JPH0467335A

JPH0467335A - 光記録素子

Info

Publication number: JPH0467335A
Application number: JP2173792A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kyoda; 豪京田; Hisao Arimune; 久雄有宗
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1990-06-30
Filing date: 1990-06-30
Publication date: 1992-03-03
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2908532B2

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】［発明の利用分ＩＦ］この発明は、プラスチック基板の１主面上に、導電性フ
ィラーを混合した透明樹脂層を設けた、光記録素子に関
する。

［従来技術〕光記録素子用の基板材料には、ガラスとプラスチックと
がある。ガラス基板は高価であるが、種々の所要特性が
得られる。これに対して、プラスチック基板は量産性に
富み、しかも低コストであ上記のプラスチック基板材料
には、ポリカーボネート樹脂や、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリエステル樹脂等がある。これらの樹脂は絶
縁性で帯電し易く、このためゴミが付着し易い。またこ
れらの樹脂は硬度が低く、傷付き易い。そしてこれらの
ことは、ピットエラーレート（以下ＢＥＲという）を増
し、素子の読み出し性能の低下の原因となる。

上記の問題を解決するため、基板の読み出し面にＳｉＯ
□等の無機質膜を形成することが提案されている（特開
昭６３−１５５，４５０号、特開昭６３−２９２，４４
１号参照）。

しかしながらこの構成の光記録素子を追試し、耐久性能
の評価のために環境試験を行ったところ、基板と無機質
膜との間に膨れが生じ、ＢＥＲが低下することが判明し
た。このため、単純な無機質膜の形成とは異なる、帯電
防止処理が必要となる。

［発明の課題］この発明は、プラスチック基板の主面上に、屈折率ｎが
１．８よりも小さな導電性フィラーを混合した、透明樹
脂層を設けることにより、基板の帯電防止処理を行い、（１）　　透明樹脂層での光散乱を防止して、書き込み
、読み出し時のパワーロスを減少させ、（２）ゴミの付
着を防止し、（３）樹脂層でのパワーロスを減少させることによって
、樹脂層の膜厚の影響を抑制することを課題とする。

［発明の構成と作用］この発明の光記録素子は、一方の主面上に光記録層を形
成したプラスチック基板の、他方の主面上に、屈折率ｎ
が１．８よりも小さい導電性フィラーを混合した、透明
樹脂層を設けたことを特徴とする。

一般に透明樹脂の屈折率は、１．５〜１．６程度である
。ここに屈折率ｎの異なる導電性フィラーを混合すると
、微視的な屈折率の不均一性のため、記録・再生用のレ
ーザ光の散乱が生じる。樹脂層の厚さが場所により異な
ると、光散乱の程度も場所によって変化する。この結果
、樹脂層の厚さを厳密に制御し、光散乱の程度を一様に
する必要も生じる。これは光散乱によってもたらされる
、第２の問題点である。

これに対して、この発明では、透明樹脂と屈折率が近い
導電性フィラーを用い、光散乱を防止する。フィラーの
屈折率ｎは１．８よりも小さくし、好ましくは１．７以
下とする。発明者は、ＳｎＯ。

にｓｂを添加した導電性フィラー（屈折率ｎが２゜０）
では、光散乱のため素子の記録感度が悪化するが、屈折
率ｎが１．７のＷＯｌとＷＯ８の混合物（以下Ｗ　Ｏｓ
　（Ｗ　Ｏｓ　）として表す）等では感度の低下が生じ
ないことを確認している。

なお屈折率は、光記録素子で通常に用いる波長である、
４００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲で測定するものとする。

、フィラーは好ましくは、温度湿度や種々の環境に安定
なセラミックフィラーを用いるものとし、例えば屈折率
が１．７程度のＷＯ８（ＷＯりや、屈折率が１．６程度
のＡ１．ＯｌとＺｒＯ２の混合物、屈折率が１．７程度
のＣａＷＯ，や屈折率が１．７程度のＳｂ２Ｏ３等を用
いる。これらのフィラーは、透明でかつ導電性を有する
。フィラーはこれらのものを単独で用いても良いが、高
屈折率のＳｎＯ，、Ｓｎｏｗ（Ｓｂ）、Ｉｎ、Ｏ，（Ｓ
ｎ）、ＺｎＯ，ＴｉＣ）ｘ、Ｚｒ０１等を少量混合して
も良い。この場合、フィラー全体の平均屈折率が１．８
よりも小さければ（より好ましくは１．７以下であれば
）良い。なお０内の元素は、導電性を増すための原子価
制御不純物を示す。またフィラーの粒径は記録や再生に
用いる波長にも依存するが、数百人〜数千人が良い。透
明樹脂層は、基板の読み出し面に設けるが、これに限ら
ず光記録層側の面にも、設けても良い。

［実施例］第１図に、実施例の光記録素子を示す。図において、２
はポリカーボネート樹脂製のディスク状透明プラスチッ
ク基板で（直径１３０ｍｍ）、エポキシ樹脂やポリエス
テル樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂、あるいは
アクリル檎脂勢の任意の透明プラスチック基板に変える
ことができる。

４は、基板２の一主面上に設けた下部誘電体層で、ここ
では非晶質のイツトリウム・サイアロン（ＹＳｉＡＩＯ
Ｎ）とした。下部誘電体層４には、これ以外に例えば窒
化シリコン、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化シリ
コン、硫化カドミウム。

硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸
化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、酸化カ
ドミウム、酸化ビスマス等を用いる。

６は光記録層で、プラスチック基板２に垂直な磁化方向
を持った、非晶質薄膜を用いる。このような薄膜の材料
には、ＧｄＤｙＦｅ、ＧｄＴｂＦｅ。

ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＤｙＦｅ、Ｇｄ
ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＤｙＦｅＣｏ、
ＮｄＧｄＤｙＦｅ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＧｄＤｙＦ
ｅＣｏ等が有る。

８は上地誘電体層で、下部誘電体層４と同様に、イツト
リウム・サイアロンを用い、ｌＯはＡＩやＴｉ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、ＳＵＳ等の金属反射層である。１２
は樹脂保護層で、アクリル酸エステル系や、エポキシ系
、ポリエステル系、アクリル系、アクリルウレタン系等
の紫外線硬化樹脂等を用いる。横書保護層１２は設けな
くても良く、あるいは樹脂保護層１２に導電性フィラー
を混合し、光記録層６偶の帯電防止処理を行っても良い
。

１４は、基板２の読み出し面に設けた透明樹脂層で、透
明樹脂に屈折率ｎが１．８よりも小さな、好ましくは屈
折率ｎが１．７以下の、導電性フィラーを混合したもの
である。透明樹脂の材料には、アクリル酸エステル系や
、エポキシ系、ポリエステル系、アクリル系、アクリル
ウレタン系等の紫外線硬化樹脂等を用い、これらの屈折
率は一般に１．５〜１．６である。

フィラーには導電性で透明のものを用い、粒径は数百〜
数千Ａ程度とする。また屈折率ｎは４００〜８５０ｎｍ
の波長で測定する。フィラーに好ましい材料は、例えば
屈折率ｎが１．７程度のＷＯｓ　（ＷＯｘ）　、屈折率
が１．６程度（１’）ＺｒＯ，で導電体化したＡ１１Ｏ
ｘ（ＺｒＯｘとＡＩ！０３の混合物）、屈折率が１．７
程度のＣａ　Ｗ　Ｏ４や、屈折率が１゜７程度のＳｂ２
Ｏ、である。勿論これらの材料に、より高屈折率のＩｎ
＊０ｓ（Ｓｎ）（ｎ＃２．ｏ）。

Ｓｎｏｗ（ｎ＋２−０）、Ｓｎｏｗ（Ｓｂ）（ｎ”＋２
．０）。

Ｚｎ０（ｎ岬２．ｌ）、Ｔｉ０ｘ（ｎ＃２．２）、Ｚｒ
Ｏ。

（ｎ＃２．０５）等を少量混合しても良い。透明樹脂層
１４の膜厚は例えば５μｍとし、好ましくは１−１５μ
ｍ１より好ましくは３〜ｌＯμｍとする。

ポリカーボネート基板２の１主面上に、スピンコード法
で、導電性フィラーを加えた透明樹脂層１４を、厚さ５
μｍに形成した。透明捩脂には、アクリル系の紫外線硬
化樹脂１２（大日本インキ（株）製の“５ＤＩ７”　、
”５ＤＩ７”は商品名）を用いた。フィラーには、実施
例のＷ　Ｏｓ　（Ｗ　Ｏｚ）や、Ａｌ、Ｏ，とＺｒ０１
の混合物、ＣａＷＯ，、Ｓｂ！０、の他に、比較例とし
てＳｎｏｗ（Ｓｂ）を用い、最大粒径でｌｐｍ、平均粒
径で数百〜数千人のものを用いた。樹脂中のフィラー含
有量は３〜７０重量％の範囲で実験した。フィラーの好
ましい含有量は樹脂の全量に対し３〜７０重量％で、よ
り好ましくは３〜６０重量％とする。導電性の高いフィ
ラーでは、３重量％でも十分な効果が得られ、樹脂と屈
折率の近い材料では７０重量％まで加えても問題は生じ
ない。紫外線硬化樹脂は、ブタノール・ＩＰＡ１１！合
溶媒メこ溶解させ、スピンコード後に、紫外線で硬化さ
せた。最初に透明樹脂層１４を形成するのは、光記録層
６等の形成過程で、読み出し面にゴミ等が混入するのを
防止するためである。勿論光記録層６等の形成後に、透
明樹脂層１４を形成しても良い。ブタノール・ＩＰＡ溶
媒はスピンコード中に蒸発し、加熱しても透明樹脂層１
４の硬度変化を確認できなかった。

マグネトロンスパッタリング装置により、基板２の他方
の主面上に非晶質のイツトリウム・サイアロン膜４を９
２０人厚シルパッタリングし、次いで１１ｗ子を含むＧ
ｄＤｙＦｅの垂直磁化膜からなる光記録層６を２００人
厚シル成した。更に上記と同じイツトリウム・サイアロ
ンを３００人厚シル成して上部誘電体層８とし、この上
にＡＩ金属反射膜１０を８００人厚シル層した。金属反
射膜ｌＯ上に、アクリル系の紫外線硬化樹脂（前記と同
じ５Ｄ１７）をスピンコードし、５μｍ厚の櫃脂保護層
１２とした。

製造後の光記録素子について、透明−脂層１４の比抵抗
と最適記録感度の変化量を測定した。結果を表に示す。

表中の試料ＡはＷＯｓ　（ＷＯ２）含有量が４０重量％
、試料Ｂでは６０重量％である、試料Ｃでは５ｎＯ１含
有量が７重量％である。

表から明らかなように、屈折率ｎが１．８よりも小さな
ＷＯｓ　（ＷＯｉ）を用いた実施例では、最適記録感度
の変化が小さい。これは透明樹脂層１４での光散乱が生
じず、パワーロスが小さいことを意味する。またｗｏ、
（ｗｏ、）以外に、ＺｒＯ２とＡｔ、Ｏ，の混合物や、
ＣａＷ　Ｏ４，５ｂ２０３でも、３〜６０重量％の添加
範囲で、ＷＯｓ　（Ｗｏｗ）　と同様、最適記録感度の
変化は僅かであった。

表　（最適記録感度）ｐ、　　ＷＯｓ（ＷＣｈ）　　１．７　６．８ｘｌＯ”
　　　　ＯＢ　　ＷＯｓ（Ｗｏｗ）　　ｌ　−７８，２
Ｘ　ｌ　Ｏ像　　　　０．２ＣＳｎｏｗ（Ｓｂ）　　２
．０　３．５Ｘ　ｌ　Ｏ”　　　　ｌ　、ＩＤ　　　・
・・　　　　−測定限界以上＊Ｃ，Ｄは比較例で、Ｄは
フィラーなしの透明樹脂層を用い、本　屈折率はフィラーの値を示し、比抵抗は透明樹脂層
１４の値を示す、本　最適記録感度の変化量は、フィラーなしの比較例り
と同じ最適記録感度（波長８００ｎｍ、ＣＮ比４９ｄＢ
）を得るのに必要な、書き込み時のレーザパワーの増加
分を示す。

［発明の効果］この発明では、一方の主面上に光記録層を形成したプラ
スチック基板の他方の主面上に、屈折率ｎが１．８より
も小さい導電性フィラーを混合した、透明樹脂層を設け
る。

このようにすると、透明樹脂とフィラーとの屈折率の差
が小さいため、透明樹脂層での光散乱を押え、記録・再
生に必要な光エネルギーを小さくすることができる。

フィラーによる光散乱が少ないため、フィラー含有量を
大きくでき、この結果高導電性の透明樹脂層の形成が可
能になる。

そして透明樹脂層は、フィラーで導電化され、ゴミの付
着が少ない。

また光散乱が小さいため、透明樹脂層の膜厚のむらが許
容でき、基板の内周と外周とで透明樹脂層に膜厚差が有
っても、記録特性が変化しない。

更にフィラーにセラミックを用いると、温度湿度に安定
で、種々の環境での耐久性に優れた透明樹脂層が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の光記録素子の断面図である。図において、２　　プラスチック基板、４　下部誘電体層、光記録層
、８　上部誘電体層、ｌＯ金属反射層、１２　樹脂保護層、１４　透明樹脂層。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方の主面上に光記録層を形成したプラスチック
基板の、他方の主面上に、屈折率ｎが１．８よりも小さ
い導電性フィラーを混合した、透明樹脂層を設けたこと
を特徴とする、光記録素子。
（２）前記の導電性フィラーを、ＺｒＯ＿２とＡｌ＿２
Ｏ＿３の混合物、ＷＯ＿３とＷＯ＿２の混合物、ＣａＷ
Ｏ＿４、及びＳｂ＿２Ｏ＿３からなる群の少なくとも一
員の物質としたことを特徴とする、光記録素子。