JPH045080A - 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りなる記録膜上にレ
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ピ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に関するものである。

〔従来技術〕

従来よりガラスやプラスチック等の透明基板上に形成さ
れた記録膜上にレーザー光を集光して照射し、記録膜に
情報を記録、再生を行う方法が知られている。この記録
、再生方式の一つに、記録膜にレーザー光を照射し、記
録膜を局部的に加熱、融解し、ピットと称される小孔を
形成することにより情報を記録し、また再生時にはレー
ザー光を記録膜面上に照射し、その反射光を検出して情
報の再生を行う方法が知られている。この方式に用いる
記録膜としては従来よりＴｅ、旧、Ｓｂ、　Ｓｎ等の低
融点金属、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パッ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。

特に低融点金属及びこれを主成分とした合金からなる記
録膜は比較的良好な記録、再生特性が得られることから
広く用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの低融点金属薄膜は大気中に放置された場合、酸
素あるいは水分によって酸化され易いといった欠点を有
する。記録膜が酸化されると光透治率が上昇し、光吸収
率が減少するため、レーザー光のエネルギー吸収が少な
くなるほか、融点が上昇するため、ピット形成に要する
エネルギーが大きくなり、結果として記録媒体の記録感
度が低下する。

また同時にピットの形状の劣化によるＣＮ比の低下やエ
ラー率の上昇、孔食の発生によるエラー率の上昇といっ
た問題点も有する。

このような問題点を解決するために、上記の低融点金属
膜中にＣ５Ｓｅ等の元素を添加することによって記録膜
の酸化を防止することが広く行われているが、本方法に
よっても寿命的には依然として不十分である。また、記
録再生時のＣＮ比に関してもいまだ不十分であり、記録
再生特性の優れたディスクが要望されている。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために、本発明は、基板上に設け
た記録膜がＳｎ、　ＢＩＳＳｂからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素とＳｅ及び不働態形成金属元素を
少なくとも含有し、かつ該記録膜と基板との界面付近ま
たはその反対側の表面付近もしくはその両者に上記記録
膜の平均の不働態形成金属元素含有量よりも不働態形成
金属含有量が多い部分を有することを特徴としている。

すなわち、高感度で耐酸化性の比較的高い記録膜が得ら
れる５ｎＳｅ、　Ｂ１Ｓｅ、　５ｂＳｅ等の合金薄膜の
表面付近または基板との界面付近もしくはその両者に設
けられた不働態形成金属の含有量が多い部分が空気中の
酸素や水分によって酸化し、酸化物からなるきわめて薄
く、かつ安定な層を形成する事により、酸素が記録膜の
内部にまで達するのを妨げ、記録膜の酸化の進行を妨げ
るため、本方法によりきわめて耐酸化性の高い記録媒体
が得られる。

さらに上記ように不働態形成金属の含有量が多い部分を
設けることにより、記録時のピットの形状が向上し、そ
の結果再生信号のＣＮ比が向上、ジッタが低下し、再生
データのエラーが少なく信頼性の高い光記録媒体が得ら
れる。

本発明における記録膜の層構成の一例を第１図に示す。

本発明の記録膜において、不働態形成金属の含有量が多
いと記録感度の低下が著しく、また少ない場合には十分
な耐酸化性が得られないため、平均の不働態形成金属の
含有量の好ましい範囲は、原子数パーセントで５％以上
２０％以下の範囲である。さらに記録膜内部を酸化から
保護するためには、記録膜の基板側もしくは基板とは反
対側の表面に、十分な厚さで安定な酸化物層を形成する
必要があり、以上の理由により不働態形成金属を含む部
分は、基板側、基板とは反対側の表面のそれぞれにおい
て厚さが０．　５ｎｍ以上であるのが好ましいが、その
他の部分においては不働態形成金属を全（含まなくとも
差し支えない。

本発明における不働態形成金属の含有量が多い部分は記
録膜の基板側、基板とは反対側の表面のいずれに設けて
も以上のような効果が認められるが、記録膜の基板側、
基板とは反対側の表面の両方に設けると記録膜の耐酸化
性が著しく向上するため特に好ましい。

本発明における不働態形成金属元素の例としては、ＡＩ
、　Ｔｉ、　Ｃｒ、　Ｇｏ、Ｎｉ５Ｎｂ、　Ｔａ等が挙
げられ、これらのいずれでも良いが、ＴＩもしくはＣｒ
は極めて薄い膜であっても安定な不働態層を形成するた
め特に好ましい。

本発明における記録膜の膜厚は反射率や記録感度、ＣＮ
比等の記録特性の点から、５ｎｍ以上、６０ｒｖ以下の
範囲が好ましい。さらに本発明における記録膜の不働態
形成金属元素を除く記録膜のＳｅの組成比は、例えば、
記録膜がＳｅとＳｎとからなる場合は２０−　６０％、
ＳｅとＢｉもしくはＳｅとｓｂとからなる場合は３０〜
８０％の範囲が好ましく、この範囲であればＣＮ比が高
く、かつ記録感度が高い等、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記録膜に、組成比で１０％以内の
範囲で低融点の他の元素を添加しても良い。添加する低
融点元素の例としては、Ｇｅｓ　Ｔｅ、Ｉｎ等が挙げら
れる。

本発明における記録媒体の記録膜の成膜は、真空蒸着法
、スパッタリング法などの物理的薄膜形成法を用いるこ
とが一般的であり、これらの装置の真空槽内で真空を保
ったまま各層を連続的に成膜することが好ましい。さら
に記録膜表面に酸化物層を形成し、経時的に安定な記録
、再生を行う目的で、本発明の記録膜成膜後に空気中で
加熱を行う等の酸化処理を行っても良い。

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、ポリオ
レフィン等の熱可塑性樹脂基板、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、般の光記録媒体に用いられる透明な基板であ
ればいずれでも良く、さらに基板の表面物性を変え、特
に高感度の記録媒体を作成する目的で基板上に有機物ま
たは無機物の下地層を成膜もしくは塗布した後、本発明
の記録膜の成膜を行っても良い。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ 厚さ１．　２ｍｍ、外径１３０ｍｍの円板で片面に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基板をスバ。

タリング装置のスパッタリング室内に配置した。

また、ＲＦカソードにＳｎＳｎ５ａＳｅターゲツトをＤ
ＣカソードにＴｉターゲットを取り付けた。このスパッ
タ室をＩ　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒまで排気した後アルゴ
ンガスを導入し、真空度が５　Ｘ　１０−”ｔｏｒｒと
なるように圧力を調整した。まず、ＴｉターゲントとＳ
ｎＳｎ５ｓＳｅターゲツトについて二元同時スパッタを
行い膜厚が２．　５ｎｍのＴｉ５ｎ−Ｓｅ合金膜を作製
した。この際合金膜の組成がＴｅａ。（５ｎｓｓＳｅ□
）６．となるように双方のターゲットに投入する電力を
調整した。

続いてＳｎ４＠Ｓｅｇｍターゲットのみスパッタを行い
、先に成膜したＴｉ　−Ｓｎ　−Ｓｅ合金膜上に膜厚１
２．５ｎｕの５ｎａｓＳｅ、ｓ膜を積層した。さらに上
記と同様の方法で膜厚２，５ｎｍのＴｊ　−Ｓｎ　−Ｓ
ｅ合金膜を積層した。

以上の方法で成膜を行った記録膜について記録再生特性
の測定を行った。測定は、波長８３０ｎｍの半導体レー
ザーを用い、ディスクの回転数１８０　Ｏｒｐｍ　、記
録周波数３．　７ＭＨｚの条件で記録再生を行い、この
再生信号について、スペクトラムアナライザーを用いて
ＣＮ比の測定を行った。

この結果を第２図に示す。次に上記の記録媒体を７５°
Ｃ８５％ＲＨの恒温恒湿器内に放置することによる加速
耐環境性試験を行った。放置２０００時間までのバイト
エラー率の変化を第３図に示す。ここにおいてバイトエ
ラー率とはランダムなデータに（２−７）ＲＬＬ変調を
行って１８０゜ｒｐｍで回転しているディスクに記録を
行い、その再生データと記録データの比較を行い、誤っ
ているバイト数を全記録バイト数で除したものである。

結果より本実施例の記録膜は良好な記録再生特性を示し
、かつ過酷な条件下であっても、記録再生特性の劣化が
極めて小さいことが分かる。

比較例１ 実施例１に用いたのと同様のポリカーボネート基板上に
、実施例１と同様の方法でＳｎ５ｍ５ｅｓｉ膜のみを１
７．５ｒ＋ｍの膜厚で成膜した。

以上の方法で成膜した記録膜について実施例１と同様の
方法で記録再生特性の測定を行った結果を第２図に示す
。さらに加速耐環境性試験の結果を第３図に示す。

図２．３の結果より、本比較例の記録膜は実施例１の記
録膜よりも記録再生特性、耐環境性ともに劣ることが分
かる。

実施例２ 実施例１に用いたのと同様のポリカーボネート基板上に
実施例１と同様の方法でＴｉ−５ｎ−Ｓｅ合金膜、５ｎ
−Ｓｅ合金膜、Ｔｉ　−Ｓｎ　−Ｓｅ合金膜を順次積層
した。この際に５ｎ−Ｓｅ合金膜の両側のＴｉ　−Ｓｎ
　−Ｓｅ合金膜の膜厚をそれぞれ３ｎｍ一定とし、Ｔｉ
およびＳｎ＠＠Ｓｅｓ＊ターゲットに印加する電力を変
え、組成Ｔｉｎ　（ＳｎｓｉＳｅｓｉ）　ｒ。。−８に
おけるＸの値を変更した。

以上の方法で作成したディスクについて実施例１と同様
の方法で記録再生試験および加速耐環境性試験を行った
。第４図にＴｉ−３ｎ−Ｓｅ合金膜の組成におけるＸの
値と記録再生試験で得られたＣＮ比との関係、第５図に
はＸの値と加速耐環境性試験後のバイトエラー率との関
係を示す。本実施例の結果より、Ｔｉ　−Ｓｎ　−Ｓｅ
合金膜の組成におけるＸの値が２５〜１００の範囲で良
好な記録再生特性及び信頼性が得られることが分かる。

実施例３ 実施例１に用いたのと同様のポリカーボネート基板上に
実施例１と同様の方法でＴｉ　−Ｓｎ　−Ｓｅ合金膜、
５ｎ−Ｓｅ合金膜、Ｔｉ−３ｎ−Ｓｅ合金膜を順次積層
した。この際Ｔｉ−５ｎ−３ｅ合金膜の組成はＴ　ｊｉ
ｏ　（ＳｎｓｉＳｅｓｓ）　ｉｏとし膜厚を変更した。

以上の方法で作成したディスクについて実施例１と同様
の方法で記録再生試験および加速耐環境性試験を行った
。第６図にＴｉ−５ｎ−３ｅ合金膜の膜厚と記録再生試
験で得られたＣＮ比との関係を示す。本実施例の結果よ
り、Ｔｉ−５ｎ−Ｓｅ合金膜の膜厚が６ｎｍ以下の範囲
で良好な記録再生特性が得られることが分かる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明の様な記録膜の構
成にすることにより、記録再生特性が良好でかつ信頼性
の高い追記型光ディスクの記録膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光記録媒体の層構成の一例を示す
断面図、第２図は実施例１および比較例１における記録
パワーとＣＮ比との関係を示す説明図、第３図は実施例
１と比較例１における加速劣化試験時間と媒体のバイト
エラー率との関係を示す説明図、第４．５図はそれぞれ
実施例２におけるＴｉ−３ｎ−Ｓｅ合金膜の組成とＣＮ
比および信頼性との関係を示す説明図、第６図は実施例
３におけるＴｉ−３ｎ−３ｅ合金膜の膜厚とＣＮ比との
関係を示す説明図である。 図において、１：基板、２：不働態形成金属の含有量が
記録膜の平均の不働態形成金属含有量よりも多い部分、
３：不働態形成金属を含まないかもしくは含有量の少な
い部分。 第１図 １・・・基板 ２・・・不動体形成金属の含有量が記録膜の平均不動体
形成金属含有量よりも多い部分 ３・・・不働体金属をふくまないか含有量の少ない部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板と、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂからなる群から選ばれた
   少なくとも一種の元素とＳｅ及び不働態形成金属元素を
   少なくとも含有する記録膜からなる光記録媒体において
   、記録膜における基板との界面付近またはその反対側の
   表面付近もしくはその両者に上記記録膜の平均の不働態
   形成金属元素含有量よりも不働態形成金属含有量が多い
   部分を有することを特徴とする光記録媒体。 ２、不働態形成金属元素を含む部分が、記録膜と基板と
   の界面付近またはその反対側の表面付近もしくはその両
   方に限られ、これらより内部には不働態形成金属元素が
   含まれていない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、不働態形成金属元素含有量が多い部分における不働
   態形成金属元素含有量が原子数パーセントで２５％以上
   １００％以下の範囲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。 ４、不働態形成金属元素を含む部分の厚さが６ｎｍ以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
   項記載の光記録媒体。 ５、不働態形成金属がＴｉもしくはＣｒ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。