JPS63255843A - 光学式情報記録媒体及びその製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はレーザビーム等の光ビームの照射により情報の
記録および再生を行う光学式情報記録媒体に係り、特に
透光性樹脂基板に対する記録層の密着不良を解決した光
学式情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 半導体レーザ等からの光ビームによって情報の記録再生
を行う光学式情報記録媒体、いわゆる光ディスクは ■　記録密度が極めて高く大容量化が可能である。

■　情報の記録再生を非接触で行うので媒体の摩耗が無
い。

（■　数百ｍ５ｅｃ以下の高速アクセスが可能である。

といった利点から、次世代の周辺メモリとして大いに期
待されている。

このような光ディスクは基本的にはディスク状の基板と
、光ビームの照射によって何らかの光学的変化を生じる
記録層とから構成される。ここで記録層の光学的変化と
しては、 （ａ）　　光ビーム照射部が変形（ビットあるいはバル
ブの形成）を起こし、その変形部の光反射率が変化する
。

（ｂ）　　光ビーム照射部が結晶質（非晶質）から非晶
質（結晶質）に、あるいはある結晶状態から他の結晶状
態に変化し、その変化部の光反射率が変化する。

（ｃ）　　光ビーム照射部の磁化が反転し、その磁化反
転部の偏光状態が変化する。

といった現象が挙げられる。

これらの光学的変化のいずれを利用した光ディスクにお
いてもディスク用基板には軽量、低価格、耐久性及び安
全性、並びに案内溝付き基板を大量に複製できることか
らポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、エポ
キシ等を代表とする透光性樹脂材料が使用されるように
なってきた。しかしこのような透光性樹脂基板はその上
に被着される記録層に比べて熱膨張係数が大きく、がが
る透光性樹脂基板に記録層を被着すると密着性が不十分
で剥がれ易く、記録層に局部的剥離（シワ）が生ずると
いう問題が有る。例えば現在、消去可能型光ディスクに
おける記録層として最も期待されている希土類−遷移金
属非晶質フェリ磁性膜（以下、ＲＥ−ＴＭ膜という）等
も透光性樹脂基板との密着性は乏しく、これがＲＥ−Ｔ
Ｍ膜を記録層とする、光磁機ディスクの実用化を遅らせ
ている原因の１つとなっている。

この問題を解決するため、特開昭６０−７９５４３号公
報には基板と記録層との間にポリマー密着層を介在させ
た光ディスクが提案されている。この公知例においては
、密着層をスピンコード法により形成している。しかし
ながら、このようなウェット・プロセスで密着層を形成
した場合には、密着層によって案内溝の形状が萎えてし
まい、トラッキング、フォーカシング、ランダムアクセ
スといった光ディスクにおいて重要な機能を損なうとい
う問題が有った また特開昭６’Ｏ−２０１５４６号公報には基板と記録
層との間に硫化カドミウムＣｄＳを介在させた光ディス
クが提案されている。しかしこの場合樹脂基板と記録層
との密着性はある程度改善されるが、高温−低温の熱履
歴で密着層あるいは記録層にクラックが生じるという問
題が有りまだ不充分であった。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように透光性樹脂基板と光ビームの照射によ
り光学的変化を生じる記録層とを有する光学式情報記録
媒体（光ディスク）において基板と記録層との密着性が
悪く、記録層に局部的剥離あるいはクラックが発生する
という問題が有り、それを解決した従来技術においては
案内溝の形状を損なうという問題が有った。

本発明は案内溝の形状を損なうことなく透光性樹脂基板
と記録層との密着性を向上させ、記録層に局部的剥離や
クラックを発生することの無い光学式情報記録媒体を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点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、透光性樹脂基板と記
録層との間に層状構造をもつ物質からなる密着層を介在
させたことを特徴とする。透光性樹脂基板の材料として
はポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、エポ
キシ等が使用され、また記録層としては光ビームの照射
によって光学的変化を生ずる金属、半金属、金属酸化物
等が使用される。層状構造をもつ物質としてはＭｏ５ｓ
　ｙす５ｌｌＴｉＳ、　、　ＴａＳ、　、ＳｅＳ、　、
Ｃ，ＢＮ、ＰｂＣＱ、ＡｇＩ等が使用される。

さらに本発明は上記目的を達成するため、透光性樹脂基
板と記録層との間に一酸化珪素ＳｉＯを含んだ有機放電
重合膜からなる密着層を介在させたことを特徴とする。

透光性樹脂基板の材料としてはポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネイト、エポキシ等が使用され、また記
録層としては光ビームの照射によって光学的変化を生ず
る金属、半金属、金属酸化物等が使用される。有機放電
重合膜としてはメタン系炭化水素ガスの放電重合膜が使
用される。ＳｉＯを含んだ有機放電重合膜からなる密着
層はメタン系炭化水素ガス、あるいはこれと不活性ガス
との混合ガス中でＳｉＯを蒸発°させ、これらの混合ガ
ス中で放電させることにより形成される。

（作　用） ＭＯ５２ｒ’Ｊｓ、ｔＴｉｓ、　、Ｔｅａ、　５ｓｅｓ
、　、Ｃ，ＢＮ、ＰｂＣ４，ＡｇＩ等の層状構造をもつ
物質からなる密着層は樹脂基板、記録層の両者との密着
性は良く、また熱膨張係数の大きな基板と熱膨張係数の
小さな記録層との間にあって緩衝層となって局部的剥離
やクラックが発生するのを防止する。

さらにＳｉＯ薄膜は樹脂基板とも無機記録層とも密着性
は良好であるが樹脂基板と記録層との間に単独で介在す
ると両者の熱膨張率の違いのために高温−低温の熱履歴
が加わった場合、Ｓｉ０層あるいは記録層にクラックが
発生する。しかしＳｉＯと柔軟性の有る有機放電重合物
とを混合した薄膜にすることによって密着性の良さを維
持したまま熱膨張率の大きく異なる基板と記録層との間
の緩衝層となって局部的剥離やクラックが発生するのを
防止することができる。

また本発明の密着層の形成方法ではメタン系炭化水素を
例えばメタンとした場合、放電によってメタンが解離し
て活性な−ＣＨ３基、−ＣＨ，基等が生成し、これらが
互いに、あるいは基板と衝突して重合し、るつぼから蒸
発してきたＳｉＯと共に基板上に密着性良く唯積する。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の光学
式情報記録媒体（光ディスク）の断面図であり、透光性
樹脂基板１上に層状構造をもつ物質からなる密着層２を
介して記録層３が形成されている。

〈実施例〉 第１図の構造の光ディスクを次の手段で作製した。透光
性樹脂基板１としてφ１２０■、　１　、２　ｍ　ｔの
案内溝付きポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイ
ト、エポキシの３種類の基板を用意した。これらの基板
上に密着層２としてＭｏ５ｓ　＋　ＷＳｔｔ　ＴｉＳ、
　。

ＴｅＳ、　、ＳｅＳ、　、Ｃ，８Ｎの７種類の層状構造
をもつ材料をそれぞれスパッタリングによって形成し、
その厚みを１Ｏｎ＋ｉ〜５０ｎｍとした。　ｌｏｎ＋ｍ
より薄いとその効果は小さく、また５０ｎ厘より厚いと
光ビームの透過が減少するため、基板側から光ビームを
照射して記録再生する場合には好ましくない、続いてこ
の密着層の上にＴｂ２ｓ　ｃｏ、　、の組成の記録層３
を同じくスパッタリングにより形成した。いずれの層も
スパッタリング条件は以下であった。

到達圧力　　　　　＜Ｉ×１０′″”ＴＯＰＦスパッタ
ガス　　　９９．９９９％ＡＰ５　Ｘ　１０−”　Ｔｏ
、Ｆスパッタ電力　　　ＲＦ１５０Ｗ 〈実施例２〉 密着層２としてＰｂＣら、　ＡｇＩをそれぞれ真空蒸着
で１０ｎｍ〜５０ｎｌ＋形成し、他は実施例１と同様に
して光磁気ディスクを製作した。

実施例１，２で製作した光磁気記録ディスクをポーラー
カーヒステリシスループによって測定したところ、いず
れも垂直磁化膜が形成されていた。

基板との密着性は粘着テープによるピールオフテストで
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、エポキ
シのいずれの基板からも剥離しない程度に強固で、さら
に６５℃−９０％ＲＨの高温高湿雰囲気下２４Ｈ，−１
０℃の低温雰囲気化ＩＨのサイクル加速劣化試験を４サ
イクル継続した後にも、上記９種類のいずれの密着層の
場合も、上記３種類の基板のいずれからも局部的剥離あ
るいはクラックが発生することはなかった。

〈比較例〉 層状構造をもつ物質からなる密着層２に代えて５％Ｎ２
分圧Ｎ、−Ａ、混合ガスでＳｉ、　Ｎ、ターゲットをＲ
Ｆ電力３００ＷでスパッタしてＳｉ、　Ｎ、下地層を形
成し、他は実施例１と同じとしたものを同様に評価した
。ピールオフテストではポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネイト、エポキシ基板からは容易に剥離した。

また上記と同様のサイクル加速劣化試験を４サイクル継
続した後ではいずれの基板の場合にも局部的剥離（１０
ｐ程度の幅のシワが膜面に寄る）が発生した。

上記実施例では密着層上に直接記録層を形成した例を示
したが１本発明はこれに限らず第２図のように、密着層
２と記録層３との間に例えばＳｉ、　Ｎ４膜、ＡＱＮ膜
等からなる第１の干渉層４を設けてもよく、さらにこの
記録層上に例えばＳｉ、Ｎ４膜、ＯＮ膜等からなる第２
の干渉層５．および光反射層６を形成してもよい。

本発明はさらに、次のような種々の実施態様を゛とるこ
とが可能である０例えば以上の実施例では記録層として
光磁気効果を利用するＴｂＣｏ膜を例示したが、他のＲ
Ｅ−ＴＭ膜であってもよく、またＲＥ−ＴＭ膜膜外外記
録層を有する光ディスク、例えば結晶の構造変化を利用
するＡｇＺｎ膜等、あるいは結晶質−非晶質間の相変化
を利用するカルコゲナイド系物質等であってもよく、本
発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。

以下、第２の発明の詳細な説明する。第３図は本発明の
一実施例に係る光学式情報記録媒体（光ディスク）の断
面図であり、透光性樹脂基板１上にＳｉＯを含む有機放
電重合膜からなる密着層２を介して記録層３が形成され
ている。透光性樹脂基板１としては例えばポリカーボネ
イト基板が使用され、その表面には案内溝が形成されて
いる。

記録層３は例えばＴｂＣｏ膜のようなＲＥ−ＴＭ膜から
なる。

第４図は本発明の密着層を形成するのに用いた装置の概
略図である。１１は密着層形成室、１２は第１図の透光
性樹脂基板１を保持する基板ホルダ、１３は１３．５６
ＭＨｚのＲＦ電源、１４は電極コイル、１５はＳｉ０１
６蒸発のるつぼ、１７はシャッタ、１８はガス供給系、
１９は排気系である。供給ガスはメタン系炭化水素ガス
、あるいはこれと不活性ガスとの混合ガスが使用され、
その圧力は１０−４〜Ｉ　Ｔ６ＦＦが好ましい。ガス圧
力がＩ　Ｔｏ？？以上ではるつぼ１５から蒸発したＳｉ
Ｏが基板に到達しにくく、また放電が電極コイルの内部
にのみ局在して基板上にＳｉＯを含んだ膜を一様に形成
しにくい。またガス圧が１×１０−’ＴＯ，，以下では
放電を起こしにくい、特に好ましいガス圧力はｌＸｌ０
−”〜Ｉ　Ｘ　１Ｏ−１Ｔｏｒｒで、この範囲では放電
は安定して電極近傍に一様に広がり。

るつぼから蒸発したＳｉＯは十分に基板に到達し得る。

有機放電重合膜中のＳｉＯの混合比率はガスの圧力、放
電電力、るつぼからの蒸発速度によって任意に設定でき
る。

第４図の密着層形成装置、および図示しないスパッタリ
ングによる記録層形成装置を使用して、第３図の構造の
光ディスクを次の手順で作製した。

透光性樹脂基板としてφ１２０ｍ、１．２ｍｔの案内溝
付きポリメチルメタクリレート、ポリカーボネイト、エ
ポキシの３種類の基板を用意した。これらの基板を密着
層形成装置の基板ホルダ１２に設置し、排気系１９によ
って密着層形成室１１内を５　Ｘｌ０−’ＴｏＰ。

以下迄排気した後、ガス供給系１８よりメタンＣＨ４ガ
スを５　ｓｅｃｍ供給してガス圧力を５０１Ｔｏ２、Ｐ
とした。

この状態でるつぼ１５を通電加熱してＳｉＯをるつぼか
ら蒸発させると共にＲＦ電′ｇ１３をオンにして電極コ
イル１４に１００ｖのＲＦパワを供給して放電を励起し
、放電が安定したところでシャッタ１７を開けて樹脂基
板１上にＳｉＯを含むＣＨ４放電重合膜からなる密着層
２をまず１０００人ずつ形成した。密着層中のＳｉＯの
混合比は放電電力を一定にしてＳｉＯの蒸発速度を変化
させることにより変え、体積比にして０％（ＳｉＯを蒸
発させなイ）、１０％、２０％、３０％、４０％。

５０％、６０％、７０％、８０％、および比較のために
放電をさせずＳｉＯを真空蒸着しただけの１００％の膜
、計１０種類とした。得られた膜はいずれの組成の場合
も無色透明で、耐薬品性は３０分間のアセント中超音波
洗浄で変質が皆無である程度に良好であった。

続いてこれらの密着層が形成された基板を記録層形成装
置に移して密着層の上にｒｂ、　５　ｃｏ　ｆｆ　５の
組成の記録層３を５００人ずつスパッタリングにより形
成した。スパッタリング条件は以下であった。

到達真空度　　　　（ｌ　Ｘ　１０””ＴａｒＰスパッ
タガス　　　９９，９９９％ＡＦ　５１１１ＴＯＩ−Ｆ
以上のようにして製作した光磁気ディスクを基板側から
波長８３０ｎｍのレーザ光を照射してポーラカーヒステ
リシスループによって測定したところ、いずれの場合に
も垂直磁化膜が形成されていた。

また６５℃−９０％ＲＨの高温高温雰囲気下２４Ｈ，−
１０℃の低温雰囲気下ＩＨのサイクル加速劣化試験を５
サイクル継続した後の評価結果を表−１に示す。表中Ｘ
は記録層あるいは密着層に局部的剥離（シワ）が生じた
もの、Δはクラックが生じたもの、Ｏは局部的剥離もク
ラックも生じなかったものを示す。ＳｉＯの混合比の小
さいものは基板との密着性が乏しく局部的剥離が発生し
、ＳｉＯの混合比の大きいものは密着性が良く局部的剥
離は発生しないがクラックが発生した。ＳｉＯの混合比
が３０％〜７０％の密着層は局部的剥離もクラックも発
生しなかった。

表−１ 上記実施例ではＳｉＯを含むＣＨ４放電重合膜からなる
密着層上に直接記録層を形成した例を示したが、本発明
はこれに限らず第４図のように密着層２と記録層３との
間に例えばＳｉ３Ｎ、膜、ＡＱＮ膜からなる第１の干渉
層４を設けてもよく、さらにこの記録層上に第２の干渉
層５、および光反射層６を形成してもよい。

本発明はさらに１次のような種々の実施態様をとること
が可能である０例えば以上の実施例では記録層として光
磁気効果を利用するＴｂＣｏ膜を例示したが、他のＲＥ
−ＴＭ膜であってもよく、またＲＥ−ＴＭ膜膜外外記録
層を有するディスク、例えば結晶−結晶相転移を利用す
るＡｇＺｎ膜等、あるいは結晶質−非晶質間の相変化を
利用するカルコゲナイド系物質であってもよく、本発明
は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明の層状構造をもつ物質からなる密着層を記録層と
基板の間に介在させることにより、樹脂基板を使用した
場合の基板と記録層との密着性不良の問題が解決され、
高温高湿化に放置しても、あるいは高温←低温の熱履歴
が加わっても記録層の剥離あるいはクラックが生じるこ
とのない長期信頼性の高い光学式情報記録媒体（光ディ
スク）が得られる。

また本発明の層状構造をもつ物質からなる密着層はスパ
ッタリング法や真空蒸着法といったドライプロセスによ
って成膜できるため、基板上に形成されている微細な案
内溝をその形状を損なうことなく記録層上に正しく反映
させることが可能である。従って、案内溝を利用してト
ラッキング。

フォーカシングおよびランダムアクセス等の各種制御を
安定に行うことができる。

さらに第２の発明ではＳｉＯを含む有機放電重合膜から
なる密着層を基板と記録層との間に介在させることによ
り、樹脂基板を利用した場合の基板と記録層との密着性
不良の問題が解決され、高温高湿下に放置しても、ある
いは高温−低温の熱履歴が加わっても記録層の局部的剥
離あるいはクラックが生じることの無い長期信頼性の高
い光学式情報記録媒体（光ディスク）が得られる。

また本発明のＳｉＯを含む有機放電重合膜の製造方法で
は任意の混合化の膜を制御性良く形成できる。さらにＳ
ｉＯを含んだ有機物の薄膜がドライプロセスによって成
膜できるため、基板上に形成されている微細な案内溝を
その形状を損なうことなく記録層上に正しく反映させる
ことが可能である。

従って案内溝を利用してトラッキング、フォーカシング
、およびランダムアクセス等の各種制御を安定に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光学式情報記録媒体（
光ディスク）の断面図、第２図は他の実施例に係る光デ
ィスクの断面図、第３図は本発明の一実施例に係る光学
式情報記録媒体（光ディスク）の断面図、第４図は本発
明の密着層を形成するための装置の概略図である。 １・・・透光性樹脂基板　　　　　　２・・・密着層３
・・・記録層　　　　　　　　　　４・・・第１干渉層
５・・・第２干渉層　　　　　　　　６・・・光反射層
１１・・・密着層形成室　　　　　　　１２・・・基板
ホルダ１３・・・ＲＦ電源　　　　　　　　　１４・・
・電極コイル１５・・・るつぼ　　　　　　　　　　１
６・・・５ｉＯ１７・・・シャッタ　　　　　　　　　
１８・・・ガス供給系１９・・・排気系

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性樹脂基板と、光ビームの照射により光学的
   変化を生じる記録層とを有する光学式情報記録媒体にお
   いて、前記透光性樹脂基板と前記記録層との間に層状構
   造をもつ物質からなる密着層を介在させたことを特徴と
   する光学式情報記録媒体。
2. （２）層状構造をもつ物質が二硫化モリブデンＭｏＳ＿
   ２、二硫化タングステンＷＳ＿２、二硫化チタンＴｉＳ
   ＿２、二硫化テルルＴｅＳ＿２、二硫化セレンＳｅＳ＿
   ２、グラファイトＣ、窒化ホウ素ＢＮ、塩化鉛ＰｂＣｌ
   ＿２、沃化銀ＡｇＩのうち少くとも１種からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式情報記録
   媒体。
3. （３）透光性樹脂基板と、光ビームの照射により光学的
   変化を生じる記録層とを有する光学式情報記録媒体にお
   いて、前記透光性樹脂基板と前記記録層との間に一酸化
   珪素ＳｉＯを含んだ有機放電重合膜からなる密着層を介
   在させたことを特徴とする光学式情報記録媒体。
4. （４）密着層におけるＳｉＯの混合比が体積比で３０％
   〜７０％であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の光学式情報記録媒体。
5. （５）有機放電重合膜がメタン系炭化水素ガスの放電重
   合膜であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の光学式情報記録媒体。
6. （６）メタン系炭化水素ガス、あるいはこれと不活性ガ
   スとの混合ガス中でＳｉＯを蒸発させ、これらの混合ガ
   ス中で放電させることにより密着層を形成させることを
   特徴とする光学式情報記録媒体の製造方法。