JPH03104037A - 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、レーザ光の照射によって可逆的光学的変化を
生ずる光記録材料を利用した光記録媒体に関する． 〔従来の技術〕 近年、情報記録の高密度化，大容量化に対する要求が高
まり、国内外でその研究開発が盛んに行われているが、
とくにレーザを光源として用いる光記録媒体は、従来の
磁気記録媒体に比べておよそ１０〜１００倍の記録密度
を有し、しかも記録．再生ヘッドと記録媒体とが非接触
状態で情報の記録，再生ができるために記録媒体の損傷
も少なく、長寿命であるなどの特徴があることから膨大
な情報量を記録．再生する手段としての高密度．大容量
の記録方式として有望である． この光記録媒体は用途に応じて再生専用型，追記型．書
換え型の３種類に大別することができる．再生専用型は
情報の読み出しのみが可能な再生専用記録媒体であり、
追記型は必要に応じて情報を記録し再生することはでき
るが、記録した情報の消去は不可能なものである．これ
に対して書換え型は情報の記録．再生とさらに記録済み
の情報を消去して書き替えることが可能であり、コンピ
ュータ用のデータファイルとしての利用が望まれ最も期
待の大きいものである．書換え型の記録媒体については
、光磁気方式と相変化方式の二つの記録方式の開発が進
められているがいずれの方式も記録材料や書込み機構な
どの点でなお改良の余地が残されている．これらのうち
、相変化方式は一般にレーザ光を記録媒体の記録面に集
光して加熱し、レーザ光のパルス出力とパルス幅とを制
御することによって生ずる記録材料の相変化すなわち結
晶状態から非品質状態への移行または相転移などを起こ
させ、それぞれの状態における反射率の違いで情報の記
録と消去を行うものである。

第２図に相変化方式の光記録媒体の構造を示す．通常多
くのトラッキング溝を設けた、例えばポリカーボネート
などの基板表面１にＺｎＳ等のセラミック等よりなる保
護膜２を形威し、その上に記録用材料、例えばＧｅＳｂ
Ｔｅからなる媒体膜３を設け、さらにその上にセラミッ
ク等よりなる保護膜４と有機物の表面保ｒ！ｌ膜５を順
次堆積した構造としてある．また、第３図では保Ｗ１＃
４と有機物表面保護膜５との間にＭ等の金属膜６を設け
ることが行われている．この金属膜６は、結晶状態から
非結晶状態への変化の際の溶融状態からの冷却速度を上
げるためのものであり、この際、セラミック膜は断熱層
として作用する．媒体の特性確保のためには、特開昭６
３　−　２１４９３８号公報に記載されているようにこ
の断熱層の厚さを最適値にすることが肝要である．この
金属膜６は冷却の効果以外にも人射した光の反射膜とし
て機能する．その効果については、Ａｌａｎ．Ｅ．Ｂｅ
ｌｌにより雑誌″ＩＥＥＥ．Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ
ｔ．”　ＱＥ　　１４巻７号．４８７ページ　（１９７
８年〉において言及されている．このように金属膜６は
その機能が２種類あるが、ここではその反射機能につい
て言及するので以降は金属反射層あるいは反射膜と記述
する． この金属反射層の材料としては、金，銅，クロム等も用
いられるが、音楽用のコンパクトディスクで昔及してい
るように、一般にはアル藁ニウムが用いられている．ア
ルミニウムは安価でまたスパッタリングで効率良く戒膜
生産でき、その膜は一般にこのような光ディスク装置に
用いられる特殊な半導体レーザの発振する光源の波長の
光を多く反射するという特徴をもっていることから広範
に使用されている． ところで音楽用のコンパクトディスクと違い、コンピュ
ータのデータファイルに用いる光記録媒体はその記憶し
ている情報の重要性から高い信頼性が求められている．
音楽用のコンパクトディスクにおいても、内原らにより
雑誌ｒｓＡＮＹｏ　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＲＥＰＯＲＴ
Ｊ第１９巻，５５ページ　（１９８７年）に信頼性を低
下させているのは高い湿度であることを明らかにして、
その対策を講じていることが述べられている。音楽用の
コンパクトディスクではその信頼性が絶対温度で６０ｇ
／一程度の環境下でしか要求されないが、コンピュータ
の外部記憶装置に用いる光記録媒体は８０℃．相対湿度
８５％の環境下で使用することが期待されている． 〔発明が解決しようとする課題〕 光記録媒体に書き込まれた情報が例えば５０℃で１０年
以上安定であるためには、１００℃で３００〜１０００
時間の寿命が必要である．また、現状の記録方式の主流
は、ビットの有無を判別するビットボジシッン記録方式
であるが、将来はビットのエッジを記録点に対応させる
ビフトエフジ記録方式が有望である。このピノトエソジ
記録方式においては、ピントの有無ばかりでなく、ピノ
トの大きさも記録情報となるため、さらに記！３股上の
スポットの安定な光記録媒体が望まれている上、記録膜
の腐食などの例に代表される時間の経過に伴う変化のな
いような光記録媒体が必要となってくる．金属反射層は
、前述のように半導体レーザの発振波長において入射し
た光を多く反射する機能のほか、半導体レーザが照射さ
れることによって光記録媒体が局部的に温度上昇をしな
いための冷却の役割も行うのでこの機能をもちあわせて
いなければならない． このような光記録媒体は、実際の使用条件において、高
い温度や高い湿度の雰囲気にて使用されることが多く、
また急激な温度変化によって空気中の水分が結露すると
いった環境中にて使用されることが多い．発明者らの経
験によれば、６０℃，相対湿度９０％（絶対湿度１００
ｇ／ｍ’）では２５０時間で光記録媒体に用いたアルミ
ニウムが腐食をおこしてしまう現象が観察され、信号を
再生したところ誤りが増加していることがわかった．ま
た、８０℃，相対冫冨度８０％で放置したのちに、２５
℃の部屋に持ち込んだところ、ディスクの内部に水分の
凝集による結露が観察された．このような結露は有機保
護層と金属反射層のあいだでおこっていることが観察さ
れており、この結露した部分が金属反射層が腐食し、乱
反射をおこしてやはり信号の誤りの原因となってしまっ
た． このような腐食を防止するために、例えば金のような貴
金属が用いられることもあるが、一般にこのような貴金
属反射層は高価であるうえ、スパッタのような真空中に
おける薄膜形或法で作威される場合には使用効率が非常
に劣るので、原料として貴金属を用いることは望ましく
ない。また、アルミニウムの耐腐食性の保護層としてＳ
ＩＯを積層することが、レーザ用の反射鏡に使用する際
、一般に行われているが、スパッタリングで威膜をする
場合に酸化物は真空槽内の真空の質を低下させて生産性
を低下させるという欠点がある．最近のＩＣ等では、こ
のような耐酸化性を防止するために、パンシベーシッン
膜として、窒化アルミニウムが用いられている．また光
磁気ディスクにおいてもその耐湿度性を向上させるため
にこの窒化アルξニウムが用いられることが多い．しか
しながら、この薄膜はＳＩＯと同じく真空のスパッタ法
にて作威されることが多いので生産性に劣っているとい
う欠点を有していた．そこで一般のコンパクトディスク
では被覆層には樹脂を用いて生産性をあげていた． 本発明の目的は、高温，高湿の状態に保存しても、また
急激な温度変化によって結露を起こしても、記録情報の
保存寿命が長い光記録媒体を提供することにある． （！ＩＩ題を解決するための手段〕 上記の目的を達戒するために、本発明は、光記録材料よ
りなる媒体層の反光入射側に金属反射層を備えた光記録
媒体において、金属反射層の媒体層より遠い側にマグネ
シウムあるいは酸化マグネシウムを含有した樹脂被覆層
が設けられたものとする． 〔作用〕 マグネシウム　（Ｍｇ）あるいは酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）は水と化合し、水にｕｔｌｌ性の水酸化マグネシ
ウム　（Ｍｇ　（ＯＨ）　＊）を生威することは、例え
ば特開昭６３　−　２９７４７２号公報で公知である．
このため、外部から侵入する水はＭａｌあるいは？ｌｇ
Ｏと反応して水に難溶性の化合物となるため、金属反射
層まで到達することはなく、反射層の金属表面に水分の
吸着が起こらない状況が得られる．このことによって、
反射層が水分の作用により腐食を起こすことがなく、そ
のために金属反射層の腐食によるレーザ光の乱反射が起
こらず、光記録媒体の記録スポットからの反射光の強度
のランダム性が抑制され、信号を記録したのち時間が経
遇しても信号の読み取りの誤りを起こす確率が非常に低
くなる．〔実施例〕 第１図は本発明の第一の実施例の光記録媒体の構造を示
し、第２．第３図と共通の部分には同一の符号が付され
ている．このような積層構造は、高周波あるいは直流ス
パッタリングなどにより次のように容易に作戒できる．
すなわち、表面にトラッキング溝が形威されているポリ
カーボネート製のディスク基板１上に、保護膜２として
ＺｎＳを、さらに媒体Ｍ３として（ＧｅＴｅ）　ｔ　（
ＳｂｔＴｅｓ）に相当するＧｅ．Ｓｂ．Ｔｅ．を、そし
て保護膜４としてＺｎＳをこの順に高周波スパッタリン
グ法により膜を形威した．次にアルξニウムをターゲン
トとしてアルゴンガスで直流法でスパッタを行いアルミ
ニウム反射膜６を設けた．各層の膜厚はそれぞれ１２０
，６０１７０．　１００ｎｍとした．さらに紫外線硬化
樹脂の１重量部に対して金属マグネシウムの粉を０．１
重量部混合してスピンコーティングにて塗布後、紫外線
を照射して硬化させ、厚さ１０一のフィラ一入りの表面
保護膜７を作威した．ディスク直径は１３０　ｍである
． この光記録媒体を周速１１ｍ／ｓｅｅで回転させながら
、波長８３０ｎｓ，出力Ｂ一一のレーザ光を照射した．
記録媒体面でのレーザスポット径は約１−であった．ス
パフタ直後の光記録材料膜は非結晶状態であり、その光
反射率は約１６％であったが、上記のレーザ照射により
光反射率は約３８％にまで上昇した．ディスクの同じ場
所を同様の条件で再度レーザ照射した場合、反射率３８
％から変化は認められなかった．反射率がｌ６％から３
８％へ変化したのは、媒体膜３が非結晶状態から結晶状
態へ変化したためであり、再度のレーザ照射で反射率が
変化しなかったのは、最初のレーザ照射により、結晶化
が十分に行われたことを示している．以後この操作を初
期化と呼ぶ． 情報の書込みを行った後での消去についても、上記と同
様、周速１１ｍ／ｓｅｃでの消去が可能であった。すな
わち、上記の光記録媒体を十分に結晶化した後、レーザ
出力１５１で周波数３．７ＭＨｚのパルス入力を書込ん
だ時、記録媒体の再生出力としてＣＮ比で４８ｄＢの値
が得られたが、これを上記の８一の連続光の条件で消去
するとＣＮ比は１３ｄＢまで低下し、ほぼ完全に消去で
きた．このＣＮ比で４８ｄＢの信号が記録された光記録
媒体を実施例記録媒体とし、その表面保護膜が紫外線硬
化樹脂のみで金属マグネシウムを含んでいない以外は実
施例記録媒体と同一条件で作威した第３図に示す構造を
もつ光記録媒体を比較例記録媒体とした．この２例の光
記録媒体は、初期化の後にレーザ出力１５ｍ−で周波数
３．７　ＭＨ２のパルス入力を書込んだ時、再生出力と
してＣＮ比で４８ｄＢの値が得られた．この光記録媒体
にＣＤフォーマントの信号を記録してこれを６０℃で相
対湿度８０％の環境下に２昼夜保存し、２５℃での相対
湿度３０％の環境に放置したところ、比較例記録媒体に
おいては記録媒体の内部に結露が観察された．この時点
での信号のブロフク誤り率は１０−”台であった．しか
しながら、３０日のち信号のブロック誤り率は実施例記
録媒体ではまだ１０−２台であったが、比較例記録媒体
では１０−１台に劣化をしてしまった．表面保ｍ膜に金
属マグネシウムを含有していない比較例記録媒体は目視
観察において腐食が観察され、この部分が乱反射をおこ
してデータの読み取りの誤りを起こしていることがわか
った．また、この実施例と比較例の２者の光記録媒体を
８０℃．相対湿度８５％の状態に保存しておいたところ
、実施例の記録媒体は１０００時間でも誤り率は増大し
なかったが、比較例の記録媒体は２５０時間で誤り率が
１０−１台に劣化をしてしまった． 第一の実施例における金属反射膜６の材料をアルミニウ
ムからそれぞれ銀および金属クロムとした以外は同一の
条件で第二，第三の実施例の光記録媒体を作威した．第
二の実施例の記録媒体を周速１１ｗ／ｓｅｃで回転させ
ながら、波長８３０ｎｍ，出力８ｍＷのレーザ光を照射
した．ディスク面でのレーザスボント径は約１ｆａであ
った．スパソタ直後の光記録材料膜は非結晶状態であり
、その光反射率は約ｌ７％であったが、上記のレーザ照
射により光反射率は約３９％にまで上昇した．ディスク
の同じ場所を同様の条件で再度レーザ照射した場合、反
射率は３９％から変化は認められなかった．反射率が１
７％から３９％へ変化したのは、第一の実施例の場合と
同様光記録膜が非結晶状態から結晶状態へ変化したため
であり、再度のレーザ照射で反射率が変化しなかったの
は、最初のレーザ照射により結晶化が十分に行われたこ
とを示している．第三の実施例の記録媒体の場合は、同
様の初期化操作において反射率は約１４％から約３５％
まで上昇した．情報の書込み後の消去の際には、第二，
第三の実施例の記録媒体のいずれも第一の実施例の記録
媒体と同様の特性を示した．また、第二，第三の実施例
の記録媒体と、表面保護膜が紫外線硬化樹脂のみで金属
マグネシウムを添加しない以外は実施例の場合と同一の
条件で作戒した比較例の記録媒体とをそれぞれ初期化の
後、第一の実施例および比較例の記録媒体に対するのと
同様にして高温，高湿度の環境下での保存後放置の際の
劣化について調べたところ、第一の実施例および比較例
に対する場合と同じ結果を得た． さらに、表面保護膜７に金属マグネシウムの代わりに酸
化マグネシウムの粉を紫外線硬化樹脂のｌ重量部に対し
て０．２重量部混合した材料を用いた別の実施例の光記
録媒体においても同様の結果が得られた．また、マグネ
シウムあるいは酸化マグネシウムを添加した樹脂層を金
属反射層の上に直接ではなく、他の層を介して被覆させ
ても有効であった． 〔発明の効果〕 本発明によれば、媒体層の反光入射側に設けられる金属
反射層に外気より水分が到達して腐食するのを、反射層
の上を水と反応して安定な水酸化物をつくるマグネシウ
ムあるいは酸化マグネシウムを添加した樹脂保護層で被
覆することにより防止することができた．これによって
記録情報の保存寿命の安定性の高い光記録媒体を得るこ
とができた．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光記録媒体の断面図、第２図
は従来の光記録媒体の断面図、第３図は従来の光記録媒
体の他の例の断面図である。 １：ディスク基板、２．４＝保護膜、３：媒体膜、６：
金属反射膜、７：Ｍｇ添加表面保ｉｔ膜．第２図 第１闇 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）光記録材料よりなる媒体層の反光入射側に金属反射
   層を備えたものにおいて、金属反射層の媒体層より遠い
   側にマグネシウムあるいは酸化マグネシウムを含有した
   樹脂被覆層が設けられたことを特徴とする光記録媒体。