JPH0729205A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザによる記録／消去の繰り返しを行って
も保護層や反射層に生じるクラック，記録膜の物質移動
などが抑制され、繰り返し特性を向上させる。 【構成】 ガラスディスク基板１上に微細な凹部13を有
し、その凹部13にレーザを照射することにより光学的変
化が生じる記録層９を有し、その表面に記録層の反射率
と同じ、またはそれに近い反射率を有する膜(ＧeＴe膜)
10を成膜することにより、レーザの照射による記録膜の
結晶，非晶質化の繰り返しにより生ずる記録膜の物質移
動の発生を抑え、光記録媒体の記録／消去の繰り返し特
性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録装置等に用いら
れる光記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報の高記録密度化が進み、レー
ザを用いた光記録媒体は大容量記録が可能であり、また
光ヘッドと光記録媒体がハードディスクドライブとは異
なり、非接触であるため、光記録媒体の損傷も少なく信
頼性が高いことから大容量記録媒体として有望視されて
いる。

【０００３】高密度記録が可能な光記録媒体には、再生
専用型，一度だけ情報の書き込み可能な追記型，記録／
消去が可能な書換型の３タイプがある。

【０００４】これらの光記録媒体の基本構成は、プラス
チック，ガラス等からなる円盤状の透明基板と、その透
明基板上に設けられた積層薄膜よりなる。

【０００５】再生専用型の光記録媒体は、凹凸を形成し
たポリカーボネート基板上に反射膜であるＡl，Ａuを形
成し、基板側からレーザを集光して照射し、反射膜より
戻ってくる光の反射光強度を検出する。

【０００６】追記型の光記録媒体は、１回だけ情報を記
録することが可能で、主に文書・静止画像ファイルとし
て用いられる。

【０００７】追記型の光記録媒体には、数種類の記録方
式があり、レーザの熱で昇華させることにより穴を空け
情報を記録する穴開きタイプ、記録膜の結晶状態とアモ
ルファス状態の光学定数の変化による反射率の差を用い
た相変化タイプ、レーザによりバブルを形成するバブル
タイプ、さらに有機色素を用いたタイプ等がある。追記
型光ディスクは、これらの反応が非可逆性であるため１
回しか記録できないが、再生は何度でも可能である。

【０００８】書換型の光記録媒体の記録方式としては、
レーザの照射により記録膜が加熱され、その加熱された
部分が外部磁界により磁化の向きが反転することにより
記録ピットを形成し記録が行われる。また、再生には記
録膜のカー効果を利用する光磁気記録、光を用いて異な
る吸収スペクトルを持つ２つの状態の可逆変化を利用し
た光モード記録、そして相変化記録がある。

【０００９】図10は従来の光記録媒体のディスクの構造
図を示し、前記相変化記録は、図10に示されるように、
ガラスディスク基板１に第１の誘電体膜２，記録膜３，
第２の誘電体膜４，反射膜５，保護層としてのＵＶ硬化
樹脂６を順に積層させた構造となっている。記録方法と
しては、図11に示すようにレーザ光源７aからのレーザ
７を、図10に示す光記録媒体８のガラスディスク基板１
側から集光，照射し、レーザ７が記録パワーで光記録媒
体８に照射されると、照射された部分の記録膜３が融解
して急冷され非結晶になる。レーザ７が消去パワーで光
記録媒体８に照射されると、結晶化可能な温度まで記録
膜３が加熱されるので、記録膜３は、結晶状態になる。
再生は、記録／消去パワーよりも低いレーザパワーを用
いてアモルファス，結晶間の相転移による光学定数の差
を利用して行う。

【００１０】図10に示す光記録媒体８(以下、相変化デ
ィスクという)は、単一ビームでのオーバーライトが可
能であり、しかも光学系も単純化できることから研究開
発が活発に進められている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、相変化
光ディスクにおいてレーザ照射により記録膜３を融解
し、急冷させることで記録マークである非晶質を形成す
るため、記録／消去を繰り返し行うと、ガラスディスク
基板１上に形成した記録膜３の薄膜に欠陥が生じる場合
がある。この記録膜３の薄膜に欠陥が生じる原因として
は、保護層としてのＵＶ硬化樹脂６や反射膜５に生じる
クラック、記録膜３の物質移動などであり、そのためレ
ーザによる記録／消去の繰り返し特性が劣化するといっ
た問題があった。

【００１２】図12は上記従来の相変化光ディスクの記録
／消去の繰り返し特性を示したもので、レーザによる記
録／消去の繰り返し回数が増加(10³回以上)するにつれ
て、エラービット数が増加するということが分かる。

【００１３】また、従来の光記録媒体は図10に示すよう
に第１の誘電体膜２，記録膜３，第２の誘電体膜４，反
射膜５を、順次、積層する４層構造であり、光記録媒体
の製造工程が複雑化するといった問題がある。

【００１４】したがって、本発明は上記従来の問題点を
解決し、記録膜の物質移動の発生を抑え、記録／消去の
繰り返し特性が良好な、しかも製造工程を簡略化し、量
産性に優れた光記録媒体の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、その第１は、基板上に微細な凹部を有し、そ
の凹部にレーザを照射することにより光学的変化が生じ
る記録層を有し、その記録層の表面上に前記記録層の反
射率と同じ、またはそれに近い反射率を有する膜を有す
ることを特徴とする。

【００１６】また、第２は、基板上に微細な凹部を有
し、その凹部にレーザを照射することにより光学的変化
が生じる記録層を有し、その記録層の表面上に断熱層を
有し、さらにその断熱層上に前記記録層の反射率と同
じ、またはそれに近い反射率を有する膜を有することを
特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明によれば、基板上の微細な凹部に記録層
を形成することで、レーザの照射による記録膜の結晶，
非晶質化の繰り返しにより生ずる記録膜の物質移動の発
生を抑え、光記録媒体の繰り返し特性を向上させること
ができる。

【００１８】また、上記手段により光記録媒体の構造を
従来の４層構造から、２層あるいは３層構造に簡略化す
ることができることで、製造工程の簡略化，量産性に優
れた光記録媒体を提供することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明による各実施例について説明
する。

【００２０】光記録媒体の基板としては、ポリカーボネ
ート，アクリル樹脂，エポキシ樹脂またはガラス等が用
いられる。

【００２１】光記録媒体の製造方法は、まず、ガラス原
盤に感光剤を塗布し、レーザによる露光を行い現像する
ことにより、微細な凹部を形成する。この原盤にニッケ
ル電気鋳造を行い、剥離・洗浄することでスタンパを形
成する。

【００２２】このスタンパに上記した基板を載せ、フォ
トポリマー樹脂を充填させ硬化させることで、光記録媒
体上に微細な凹部をつける。

【００２３】上記微細な凹部をつけた基板に記録層を形
成し、さらにその上に記録層の反射率と同じ、またはそ
れに近い反射率を有する膜を成膜するか、または記録層
の上に断熱層を成膜し、さらにその上に記録層の反射率
と同じ、またはそれに近い反射率を有する膜を成膜す
る。

【００２４】記録層の材料としては、結晶と非晶質との
間で可逆的に相変化する材料が選ばれ、このような材料
として、Ｇe−Ｔe，Ｇe−Ｓb−Ｔe，Ｇe−Ｔe−Ｓ，Ｇe
−Ｓe−Ｓb，Ｉn−Ｓb−Ｔe，Ｇe−Ａs−Ｓe，Ｉn−Ｔ
e，Ｓe−Ｔe，Ｓe−Ａs，Ｉn−Ｓb等がある。

【００２５】断熱層の材料としては、ＺnＳ・ＳiＯ₂，
Ｔa₂Ｏ₅，ＳiＯ₂，ＳiＮ，ＺnＳ等がある。

【００２６】使用する半導体レーザでの記録層の反射率
に近い反射率を有し、かつ記録層よりも高融点である材
料としては、Ｇe−Ｓb−Ｔeに対しては、ＧeＴeがあ
る。

【００２７】上記薄膜は、真空蒸着法，電子ビーム蒸着
法，イオンプレーティング法，プラズマＣＶＤ法，光Ｃ
ＶＤ法，スパッタリング法等によって形成できる。

【００２８】薄膜の成膜は、Ａrガスによるスパッタリ
ング法が適するが、材料によっては、(Ａr＋Ｎ₂)ガス，
(Ａr＋Ｈ₂)ガス，Ｎ₂ガス，Ｈ₂ガスによるスパッタリン
グが適する。

【００２９】ディスクに記録膜等を成膜した後に、オー
バーコートとしてＵＶ硬化樹脂を使用する。ＵＶ硬化樹
脂はスピンコータによって被膜する。

【００３０】基板に薄膜を成膜し、ＵＶ硬化樹脂を被膜
した後、薄膜を内側に対向するように張り合わせを行
う。光記録媒体の張り合わせを行う際に用いる接着剤と
しては、ホットメルトタイプがよく知られている。

【００３１】このような製造過程を経て、光記録媒体が
作製される。なお、張り合わせを行った光記録媒体の表
面上に潤滑剤または帯電防止剤を塗布しても構わない。

【００３２】以下に、本発明の光記録媒体について具体
的に説明する。

【００３３】(実施例１)本実施例１の光記録媒体の構成
は、図１に示すように直径86mmのガラスディスク基板１
上につけられた凹部13に記録層９としてＧe−Ｓb−Ｔe
を形成し、その上に記録層Ｇe−Ｓb−Ｔeのレーザ波長8
30nmにおける反射率に近い反射率を有するＧeＴe膜10を
成膜し、その上にＵＶ硬化樹脂６を積層させた記録層９
とＧeＴe膜10の２層構造となっている。

【００３４】このとき、ガラスディスク基板１の表面に
潤滑剤11または帯電防止剤12を塗布しても構わない。

【００３５】なお、ガラスディスク基板１上の凹部13の
幅は、0.1μm、深さは250Åであり、この凹部13がガラ
スディスク基板１上に均一に多数形成されている。

【００３６】次に、光記録媒体の製造方法を図２ないし
図６に基づいて説明する。図２に示すように、表面を研
磨したガラス原盤15を洗浄，乾燥させ、その上に記録剤
であるフォトレジスト膜16を膜厚250Åでコーティング
する。コーティングを行ったガラス原盤15は、ベーキン
グによりガラス原盤15とフォトレジスト膜16との密着性
を高めさせる。

【００３７】次に、フォトレジスト膜16をコーティング
したガラス原盤15は、レーザ光源７aから変調を受けた
レーザ７により図３に示すように露光され、露光後、フ
ォトレジスト膜16を除去すると、図４に示すようにガラ
ス原盤15に幅0.1μm、深さ250Åの凹部13が形成され
る。

【００３８】この微細な凹部13を多数形成したガラス原
盤15に対し、ニッケル電気鋳造を行い、剥離，洗浄を行
うことでスタンパを形成する。

【００３９】このスタンパに直径86mmのガラスディスク
基板１を載せ、図５のようにスタンパとガラスディスク
基板１の間にフォトポリマー樹脂17を充填、あるいは塗
布し、赤外線を照射することで液体状であった樹脂は光
架端反応により硬化する。その後、ガラスディスク基板
１と硬化したフォトポリマー樹脂17を剥ぎ取ると、図６
に示すようにガラスディスク基板１上に微細な凹部13を
形成させる。

【００４０】このようにして作成したガラスディスク基
板１を真空スパッタ装置内に設置し、チャンバー内を高
真空にする。次に、チャンバー内にＡrガスを導入し、
Ｇe−Ｓb−Ｔeターゲットをスパッタリングして、ガラ
スディスク基板１に記録層９を350Å成膜する。次に、
この記録層９にドライエッチングを行い、記録層９を10
0Åドライエッチングする。このことにより、ガラスデ
ィスク基板１上の凹部13のみに記録層９を形成する。

【００４１】次に、記録層９上にレーザ波長830nmにお
ける記録層９の反射率に近い反射率を有し、記録膜の融
点よりも高い融点を持ったＧeＴe膜10をスパッタリング
して50nmの薄膜を形成する。その後、スピンコータによ
りＵＶ硬化樹脂６を被膜する。なお、ガラスディスク基
板１の表面に潤滑剤11または帯電防止剤12を塗布しても
構わない。

【００４２】次に、この光記録媒体に対し、記録／消去
の繰り返し特性の試験を行った。

【００４３】試験方法としては、ディスクの線速度10ｍ
/sで半導体レーザを使用して信号の書き込みを行った。
使用した半導体レーザの波長は、λ＝830nmで繰り返し
特性として光記録媒体のエラービット数の測定を行っ
た。図７は本発明の実施例１による光記録媒体の記録／
消去の繰り返し特性を示し、前記図12に示した従来の光
記録媒体の記録／消去の繰り返し特性に比べて、エラー
ビット数が著しく低減されていることが分かる。

【００４４】すなわち、図12より従来の光記録媒体では
繰り返し回数10³回以上からエラービット数が増加する
のに対し、図７の本発明の実施例１ではガラスディスク
基板１上に微細な凹部13をつけ、その凹部13に記録層９
を形成し、記録層９の反射率に近い反射率を有し、記録
膜の融点よりも高い融点を持ったＧeＴe膜10を成膜する
ことにより、繰り返し回数10⁷回においてもエラービッ
ト数の増加がほとんど見られない。

【００４５】(実施例２)本実施例２の光記録媒体の構成
は、図８に示すように、直径86mmのガラスディスク基板
１上につけられた凹部13に記録層９としてＧe−Ｓb−Ｔ
eを形成し、その上に断熱層14としてＺnＳ・ＳiＯ₂を成
膜し、さらにその上に記録層９としてのＧe−Ｓb−Ｔe
のレーザ波長830nmにおける反射率に近い反射率を有す
るＧeＴe膜10を成膜し、その上にＵＶ硬化樹脂６を積層
させた記録層９，断熱層14，ＧeＴe膜10の３層構造とな
っている。このとき、ガラスディスク基板１の表面に潤
滑剤11または帯電防止剤12を塗布しても構わない。

【００４６】なお、ガラスディスク基板１上の凹部13の
幅は、0.1μm、深さは250Åであり、この凹部13がガラ
スディスク基板１上に均一に多数形成されている。

【００４７】次に、光記録媒体の製造方法について説明
するが、ガラスディスク基板１の凹部13のみに記録層９
を形成する工程までは前記実施例１と同様である。ここ
で、本実施例による断熱層14としてＺnＳ・ＳiＯ₂を100
nmを成膜し、これによりレーザ照射による熱を遮断す
る。この断熱層14の上にレーザ波長830nmにおける記録
層の反射率に近い反射率を有するＧeＴe膜10をスパッタ
リングして50nmの薄膜を形成する。その後、スピンコー
タによりＵＶ硬化樹脂６を被膜する。なお、ガラスディ
スク基板１の表面に潤滑剤11または帯電防止剤12を塗布
しても構わない。

【００４８】次に、この光記録媒体に対し、実施例１と
同様の記録／消去の繰り返し特性の試験を行った。その
結果を図９に示す。

【００４９】図９によりガラスディスク基板１上に微細
な凹部13を有し、その凹部13に記録層９を有し、さらに
記録層９と記録層９のレーザ波長830nmにおける反射率
に近い反射率を有するＧeＴe膜10との間に断熱層(ＺnＳ
・ＳiＯ₂)14を有することで従来の図12に示す光記録媒
体の記録／消去の繰り返し特性に比べて、繰り返し回数
10⁷回でもエラービット数の増加が見られず、優れた繰
り返し特性を示す。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録媒
体は、この光記録媒体の基板上に微細な凹部を有し、そ
の凹部にレーザを照射することにより光学的変化が生じ
る記録層を有し、その記録層の表面上に記録層の反射率
と同じ、またはそれに近い反射率を有する膜を有する
か、または光記録媒体の基板上に微細な凹部を有し、凹
部にレーザを照射することにより光学的変化が生じる記
録層を有し、この記録層の表面上に断熱層を有し、さら
にその断熱層の反射率と同じ、またはそれに近い反射率
を有する膜を有することにより、レーザ照射による記録
／消去の繰り返しによる記録膜の物質移動などが抑制さ
れ、繰り返し特性に優れ、なおかつ従来の光記録媒体よ
りもディスク構造を簡略化することができるので、量産
性に優れた光記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光記録媒体の構造を示す図
である。

【図２】本実施例の製造工程におけるガラス原盤にフォ
トレジスト膜を塗布した図である。

【図３】本実施例の製造工程におけるガラス原盤に塗布
したフォトレジスト膜をレーザにより露光している図で
ある。

【図４】本実施例の製造工程におけるガラス原盤に形成
された凹部を示す図である。

【図５】本実施例の製造工程におけるスタンパに基板を
載せフォトポリマー樹脂を充填している図である。

【図６】本実施例の製造工程における基板上に形成され
た凹部を示す図である。

【図７】本発明の実施例１による光記録媒体の記録／消
去の繰り返し特性を示した図である。

【図８】本発明の実施例２の光記録媒体の構造を示す図
である。

【図９】本発明の実施例２による光記録媒体の記録／消
去の繰り返し特性を示した図である。

【図１０】従来の光記録媒体のディスクの構造図であ
る。

【図１１】図10の光記録媒体の記録方法を示す概略図で
ある。

【図１２】従来の光記録媒体の記録／消去の繰り返し特
性を示した図である。

【符号の説明】

１…ガラスディスク基板、 ６…ＵＶ硬化樹脂、 ７…
レーザ、 ８…光記録媒体、 ９…記録層、 10…記録
層の反射率に近い反射率を有する膜(ＧeＴe膜)、11…潤
滑剤、 12…帯電防止剤、 13…凹部、 14…断熱層、
15…ガラス原盤、 16…フォトレジスト膜、 17…フ
ォトポリマー樹脂。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に微細な凹部を有し、その凹部に
   レーザを照射することにより光学的変化が生じる記録層
   を有し、その記録層の表面上に前記記録層の反射率と同
   じ、またはそれに近い反射率を有する膜を有することを
   特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 基板上に微細な凹部を有し、その凹部に
   レーザを照射することにより光学的変化が生じる記録層
   を有し、その記録層の表面上に断熱層を有し、さらにそ
   の断熱層上に前記記録層の反射率と同じ、またはそれに
   近い反射率を有する膜を有することを特徴とする光記録
   媒体。