JPH0240143A - 情報記録媒体 - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度のレーザービームを用いて
情報の書き込みおよび／または読み取りができる情報記
録媒体に関する。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビー
ムを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されている
。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ・デ
ィスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静止画
像ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・メモ
リーとして使用されうるものである。

光ディスクは、基本構造としてプラスチック、ガラス等
からなる円盤状の透明基板と、この上に設けられたＢｉ
、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ等の金属または半金属からなる記録
層とを有する。なお、記録層が設けられる側の基板表面
には通常、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向
上あるいは光ディスクの感度の向上などの点から、高分
子物質からなる下塗層または中間層が設けられている。

光ディスクへの情報の書き込みは、たとえばレーザービ
ームをこの光ディスクに照射することにより行なわれ、
記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇
する結果、物理的あるいは化学的な変化を生じてその光
学的特性を変えることにより情報が記録される。光ディ
スクからの情報の読み取りもまた、レーザービームを光
ディスクに照射することなどにより行なわれ、記録層の
光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出す
ることにより情報が再生される。

また、最近では記録層を保護するためのディスク構造と
して、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚の基板
上に記録層を設け、この二枚の基板を記録層が内側に位
置し、かつ空間を形成するようにリング状内側スペーサ
とリング状外側スペーサとを介して接合してなるエアー
サンドイッチ構造が提案されている。このような構造を
有する光ディスクでは、記録層は直接外気に接すること
がなく、情報の記録、再生は基板を透過するレーザー光
で行なわれるために、一般に記録層が物理的または化学
的な損傷を受けたり、あるいはその表面に塵埃が付着し
て情報の記録、再生の障害となることがない。

情報記録媒体は、前述のように種々の分野において非常
に利用価値が高いものであるが、その記録感度は少しで
も高いものであることが望まれている。また、記録され
た情報をできる限り高い精度で読み取ることができるも
のであることが望まれている。

従来より、記録感度を向上させる目的であるいは読取精
度を高める目的で、情報記録媒体の記録層として金属と
ＧｅＳとの混合物からなる層（特公昭５８−３３１２０
号公報）あるいは金属とＭｇＦ２等の金属弗化物および
ＭｏＯ２等の金属酸化物との混合物からなる層（特公昭
５８−１５３１９号公報）が知られている。また二つの
層からなる記録層として、金属性薄層とＰｂＯ１金属弗
化物またはＩｎ−Ｇｅ−５系力ルコゲン化合物などから
なる非金属薄層との積層（特公昭５９３４５１９号公報
）、金属性薄層と種々な記録材料の組合わせからなる金
属または非金属薄層との積層（特開昭５６−７１８３４
号公報）が知られている。そして上記下層である金属性
薄層は主に単一金属からなるもので、複数の金属を用い
る場合は合金の薄層である。

しかしながら、このような記録層では情報の記録時にレ
ーザー光を照射しても記録層上にピットが充分に形成さ
れない場合がある。これは、レーザー光の出力自体は記
録層を融解するのに充分であるにもかかわらず、融解し
た記録層材料にピットが開きにくく、材料がそのまま同
じ位置で固化することによる。このために、レーザー光
の出力を上げる必要があり、記録媒体の感度は充分高い
とは言い難かった。また、このような未形成のあるいは
不完全なピットの存在はジッターが大きくなったり、情
報の読取り時に誤差を生じる原因となる。

［発明の目的］ 本発明は、記録感度の高く、ジッターの小さい情報記録
媒体を提供することもその目的とする。

また本発明は、再生時のＣ／Ｎが高く、読取誤差が低減
した情報記録媒体を提供することをその目的とする。

［発明の要旨］ 本発明は、基板上に、中間層を介してレーザーによる情
報の書き込みおよび／または読み取りが可能な記録層が
設けられてなる情報記録媒体において、該中間層が、深
さ方向に連続で面方向には不連続な島状の部分と該島状
間の間隙部分とからなり、且つ該島状の部分が融点と融
点より３００℃高い温度の範囲内において６００　　ｄ
ｙｎ／　ａｍ以上の表面張力を有する金属を含み、そし
て該島状間の間隙部分が融点６００℃以下の低融点金属
を含む金属で充填されていることを特徴とする情報記録
媒体にある。

尚、本発明における島状とは、特定の形状を意味するも
のではなく、各島状部分に該当する部分が互いに独立し
て不連続な関係にあることを意味している。従って、島
状部分は任意の形状をとることができる。

また、本発明の中間層は、記録層の役割を担っており、
情報を記録した場合に形成されたピットは記録層だけで
なく中間層にまで形成されている。

」二記本発明の情報記録媒体の好ましい態様は下記の通
りである。

１上記島状の部分の平均底面積が、１０３〜１０７　Ｘ
　２の範囲内にあることを特徴とする特許請求の」二記
情報記録媒体。

２゜該島状間の隙間の平均距離が１〜２００又の範囲内
にあることを特徴とする特許請求の上記情報記録媒体。

３゜該６００　ｄｙｎ／　ｃ＋＊以上の表面張力を有す
る金属が、Ａｇ、ＡｆＬ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍ
ｎ、Ｐｄ、ＰｂおよびＺｎから選ばれる少なくとも一種
の金属であることを特徴とする特許請求の上記情報記録
媒体。

４゜該６００　　ｄｙｎ／　ｃ■以上の表面張力を有す
る金属が、Ａｕであることを特徴とする特許請求の上記
情報記録媒体。

５゜上記低融点金属が、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｐｂおよび
Ｂｉから選ばれる少なくとも一種の金属であることを特
徴とする特許請求の」二記情報記録媒体。

６゜上記中間層に含まれる該６００　　ｄｙｎ／　ｃｍ
以上の表面張力を有する金属と該低融点金属との含有比
率が、重量比で９９．９：０．１〜６０．０７４０．０
の範囲内にあることを特徴とする特許請求の上記情報記
録媒体。

７゜上記中間層の層厚が、５０〜３００Ｘの範囲内にあ
ることを特徴とする特許請求の上記情報記録媒体。

８゜上記記録層が、低融点金属と、金属硫化物、金属弗
化物および金属酸化物から選ばれる少なくとも一種の金
属化合物とを含有することを特徴とする上記情報記録媒
体。

９゜上記記録層が、ＩｎおよびＧｅＳの混合物からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の情報記録
媒体。

１０゜上記記録層の層厚が、３００〜１０００又の範囲
内にあることを特徴とする特許請求の上記情報記録媒体
。

［発明の効果］ 本発明者は情報記録媒体について更に研究を重ねた結果
、主として融点と融点より３００℃高い温度の範囲内に
おいて６００　　ｄｙｎ／　ｃｍ以上の表面張力を有す
る金属（以下表面張力の高い金属ともいう）からなる島
状の部分および主として低融点金属により埋められた該
島状間の間隙部分とからなる中間層を基板と記録層との
間に設けることにより、記録媒体の感度を高め、かつジ
ッターを小さくすることができることを見い出し、本発
明に到達したものである。

すなわち、本発明においては基板側に（下塗層等ある場
合は下塗層に）接した中間層が、従来のような金属の均
一な薄層では無く、」−記のように島状に形成された表
面張力の高い金属の間隙を低融点の金属が筋状に埋めら
れた形態となっている。

この表面張力の高い金属が基板側で島状に不連続に存在
しているために、連続層として面方向に平行に積層して
存在するよりも、更には他の記録材料と混合状態で記録
層中に存在するよりも、レーザー光の照射による熱エネ
ルギーが面方向へ拡散することによる熱損失を大幅に低
減することができる。これにより、該表面張力の高い金
属の表面張力が高いことによるピット形成を容易にする
という効果をさらに高めることができ、低いレーザー出
力で形状の良好なピットを記録層および中間層に容易に
形成することができ、従ってジッターも小さくすること
ができる。

［発明の詳細な記述］ 本発明の情報記録媒体は、たとえば以下のような方法に
より製造することができる。

本発明において使用する基板は、従来の情報記録媒体の
基板として用いられている各種の材料から任意に選択す
ることができる。基板の光学的特性、平面性、加工性、
取扱い性、経時安定性および製造コストなどの点から、
基板材料の例としてはソーダ石灰ガラス等のガラス；セ
ルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形ポリメ
チルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル
、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキシ
樹脂；およびポリカーボネートを挙げることができる。

これらのうちで寸度安定性、透明性および平面性などの
点から、好ましいものはポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、エポキシ樹脂およびガラスである。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい。下塗層の材料としては、た
とえば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタ
クリル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質；シ
ランカップリング剤などの有機物質；および無機酸化物
（Ｓｉ０２、Ａ文、０３等）、無機弗化物（ＭｇＦ２）
などの無機物質を挙げることができる。

基板材料がガラスの場合、基板から遊離するアルカリ金
属イオンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層へ
の悪影響を防止するためには、スチレン・無水マレイン
酸共重合体などの親木性基および／または無水マレイン
酸基を有するポリマーからなる下塗層が設けられている
のが望ましい。

下塗層は、たとえば上記物質を適当な溶剤に溶解または
分散したのち、この塗布液をスピンコード、デイツプコ
ート、エクストルージョンコートなどの塗布法により基
板表面に塗布することにより形成することができる。

あるいは、基板（または下塗層）上には、トラッキング
用溝またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸の形成の
目的で、プレグルーブ層またはプレピット層が設けられ
てもよい。プレグルーブ層等の材料としては、アクリル
酸のモノエステル、ジエステル、トリエステルおよびテ
トラエステルのうちの少なくとも一種のモノマー（また
はオリゴマー）と光重合開始剤との混合物を用いること
ができる。

プレグルーブ層の形成は、まず精密に作られた母型（ス
タンパ−）上に上記のアクリル酸エステルおよび重合開
始剤からなる混合液を塗布し、さらにこの塗布液層上に
基板を載せたのち、基板ま１　ま たは母型を介して紫外線の照射により液層を硬化させて
基板と液相とを固着させる。次いで、基板を母型から剥
離することにより、プレグルーブ層の設けられた基板が
得られる。プレグルーブ層等の層厚は、一般に０．０５
〜１００ルｍの範囲内であり、好ましくは０．１〜５０
７ｚｍの範囲内である。また、基板材料がプラスチック
の場合、射出成形あるいは押出成形等により直接基板上
にプレグルーブまたはプレピットを設けてもよい。

次に、基板（または下塗層もしくはプレグルーブ層）上
、もしくは基板に直接プレグルーブ等が設けられた場合
は該プレグルーブ等の上には、本発明の特徴的な要件で
ある中間層が設けられる。

本発明の中間層は、深さ方向に連続で面方向には不連続
な島状の部分と該島状間の間隙部分とからなり、且つ該
島状の部分が融点と融点より３００℃高い温度の範囲内
において６００　　ｄｙｎ／　ｃｍ以上の表面張力を有
する金属（表面張力の高い金属）を含み、そして該島状
間の間隙部分が融点６００℃以下の低融点金属を含む金
属で埋められた層である。

上記島状の部分の平均底面積が１０’〜１０７又２の範
囲内にあり、そしてこれら島状間の隙間の平均距離が１
〜２００Ｘの範囲内にあることが好ましい。

上記中間層の構造は、上記表面張力の高い金属と上記低
融点金属との共蒸着により得られるものである。上記融
点と融点より３００℃高い温度の範囲内において６００
　ｄｙｎ／　ｃｔｍ以」二の表面張力を有する金属とし
ては、Ａｇ、Ａ文、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｓｔ、Ｖ、Ａｕ、Ｂｅ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ｎｂ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｂ、ＴｉおよびＺｎを挙げ
ることができる。好ましくは、Ａｇ、Ａ文、Ｃｄ、Ｃｕ
、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｐｄ、ＰｂおよびＺｎであり、さ
らに好ましくはＡｎ、ＡｕおよびＺｎである。そして最
も好ましくはＡｕである。

上記好ましい低融点金属としては、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｎ、
ＰｂおよびＢｉが挙げられる。共蒸着の際、上記表面張
力の高い金属は融点も比較的高いため、上記低融点金属
とは熔融混合がほとんど起こらないことから、表面張力
の高い金属と低融点金属は混合することなく表面張力の
高い金属は島状となり、低融点金属はその間隙を充填す
る形で上記中間層を形成する。しかしながら、共蒸着の
蒸着条件によっては表面張力の高い金属と低融点金属と
の熔融混合は、わずかな量ではあるが起こっており、ま
たわずかな量で混合される方が中間層全体の融点が下が
り易い。しかし、混合量が多すぎると本発明の特徴であ
るピット形成の容易であるという特性が失われる。

」二記中間層に含まれる融点と融点より３００℃高い温
度の範囲内において６００　ｄｙｎ／ｃｍ以上の表面張
力を有する金属と低融点金属との含有比率は、重量比で
９９．９：０．１〜６０．０：４０．０の範囲内にある
ことが好ましく、特に好ましくは９９．９：０．１〜８
５．０：１５．０の範囲内である。上記中間層の層厚は
、５０〜３００Ｘの範囲内が好ましい。

上記中間層の形状を添付図面の第１図および第２図を参
照しながら説明する。

第１図は、順に基板ｌ、中間層２および記録層３が積層
されてなる本発明の情報記録媒体の構成例を示す部分断
面図である。中間層２は表面張力の高い金属を含む島状
部分４およびその間を埋める低融点金属を含む間隙部分
５からなっている。

また第２図は、中間層を面方向に平行に切断した場合の
、切断面における中間層の島状部分４およびその間隙部
分５の例を示す平面図である。

すなわち、本発明においては基板側に（下塗層等ある場
合は下塗層に）接した中間層が、従来のような金属の均
一な薄層では無く、上記のように島状に形成された表面
張力の高い金属の間隙を低融点の金属が筋状に埋められ
た形態となっている。

この表面張力の高い金属は基板側で島状に不連続に存在
しているために、連続層として面方向に平行に積層して
存在するよりも、更には他の記録材料と混合状態で記録
層中に存在するよりも、レーザー光の照射による熱エネ
ルギーが面方向へ拡散することによる熱損失を大幅に低
減することができる。これにより、この表面張力の高い
金属の表面張力が高いことによるピット形成を容易にす
るという効果をさらに高めることができ、低いレーザー
出力で形状の良好なピットを記録層および中間層に容易
に形成することができ、従ってジッターも小さくするこ
とができる。

本発明の中間層は、上記のように島状に形成された表面
張力の高い金属の間隙を低融点の金属が筋状に埋められ
た形態であり、かつ島状部分は表面張力の高い金属以外
に低融点金属も若干含んでいると考えられ、間隙部分も
低融点金属以外に表面張力の高い金属を若干含んでいる
と考えられる。従って、このような金属の分布状態も、
中間層全体の融点が低下するため、上記感度の向上に寄
与していると推測される。

これらの利点に加えて情報記録媒体の製造時において、
上記中間層の層厚を変えることにより基板の反射率を任
意に調節することができるので、読み取りの際にレーザ
ー光の反射率を調節するのも容易となる。

上記中間層は、上記材料を蒸着、スパッタリング、イオ
ンブレーティングなどの方法により基板上に形成される
。中間層を形成する表面張力の高い金属を含む島状の部
分の面積および低融点金属により埋められた島状間の間
隙距離等の制御は、蒸着材料としての表面張力の高い金
属および低融点金属との混合比、蒸着工程中で基板温度
、真空度および金属蒸着速度等を変化させることにより
行うことができる。上記表面張力の高い金属と低融点金
属との混合比率は、上述のように重量比で９９．９：０
．１〜６０．０：４０．０の範囲内にあることが好まし
く、特に好ましくは９９．９二０．１〜８５．０：１５
．０の範囲内である。

また真空度はＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ−３〜Ｉ　Ｘ　１０−６Ｔ
ｏｒｒ（７）範囲が好ましく、特に好ましくはＩ　Ｘ　
１０−’〜ｌ×１０−５Ｔｏｒｒの範囲である。さらに
蒸着速度は０．１〜１０Ｘ／秒の範囲が好ましい。

記録層の材料としては、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ
などの低融点金属を挙げることができる。

そして、上記金属と組み合わせて用いられる記録層の材
料として、ＣｒＳ、Ｃｒ２５．Ｃｒ２５３．ＭｏＳ２、
ＭｎＳ、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＣｏＳ、Ｃｏ２５．、、Ｎ
　ｉ　Ｓ　、　Ｎ　ｉ　２　Ｓ　、Ｐ　ｂＳ、Ｃｕ２Ｓ
、Ａｇ　２Ｓ、ＺｎＳ、Ｉ　ｎ２ｓｉ、Ｉｎ２５２、Ｇ
　ｅ　Ｓ　ｘ　（０、５＜Ｘ≦２．０）、ＳｎＳ、５ｎ
Ｓ２、Ａｓ、、Ｓ３．５ｂ２Ｓ、およびＢｉ　２Ｓ３な
どの金属硫化物；ＭｇＦ２．ＣａＦ２およびＲｈＦ３な
どの金属弗化物およびＭ。

Ｏ２、Ｉｎ２Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３、ＧｅＯおよびＰｂＯなど
の金属酸化物を挙げることができる。好ましくは、低融
点金属と金属硫化物、金属弗化物および金属酸化物のう
ちの少なくとも一種の金属化合物との混合物である。

特に好ましくは、記録層材料がＩｎおよびＧｅＳからな
る組合せの場合である。

記録層中における低融点金属の含有量は一般に２０〜９
９重量％、好ましくは５０〜８０重量％の範囲内である
。また、金属硫化物、金属弗化物および金属酸化物など
の金属化合物の含有量は一般に１〜８０重量％、好まし
くは２０〜５０重量％の範囲内である。

記録層は、上記材料を蒸着、スパッタリング、イオンブ
レーティングなどの方法により基板上に形成される。

記録層は単層または重層でもよいが、その層厚は光情報
記録に要求される光学濃度の点から一般に３００〜１５
００Ｘの範囲で、好ましくは３００−１０００Ｘの範囲
である。

なお、基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面に
は耐傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酸化
ケイ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質；
熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂などの高分子物質からなる
薄膜が真空蒸着、スパッタリングまたは塗布等の方法に
より設けられていてもよい。

このようにして基板および記録層がこの順序で積層され
た基本構成からなる情報記録媒体を製造することができ
る。

なお、貼り合わせタイプの記録媒体においては、上記構
成を有する二枚の基板を接着剤等を用いて接合すること
により製造することができる。

また、エアーサンドイッチタイプの記録媒体においては
、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一方が上記構成
を有する基板を、リング状の外側スペーサと内側スペー
サとを介して接合することにより製造することができる
。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

［実施例１］ 円盤状ポリカーボネート基板（外径：１３０ｍｍ、内径
：１５ｍｍ、厚さ：　１　、２　ｍｍ）面上に、Ａｕお
よびＰｂを基板温度４０℃、蒸着速度４Ｘ／秒、真空度
１Ｏ−５Ｔｏｒｒの条件下で共蒸着を行ない、ＡｕとＰ
ｂが重量比で９０：１０の中間層を形成した。得らえた
中間層は、第１図および第２図で示される島状部分４の
平均底面積が１０’λ２、島状部分のＭＨ５の平均距離
が５０又であった・ 中間層上に、更にＩｎおよびＧｅＳを上記と同条件下に
て共蒸着して、ＩｎおよびＧｅＳからなる記録層を６０
０又の層厚で形成した。この時、ＩｎおよびＧｅＳの記
録層における割合は重量比で６６．７＝３３．３であっ
た。

このようにして、順に基板、中間層および記録層からな
る情報記録媒体を製造した。

［実施例２Ｊ 実施例１において、記録層材料をＴｅおよびＳｅに変え
、そして得られた記録層におけるＴｅおよびＳｅの組成
が重量比で８０　：　２０であった以外は実施例１と同
様にして情報記録媒体を製造した。

［比較例１１ 実施例Ｉにおいて、中間層材料をＡｕのみに変えた以外
は実施例１と同様にして情報記録媒体を製造した。

［比較例２］ 実施例２において、中間層材料をＡｕのみに変えた以外
は実施例２と同様にして情報記録媒体を製造した。

［情報記録媒体の評価］ （１）感度試験 得られたそれぞれの情報記録媒体について、において、
１．３ｍ／秒の線速で二値情報の記録を行ない、キャリ
アーとノイズの出力レベルの比（Ｃ／Ｎ比）が最大とな
るレーザー出力を測定した。

（２）ジッター 情報が記録された情報記録媒体について、市販のＣＤプ
レーヤー（ＹＡＭＡＨＡ■製）で再生した。再生信号な
二値化した信号の立ち上がりから立ち下がりまでの時間
、および立ち下がりから立ち上がりまでの時間を信号長
毎に多数回測定し、その標準偏差を求めた。

得られた結果を第１表に示す。

第１表 感度 （ｍ　Ｗ　） ジッター （ｎｓ） 実施例１ 実施例２ 比較例１　　　　１３　　　　　　２８比較例２　　　
　１１　　　　　　３１第１表に示された結果から明ら
かなように、本発明の情報記録媒体（実施例１および２
）は低い記録パワーで高いＣ／Ｎ比が得られ、記録感度
が優れていた。また、ジッターの値が極めて小さく、読
取誤差が低減した。

一方、比較のための情報記録媒体（比較例１および２）
は、高い記録パワーを必要とし、記録感度が劣っていた
。さらに、ジッターの値も大きく、読取誤差が起こり易
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報記録媒体の構成例を示す部分断
面図である。 第２図は、本発明の中間層の島状構造の例を示す平面図
である。 ｌ二基板 ２：中間層 ３：記録層 ４：Ａｕを含む島状部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １。基板上に、中間層を介してレーザーによる情報の書
   き込みおよび／または読み取りが可能な記録層が設けら
   れてなる情報記録媒体において、該中間層が、深さ方向
   に連続で面方向には不連続な島状の部分と該島状間の間
   隙部分とからなり、且つ該島状の部分が融点と融点より
   ３００℃高い温度の範囲内において６００ｄｙｎ／ｃｍ
   以上の表面張力を有する金属を含み、そして該島状間の
   間隙部分が融点６００℃以下の低融点金属を含む金属で
   埋められていることを特徴とする情報記録媒体。