JPH038147A - 光デイスク - 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〕 本発明はレーザ光を用いて記録、再生成いは消去を行う
光記録に係り、特に保護効果及び光学的特性に優れかつ
情報記録特性に優れた保護膜或いは下地膜を有する光デ
ィスクに関する。

〔従来の技術〕

高密度・大容量のファイルメモリーとして光記録が注目
されている。現在、１度だけ記録ができる追記型の光デ
ィスクの実用化に次いで、記録／消去の繰返しが何回で
もできる書換え可能型の光ディスクも実用化の直前にあ
る。ところで、書換え可能な可逆光ディスクに用いる情
報記録材料の中には、大気中の水や酸素に対して活性な
元素を含む材料が多く、そのため腐食を生じディスクの
信頼性が確保できないという問題があり、実用化を進め
る上での１つの難点となっていた。これを解決するため
の手法として、（１）情報記録材料自身の耐食性を向上
させる。（２）情報記録材料を有効な保護膜で覆うある
いは上記雨音を併用するなどの対策がはかられてきた。

特に、上記保護膜で覆う手法を採用する場合、■ピンホ
ール等の膜欠陥密度が低いこと、■情報記録材料と反応
しないこと■屈折率等の光学定数が適当であること、■
熱伝導率が適当であること。

等の条件を同時にすべて満たさなければならない。

この条件を満足する材料探索が各所で盛んに行なわれて
おり、その例として特開昭６２−１９５７４３、をあげ
ることができる。

〔発明が解決しようとするａ！Ｍ〕

上記従来技術では、低欠陥密度、記録材料と反応しない
、屈折率の制御、熱伝導率の制御等の条件を同時に満た
すのは困難で、ディスク特性や信頼性の低下を克服でき
る光デイスク用保護膜は見出されていなかった。

本発明の目的は、低ピンホール密度で情報記録材料との
反応性を抑制し、熱伝導率及び屈折率が制御できる材料
を提供することにより、亮信頼性を有し、かつ高性能の
光ディスクを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は保′ｆｔ膜材料に５ｎ−８ｅ系材料を用いる
ことにより達成之れる。この組成の系は。

Ｓ　ｎ　／　Ｓ　ａ比を制御することにより、保護膜材
として要求される前記の特性を容易に制御できる。

さらに詳述すると、最も問題となるのは光の吸収で、そ
れはＳｅを５５％以上９５％以下含むことで光吸収が小
さく　（〜０））ｔＢ折率も２以上となり、光学的性質
が要求される下地膜としても安定性が要求される保１膜
材としても好適な性質を与えることができる。ここで、
下地膜は、光の干渉効果を考えると基板材と０．４　以
上の屈折率差が必要である。この他、基板と下地膜との
接着力を向上させるには基板加熱をしてから成膜するの
が効果的である。

〔作用〕

Ｓ　ｎ　／　Ｓ　ｓ比の制御によりレーザ光照射時の記
結膜上の温度分布をコントロールすることができる。Ｓ
ｎを多くすると熱伝導率が大きくなり、逆にＳｅを多く
すると熱伝導率が小さくなる。すなわち光の吸収率が小
さくなる組成範囲に保ち、かつ５ｎ−３ｅ膜の組成比を
制御することにより５ｎ−５ｅ膜の熱伝導率をを制御し
、情報記録膜の温度分布を所望の特性に制御できる。

その結果（１）ディスクの記録−消去特性を任、６：に
選択する、（２）記録／消去繰返しによる再生出力の変
動を抑制する。（３）記録磁区形状を制御する１等の効
果が得られる６ さらに、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレ
フィン、ポリメチルメタアクリレート、アクリル系樹脂
や光硬化型樹脂に代表されるプラスチック樹脂製の基板
上に、この５ｎ−３ｅ系膜を形成すると、材料中の原子
と基板材中の原子との間に弱い化学結合もしくは化学吸
着が生じるので接着力が著しく向上するという効果があ
る３その際、基板材が変質しない程度に加熱した状態で
成膜すると、先の効果がより強力となる。また。

ＳｎとＳｅの比を前述の範囲内とすると、膜内部及び各
層界面におけるストレスが低いのではなく離等が生じに
くい。

以上述べてきたように、光ディスクの保護膜或いは下地
膜用の材料として５ｎ−３ｅ系を用いると、低ピンホー
ル密度で、化学安定性に優れており、高保護効果を有し
ている。また、光ディスクの下地膜は多重干渉を生じる
ようなＡ’＋ｌ折率と膜ノ４を制御する必要があるが、
それも容易に制御できる。さらに、金属とカルコゲナイ
ドの比を制御すると熱伝導率を大きくも小さくもできる
。それにより、情報記録膜の温度分布を制御でき、ディ
スクの記録−消去の感度を任意に設定でき、ディスクド
ライブとの整合性が自由にとれる。さらにこの膜を設け
ることにより、基板と平行方向に熱を逃がすことができ
るようになり、情報記録膜をさめやすくすることができ
るので、記録膜の最高到達温度は、熱伝導率が大きくな
るにつれて低くなり、記録／消去を繰返したときの再生
出力の減少もない。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例１〜３を用いて説明する。

［実施例１コ 本実施例で作製した光ディスクの断面構造を示す膜弐図
を第１図に示す。１はディスク基板である。基板として
は、案内溝を有するプラスチックもしくはフォトポリマ
ー法（２Ｐ法）で表面に案内溝を形成したガラス基板、
あるいはガラス基板にダイレクトに案内溝を形成した基
板等が用いられる。

この基板１上に下地膜２として本発明の５ｎ−８ｅ膜を
、真空蒸着法により形成した。まず２つの蒸着ボートに
ＳｎとＳｅをそれぞれセットし、それぞれのボートに流
すｔｔ流を制御して所望の組成値の膜を得た。この際、
基板を８０℃程度に加熱するとここでＳｎとＳｅの組成
として本実施例においては、Ｓｅ含有率を６６ａｔ％と
じた。この時の屈折率は２．３．ｌ／Ｊ厚は７５０人で
ある。

情報記録膜３としては８００人の厚さの”ｌ’ｂｚａＦ
　ｅｅｌｃ　ｏ　ｔｘＮ　ｂ　ａ非晶質合金膜をスパッ
タリング法により形成した。

上記組成を有する合金ターゲットを用い、放電ガスにＡ
ｒを使用して、放電ガス圧力は５Ｘ１０−８Ｔｏｒｒ投
入ＲＦ車力密度は４．２　　Ｗ／ｃｏｆとした。この記
録膜３の磁気及び磁気光学特性は、カー回転角θ、が０
．３４°、保磁力Ｈａがｌ　ＯＫ　Ｏｅ、補償温度Ｔｃ
ｏｍｐが７０℃、キュリーｉｔ度゛ｒｃが２００℃であ
る。そして再び真空蒸着法により５ｎ−Ｓｅ系の合金膜
を用いた保護膜４を形成した。ここでこの保護膜組成は
、Ｓｅの含有率を５５ａｔ％〜９５ａｔ％の間で変化さ
せ、任意の感度のものを作製した。また、比較例として
、下地膜及び保護膜材料として広く知られている５ｉＯ
ｚを用いたディスクを作製した。

まず、５ｎ−８ｅ系膜のＳｅ含有量と波長８３０ｎｍの
レーザ光の光吸収率の関係は第２図に示すとおりで、Ｓ
ｅ含有量が６２ａｔ％以上では光吸収率がほぼゼロにな
っている。このことは、情報読出しのため入射させるレ
ーザ光の減衰が小さく、４ｆ１号強度の低−ドが少ない
ことを、り一味する。従がってレーザ光入射側の下地膜
もしくは保護膜として５ｎ−３ｅ膜を用いるときは上記
組成範囲の膜を用いることが好ましい。

５ｎ−８ｅ系（Ｓ　ｎ　Ｓ　ｅ２膜）を下地１換に用い
、保護膜組成を種々変化させたときの記録・再生特性を
第３図に示す。保護膜４としてＳｎとＳｅの原子比を５
／９５．２７／７５、そして４５１５５と変化させたも
のを作製した。第３図によればＳｅの含有率が増大する
に従い、最小記録パワーが低くなっている、すなわち、
記録感度が晶くなっていることがわかる。これに対し比
較例では、記録感度が低くかつ保護膜厚を変更する以外
に記録感度を制御できなかった。Ｃ／Ｎは、１８００ｒ
ｐｍ、３０１１ｆｏφ位置に同期１．５Ｔ　にて記録し
たところ１本実施例の場合４９ｄＢ得られたのに対し、
比較例では４６ｄＢと、３ｄＢの向上がみられた。

また、このディスクに一２０℃〜６０℃のヒー、トサイ
クルテストを５０回の繰返したところ、プラスチック基
板上に５ｉＯｚ下地膜および保護膜を形成した比較例で
は剥離が生じたのに対し、５ｎ−８ｅ系を用いたディス
クでは剥離、クラック等は生じなかった。これは、Ｓ　
ｎ　−Ｓ　ｅ系膜が情報記録膜の熱膨張率が中間にあり
、膜中に生じる内部応力を緩和しているためである。

次にこのディスクの信頼性試験を行なった結果を第４図
に示す。すなわち、作製した光ディスクを８０℃−８５
％ＲＨ中に放＋ｉ”ｔ　したときの欠陥レートの経時変
化を測定したものである。まず１本実施例におけるＳｎ
とＳｅとの比が５／９５゜４５１５５のいずれの保護膜
もディスク作製初期の欠陥レートは５Ｘ１０−８（件／
ｂｉｔ）であった。

これら両者は、上記環境中に２０００時間放置後でも欠
陥レートは７Ｘ１０”−６（件／ｂｉｔ）と。

その増大はわずかであった。しかし、比較例では５Ｘ１
０−’（件／ｂｉｔ　）　ト欠陥レートは約１０倍に増
大した。

本実施例では、５ｎ−８ｅ系層の形成に真空蒸着法によ
り形成した例を示したが、スパッタ法やイオンプレーテ
ィング法で形成したＳ　ｎ　−Ｓ　ｃ　膜であっても組
成と膜厚さえ制御されていれば、作製法による性能上の
差違いはみられなかった。

［実施例２］ 本実施例は、下地膜形成に際して反応カスにＡｒに０２
を加えた混合ガスにより５ｎ−８ｅをスパッタして形成
した。作製したディスクの断面構造は実施例１と同様で
第１図に示すとおりである。

ディスクは以下に示す手順にて作製した。まず、表向に
案内溝を有するプラスチック或いはガラス円板上に紫外
線硬化性樹脂で案内溝を形成した基板１上に５ｎ−３ｓ
系下地膜２をスパッタ法により形成した。ターゲットに
はＳ　ｎ　Ｓ　ｅｚ焼結体ターゲットを用い、放電ガス
にＡ　ｒ　／　０２　　（＝　９０／１０）混合カスを
使用し、放電ガス圧力を１×１０’−２（Ｔｏｒｒ）　
、投入ＲＦＪ力を０．７　（Ｗ／Ｃｌ１１）とし、屈折
率２．０、吸収係数Ｏ１膜厚８５０人の膜を形成した。

この上に情報記録膜３および保護膜４を実施例１と同様
の方法と条件で形成した。

このディスクの内径３０ｎ＋ｎ＋φ位ｌｌ￥にて回転数
：２４０Ｏｒｐｍパルス幅７０ｎｓｅｃ周期１．５　Ｔ
にて記録したときの再生出力のレーザーパワー依存性を
第５図に示した。比較例は５ｉａＮ４を保護膜及び下地
膜に用いた場合である。本実施例の５ｎ−３ｅ系材料を
用いるとＳｉ３Ｎ＋より熱伝導率が小さいので感度が高
くなる。Ｃ／Ｎも実施例１と同一の条件で８ＩＱ定して
Ｃ／Ｎ＝４９　ｄ　Ｂであった。

これに対し、比較例ではＣ／Ｎ＝４６　ｄ　Ｂと低かっ
た。このディスクに一２０〜６０℃のヒートサイクルテ
ストを施した。その結果、本発明の材料を用いたディス
クでは、８００回以上繰返しても剥離やクラックは生じ
なかったが比較例では１００回程Ｎｏ繰返しですでには
削離が生じた。ちなみに酸素を含まないＡｒのみでＳ　
ｎ　Ｓ　ｅ２をスパッタして作製した膜では、５００回
程Ｎ０ヒートサイクルで剥離を生じた。

本実施例の如く、Ｉｇ！素のような反応性ガスを含む１
メ囲気でスパッタすることによって、基鈑表面が清澄化
され、」ル板表面原子と下地膜材との間に結合が生じ、
情報記録層と基板との熱膨張差によって生ずる剥離が抑
制されるという緩衝層的効果に加え、接着力を増すこと
ができる。

第６図は本実施例において作製したディスクを８０℃−
８５℃ＲＨ中に放置したときの欠陥レートの経時変化を
示す。比較例は、保護膜及び下地膜に５ｉａＮ＋を用い
た場合である。その結果によると１本実施例の場合ディ
スク作製初期で５×１Ｏ−６（件／ｂｉｔ）であったも
のが、このＩＳ１境中に２０００時間放置しても７Ｘ１
０−１′！（件／ｂｉｔ）とわずかに増大しただけであ
った。一方、比較例では、６Ｘ１０−Ｂ（件／ｂｉｔ）
と１桁以上の欠陥レートの増大が観測された。このよう
に、Ａｒ１０２ガスでスパッタした本実施例の５ｎ−８
ｅ系保護膜および下地膜は著しく高い保護性能を有する
。

［実施例３］ 本実施例で作製した光ディスクの断面構造は第１図に示
す模式図と同様である。基板１として表面に凹凸の案内
溝を有するプラスチック基板もしくは２２法で表面に凹
凸の案内溝を形成した基板を用いた。この基板１上にま
ず下地膜２を真空蒸着法により形成した。２つの蒸着ボ
ートにＳｎとＳｅをセットし、ボートに流す電流を制御
して膜組成を所望の値とした。蒸着中は基板を自公転さ
せた。作製したＳｎとＳｅのモル比はＯ／１００゜２０
／８０．３３／６７、および５５／４５の４種類で膜ノ
４は７５０人である。

上記下地膜２の上に情報記録膜３として、ＴｂｘｓＦｅ
ＲｓＣｏｘ７Ｎｂ２Ｐｔ、ｓ膜を実施例１と同様に形成
した。ターゲットに最後に膜）４１５００人のＳｉＯを
スパッタ法により保護膜４として形成した。Ｓｉ○２膜
形成条件は、放電ガスにＡｒ、ターゲットにＳｉ○焼結
体を用い投入ＲＦ軍方力密度４．２Ｗ／ｃｄ、放電ガス
圧カニＩ　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒとした。

本実施例のディスク、を用い１回転数２４００ｒβｍで
ディスク最内周（３０■φ）位置に同期１．５Ｔ。

パルス幅７０ｎｓ−にて信号記録し、その再生出力の記
録レーザパワー依存性を調べ、キャリア対ノイズ比（Ｃ
／Ｎ）を求めた。この結果、下地膜組成がＳ　ｎ　／　
Ｓ　ｅ　＝　Ｏ／　１００及び５５／４５であるディス
クでは４３ｄＢであったのに対し、２０／８０及び３３
／６７のものでは４８ｄＢと最も高いＣ／Ｎを有してい
た。

また、これら４種類のディスクを８０℃−８５％ＲＨ中
に放置したときの欠陥レートの変化を調べたところ、デ
ィスク作製初期で５Ｘ１０−’（件／ｂｉｔ）であった
のに対し、２０００時間放置後で、Ｓｎ／５ｅ＝３３／
６７．５５／４５の組成の下地膜を用いたディスクでは
７　Ｘ　Ｉ　Ｑ”−’（件／ｂｉｔ）とその増大は著し
く小さいが、Ｓｎ／５ｅ＝Ｏ／１００．２０／８０では
５　Ｘ　１０−’（件／ｂｉｔ）と大きく増大した。こ
のように。

５ｎ−３ｓ系下地膜を用いると、組成により保護性能と
ディスク性能に違いが生じる。Ｓｎ／Ｓｅ比を３３／６
７とした下地膜を用いた場合、上記両性能を同時に満足
し結合的に最も優れていた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、下地膜の熱伝導率や光学定数の制御が
自由に行なえるので所望のディスク特性が容易に得られ
る。また、本材料はピンホール密度も低いのでディスク
の信頼性も高められる。さらに、この材料の熱膨張率は
金属と基板材料の中間にあり、熱膨張率差により生じる
内部応力の緩和に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光ディスクの構造を示す模式
的断面図、第２図は５ｎ−８ｅ系におけるＳｅａ度と光
吸収率の関係曲線図、第３図、第５図は本発明の実施例
のディスクの再生出力のレーザー出力依存特性図、第４
図、第６図は本発明の実施例の光ディスクの耐食性能を
示す欠陥レートの経時変化の？１１１定図である。 １・・・基板、２・・・下地膜、３・・・情報記録膜、
４・・・保護膜。 箒 関 茅 閃 第 図 Ｌ−ず−ｔカ（職Ｗ） 第　４　ｌ 蚊 置 時間（１１卜）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を用いて記録、再生あるいは消去を行う光
   ディスクにおいて、情報を記録する層のいずれか一方あ
   るいは両方の界面に接するように、ＳｎとＳｅからなる
   材料で形成される層を設けたことを特徴とする光ディス
   ク。 ２、上記ＳｎとＳｅからなる材料の組成は、Ｓｅを５５
   ａｔ％以上９５ａｔ％以下含んだ材料であることを特徴
   とする請求項第１項記載の光ディスク。 ３、上記ＳｎとＳｅからなる材料を基板と情報記録層と
   の間もしくは記録、再生あるいは消去のためのレーザ光
   入射側に設けるのに、その材料の屈折率が基板材もしく
   は情報記録層と接するように設けたＳｎとＳｅからなる
   材料層のもう一方の界面で接する層の材料との屈折率の
   差が０．４以上であるように形成したことを特徴とする
   請求項第１項もしくは第２項記載の光ディスク。 ４、上記ＳｎとＳｅからなる材料層の形成を、スパッタ
   リング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法あるい
   は化学気相成長法等の薄膜形成技術で形成したことを特
   徴とする請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の光
   ディスク。 ５、上記ＳｎとＳｅからなる材料層の形成において、そ
   の膜厚もしくは組成を選択し、これにより情報記録膜の
   温度分布を制御したことを特徴とする請求項第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の光ディスク。 ６、上記ＳｎとＳｅからなる材料層を、樹脂基板あるい
   は最表面が樹脂層である基板上に形成したことを特徴と
   する請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の光ディ
   スク。 ７、上記基板を形成する樹脂材料として、ポリカーボネ
   ート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、ポリメチルメ
   タアクリレート、アクリル系樹脂あるいは、光硬化型樹
   脂の群から選ばれる少なくとも１種類を用いたことを特
   徴とする請求項第６記載の光ディスク。 ８、上記ＳｎとＳｅからなる材料層を、上記基板を形成
   する樹脂材料との間に、それぞれの構成原子間に、化学
   結合もしくは化学的あるいは物理的吸着などの原子間結
   合が形成されてなることを特徴とする請求項第６項記載
   の光ディスク。 ９、上記ＳｎとＳｅからなる材料層の形成において、そ
   の膜厚もしくは組成を選択し、これにより、基板とＳｎ
   とＳｅからなる材料層、あるいはＳｎとＳｅからなる材
   料層と情報記録膜、あるいはＳｎとＳｅからなる材料層
   を介して情報記録膜と基板との間に生ずる内部応力を緩
   和せしめたことを特徴とする請求項第１項乃至第３項の
   いずれかに記載の光ディスク。 １０、上記ＳｎとＳｅからなる材料層は、光の吸収が無
   視しうる程度に充分小さいことを特徴とする請求項第１
   項乃至第３項のいずれかに記載の光ディスク。 １１、上記ＳｎとＳｅからなる材料層の形成は、基板温
   度を室温よりも高温の状態で行つたことを特徴とする請
   求項第１項乃至第３項のいずれかに記載の光ディスク。