JPH05159368A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】この発明は基板上に記録層と誘電体層を備えた
光記録媒体において、該誘電体層が少なくともカルコゲ
ン化合物と炭素（Ｃ）を含む複合物からなる光記録媒体
である。 【効果】誘電体層内に発生する内部応力を低減している
ため、そりなどの機械的変形が少なく機械特性が良好で
ある。さらに、誘電体層と記録層との接着力に優れ、膜
の剥離、クラックの発生などがなく、長期の信頼性が確
保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光の照射により、情報
の記録、再生が可能である光情報記録媒体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の光記録媒体は、光学的な変化を利
用して情報を記録、再生または消去を行なうための記録
層が、空気中の水分や酸素、あるいは熱によって酸化腐
食を受け、保存、運搬中に記録層の特性が劣化するばか
りでなく、繰り返し記録消去可能な光記録媒体の場合は
記録消去の繰り返しによって記録消去特性が劣化するた
めに使用できなくなるという欠点を有していた。そこで
特開昭59-110052 号公報、特開昭 60-131659 号公報の
ように、アルミニウムの窒化物、珪素の窒化物、ＭｇＦ
₂ 、ＺｎＳ、ＡｌＦ₃ 、などの非酸化物、特開昭58-215
744 号公報のようにＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｚ
ｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ などの酸化物や、さらに特開昭63-103
453 号公報のようにＺｎＳなどのカルコゲン化物とＳｉ
Ｏ₂ などの酸化物を混合した誘電体層を公知の薄膜形成
法によって成膜して記録層の保護層としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光記録媒体に備えられ
る誘電体層は、記録時あるいは消去時の熱的、機械的負
荷にさらされるため、機械特性や耐熱性に優れているこ
とが必要であり、さらに光記録媒体の保存時に記録層を
保護する機能を合せ持つ必要がある。

【０００４】酸化物や窒化物の誘電体層の場合、高温高
湿の環境下における保存において誘電体層自体が剥離し
たりクラックが生じる場合があり、さらに誘電体層の光
学定数が適切でないために、記録あるいは消去特性が低
下してしまう場合がある。

【０００５】ＺｎＳなどのカルコゲン化合物単独、ある
いはＺｎＳなどのカルコゲン化物とＳｉＯ₂ などの酸化
物を混合した誘電体層については、蒸着やスパッタリン
グなどの薄膜形成法による成膜では、膜内に発生する内
部応力が大きな圧縮応力となるため、剥離が発生し易
く、さらに光記録媒体のそりなどの機械的変形が大きい
という問題がある。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み
創案されたもので、その目的は膜内に発生する内部応力
を十分に低減可能な誘電体層を備え、そりなどの機械的
変形が少ない高品位な光記録媒体を提供することであ
る。機械特性が良好であるため、記録、再生を行うシス
テムに対する負担を著しく減少することができる。

【０００７】また、本発明の別の目的は、誘電体層と記
録層との接着力に優れ、膜の剥離、クラックの発生など
がない光記録媒体を提供することである。したがって、
酸素、水分などの遮断性が優れており記録層の膜質変化
や性能劣化が抑制され、長期の信頼性が確保される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
基板上に記録層と誘電体層を備えた光記録媒体におい
て、該誘電体層が少なくともカルコゲン化合物と炭素
（Ｃ）を含む複合物からなることを特徴とする光記録媒
体により達成される。

【０００９】本発明において、カルコゲン化合物として
は、硫化物、セレン化物、テルル化物などが挙げられ
る。たとえばＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＰｂＳ、Ｐ
ｂＳｅ、ＰｂＴｅなどの硫化物、セレン化物、テルル化
物を挙げられることができるが、これらに限定されな
い。

【００１０】さらに、ここで言うカルコゲン化合物と炭
素を含む複合物としては、これら二種類以上の物質が数
ナノメータ以下さらには原子レベルのオーダーで分散混
合している物質、あるいは、数ナノメータ以下のグレイ
ンの集合体であり、かつそのグレインの一部または全部
が、数ナノメータ以下の単位で規則正しく層状構造とな
っている物質または該物質から主としてなるものである
ことが好ましいがこれらに限定されない。

【００１１】光記録媒体に用いる誘電体層について、本
発明者らが行った検討によると、公知の薄膜形成法、例
えば蒸着やスパッタリングにより成膜したＺｎＳなどの
カルコゲン化合物は一般に膜内に大きな圧縮応力が発生
する。また、カルコゲン化合物を含む複合物として、た
とえばＺｎＳとＳｉＯ₂ の複合物の場合も大きな圧縮応
力が発生する。

【００１２】本発明における誘電体層は、少なくともカ
ルコゲン化合物と炭素を含む複合物であるため、該誘電
体層は内部応力が低減される。このため、光記録媒体の
そりなどの機械的変形が少ない。さらに、記録層との接
着力が優れ、膜が剥離したりクラックが生じることを抑
制することができる。したがって、酸素、水分などの遮
断性が優れており、記録層の膜質変化や性能劣化を抑制
することができる。

【００１３】また、繰り返し記録消去が行える光記録媒
体の場合、本発明のカルコゲン化合物と炭素を含む複合
物は、記録消去の繰り返しによって誘電体中の酸素が記
録層に拡散して記録層の特性を劣化させることがない。
さらに、誘電体層は内部応力が低減されているので、記
録消去の繰り返し時の加熱、冷却の熱サイクルによる誘
電体層の機械的破壊や、記録層と誘電体層の剥離などが
生じることがなく、良好な記録消去の繰り返し特性が期
待できる。特に耐熱性が高く、記録動作時に加熱されて
も十分な機械特性有し破壊することがないことから、カ
ルコゲン化合物としてはＺｎＳ、ＺｎＳｅおよびＺｎＴ
ｅなどが好ましい。

【００１４】カルコゲン化合物と炭素の組成比は特に限
定されないが、誘電体層の内部応力の低減効果の大きい
点からは下記の組成であることが好ましい。

【００１５】組成式 Ａ1-X ＢX ここでＡはカルコゲン化合物、Ｂは炭素を表し、X およ
び数字は各元素または分子のモル比を表す。 かつ、 ０．０２≦X ≦０．８０ さらに、好ましくは上記組成式において、下記の組成で
ある。

【００１６】０．１０≦X ≦０．６０ 誘電体層の膜厚は３ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が好まし
く、より好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍである。３ｎ
ｍ未満では、酸素、水分などを十分に遮断することがで
きずに、記録層保護特性を得ることが難しい。５００ｎ
ｍより大きいと内部応力が大きくなり、剥離あるいはク
ラックが発生し易くなり、さらに光記録媒体のそりなど
の機械的変形が大きくなる。

【００１７】また、該誘電体層に内部応力を緩和したり
屈折率を調整するために、記録特性等を著しく劣化させ
ない範囲で金属、半金属、およびこれらの酸化物、窒化
物、炭化物など、たとえばＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、Ｓｉ₃
Ｎ₄ 、ＡｌＮ、ＺｒＣ、ＴｉＣなどが含まれていてもか
まわない。

【００１８】本発明の光記録媒体は少なくとも基板と該
基板上に形成された記録層と誘電体層とを備えて成るも
のであり、該誘電体層は記録層の片面または両面に隣接
して設けることができる。

【００１９】本発明における記録層としては公知の光学
的記録層が使用可能であり、例えば記録層に集光したレ
ーザ光を照射することにより記録層の結晶構造を変化さ
せる（例えば結晶から非晶質またはその逆、あるいは六
方晶から立方晶またはその逆等）つまり相変化により情
報を記録できる材料を用いることができる。例えば、Ｔ
ｅＧｅ系、ＳｎＴｅＳｅ系、ＳｂＴｅＧｅ系あるいはＩ
ｎＳｅ系、あるいはこれらの系を少量の金属等の添加物
でモディファイした系などを挙げることができる。また
磁気記録層に集光したレーザ光を照射することにより磁
化反転を起こさせ情報を記録する材料としてＴｂＦｅＣ
ｏなどが挙げられる。

【００２０】本発明に用いられる基板としては、プラス
チック、ガラス、アルミニウムなど従来の記録媒体と同
様なものでよい。収束光により基板側から記録、再生あ
るいは消去することによって記録媒体に付着したごみな
どの影響を避ける場合には、基板として透明材料を用い
ることが好ましい。上記のような材料としては、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ガ
ラスなどが挙げられる。好ましくは、複屈折が小さいこ
と、形成が容易であることから、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂がよい。基板の
厚さは、特に限定するものではないが、１０μｍ〜５ｍ
ｍの範囲が実用的である。１０μｍ未満では収束光によ
り基板側から記録、再生あるいは消去する場合でもごみ
の影響を受け易くなり、５ｍｍを越える場合には、収束
光により記録、再生あるいは消去する場合対物レンズの
開口数を大きくすることができなくなり、ピットサイズ
が大きくなるため記録密度を上げることが困難になる。

【００２１】基板はフレキシブルなものであっても良い
し、リジッドなものであっても良い。フレキシブルな基
板は、テープ状、あるいはカード型または円形などのシ
ート状で用いることができる。リジッドな基板は、カー
ド状、あるいは円形ディスク状で用いることができる。

【００２２】本発明の光記録媒体の記録、再生あるいは
消去に用いる光としては、レーザ光やストロボ光のごと
き光であり、とりわけ、半導体レーザを用いることは、
光源が小型でかつ消費電力が小さく、変調が容易である
ことから好ましい。

【００２３】本発明における光記録媒体は基板上に記録
層を形成し、該記録層上に本発明における誘電体層を形
成した構造、あるいは基板上に誘電体層、記録層および
誘電体層をこの順に積層した構造として用いられるもの
である。

【００２４】さらに記録層の反射率の変化で信号を読み
取る場合には、記録層の光の入射面と反対側の片面に金
属などの反射層（例えば、Ａｌ、Ａｕ、ＮｉＣｒなど）
を設けてもよく、さらに記録層と反射層の間に中間層を
設けることもでき、この中間層に本発明の誘電体層を用
いることもできる。

【００２５】基板に記録層、誘電体層および必要に応じ
て設けた反射層などを形成した光記録媒体は、さらに該
層の形成面の上に、樹脂層、たとえば紫外線硬化樹脂な
どの層を設けて単板として使用することができるし、ま
た、エアーサンドイッチ構造、エアーインシデント構
造、密着はりあわせ構造などとして、他の部材もしくは
同種の基板と２枚はりあわせて使用することもできる。

【００２６】本発明において、記録層、誘電体層および
必要に応じて設ける反射層などの形成には、蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤなどの公知
の薄膜形成技術を用いることができる。

【００２７】少なくともカルコゲン化合物と炭素を含む
複合物からなる該誘電体層の形成には、たとえば蒸着の
場合、カルコゲン化合物と炭素を別々の蒸発源から同時
に蒸発させたり、あるいはカルコゲン化合物と炭素を含
む材料をあらかじめ所定の割合で混合して１つの蒸発源
から蒸発させたりすることにより得られる。また、スパ
ッタリングの場合、カルコゲン化合物よりなるターゲッ
トと炭素よりなるターゲットを同時にスパッタリングを
行なったり、あるいはカルコゲン化合物と炭素を含む材
料をあらかじめ所定の割合で混合して作製したターゲッ
トをスパッタリングすることにより得られる。

【００２８】以下一例として基板、誘電体層、記録層お
よび誘電体層の構成から成る本発明の光記録媒体を形成
する方法について説明する。

【００２９】基板としてポリカーボネート製ディスクを
用いて、まず、例えばＺｎＳターゲットと炭素ターゲッ
トを用いて同時スパッタリングを行なうことにより誘電
体層を形成する。次いで該誘電体層上に記録層形成材料
のターゲットを用いてスパッタリングを行なうことによ
り記録層を形成し、さらにこの記録層上に前記と同様に
して誘電体層を形成することにより得ることができる。

【００３０】スパッタリング方法としては特に限定され
ず、例えばＡｒ雰囲気中でのＲＦマグネトロンスパッタ
リング等の慣用手段を用いることができ、また基板上の
組成および膜厚を均一化するために基板を回転させるこ
とは有効である。

【００３１】上述の製法において誘電体層の組成比は、
各ターゲットからの蒸発量により制御される。具体的に
は、あらかじめ各ターゲットへの供給電力と蒸発量との
関係を検討しておき、所望の蒸発量に見合った電力を供
給してもよいし、または蒸発量を例えば水晶式膜厚モニ
タでモニタしながら供給電力を制御するようにしてもよ
い。

【００３２】スパッタリング中の真空度は特に限定され
るものではないが、たとえば５×１０^-2Ｐａから３Ｐａ
程度である。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例にもとづいて説明する
が、本発明はこれらに限定されない。

【００３４】実施例１ ３個のターゲットをセットでき、同時スパッタリングが
可能なスパッタリング装置に、ＺｎＳターゲットとＣ
（グラファイト）ターゲット、および相変化追記形光記
録材料であるＴｅ５０Ｇｅ４１Ｇａ２Ｂｉ７ターゲット
をセットし、さらにディスク基板（１３０ｍｍ追記形Ｉ
ＳＯ規格フォーマット、ポリカーボネート製、厚さ１．
２ｍｍ）をセットした。スパッタリングチャンバー内部
を２×１０^-4Ｐａまで真空排気したのち、Ａｒガスを３
×１０^-1Ｐａとなるように導入した。次に、膜厚、組成
を均一にするために基板を自公転させながら、ＺｎＳが
７０モル％、Ｃが３０モル％の蒸発量となるようにそれ
ぞれターゲットへの供給電力を制御して２つのターゲッ
トを同時にＲＦマグネトロンスパッタ法によりスパッタ
して、それぞれの膜厚モニタ値の和が８０ｎｍとなるま
でスパッタリングを行ない誘電体層を形成した。次に、
Ｔｅ５０Ｇｅ４１Ｇａ２Ｂｉ７ターゲットを膜厚モニタ
値が１００ｎｍとなるまでスパッタを行ない誘電体層上
に記録層を形成した。さらに該記録層の上に、上述と同
様にしてＺｎＳ７０モル％、Ｃ ３０モル％よりなる誘
電体層を９０ｎｍ形成した。このようにして、基板／誘
電体層（（ＺｎＳ）0.70Ｃ0.30）／記録層／誘電体層
（（ＺｎＳ）0.70Ｃ0.30）の３層構成体を形成した。こ
の３層構成体の誘電体層上に紫外線硬化樹脂層を８μｍ
設けて、本発明の光記録媒体を形成した。

【００３５】この光記録媒体の機械特性を測定した結
果、最大チルト量は４．３ｍｒａｄであった。１３０ｍ
ｍ追記形光ディスクのＩＳＯ規格値は５ｍｒａｄ以下で
ある。本発明の光記録媒体は、単板構成においてもこの
規格を十分にクリアーしているため、はりあわせ後はさ
らに良好な機械特性が期待できる。

【００３６】対物レンズの開口数０．５３、半導体レー
ザの波長８３０ｎｍの光学ヘッドを使用して、回転数１
８００ｒｐｍ、ピークパワー１０ｍＷ、記録パルス幅８
０ｎｓ条件で、１．５Ｔ信号（３．７ＭＨｚ）をトラッ
クＮｏ．１００１〜３０００の２０００本のトラックに
記録し、ＢＥＲを測定した結果３．５×１０^-6であっ
た。この光記録媒体を９０℃，８０％ＲＨの環境下にお
いて１５００時間保管後、トラックＮｏ．１００１〜３
０００を再生し、ＢＥＲを測定したところ４．２×１０
^-6で劣化はほとんど見られなかった。本発明の光記録媒
体は優れた長期信頼性性を有していることがわかる。

【００３７】実施例２ 実施例１においてＺｎＳターゲットの代りにＺｎＳｅタ
ーゲットをセットした以外は、基板、スパッタ圧力条
件、各層膜厚などは実施例１と同様にして、基板／誘電
体層（（ＺｎＳｅ）0.60Ｃ0.40）／記録層／誘電体層
（（ＺｎＳｅ）0.60Ｃ0.40）／反射層の３層構成体を形
成した。この３層構成体の反射層上に紫外線硬化樹脂層
を８μｍ設けて、本発明の光記録媒体を形成した。

【００３８】この光記録媒体の機械特性を測定した結
果、最大チルト量は４．７ｍｒａｄであった。本発明の
光記録媒体は、単板構成においてもＩＳＯ規格を十分に
クリアーしているため、はりあわせ後はさらに良好な機
械特性が期待できる。

【００３９】実施例１同様にして、ピークパワー８ｍ
Ｗ、記録パルス幅１００ｎｓ条件で、１．５Ｔ信号
（３．７ＭＨｚ）をトラックＮｏ．１００１〜３０００
の２０００本のトラックに記録し、ＢＥＲを測定した結
果２．６×１０^-6であった。この光記録媒体を９０℃，
８０％ＲＨの環境下において１５００時間保管後、トラ
ックＮｏ．１００１〜３０００を再生し、ＢＥＲを測定
したところ３．８×１０^-6で劣化はほとんど見られなか
った。本発明の光記録媒体は優れた長期信頼性性を有し
ていることがわかる。

【００４０】比較例１ 実施例１においてＣターゲットをセットしなかったこと
以外は、基板、スパッタ圧力条件、各層膜厚などは実施
例１と同様にして、基板／誘電体層（ＺｎＳ）／記録層
／誘電体層（ＺｎＳ）／反射層の３層構成体を形成し
た。この３層構成体の誘電体層上に紫外線硬化樹脂層を
８μｍ設けて、本発明の光記録媒体を形成した。

【００４１】この光記録媒体の機械特性を測定した結
果、最大チルト量は９．２ｍｒａｄであった。

【００４２】実施例１同様にして、ＢＥＲを測定した結
果５．０×１０^-6であった。この光記録媒体を９０℃，
８０％ＲＨの環境下において１５００時間保管後、ＢＥ
Ｒは４．１×１０^-4まで大きくなり、実用上使用できな
くなった。

【００４３】

【発明の効果】本発明の光記録媒体は、上述のごとく誘
電体層を少なくともカルコゲン化合物と炭素（Ｃ）を含
む複合物て形成したために、次のごとき優れた効果が得
られた。

【００４４】（１）機械特性が良好である。光記録媒体
のそりなどの機械的変形が少く、記録、再生を行うシス
テムに対する負担が著しく減少する。

【００４５】（２）高温高湿の環境下における保存にお
いて、記録特性が劣化せず、長期信頼性が確保される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に記録層と誘電体層を備えた光記
   録媒体において、該誘電体層が少なくともカルコゲン化
   合物と炭素（Ｃ）を含む複合物からなることを特徴とす
   る光記録媒体。
2. 【請求項２】 カルコゲン化合物がＺｎＳ、ＺｎＳｅお
   よびＺｎＴｅの群から選ばれた少なくとも一種である請
   求項１記載の光記録媒体。