行った。さらに実施例１と同様
の方法で記録レーザー出力を変えて測定を行った。この
結果８ｍＷで５５　ａＢのＣＮ比が得られ、実施例１の
媒体と同様、良好な記録特性を示した。また加速劣化試
験の結果についても実施例１の媒体と同様に十分な耐環
境性を有していることが分かった。

実施例３ 実施例１に用いたものと同様のポリカーブネート基板上
に実施例１と同様の方法で記録族を製膜し九。但し、光
吸収層を製膜する除、ＢｉとＳｅのそれぞれの蒸着速度
を変化させ、ＢｉとＳｅの組成比、すなわち”Ｘ５ｅ１
００−ｘのＸの値を変化させた。これらの記録族につい
て実施例１と同様の方法でＣＮ比を測定した。第４図に
Ｂｉの組成比に対して得られた最大のＣＮ比とＣＮ比が
５０　ｄＢ以上となる最小記録レーザーパワーを示す。

この結果より、ＢｌｘＳｅｌｏｏ−ｘのＸの値は２０≦
Ｘ≦７０の範囲で尚いＣＮ比が得られることが分かる。

実施例４ 実施例１に用いたものと同様のポリカーボネート基板上
にＢ１５ｓＳｅ６ｓの代シにＢ１２ｏＳｂ３ｏＳｅ５ｏ
としたことの他は実施例１と同様の方法で記録膜を製膜
した。さらに実施例１と同様の方法で記録レーザー出力
を変えて測定を行った。この結果８　ｍＷで５４ｄＢの
ＣＮ比が得られ、実施例１の媒体と同様、良好な記録特
性を示した。また加速劣化試験の結果についても実施例
１の媒体と同様に十分な耐環境性を有していることが分
かった。

〔発明の効果〕

本発明によれば比較的低い記録レーザー出力で高回転速
度下での記録が可能となり、従来より問題となっていた
光デイスケの転送速度を向上することができる。また同
持に耐環境性についても大幅に改善され、信頼性の高い
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における光記録媒体の層構成を示す断面
図、第２図は実施例１と比１１９例１の場合の記録レー
ザー出力と再生信号のＣＮ比との関係を示す説明図、第
３図は実施例１と比較例】の場合の加速劣化試験におけ
るＣＮ比の変化を示す説明図、第４図はＢｉＸ””１０
０−ｚのＸの値を変えた場合の得られる最大ＣＮ比とＣ
Ｎ比が５０　ｄＢ以上となる最小記録レーザーノｅワー
を示す説明図である。 図において、 ・・・基板、 ２・・・不働態形成金属よ りなる層、 ３　・・・ ｅ に加えてＢｉ 及びｓｂのうち少な とも一種の元素を含有する元吸収層。 〈

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上にレーザー光による情報の記録及び再生が可
   能な記録膜を設けた光記録媒体において、該記録膜が光
   吸収層と該光吸収層の両側、すなわち該光吸収層の基板
   側の面及びその反対側の面に不働態形成金属の層が設け
   られており、かつ上記光吸収層がセレンに加えてビスマ
   ス及びアンチモンのうち少なくとも一種の元素を含有す
   る合金よりなることを特徴とする光記録媒体。 ２、上記の光吸収層におけるＳｅの原子数パーセントが
   ３０パーセント以上、８０パーセント以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 ３、上記不働態形成金属がチタンであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の光記録媒体。