JP2003263777A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＲＯＭメディアとの再生互換性のある、高反
射率、高モジュレーション、高感度を有する光記録媒体
を提供する。 【解決手段】 情報基板（１）上に第一膜（２）と第二
膜（３）とを順次形成しており、さらに紫外線硬化樹脂
層（４）またはカバー基板（６）等の有機保護膜を有す
る光記録媒体とする。第一膜（２）低融点薄膜で、微小
粒で構成され、微小粒間に第二膜（３）の元素が存在す
る。第二膜（３）は主に半金属元素からなる薄膜であ
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、エネルギービーム
の照射により記録層に光学的な変化を生じさせて情報の
記録・再生が可能な光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームの照射による記録可能な
光記録媒体として、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の追記型光
記録媒体がある。これらの光記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ
あるいはＤＶＤ−ＲＯＭと再生互換性があり、小規模の
配布メディアや保存用の媒体として使用されている。し
かし、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒは有機色素を塗布する為、
ＲＯＭの工程と比較して格段に製造コストが高くなると
いう問題があった。そこで、ＣＤ−ライトワンス（以下
ＷＯ）、ＤＶＤ−ＷＯメディアが開発されてきた。

【０００３】ＷＯメディアには情報の記録方式として、
穴あけ方式と合金化方式と相変化方式がある。コストの
面から考えれば穴あけ方式が有望であるが、穴あけ方式
では再生信号のＣ／Ｎが低くなってしまうという問題が
あった。これは穴を開けたピット部分において溶融した
膜がピット内に水玉のようになって残ったり、周辺部に
盛り上がったりすることが原因であった。また、穴あけ
方式であれば層構成は一層となるが、通常使用されてき
た記録膜を一層で用いるとＲＯＭメディアの高い反射率
に対応できず規格外製品となってしまっていた。ＲＯＭ
メディア対応の高い反射率を記録膜１層で実現しようと
すると、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等を用いることが考えられる
が、これらでは反射率が高すぎ、とても通常のレーザ光
照射では穴が開かなかった。

【０００４】穴あけ方式のための記録材料としては、特
開昭６０−１７９９５３号公報、特開昭６０−１７９９
５２号公報等でＴｅとＡｕもしくはＡｇの化合物が開示
されているが、これらの材料の沸点は１０００℃以上で
あり、非常に感度が低い光記録媒体であった。また、特
開昭５７−１５７７９０号公報では、記録感度を高める
目的で、４００℃以下の温度で揮発性成分を遊離する層
と、この上に耐腐食性金属を形成した光記録媒体を提案
しているが、これらは反射率を高める事は目的とされて
おらず、ＲＯＭ互換とはなり得ない。また、前記技術で
は耐腐食性金属をＡｕ、Ａｇ等としているが、これらは
熱伝導率が極めて高く、加熱したエネルギーが拡散によ
り逃げるため、結果的に効果は低く、高線速記録には不
適当であった。即ち、融点まで温度を上昇させれば良い
相変化方式に比べ、穴あけ方式では記録のために沸点以
上まで温度を上げる大きな熱量を必要としている。その
ため、相変化方式に比べて大きなレーザーパワーを必要
とし、高線速記録となると半導体レーザーのパワーが足
りなくなってしまっていた。

【０００５】合金化方式としては、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎの
元素の中から選択された層と、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ
の元素から選択された層にレーザを照射してこの二層を
合金化させて記録する方法が特開平４−２２６７８４号
公報に提案されているが、ｌｏｗ ｔｏ ｈｉｇｈの記
録となり、ＲＯＭメディアとの互換性はなかった。

【０００６】相変化方式としては、ＩｎとＴｅとの合金
で相変化タイプの記録層を成膜する技術が特開平１−１
６２２４７号公報にて提案されており、Ｉｎ：Ｔｅ＝
２：１〜１：１もしくは２：３〜２：５の光記録媒体を
提供することを目的としているが、この発明では成膜時
の状態が非晶質であり反射率が低い為、初期化処理が必
要である。そのため工程が増えコストの増大を招いてい
た。

【０００７】また、特許第２９４８８９９号では、第一
の層（層変化合金薄膜）としてＡｇ−Ｚｎ、第二の層
（低融点薄膜）としてＴｅ、Ｓｅ、Ｓから選ばれる一種
類を主成分とした拡散による記録方式を提案している
が、これは反射率を高めるために第１の層を３０〜７０
ｎｍ、第二の層を５０〜１５０ｎｍと厚くしており、生
産時のタクトおよびコストに不利となっていた。また、
前記技術では膜厚を厚くすることにより反射率を大きく
上げているが、反射率が高く吸収率が小さすぎるため熱
吸収が記録膜上でほとんど起こらず、記録感度が非常に
悪かった。このためＤＶＤなどの速い線速を求められる
メディアでは使用できなかった。また、特開平２−９２
５８５号公報では、表面に凹凸を有する記録層にレーザ
を照射し表面を平滑化することにより反射率を上げ情報
を記録する技術を提案しているが、これはｌｏｗ ｔｏ
ｈｉｇｈの記録となってしまい、ＲＯＭ互換とはなら
ず独自規格とならざるを得なかった。これらの問題がＷ
Ｏメディアの普及に大きな障害となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明はこうした実情の下に、ＲＯＭメディアとの再生互
換性があり、高い反射率とモジュレーション（記録時の
反射率の変化）、感度を有する記録膜を開発し、再生信
号のＣ／Ｎが良好で耐候性に優れた高密度対応の光記録
媒体を安価に提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、上記課題を解決するための手段を見いだした。即
ち請求項１に記載の本発明は、エネルギービームの照射
により記録・再生を行う光記録媒体において、透明な情
報基板上に第一膜と第二膜とが順次形成されており、第
一膜の形態が微小粒状であり、第一膜の微小粒間に第二
膜の元素が存在していることを特徴とする光記録媒体と
する。請求項２に記載の本発明は、前記光記録媒体にお
いて、第一膜を構成する微小粒の平均粒径が１０ｎｍ〜
５００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光
記録媒体とする。請求項３に記載の本発明は、前記光記
録媒体において、第一膜は低融点薄膜であり、第二膜は
主に半金属元素からなる薄膜であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の光記録媒体とする。請求項４に記
載の本発明は、前記光記録媒体において、第一膜の融点
が５００℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の光記録媒体とする。請求項５に記載
の本発明は、前記光記録媒体において、第一膜の膜厚と
第二膜の膜厚との比が０．１〜１．０の範囲であること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録
媒体とする。請求項６に記載の本発明は、前記光記録媒
体において、第一膜の膜厚が３〜２０ｎｍの範囲である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光
記録媒体とする。請求項７に記載の本発明は、前記光記
録媒体において、第二膜の膜厚が１０〜５０ｎｍの範囲
であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記
載の光記録媒体とする。

【００１０】請求項８に記載の本発明は、前記光記録媒
体において、第一膜が、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉから選ばれた
少なくとも１種類の元素からなることを特徴とする請求
項１乃至７のいずれかに記載の光記録媒体とする。請求
項９に記載の本発明は、前記光記録媒体において、第一
膜が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｚｎから選ばれた少な
くとも１種類の元素を含む合金であることを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載の光記録媒体とする。
請求項１０に記載の本発明は、前記光記録媒体におい
て、第二膜が、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｂから選ば
れた少なくとも１種類の元素からなることを特徴とする
請求項１乃至９のいずれかに記載の光記録媒体とする。
請求項１１に記載の本発明は、前記光記録媒体におい
て、第二膜中の半金属元素の割合が５０％以上であるこ
とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光
記録媒体とする。請求項１２に記載の本発明は、前記光
記録媒体において、第二膜上に有機保護膜を積層するこ
とを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の光
記録媒体とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下より、本発明の実施の形態に
ついて図に基づき説明する。本発明の光記録媒体は追記
型の光記録媒体であり、特に例えばＤＶＤ−ＷＯ等、Ｒ
ＯＭメディアと再生互換性のある高密度対応の光記録媒
体である。図１は本発明の光記録媒体の構成を示したも
のである。案内溝を有する透明な情報基板（１）の上
に、記録層である第一膜（２）及び第二膜（３）、そし
てその上に紫外線硬化樹脂層（４）が順次設けられ、こ
れとカバー基板（６）とが接着層（５）により接着され
ている。第一膜（２）は低融点薄膜であり、第二膜
（３）は主に半金属元素から成る薄膜である。情報基板
（１）面側から記録レーザ光を照射すると、第一膜
（２）及び第二膜（３）が加熱される。この加熱により
お互いの膜が相互に拡散してこれらの元素の合金ないし
化合物が生成するか、もしくは表面に変形が起こり、レ
ーザ光照射部の光反射率が著しく低下する。この反射率
変化は不可逆であるので追記型の光記録媒体として使用
することができる。

【００１２】情報基板（１）の材料は、ガラス、セラミ
ックス、あるいは樹脂が用いられ、樹脂基板が成形性や
コストの点で好ましい。代表例としてはポリカーボネー
ト、メチルメタクリレート、アクリル、エポキシ、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、シリコン、フッ素樹脂、Ａ
ＢＳ、ウレタンなどが挙げられるが、加工性、光学特性
などの点からポリカーボネート樹脂が好ましい。また、
情報基板（１）の形状は、ディスク状、カード状、ある
いはシート状であっても良い。第一膜（２）及び第二膜
（３）は、各種気相成長法、たとえば真空蒸着法、スパ
ッタリング法、電子ビーム法などにより情報基板上に形
成することができる。接着層（５）による貼り合せ方式
については、ラジカルＵＶ方式、カチオン方式、ヒート
シール方式、両面接着シート方式のいずれにおいても特
に限定されない。しかし、紫外線硬化樹脂層（４）を設
けない構成ではラジカルＵＶ方式のように酸素や水分を
透過しない方式が望ましい。

【００１３】本発明は、第一膜（２）の形態が微小粒状
になっており、第一膜（２）の微小粒間に第二膜（３）
の元素を存在させた構成である。これにより、記録感度
が高く、Ｃ／Ｎが高い光記録媒体を得ることができる。
図２は、本発明における第一膜（２）をＩｎ（膜厚１０
ｎｍ）、第二膜（３）をＧｅ（膜厚２０ｎｍ）としたメ
ディアにおいて、第一膜（２）側から撮影したＳＥＭ写
真である。Ｉｎの微小粒間にＧｅが充填された形態にな
っていることがわかる。第一膜（２）の微小粒はレーザ
光照射により、それぞれの微小粒が粒間の第二膜（３）
の元素と混合物をつくり反射率が下がるため、ｈｉｇｈ
ｔｏ ｌｏｗ記録が可能となる。特に微小粒の隙間に
第二膜（３）の元素が充填されておりそれらが反応する
ため、記録感度が非常に高くなる。第一膜（２）微小粒
の平均粒径は、１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲とする。微
小粒粒径は成膜条件により変化させることができる。こ
れにより、モジュレーションが大きく、また、形の良い
ピットの形成ができるようになるため良好なジッタ値を
実現する。

【００１４】また、本発明は、第一膜（２）が低融点薄
膜であり、第二膜（３）が主に半金属元素からなる薄膜
である。このような構成にすることで記録層は高い反射
率と高感度、高モジュレーションを達成することができ
る。第一膜（２）の融点は、高感度であるためには５０
０℃以下が好ましい。

【００１５】第一膜（２）及び第二膜（３）の膜厚は、
（第一膜（２）の膜厚）／（第二膜（３）の膜厚）で示
す二層の比の値が０．１〜１．０の範囲となるようにす
る。これにより、反射率が高く感度も高いという２つの
特性を両立させることができる。また、第一膜（２）の
膜厚を３〜２０ｎｍと設定することにより、反射率が高
く、感度の高い光記録媒体を得ることができる。さら
に、第二膜（３）の膜厚を１０〜５０ｎｍと設定するこ
とにより、二層の記録膜のみのメディアにもかかわら
ず、ＲＯＭ互換が可能になるほどの反射率を達成するこ
とができる。従来技術では、膜厚を厚くすることで反射
率を上げたものがあるが、感度の悪いものになってい
た。しかし、本発明では、高反射率かつ高感度を実現
し、二層構成でｈｉｇｈ ｔｏ ｌｏｗ記録が可能とな
ったため、コストを大幅にダウンすることができる。

【００１６】第一膜（２）の記録材料としては、主にＳ
ｎ、Ｉｎ、Ｂｉから選ばれた少なくとも１種類の元素を
用いる。第二膜（３）の記録材料としては、主にＳｉ、
Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｂから選ばれた少なくとも１種類
の元素を用いる。これらの記録材料を用いることで、高
モジュレーション、高感度な光記録媒体を得ることがで
きる。または、第一膜（２）が、主にＣｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ａｌ、Ｚｎから選ばれた少なくとも１種類の元素を
含む合金であり、その融点が５００℃以下であることに
より、高反射率の光記録媒体を実現得ることができる。
さらには、特に、第二膜（３）中に含有される半金属元
素の割合を５０％以上とすることにより、高感度、高モ
ジュレーションとなる効果はいっそう高くなる。

【００１７】また、本発明の構成では、主に半金属元素
からなる第二膜（３）上に紫外線硬化樹脂層（４）やカ
バー基板（６）等の有機保護膜を積層することが重要で
ある。このことにより記録層の安定性を高め、保存信頼
性を格段に向上させることができる。また、二層構成の
記録層では膜の強度が弱くレーザ照射によって穴があい
てしまう場合があったが、有機保護層を形成することに
よって記録層の物理的強度が向上し、穴があくことが無
くなる。

【００１８】以下、本発明の実施形態に基づいて実施例
を説明する。 （実施例１）図１の構成のＤＶＤ−ＷＯを作製した。情
報基板（１）は、ピッチ０．７４μｍ、深さ４０ｎｍの
溝付き、厚さ０．６ｍｍ、直径φ１２０ｍｍのポリカー
ボネート樹脂製である。前記情報基板（１）上に第一膜
（２）１０ｎｍと、第二膜（３）２０ｎｍをそれぞれス
パッタ法により積層し、その上に紫外線硬化樹脂層
（４）をスピンコートして紫外線照射により形成した。
貼り合せはラジカルＵＶ方式でカバー基板（６）を貼り
合せた。評価条件は記録線速３．５ｍ／ｓ（１倍速）、
線密度＝０．２６７μｍ／ｂｉｔ、記録周波数＝２６．
２ＭＨｚ、記録レーザ波長６３５ｎｍ、ＮＡ＝０．６で
あり、低融点薄膜と主に半金属元素からなる薄膜をそれ
ぞれの組成にした場合の反射率およびＣ／Ｎが５５ｄＢ
以上（解像度：１ｋＨｚにて測定）となるレーザーパワ
ーを１倍速と２倍速とで比較した。結果を表１に示す。
実施例ではどれも反射率、モジュレーション、感度とも
に良好な結果を示した。

【表１】

【００１９】（実施例２）図１の構成で、第一膜（２）
をＩｎ、第二膜（３）をＧｅとしてＤＶＤ−ＷＯを形成
した。第一膜（２）の膜厚を３ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎ
ｍとし、Ｇｅの膜厚を振った場合の反射率変化と、１倍
速において５５ｄＢ以上の信号強度を示した記録パワー
とを測定した。図３、図４はそれぞれ反射率、記録パワ
ーを示すグラフである。図３、図４からわかるように、
第一膜（２）の膜厚が薄いと反射率は低く、膜厚が厚過
ぎると感度が悪くなった。なお、ここでの記録は３Ｔの
矩形波記録を用いた。

【００２０】（実施例３）図１の構成で、第一膜（２）
をＩｎ、第二膜（３）をＧｅとしてＤＶＤ−ＷＯを形成
した。第一膜（２）の膜厚は１０ｎｍ、第二膜（３）の
膜厚は２０ｎｍとし、第一膜（２）の微小粒粒径と、ジ
ッタ値及びモジュレーションについて測定した。図５に
結果を示す。図５からわかるように、第一膜（２）の微
小粒の直径が１０ｎｍから５００ｎｍの範囲においてジ
ッタ値が良好でモジュレーション値が大きいことが分か
った。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ｈｉｇｈ ｔｏ ｌｏｗの記録が可能であり、高い反射
率とモジュレーション、感度を有し、再生信号のＣ／Ｎ
が良好で耐候性に優れた光記録媒体を安価に提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成の一例を示す概略図である。

【図２】本発明の光記録媒体において、第一膜側から撮
影したＳＥＭ写真である。

【図３】第一膜及び第二膜の膜厚と反射率との関係を示
すグラフである。

【図４】第一膜及び第二膜の膜厚と記録パワーとの関係
を示すグラフである。

【図５】第一膜の微小粒粒径とジッタ値及びモジュレー
ションとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 情報基板 ２ 第一膜 ３ 第二膜 ４ 紫外線硬化樹脂層 ５ 接着層 ６ カバー基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 喜之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 梅原 正彬 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H111 EA03 EA12 EA21 EA31 EA33 EA37 EA40 FA02 FA14 FA30 FB04 FB05 FB06 FB09 FB10 FB12 FB15 FB17 FB19 FB21 FB30 5D029 JA01 JB03 JB05 JB35 JC09

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エネルギービームの照射により記録・再
   生を行う光記録媒体において、 透明な情報基板上に第一膜と第二膜とが順次形成されて
   おり、 第一膜の形態が微小粒状であり、第一膜の微小粒間に第
   二膜の元素が存在していることを特徴とする光記録媒
   体。
2. 【請求項２】 前記光記録媒体において、 第一膜を構成する微小粒の平均粒径が１０ｎｍ〜５００
   ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒
   体。
3. 【請求項３】 前記光記録媒体において、 第一膜は低融点薄膜であり、第二膜は主に半金属元素か
   らなる薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の光記録媒体。
4. 【請求項４】 前記光記録媒体において、 第一膜の融点が５００℃以下であることを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体。
5. 【請求項５】 前記光記録媒体において、 第一膜の膜厚と第二膜の膜厚との比が０．１〜１．０の
   範囲であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   に記載の光記録媒体。
6. 【請求項６】 前記光記録媒体において、 第一膜の膜厚が３〜２０ｎｍの範囲であることを特徴と
   する請求項１乃至５のいずれかに記載の光記録媒体。
7. 【請求項７】 前記光記録媒体において、 第二膜の膜厚が１０〜５０ｎｍの範囲であることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光記録媒体。
8. 【請求項８】 前記光記録媒体において、 第一膜が、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉから選ばれた少なくとも１
   種類の元素からなることを特徴とする請求項１乃至７の
   いずれかに記載の光記録媒体。
9. 【請求項９】 前記光記録媒体において、 第一膜が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｚｎから選ばれた
   少なくとも１種類の元素を含む合金であることを特徴と
   する請求項１乃至７のいずれかに記載の光記録媒体。
10. 【請求項１０】 前記光記録媒体において、 第二膜が、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｂから選ばれた
    少なくとも１種類の元素からなることを特徴とする請求
    項１乃至９のいずれかに記載の光記録媒体。
11. 【請求項１１】 前記光記録媒体において、 第二膜中の半金属元素の割合が５０％以上であることを
    特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光記録
    媒体。
12. 【請求項１２】 前記光記録媒体において、 第二膜上に有機保護膜を積層することを特徴とする請求
    項１乃至１１のいずれかに記載の光記録媒体。