JP2000149340A - 光情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融点を有する材料を用いて基板上に記録膜を
真空蒸着させる光情報記録媒体の製造方法において、記
録膜の膜厚を均一化する。 【解決手段】 少なくとも一以上の開口穴７ａを有する
密閉された坩堝７に記録層（記録膜）３の原料Ｗを入
れ、チャンバ８内にて、坩堝７の開口穴７ａと基板２と
を対向させ、続いて、坩堝７をヒータ９で加熱して記録
層３の原料Ｗを蒸発させ、蒸発した原料を開口穴７ａか
ら噴出させて基板２に真空蒸着させる。ここで、記録層
３の原料Ｗにおける蒸着温度をＴｅ、融点をＴｍ、分解
温度をＴｓとしたとき、真空蒸着する際の坩堝７内の圧
力雰囲気にてＴｍ＜Ｔｅ＜Ｔｓの関係とし、坩堝７とし
て、開口穴７ａの長さが坩堝７中で蒸発した原料分子の
平均自由工程と同じかそれよりも長いものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明な基板上に記
録膜および反射膜が形成され、記録レーザ光の照射によ
り記録膜に情報を記録する光情報記録媒体およびその製
造方法に関し、特に、基板上に記録膜を蒸着させる製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクトディスク（以下ＣＤと
略記する）規格に対応して追記ないし記録を行うことが
できる高反射率を有する単板型の光情報ディスク（ＣＤ
−Ｒ、ＣＤ−Ｅ）が提案されているが、この光記録ディ
スクの一例としてＣＤ−Ｒに付いて説明する。このディ
スクはトラッキング用のグルーブを有する樹脂等の透明
な基板上に記録膜としての色素層、Ａｕ等による反射膜
および保護膜を順次積層して形成される。

【０００３】記録ピットは記録膜のグルーブ部で形成さ
れる。即ち、記録前のグルーブにおける反射率は例えば
７０％以上であるが、レーザ光（記録光）によってピッ
トが形成されて反射率が下がり記録が行われる。ところ
で、上記ＣＤ−Ｒにおける従来の技術では、記録膜は、
色素を溶解させた溶剤をスピンコート法で基板上に塗布
する事によって形成される。ここで、グルーブ部におい
て、グルーブ形状やスピンコート条件等により、基板上
に形成される記録膜の膜厚が不均一となるという不具合
が生じる。

【０００４】このようなスピンコート法における問題を
解決するものとしては、特開平９−８１９５８号公報に
記載のものが提案されている。これは、昇華性を有する
記録膜材料（色素）を真空蒸着で成膜し、記録膜を製造
する方法である。それによって、記録膜の膜厚の均一化
が達成できるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来公報においては、記録膜材料は昇華性を有するものに
限られてしまい、融点を有する材料を用いることができ
ず、記録膜として適用される材料に制約が生じる。例え
ば、上記従来公報において、融点を有するアントラキノ
ン系色素を用いた場合には、記録膜の膜厚が不均一化と
なり、基板のグルーブ部が埋まってしまうとされてい
る。

【０００６】また、本発明者等の検討によれば、光情報
記録媒体において、真空蒸着法により記録膜を形成する
方法、さらにはスパッタ法により記録膜を形成する方法
において、以下のような問題が生じることを見出した。
記録は記録膜にボイド（気泡）ができることにより、反
射膜を変化させ、反射率が変化することを利用してい
る。上記各形成方法により形成される記録膜の膜厚は、
一般に例えば１００ｎｍ程度と薄いため、ボイドが出来
ると同時に、記録膜と反射膜との密着性が悪く剥がれが
生じ、時間と共に、徐々にボイドの大きさが減少してい
くことによると推測される。

【０００７】即ち、このような形成方法により形成され
た記録膜においては、記録再生特性は非常に良いものが
できたとしても、記録部の保存性能（記録部保存性）が
劣化してくる問題点がある。本発明は上記問題点に鑑み
て、融点を有する材料を用いて基板上に記録膜を蒸着さ
せる光情報記録媒体の製造方法において、記録膜の膜厚
を均一化することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、真空蒸着法またはスパッ
タ法により記録膜を形成する場合において、記録部保存
性が高い記録膜をもった光情報記録媒体光記録媒体を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、坩堝等の耐熱
性の容器を用いて真空蒸着する方法に着目し、実験検討
を行なった結果に基づいてなされたものである。この方
法は、少なくとも一以上の開口穴を有する密閉された容
器に記録膜の原料を入れ、該容器を加熱して記録膜の原
料を蒸発させ、蒸発した原料を開口穴から噴出させて透
明な基板に真空蒸着させる方法である。

【００１０】即ち、請求項１記載の発明では、上記容器
を用いた真空蒸着において、記録膜（３、３１〜３６）
の原料における蒸着温度をＴｅ、融点をＴｍ、分解温度
をＴｓとしたとき、真空蒸着する際の容器（７）内の圧
力雰囲気にて、Ｔｍ＜Ｔｅ＜Ｔｓの関係とし、且つ、容
器（７）として、開口穴（７ａ）の長さが容器（７）中
で蒸発した原料分子の平均自由工程と同じかそれよりも
長いものを用いることを特徴としている。

【００１１】なお、平均自由工程は、次のように定義さ
れる。気体分子、金属や半導体の自由電子のように、ほ
かの分子、原子などと衝突しながら進む粒子の運動に対
し、あい次ぐ衝突の間に進む道の長さ、またはある任意
の時刻から次におこる最初の衝突までに進む道の長さを
自由工程または自由行路といい、その平均を平均自由工
程という。（出典：岩波理化学辞典（第５版）） まず、本発明では、記録膜（３、３１〜３６）の原料と
して、真空蒸着する際の容器（７）内の圧力雰囲気にて
Ｔｍ＜Ｔｓの関係を持つものを用い、真空蒸着する際、
Ｔｍ＜Ｔｅ＜Ｔｓの関係とすることにより、記録膜
（３、３１〜３６）の原料物質が分解して変質（異物発
生等）するのを防止しながら、該原料を融点Ｔｍ以上で
蒸発させることができ、できあがった記録膜（３、３１
〜３６）中に不純物が混入するのを防止できる。

【００１２】そして、本発明では、蒸着工程において、
蒸着温度Ｔｅに加熱された記録膜（３、３１〜３６）の
原料は蒸発し、容器（７）の開口穴（７ａ）から噴出す
るが、開口穴（７ａ）の長さが蒸発した原料分子の平均
自由工程と同じかそれよりも長いので、指向性の悪い原
料粒子は開口穴（７ａ）の内面に当たって開口穴（７
ａ）を通過せず、指向性の良いものだけが通過できる。

【００１３】このように、原料の噴出方向の指向性が良
くなり、基板（２、２１〜２４）の蒸着面に対して噴出
した原料が同方向から当たる確度を高めることができ
る。ちなみに、指向性が悪く基板（２、２１〜２４）の
一面に対して原料が斜めに当たると、原料の均一な蒸着
が実現できない。よって本発明によれば、融点を有する
材料を用いて記録膜を蒸着させる製造方法において、記
録膜の膜厚を均一化することができる。

【００１４】なお、本発明者等は、開口穴（７ａ）の長
さが上記原料分子の平均自由工程よりも小さいと、噴出
する原料の噴出方向は指向性が悪く、膜厚均一化ができ
ないこと、及び膜表面が荒れてがさがさとなってしまう
ことのため、基板のグルーブ部が埋まってしまう等、記
録特性上の不具合が発生することを実験的に確認してい
る。

【００１５】また、本発明者等の検討によれば、容器
（７）の開口穴（７ａ）が小さすぎると容器（７）中で
蒸発した原料分子が開口穴（７ａ）を通過しにくくなる
ため、請求項２記載の発明のように、容器（７）とし
て、開口穴（７ａ）の径が容器（７）中で蒸発した原料
分子の平均自由工程よりも大きいものを用いることが好
ましい。

【００１６】ところで、開口穴（７ａ）は、容器（７）
において基板蒸着面に対向する対向部位に配置される。
ここで、開口穴（７ａ）の数について、本発明者等が検
討したところ、以下のようなことがわかった。即ち、こ
の対向面に設けられる開口穴（７ａ）の数が多過ぎる
と、数多くの開口穴（７ａ）から原料分子が噴出するた
め、全体として、原料の指向性がばらつきやすくなると
考えられる。

【００１７】一方、開口穴（７ａ）の数が少なすぎる
と、蒸着速度が遅くなり、ゆっくりと基板上に付くた
め、基板上において局所的に原料粒子が固まり易くな
り、膜厚の均一性を下げると考えられる。また、蒸着速
度を速めるために、蒸着温度を上げると分解温度に近く
なり、上記した記録膜の原料物質の変質が起こりやすく
なると考えられる。

【００１８】これらの考えに基づき、開口穴（７ａ）の
数の多少について、記録膜（３、３１〜３６）の膜厚の
均一性に関連した記録特性であるＣ／Ｎ（キャリアとノ
イズの比）を指標として、調べたところ、図３に示す様
に、実用的なＣ／Ｎを得るためには、容器（７）とし
て、開口穴（７ａ）の数が４〜６個であるものを用いる
ことが好ましい（請求項３）ことを見出した。

【００１９】また、請求項４記載の発明は、用いる容器
（７）の開口穴（７ａ）の具体的手段、請求項５記載の
発明は、記録膜（３、３１〜３６）の原料の具体的手段
を提供するものである。また、請求項６記載の発明は、
記録膜（３、３１〜３６）の原料として、種々の材料を
検討していく過程において、見出したものであり、記録
膜（３、３１〜３６）の原料としてアントラキノン系色
素を用いることを特徴としている。

【００２０】即ち、本発明者等は、アントラキノン系色
素の場合、記録膜（３、３１〜３６）として成膜する前
は、図６に示す様に、光吸収に波長依存性があるが、記
録膜（３、３１〜３６）として成膜した後は、図７に示
す様に、光吸収が比較的平坦な波長特性を示すことを見
出した。そして、薄膜化したアントラキノン系色素を記
録膜（３、３１〜３６）として用いることにより、記録
レーザの波長が限定されず、広い波長範囲（例えば４０
０ｎｍ〜９００ｎｍ）で、記録可能な光情報記録媒体を
提供できる。

【００２１】また、請求項７〜請求項１０記載の光情報
記録媒体は、真空蒸着法により記録膜を形成する方法、
さらにはスパッタ法により記録膜を形成する方法におい
て、記録部の保存性能（記録部保存性）が劣化してくる
問題を解決すべくなされたものである。即ち、請求項７
及び請求項８記載の発明においては、請求項１ないし請
求項６の製造方法あるいは、通常の真空蒸着もしくはス
パッタにより形成された記録膜（３、３１〜３６）と反
射膜（４、４１〜４６）との間に、これら両膜（３、
４、３１〜３６、４１〜４６）との密着性に優れた密着
膜（３０１）を設けたことを特徴としており、この密着
膜（３０１）により、記録膜と反射膜との密着性が高ま
って剥がれが生じにくくなるため、ボイドの大きさが変
化しないようにでき、記録部保存性が高い記録膜をもっ
た光情報記録媒体を提供することができる。

【００２２】ここで、密着膜（３０１）としては、請求
項９及び請求項１０記載の発明のように、ＳｉＣ、Ｓｉ
Ｎ、ＳｉＯ₂ 及びＡｌＮから選択された物質を用いた
り、Ｃ、Ｈ、Ｆ、Ｓ、Ｏのいずれか１つを含む重合膜を
用いることができる。なお、上記した括弧内の符号は、
後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本第１実施形態
は、基板上に記録層、反射層、保護層を積層した光情報
記録媒体（以下、単に媒体という）であり、例えばＣＤ
に適用される。図１は本実施形態の媒体１の部分断面図
である。

【００２４】媒体１は円盤形状をなし、基板２の一面２
ａ側に記録層（記録膜）３、反射層（反射膜）４、保護
層（保護膜）５が、順次積層されてなる。そして、基板
２の他面２ｂ側からレーザ光を入射することにより、記
録、再生が行なわれるようになっている。基板２は、記
録光及び再生光（例えば６００ｎｍ〜８００ｎｍ）に対
して８０％以上の透過率を有し、成型性の良い材料から
選ばれる。一例として、ポリカーボネート樹脂、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げら
れる。基板２の一面（記録層形成面）２ａには、トラッ
キング用としてグルーブ（案内溝）６が形成されてい
る。

【００２５】グルーブ６はスパイラル状の溝であり、例
えば幅０．５μｍ程度、深さ２００ｎｍ程度に形成され
ている。このグルーブ６は、基板成型時に一括して形成
するのが望ましいが、基板成型後に公知の２Ｐ工法等で
別に形成しても良い。基板２の一面２ａ上に形成された
記録層３は、坩堝を用いた真空蒸着により成膜されたも
ので、融点をＴｍ、分解温度（物質が化学変化する温
度）をＴｓとしたとき、真空蒸着する際の坩堝内の圧力
雰囲気（例えば０．１〜１Ｔｏｒｒ）にて、Ｔｍ＜Ｔｓ
の関係を有する原料からなる。望ましくは真空蒸着の通
常の圧力雰囲気（例えば１×１０^-3Ｔｏｒｒ）以下の低
圧においても、Ｔｍ＜Ｔｓの関係を有する原料が好まし
い。

【００２６】ちなみに、上記の圧力雰囲気における融点
Ｔｍ及び分解温度Ｔｓは、公知の測定方法から実験的に
求めたり、原料の常圧（大気圧）における融点及び分解
温度から、理論式（例えば、クラウジウス−クラペイロ
ンの式）を用いて、計算により推定することができる。
このようにして、Ｔｍ＜Ｔｓの関係を有する記録層３の
原料を選択することができる。

【００２７】このようなＴｍとＴｓとの関係を有する材
料を用いることにより、記録層３を真空蒸着する際、そ
の蒸着温度をＴｅとしたとき、真空蒸着する際の坩堝内
の圧力雰囲気にて、Ｔｍ＜Ｔｅ＜Ｔｓの関係とする。そ
れによって、記録層３の原料物質が分解して変質（異物
発生等）するのを防止しながら、該原料を融点Ｔｍ以上
で蒸発させることができ、できあがった記録層３中に不
純物が混入するのを防止できる。

【００２８】本発明者等の検討によれば、融点Ｔｍと分
解温度Ｔｓの温度の差が狭いと、蒸着材料である記録層
３の原料の温度制御が難しく、真空蒸着時の異物発生が
顕著となり記録膜材料中での不純物が増大し、エラーレ
ートが悪化するため、融点Ｔｍと分解温度Ｔｓの温度の
差が１００℃以上あるのが望ましい。このような記録層
３の原料として、上記条件にて分解せずに蒸発する材料
であれば無機材料でも、有機材料でもよい。好ましく
は、常圧（大気圧）における融点が１００℃〜４００℃
である色素材料を用いることが望ましい。

【００２９】記録層３の原料が有機材料で色素を含有す
る場合、色素材料としては例えばキノン系色素、アミニ
ウム系色素、ポリメチン系色素、ジイモニウム系色素、
シアニン系色素、カチオン系色素、インドフェノール系
色素、アゾ系色素、金属錯体系色素、ポリフィリン系色
素などの中から上記条件で蒸発するものを選択すればよ
い。このとき、記録層３の厚みは特に規定しないが、通
常３０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であればよい。

【００３０】反射層４としては、記録及び再生光の波長
において高い反射率を示す材料、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属及びそれら
を用いた合金が適用される。またその形成方法としては
真空蒸着、スパッタ等で、形成膜厚は通常４０〜３００
ｎｍの範囲が望ましい。そして反射層４の上には、保護
層５が２〜２０μｍ程度の厚さで形成され、材料として
は高分子材料からなる紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）が適
している。

【００３１】なお、基板２と記録層３との間や、記録層
３と反射層４との間には中間層が設けられていてもよ
い。本発明者の検討によれば、例えば、記録層３と反射
層４との間に設ける中間層として、ＳｉＣ（炭化シリコ
ン）やＳｉＮ（窒化シリコン）等を介在させると、レー
ザ光によって記録する際の安定性が向上することが確認
されている。

【００３２】次に、かかる構成を有する媒体１の製造方
法について、図２を参照して述べる。図２は、同製造方
法における記録層３の成膜方法の説明図である。成膜方
法として、真空蒸着で、坩堝（容器）７を使用する。図
２に示す様に、内部を真空にすることが可能なチャンバ
（真空容器）８内において、基板２の一面（蒸着面）２
ａと内部に記録層３の原料Ｗが入れられた坩堝７とを所
定間隔をあけて対向配置する（容器設置工程）。

【００３３】ここで、坩堝７は、本体容器と蓋等により
密閉容器とした構成であり、材質はカーボングラファイ
ト、アルミナ等の熱伝導率の小さいものから構成されて
いる。また、坩堝７の容積は、坩堝７内の圧力を十分高
めるために、蒸着材料である記録層３の原料Ｗの材料充
填量よりも十分大きいものとする。また、基板２の一面
２ａと対向する部位において、図２では１個のみ示され
ているが、坩堝７内外を連通する数個の開口穴７ａが形
成されている。

【００３４】次に、蒸着工程では、真空ポンプ等を用い
てチャンバ８内を真空雰囲気原料（蒸着材料）Ｗを入れ
た坩堝７を、抵抗加熱または電子ビーム法で蒸着温度Ｔ
ｅまで加熱する。図示例では、坩堝７の外周に配設した
ヒータ（蒸着温度制御手段）９を用いて、上記加熱を行
なう。すると、原料Ｗは蒸発し、坩堝７内の圧力が大き
くなり、各開口穴７ａから原料Ｗが高速でチャンバ８内
に噴出する。

【００３５】ここで、各開口穴７ａは原料Ｗの噴出方向
に軸を有する略円筒形状であり、円筒長さ即ち穴の長さ
（図２の上下方向の長さ）を、真空蒸着時に坩堝７中で
蒸発した原料Ｗの分子の平均自由工程と同じかそれより
も長いものとし、円筒直径即ち穴の径（図２の左右方向
の長さ）を、上記分子の平均自由工程よりも大きいもの
としている。また、効率の良い原料Ｗの噴出を実現する
には、穴の長さは穴の径と同じかそれよりも小さいこと
が好ましい。

【００３６】例えば、通常の真空ポンプを用いると、蒸
着時のチャンバ８内の圧力雰囲気は、１０^-7〜１０^-6Ｔ
ｏｒｒ程度となるが、このとき、原料Ｗを坩堝７内から
効率よく噴出させるには、坩堝７内の蒸気圧を０．５〜
数Ｔｏｒｒとすることが好ましい。このような坩堝７内
の蒸気圧において、原料Ｗの分子の平均自由工程は、１
０^-2ｃｍ／Ｔｏｒｒ程度となる。このとき、開口穴７ａ
の長さは１０^-2ｃｍ以上とでき、開口穴７ａの径は０．
５〜２．０ｍｍ程度とすることが好ましい。

【００３７】このように開口穴７ａの構成は、真空蒸着
時における坩堝７内の圧力雰囲気に応じて設定されてい
る。そして、開口穴７ａの長さが、蒸発した原料Ｗの分
子の平均自由工程と同じかそれよりも長く、且つ、開口
穴７ａの径が上記平均自由工程よりも大きいので、指向
性の悪い蒸発原料は開口穴７ａの内面に当たって開口穴
７ａを通過せず、指向性の良いものだけが効率良く通過
し、チャンバ８内に噴出する。

【００３８】よって、チャンバ８内に噴出した原料Ｗの
粒子は指向性が良く、基板２の一面（蒸着面）２ａに対
して同方向から当たりやすくなる。そのため、基板２に
飛着する原料Ｗの粒子は、基板２上に均一に積層（蒸
着）されていき、結果として均一な膜厚を有する記録膜
３が真空蒸着により形成される。また、開口穴７ａの数
は数個としているが、これは、開口穴７ａの数の多少に
ついて、記録膜３の膜厚の均一性に関連した媒体１の記
録特性であるＣ／Ｎ（キャリアとノイズの比）を指標と
して、調べた結果（図３参照）に基づくものである。

【００３９】図３に示す様に、実用的なＣ／Ｎ（約５０
ｄＢ以上）を得るためには、開口穴７ａの数が例えば４
〜６個である坩堝を用いることが好ましい。この結果
は、穴の径及び穴の長さが共に１ｍｍの場合の結果であ
る。ここで、開口穴７ａの数が多過ぎると、数多くの開
口穴７ａから原料粒子が噴出するため、全体として原料
の指向性がばらつきやすくなり、好ましくない。

【００４０】一方、開口穴７ａの数が少なすぎると、蒸
着速度が遅くなり、ゆっくりと基板２上に付くため、局
所的に原料粒子が固まり易くなり、膜厚の均一性を下げ
るため好ましくない。また、蒸着速度を速めるために、
蒸着温度を上げると分解温度に近くなり、上記した記録
膜の原料物質の変質が起こりやすくなるため、好ましく
ない。従って、本実施形態では、開口穴７ａの数は４〜
６個程度とし、記録膜３の膜厚の均一性をより高めるよ
うにしている。

【００４１】こうして、噴出する原料Ｗの指向性を高め
ることで、膜厚が均一な記録膜３を形成した後、真空蒸
着法やスパッタ法等を用いて、反射層４を成膜する（反
射膜形成工程）。続いて、その上に、スピンコート法等
により保護層５を構成する紫外線硬化樹脂を塗布し、紫
外線硬化を行い、保護層５を成膜する（保護膜形成工
程）。こうして、本実施形態の媒体１が出来上がる。

【００４２】次に、本実施形態を、以下の具体例によ
り、更に述べる。本例では、記録層３は、真空蒸着によ
り成膜されたアントラキノン系色素としている。記録層
３の成膜は、上記製造方法に基づいて行なった。即ち、
記録層３の原料であるアントラキノン系色素（常圧の融
点Ｔｍが１９４℃、分解温度Ｔｓが３５０℃）を、穴の
径及び穴の長さが同じ１ｍｍである５個の開口穴７ａを
有する坩堝７に入れ、基板２の一面２ａと対向させた。

【００４３】そして、坩堝７内の原料をヒータ９にて、
蒸着温度Ｔｅ（１９４℃と３５０℃との間）に加熱する
とともに、チャンバ８内を１０^-7〜１０^-6Ｔｏｒｒ、坩
堝７内を０．５〜数Ｔｏｒｒの圧力雰囲気とし、上記平
均自由工程を１０^-2ｃｍ／Ｔｏｒｒ程度とした。そし
て、膜厚をモニタしながら、１００ｎｍの記録層３を形
成した。その上の反射層４は、Ａｕのスパッタにより１
００ｎｍ成膜した。

【００４４】出来上がった本例の媒体１の電気的評価は
光ディスク評価装置で行なった。その結果を図４に示
す。これは、反射率（三角マーク、単位％）、１１Ｔ信
号（２００ｋＨｚ）の振幅変調度（×マーク、単位
％）、Ｃ／Ｎ（ひし形マーク、単位ｄＢ）、各々の記録
レーザパワー（単位ｍＷ）依存性の測定結果である。こ
のときの線速２．８ｍ／ｓで、光学ヘッドの波長は７８
０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）は０．５である。

【００４５】ここで、ＣＤの実用規格（ＣＤ−ＷＯ規
格）は、反射率（未記録状態の反射率）が６５％以上、
振幅変調度が６０％以上、Ｃ／Ｎが４７ｄＢ以上であ
る。図４に示す様に、本例の媒体１は、反射率は上記実
用規格を満足し、また、４ｍＷ〜１１ｍＷの実用パワー
レベルにおいて、振幅変調度及びＣ／Ｎも、おおよそ上
記実用規格を満足し、良好な記録特性が得られた。

【００４６】また、上記特開平９−８１９５８号公報で
は、アントラキノン系色素は蒸着すると基板のグルーブ
（案内溝）に埋もれてしまって、記録膜面は平坦になっ
てしまうと記述されている。しかし、本例では、図５に
示す様に、記録層３の膜厚均一化によって、明瞭にグル
ーブ６の溝形状が見えていることを、ＳＥＭ観察により
確認できている。

【００４７】また、図６はアントラキノン系色素の成膜
前、図７はアントラキノン系色素の記録層３として成膜
後の光吸収率（任意単位）の波長依存性を示すグラフで
ある。アントラキノン系色素は、図６に示す様に、記録
層３として成膜する前においては、７３０ｎｍで光吸収
のピークがあり、５００ｎｍで光吸収がない特性となっ
ている。これを、真空蒸着により薄膜化した記録層３と
すると、図７に示す様に、比較的平坦な波長特性とな
る。

【００４８】この光吸収特性から、４００ｎｍ〜９００
ｎｍの光において、記録層３と保護層５の間に設けられ
た金属等の反射層４により、高い反射率を得ることがで
きる。また記録はヒートモードによる色素の熱分解で行
われるため、上記範囲の波長であれば記録が可能で、ま
た十分な振幅も得られることを確認している。このよう
に、アントラキノン系色素を記録層３として用いた本例
によれば、記録層３の膜厚を均一化することができると
共に、記録レーザの波長が限定されず、広い波長範囲
（例えば４００ｎｍ〜９００ｎｍ）で、記録可能な光情
報記録媒体を提供できる。

【００４９】（第２実施形態）ところで、上記第１実施
形態の媒体１をスペーサを介して２枚貼り合わせた形と
した媒体（以下、２層ディスクという）とすることもで
きる。本第２実施形態は、本発明をこの２層ディスクに
適用したものである。このような２層ディスクの一例と
しては、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）におけるＤ
ｕａｌ Ｌａｙｅｒ／Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅｄ Ｄｉ
ｓｋがある。

【００５０】このディスクは、両方の基板に信号層（記
録層）を設けて片方の面から２つの層の信号を読み出す
片面２層方式であり、記憶容量がＳｉｎｇｌｅ Ｌａｙ
ｅｒ／Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅｄ Ｄｉｓｋの約倍にな
る。本発明の記録膜はこの構造の媒体にも適応でき、図
８にその部分断面構造を示す。媒体１００は、グルーブ
（案内溝）６１をもった基板２１の内面に記録層（記録
膜）３１、反射層（反射膜）４１を順次形成し、もう一
方のグルーブ６２をもった基板２２の内面に記録層（記
録膜）３２、反射層（反射膜）４２を順次形成し、両基
板２１、２２がＵＶ樹脂等からなるスペーサ１０で張り
合わされた形となっている。スペーサ１０の厚さは、例
えば３０〜８０ｎｍである。なお、図８に示す様に、グ
ルーブ６２は、グルーブ６１の凹凸に対応し且つグルー
ブ６１とは凹凸が逆な形状となっている。

【００５１】媒体１００において、記録・再生はどちら
かの記録層３１、３２に記録・再生レーザの焦点を合わ
せることにより行う。この場合、レーザ入射側の記録層
及び反射層は半透明とするが、図示例では、記録・再生
レーザＲは基板２１の外面側から入射するため、記録層
３１及び反射層４１を半透明とする。記録層はもともと
半透明な材質であるが、反射層４１はＡｕを薄く形成し
たり、シリコン又はシリコンナイトライド等を用いるこ
とで、半透明とできる。

【００５２】また、基板２１、２２、記録層３１、３
２、及び反射層４１、４２は、各々、上記第１実施形態
の基板、記録層、反射層と同様の構成、製造方法を適用
できる。従って、本実施形態においても、記録層３１、
３２の膜厚を均一化でき、記録層３１、３２は各グルー
ブ６１、６２による凹凸形状を継承した形とできる。次
に、媒体１００の具体例を以下に示す。

【００５３】グルーブ６１を有する厚さ０．６ｍｍの基
板２１に、アントラキノン系色素からなる半透明の記録
層３１を膜厚１００ｎｍにて形成し、その上にＡｕから
なる反射層４１を膜厚８０ｎｍにて形成した。このと
き、基板２１の外面から記録層３１までの透過率は７０
％であった。もう一方のグルーブ６２を有する厚さ０．
６ｍｍの基板２２に、アントラキノン系色素からなる記
録層３２、Ａｕからなる反射層４２を、各々１００ｎ
ｍ、８０ｎｍの膜厚にて形成した。

【００５４】ここで、各記録層３１、３２は、上記第１
実施形態にて述べたアントラキノン系色素の例と同様
に、真空蒸着法を用いて行なった。そして、記録層及び
反射層が形成された２つの基板２１、２２を液体状のＵ
Ｖ樹脂で張り合わせ、スピンナーで、樹脂を振り切り、
ＵＶ樹脂の厚さを５５μｍにした。次にＵＶ照射（紫外
線照射）して樹脂を硬化させスペーサ１０を形成し、媒
体１００を形成した。

【００５５】このとき、基板２１を通した記録層３１の
反射率は２６％であり、基板２１を通した記録層３２の
反射率は２４％であった。線速３．８４ｍ／ｓにおいて
波長６３５ｎｍのレーザによって、ＤＶＤ信号を記録し
た結果、記録層３１は９ｍＷで記録でき、このときのジ
ッターは７ｎｍであった。同様に記録した結果、記録層
３２の記録パワーは７ｍＷであり、このときのジッター
は８ｎｍであった。媒体１００においても、記録層３
１、３２の膜厚均一化により、上記第１実施形態と同様
に、ＤＶＤとして良好な記録特性が得られた。

【００５６】また、２層ディスクの他の例としては、Ｄ
ＶＤにおけるＤｕａｌ Ｌａｙｅｒ／Ｄｏｕｂｌｅ Ｓ
ｉｄｅｄ Ｄｉｓｋがある。このディスクは２層の信号
面の基板を張り合わせた構造の媒体であり、記録容量は
Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ／Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅｄ
Ｄｉｓｋの約４倍になる。本発明の記録膜はこの構造
の媒体にも適応でき、図９にその部分断面構造を示す。

【００５７】媒体２００は、同じ構造のディスクを２枚
張り合わせた構成としている。即ち、内面に、記録層３
３、反射層４３、スペーサ１１、記録層３４、反射層４
４、保護層５３が、順次積層された基板２３と、内面
に、記録層３５、反射層４５、スペーサ１２、記録層３
６、反射層４６、保護層５４が、順次積層された基板２
４とが、互いの外面にて、接着剤１３を介して貼り合わ
されている。

【００５８】ここで、図９に示す様に、基板２３の内
面、スペーサ１１、基板２４の内面、及びスペーサ１２
には、それぞれグルーブ（案内溝）６３〜６６が形成さ
れている。スペーサ１１のグルーブ６４は、基板２３の
グルーブ６３を継承した形状であり、スペーサ１２のグ
ルーブ６５は、基板２４のグルーブ６４を継承した形状
である。なお、各スペーサ１１、１２は、上記スペーサ
１０と同様にＵＶ樹脂等から構成でき、その厚さは３０
〜８０ｎｍとできる。

【００５９】また、基板２３、２４、記録層（記録膜）
３３〜３６、反射層（反射膜）４３〜４６及び保護層
（保護膜）５３、５４は、各々、上記第１実施形態の基
板、記録層、反射層及び保護層と同様の構成、製造方法
を適用できる。従って、本実施形態においても、記録層
３３〜３６の膜厚を均一化でき、記録層３３〜３６は各
グルーブ６３〜６６による凹凸形状を継承した形とでき
る。

【００６０】また、図９に示す様に、媒体２００におい
て、記録・再生は、基板２３又は基板２４の外面から、
各面においてどちらかの記録層３３〜３６に、記録・再
生レーザＲの焦点を合わせることにより行う。この場
合、レーザ入射側となる記録層３３、３５及び反射層４
３、４５を半透明とするが、その構成は、上記媒体１０
０の例と同様にできる。

【００６１】次に、媒体２００の具体例を以下に示す。
グルーブ６３を有する厚さ０．６ｍｍの基板２３に、ア
ントラキノン系色素からなる半透明の記録膜３３を膜厚
１００ｎｍ形成し、その上にＡｕからなる反射層４３を
膜厚８０ｎｍにて形成した。このとき、基板２３の外面
から記録層３３までの透過率は７０％であった。この反
射層４３上にＵＶ樹脂を付け、グルーブ６３に対応した
形状を有するスタンパーを押しつけ、スピン回転により
スペーサ１１の厚さを５５ｎｍとした。次にＵＶ照射に
より、硬化させ、スタンパーを剥離させた。

【００６２】更に、スペーサ１１の上に、アントラキノ
ン系色素からなる記録層３４（膜厚１００ｎｍ）及びＡ
ｕからなる反射層４４（膜厚８０ｎｍ）を形成し、反射
層４４の上にＵＶ樹脂を用いて保護層５３を形成した。
ここで、各記録層３３、３４は、上記第１実施形態にて
述べたアントラキノン系色素の例と同様に、真空蒸着法
を用いて行なった。

【００６３】基板２４（厚さ０．６ｍｍ）についても、
基板２３と同様の製法、膜厚にて、記録層３５、反射層
４５、スペーサ１２、記録層３６、反射層４６、保護層
５４を形成した。次に、両基板２３、２４の各保護層５
３、５４を、ホットメルト材からなる接着剤１３を塗布
し張り合わせ、媒体２００を形成した。このとき、基板
２３を通した記録層３３及び記録層３４の反射率は、各
々、２６％及び２４％であり、基板２４を通した記録層
３５及び記録層３６の反射率も、各々、２６％及び２４
％であった。

【００６４】また、媒体２００において、線速３．８４
ｍ／ｓにおいて波長６３５ｎｍのレーザによって、ＤＶ
Ｄ信号を記録した結果、記録層３３、３５は９ｍＷで記
録でき、このときのジッターは７ｎｍであった。同様に
記録した結果、記録層３４、３６の記録パワーは７ｍＷ
であり、このときのジッターは８ｎｍであった。媒体２
００においても、記録層３３〜３６の膜厚均一化によ
り、上記第１実施形態と同様に、ＤＶＤとして良好な記
録特性が得られた。

【００６５】ところで、上述のように、アントラキノン
系色素を記録層（記録膜）に用いると、上記図７に示す
様な平坦な光吸収の波長特性となり、広い波長範囲で記
録・再生ができる。このことは、同じアントラキノン系
色素を記録層とした各媒体１、１００、２００におい
て、ＣＤの使用域である波長７８０ｎｍ、ＤＶＤの使用
域である波長６３５ｎｍのレーザ光により、各々、実用
的な記録・再生が可能となっていることに示される。

【００６６】また、アントラキノン系色素は、有機溶剤
に対して難溶性であるため、本実施形態のように、スペ
ーサ形成の際に行なわれるＵＶ樹脂塗布によって、記録
層が流れだすことはなく、２層記録膜を有する光情報記
録媒体を実現できる。 （第３実施形態）本第３実施形態は、透明な基板上に記
録層、密着層、反射層、保護層を積層した媒体であり、
上記各実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、記
録部保存性が高い記録膜をもった光情報記録媒体を提供
することを目的としたものである。図１０に、本実施形
態の媒体３００の部分断面図を示すが、これは、上記第
１実施形態の媒体１を変形したものであり、以下、主と
して媒体１と異なるところについて述べ、同一部分には
図中同一符号を付して説明を省略することとする。

【００６７】媒体３００は、上記第１実施形態と同様
に、円盤形状をなす。そして、基板２の一面２ａ側に記
録層（記録膜）３、密着層（密着膜）３０１、反射層
（反射膜）４、保護層（保護膜）５が、順次積層されて
なり、基板２の他面２ｂ側からレーザ光を入射すること
により、記録、再生が行なわれるようになっている。記
録層３は、上記第１実施形態と同様の構成、製法を採用
できるが、例えば、蒸着により薄膜したときに比較的平
坦な波長特性となるアントラキノン系色素を用いること
ができる。また、その他の記録材料として、上記第１実
施形態と同様に、記録及び再生光に対して２０％未満の
吸収があり、常圧での分解または発熱温度が５００℃以
下（４００℃以下が特に望ましい）で、蒸発するもので
あれば、無機材料でも、有機材料でもよい。

【００６８】密着層３０１は、記録層３と反射層４のそ
れぞれに密着しなければならないのであるが、例えばＳ
ｉをターゲットにＣＨ₄ とＡｒガスの混合ガスで反応性
ＤＣスパッタで成膜されたＳｉＣ（炭化珪素）膜を採用
することができる。他に、ＳｉＮ（窒化珪素）、ＳｉＯ
₂ （二酸化珪素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の無
機材料、または有機材料（ＣＨ₄ 、Ｃ₂ Ｈ₄ 、Ｃ₄ Ｈ₈
等の重合膜）でもよい。また、膜厚は、薄すぎると密着
性が悪く、厚すぎると記録特性に悪影響を与えるので、
例えば５〜２００ｎｍ程度が好ましい。

【００６９】かかる構成を有する本実施形態の媒体３０
０によれば、記録時には、基板２の他面２ｂ側からレー
ザ光が入射され、記録層３が熱分解して、反射層４との
間にボイドが発生し、反射層４が変形することで反射率
変化が起こり記録がなされる。ここにおいて、記録層３
及び反射層４との密着性に優れた密着膜３０１を設けた
ことによって、記録層３と反射層４との密着性が高まっ
て剥がれが生じにくくなるため、ボイドの大きさが変化
しないようにでき、記録部保存性が高い記録膜をもった
光記録媒体を提供することができる。

【００７０】次に、本実施形態の密着層３０１による効
果の具体例を示す。上記第１実施形態にて述べた具体例
（以下、具体例１という）と同様の成膜方法にて、ポリ
カーボネイト製の基板２上にアントラキノン系色素から
なる記録層３を１００ｎｍ成膜した。密着層３０１とし
て、反応性ＤＣスパッタによりＳｉＣ膜を１０ｎｍ成膜
した。反射層４として、Ａｕを１００ｎｍスパッタし
た。電気的評価は、具体例１と同様、光ディスク評価装
置でおこなった。その結果を図１１に示す。

【００７１】反射率（Ｒ_min 、黒丸マーク）、１１Ｔ信
号の振幅変調度（Ｍｏｄ、黒四角マーク）、Ｃ／Ｎ（黒
三角マーク）の記録レーザパワー存在性の測定結果であ
る。このときの線速は１．４ｍ／ｓで、光学ヘッドの波
長は７８０ｎｍ、対物レンズのＮＡは０．５である。比
較的低パワーから記録できていて、ＣＤの実用規格（Ｃ
Ｄ−ＷＯ規格）を十分満足する。

【００７２】次に、図１２に、本第３実施形態の上記具
体例（図中、第３実施形態と図示）と、密着層３０１の
無い媒体（つまり、上記媒体１と同一構造である。図
中、密着膜無しと図示）との記録部保存性を比較した耐
久性試験の結果を示す。環境条件は、７０℃、９５％Ｒ
Ｈである。密着膜無しの媒体に比べて、本実施形態の媒
体３００は、時間と共に、振幅変調度の低下がなく、従
ってＣ／Ｎの低下もない記録部保存性が高い記録膜をも
った光記録媒体を提供できることがわかる。

【００７３】なお、本実施形態においても、上記第２実
施形態と同様に、媒体３００をスペーサを介して２枚貼
り合わせた形とした２層ディスクとすることもできる。
図１３に、Ｄｕａｌ Ｌａｙｅｒ／Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉ
ｄｅｄ Ｄｉｓｋの例、図１４に、Ｄｕａｌ Ｌａｙｅ
ｒ／Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅｄ Ｄｉｓｋの例を示す。

【００７４】図１３に示す媒体４００は上記図８に示す
媒体１００の変形、図１４に示す媒体５００は上記図９
に示す媒体２００の変形であり、同一部分には同一符号
を付してある。両媒体４００、５００は、上記第２実施
形態に示した媒体において、各々の記録層３１〜３６と
反射層４１〜４６との間に、密着層３０１を挿入したも
ので、この密着層３０１によって、記録部保存性が高い
記録膜を実現することができる。

【００７５】以上のように、本第３実施形態によれば、
記録層と反射層の間に密着層３０１を挿入することで、
記録信号の保持の耐久性（記録部保存性）が向上する。
なお、本実施形態は、上記第１及び第２実施形態に示さ
れた製法によって製造された記録膜を有する光情報記録
媒体以外にも、通常の真空蒸着法により記録膜を形成し
たもの、さらにはスパッタ法により記録膜を形成したも
のに対しても、適用可能である。

【００７６】以上、各（第１〜第３）実施形態について
述べてきたが、上記記録膜の成膜方法によれば、記録膜
の膜厚を均一化して平坦なものとでき、ノイズレベルが
極めて低くなり、記録エラーの少ない光情報記録媒体を
実現できる。特に、アントラキノン系色素を原料として
記録膜を形成すると、もとの色素の光吸収特性とは異な
った波長特性を示し、真空蒸着された記録膜は光吸収の
波長存在性が４００〜９００ｎｍで平坦になり、４００
〜９００ｎｍのどの波長でも記録再生でき、高密度記録
再生が可能である。

【００７７】また、上記記録膜の成膜方法によれば、記
録膜の原料を気体状態により基板上に直接飛着させるた
め、グルーブ内、ランド（基板上のグルーブ以外の部
分）上の膜厚をほぼ均一に制御するのが容易である。更
に、成膜時に、例えば光学的な反射や干渉を利用した方
法にて、膜厚をモニターしながら成膜できるので、基板
間の膜厚バラツキを低くできる。

【００７８】また、上記各実施形態において、記録膜及
び反射膜がグルーブ形状を継承した形となるため、トラ
ッキングエラー信号やラジアルコントラスト信号を最適
化でき、適切なトラッキングサーボが実現する。さら
に、上記各実施形態において、記録膜の膜厚を均一化で
きるが故に、従来よりもグルーブ深さを浅くできるた
め、基板の樹脂成型における成型速度を早くすることが
でき、より低コストな光情報記録媒体を提供することが
できる。また、グルーブ深さが浅いのでトラックピッチ
（グルーブのピッチ）を狭くしたとしても、容易に基板
成型ができるため、高密度化に対応することも容易とな
る。

【００７９】なお、本発明の要部は光情報記録媒体にお
ける記録膜及び密着膜にあるから、その他の反射膜等の
構成、製造方法等は適宜変更してよいことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の光情報記録媒体の断面
構成を示す説明図である。

【図２】本発明の光情報記録媒体の製造方法を示す説明
図である。

【図３】坩堝の開口穴の数とＣ／Ｎとの関係を示す図で
ある。

【図４】上記第１実施形態の光情報記録媒体の特性評価
結果を示す図である。

【図５】記録層の成膜状態を模式的に示す説明図であ
る。

【図６】アントラキノン系色素を記録層として成膜する
前の光吸収率の波長依存性を示すグラフである。

【図７】アントラキノン系色素を記録層として成膜した
後の光吸収率の波長依存性を示すグラフである。

【図８】本発明の第２実施形態の一例を示す説明図であ
る。

【図９】上記第２実施形態の他の例を示す説明図であ
る。

【図１０】本発明の第３実施形態の光情報記録媒体の断
面構成を示す説明図である。

【図１１】上記第３実施形態の光情報記録媒体の特性評
価結果を示す図である。

【図１２】本発明の密着膜による記録部保存性に対する
効果を示す図である。

【図１３】上記第３実施形態の他の例を示す説明図であ
る。

【図１４】上記第３実施形態のもう一つの他の例を示す
説明図である。

【符号の説明】

２…基板、３、３１〜３６…記録層、４、４１〜４６…
反射層、７…坩堝、７ａ…開口穴、３０１…密着層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 幸浩 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 河内 泰司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 田中 亨 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 矢頭 裕二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5D029 NA11 NA13 NA14 5D121 AA01 AA03 AA05 EE02 EE03 EE12 EE16 EE19 EE27

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な基板（２、２１〜２４）上に記録
   膜（３、３１〜３６）および反射膜（４、４１〜４６）
   が形成され、記録レーザ光の照射により前記記録膜に情
   報を記録する光情報記録媒体において、前記基板上に前
   記記録膜を蒸着させてなる光情報記録媒体の製造方法で
   あって、 少なくとも一以上の開口穴（７ａ）を有する密閉された
   容器（７）に前記記録膜の原料を入れ、この容器の前記
   開口穴と前記基板を対向させる容器設置工程と、 前記容器を加熱して前記記録膜の原料を蒸発させ、蒸発
   した原料を前記開口穴から噴出させて前記基板に真空蒸
   着させる蒸着工程とを備え、 前記記録膜の原料における蒸着温度をＴｅ、融点をＴ
   ｍ、分解温度をＴｓとしたとき、前記真空蒸着する際の
   前記容器内の圧力雰囲気にて、Ｔｍ＜Ｔｅ＜Ｔｓの関係
   とし、 前記容器として、前記開口穴の長さが前記容器中で蒸発
   した原料分子の平均自由工程と同じかそれよりも長いも
   のを用いることを特徴とする光情報記録媒体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記容器（７）として、前記開口穴（７
   ａ）の径が前記容器中で蒸発した原料分子の平均自由工
   程よりも大きいものを用いることを特徴とする請求項１
   に記載の光情報記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記容器（７）として、前記開口穴（７
   ａ）の数が、４〜６個であるものを用いることを特徴と
   する請求項１または２に記載の光情報記録媒体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記容器（７）として、前記開口穴（７
   ａ）の径と長さが同じであるものを用いることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光情報記
   録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記記録膜（３、３１〜３６）の原料と
   して、常圧における融点が１００〜４００℃である色素
   材料を用いることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れか１つに記載の光情報記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 前記記録膜（３、３１〜３６）の原料と
   して、アントラキノン系色素を用いることを特徴とする
   請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光情報記録媒
   体の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１つに記載
   の製造方法を用いて製造された光情報記録媒体におい
   て、 前記記録膜（３、３１〜３６）と前記反射膜（４、４１
   〜４６）との間に、これら両膜（３、４、３１〜３６、
   ４１〜４６）との密着性に優れた密着膜（３０１）が設
   けられていることを特徴とする光情報記録媒体。
8. 【請求項８】 透明な基板（２、２１〜２４）と、この
   基板上に真空蒸着法もしくはスパッタ法により形成され
   た記録膜（３、３１〜３６）と、この記録膜上に形成さ
   れた反射膜（４、４１〜４６）とを有し、記録レーザ光
   の照射により前記記録膜に情報を記録する光情報記録媒
   体において、 前記記録膜と前記反射膜との間に、これら両膜との密着
   性に優れた密着膜（３０１）が設けられていることを特
   徴とする光情報記録媒体。
9. 【請求項９】 前記密着膜（３０１）は、ＳｉＣ、Ｓｉ
   Ｎ、ＳｉＯ₂ 及びＡｌＮから選択された物質からなるこ
   とを特徴とする請求項７または８に記載の光情報記録媒
   体。
10. 【請求項１０】 前記密着膜（３０１）は、Ｃ、Ｈ、
    Ｆ、Ｓ、Ｏのいずれか１つを含む重合膜からなることを
    特徴とする請求項７または８に記載の光情報記録媒体。