JP2005209259A - Manufacturing method of optical recording medium, and optical recording medium - Google Patents

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Hideyuki Kubota
秀幸 久保田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a manufacturing method of an optical recording medium, that the optical recording medium using a metallic oxide as the recording layer can be manufactured at a low cost and high tact time, and to provide the optical recording medium obtained by this manufacturing method. <P>SOLUTION: By this manufacturing method, the optical recording medium having the recording layer containing the metallic oxide on a substrate is manufactured. The formation of the above recording layer has a feature such as including a metallic oxide layer forming process for applying physical etching or chemical etching after forming the metallic oxide layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、記録層に金属酸化物を用いる光記録媒体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical recording medium using a metal oxide for a recording layer and a method for manufacturing the same.

CD、DVDに代表される光記録媒体は、透明ディスク基板上に記録層、反射層等を積層成膜することにより作製され、レーザービームの照射により情報の記録・再生消去が行われる。近年では、HDTVやデジタルVTR等に対応できる容量を確保するため、更なる記録密度の向上が図られている。記録密度を向上させる手段としては、レーザー光のスポット径を小さくし、記録パターン(記録マーク)を微小化すればよく、最近では405nm短波長レーザー光対応、かつ高NAレンズに対応した光記録媒体が開発されている。   Optical recording media represented by CD and DVD are manufactured by laminating a recording layer, a reflective layer, and the like on a transparent disk substrate, and information is recorded / reproduced / erased by irradiation with a laser beam. In recent years, recording density has been further improved in order to secure a capacity that can be used for HDTVs, digital VTRs, and the like. As a means for improving the recording density, it is only necessary to reduce the spot diameter of the laser beam and miniaturize the recording pattern (record mark). Recently, an optical recording medium compatible with a 405 nm short wavelength laser beam and compatible with a high NA lens. Has been developed.

上述のように、これまで光記録媒体の高密度化は、基本的にレーザーの短波長化により行われてきた。しかし、近年、レーザーの短波長化、レンズの高NA化には限界が近づいていると言われており、今後、単なる短波長レーザーや高NAレンズを組合わせることで、飛躍的に記録密度を高めることは困難と考えられる。よって、次世代の高密度光記録媒体には、記録メカニズムを根本的に刷新することが必要とされる。   As described above, until now, the recording density of optical recording media has been basically increased by shortening the wavelength of the laser. However, in recent years, it is said that the limits are approaching the shortening of the laser wavelength and the increase of the NA of the lens, and in the future, the recording density can be dramatically increased by combining a simple short wavelength laser and a high NA lens. It is considered difficult to increase. Therefore, it is necessary to fundamentally renew the recording mechanism for the next generation high-density optical recording medium.

最近では、金属酸化物を記録膜に用いる光記録媒体が提案されている(例えば、非特許文献1、2参照。)。このような光記録媒体は、着色現象や均一化現象といった全く新しいメカニズムによる記録・再生原理を有し、かつ材料によっては赤外光〜紫外光レーザーに対応するため、次世代高密度光記録媒体として大変期待されている。また、材料が酸化物ベースであるため、耐久性・アーカイブ特性が良好と推定される。   Recently, an optical recording medium using a metal oxide as a recording film has been proposed (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2). Such an optical recording medium has a recording / reproducing principle based on a completely new mechanism such as a coloring phenomenon and a uniform phenomenon, and depending on the material, it corresponds to an infrared light to an ultraviolet light laser. As expected very much. In addition, since the material is oxide-based, durability and archive characteristics are presumed to be good.

このような記録媒体において、記録膜に用いる金属酸化物は、一般的にパルス・レーザー・デポジション(PLD)法で形成する。しかし、このPLD法は、高コスト、低タクトタイム、広面積作製不可能などの問題があるため、実用化には程遠いのが現状である。一方、低コスト、高タクトタイムを目的とし、金属酸化物をスパッタリング法で形成することも検討されている。しかし、金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリングでは、着色化に寄与する金属材料の形成が困難となり、良好な特性が得られない。また、金属ターゲットを用いると、チャンバー内が極度に汚染されるため、チャンバー内を頻繁にクリーニングする必要が出てくるなど、好ましくない。
青木孝憲、外4名、「ブルーレーザー対応型光ディスクにおける特性の改善」J.Vac.Soc.Jpn.Vol.45,No.3,2002,p.129-132 鈴木晶雄、外5名、「パルスレーザー堆積法により作製したZnO系光記録膜(II)」、第38回真空に関する連合講演会プロシーディングス、p.176-179
In such a recording medium, the metal oxide used for the recording film is generally formed by a pulse laser deposition (PLD) method. However, since the PLD method has problems such as high cost, low tact time, and inability to produce a large area, it is far from practical use. On the other hand, for the purpose of low cost and high tact time, formation of a metal oxide by a sputtering method has been studied. However, sputtering using a metal oxide target makes it difficult to form a metal material that contributes to coloring, and good characteristics cannot be obtained. In addition, when a metal target is used, the inside of the chamber is extremely contaminated, which is not preferable because the inside of the chamber needs to be frequently cleaned.
Takanori Aoki, 4 others, “Improvement of characteristics in blue laser compatible optical discs” J.Vac.Soc.Jpn.Vol.45, No.3,2002, p.129-132 Akio Suzuki and five others, "ZnO-based optical recording film (II) prepared by pulsed laser deposition", 38th Joint Conference on Vacuum Proceedings, p.176-179

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明の目的は、金属酸化物を記録層に用いる光記録媒体を低コスト、高タクトタイムで製造可能な光記録媒体の製造方法、及び該製造方法により得られる光記録媒体を提供することにある。
This invention is made | formed in view of the above conventional trouble, and makes it a subject to achieve the following objectives. That is,
An object of the present invention is to provide an optical recording medium manufacturing method capable of manufacturing an optical recording medium using a metal oxide in a recording layer at low cost and high tact time, and an optical recording medium obtained by the manufacturing method. is there.

上記課題を解決するための手段は以下の通りである。即ち、
<1> 基板上に、金属酸化物を含む記録層を有する光記録媒体の製造方法であって、前記記録層の形成において、金属酸化物の層を形成後、物理的エッチング又は化学的エッチングを施す金属酸化物層形成工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法である。
Means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A method for producing an optical recording medium having a recording layer containing a metal oxide on a substrate, wherein in the formation of the recording layer, physical etching or chemical etching is performed after forming the metal oxide layer. A method for producing an optical recording medium, comprising: forming a metal oxide layer.

<2> 前記金属酸化物の層を、スパッタリング法によって形成することを特徴とする前記<1>に記載の光記録媒体の製造方法である。 <2> The method for producing an optical recording medium according to <1>, wherein the metal oxide layer is formed by a sputtering method.

<3> さらに、前記金属酸化物の金属とは異なる金属の酸化物である異種金属酸化物の層を形成する異種金属酸化物層形成工程を有し、前記金属酸化物層形成工程と前記異種金属酸化物層形成工程とを繰り返し行い、金属酸化物層と異種金属酸化物層とを積層することを特徴とする前記<1>または<2>に記載の光記録媒体の製造方法である。 <3> Furthermore, it has a different metal oxide layer formation process which forms the layer of a different metal oxide which is an oxide of a metal different from the metal of the metal oxide, The method for producing an optical recording medium according to <1> or <2>, wherein the metal oxide layer forming step is repeated, and the metal oxide layer and the dissimilar metal oxide layer are laminated.

<4> 前記物理的エッチング又は化学的エッチングを施す時間が120〜300秒であることを特徴とする前記<1>から<3>のいずれかに記載の光記録媒体の製造方法である。 <4> The method for producing an optical recording medium according to any one of <1> to <3>, wherein a time for performing the physical etching or the chemical etching is 120 to 300 seconds.

<5> 前記<1>から<4>のいずれか1項に記載の光記録媒体の製造方法により得られることを特徴とする光記録媒体である。 <5> An optical recording medium obtained by the method for manufacturing an optical recording medium according to any one of <1> to <4>.

本発明によれば、金属酸化物を記録層に用いる光記録媒体を低コスト、高タクトタイムで製造可能な光記録媒体の製造方法、及び該製造方法により得られる光記録媒体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical recording medium manufacturing method capable of manufacturing an optical recording medium using a metal oxide for a recording layer at low cost and high tact time, and an optical recording medium obtained by the manufacturing method. it can.

本発明の光記録媒体の製造方法は、金属酸化物を含む記録層を有する光記録媒体の製造方法であって、前記記録層を形成する工程において、金属酸化物の層を形成後、物理的エッチング又は化学的エッチングを施す金属酸化物層形成過程を有することを特徴としている。以下、先ず、本発明の光記録媒体の製造方法により製造される本発明の光記録媒体について詳述する。   The method for producing an optical recording medium of the present invention is a method for producing an optical recording medium having a recording layer containing a metal oxide, and in the step of forming the recording layer, after forming the metal oxide layer, It is characterized by having a metal oxide layer forming process for performing etching or chemical etching. Hereinafter, first, the optical recording medium of the present invention manufactured by the method of manufacturing the optical recording medium of the present invention will be described in detail.

<光記録媒体>
本発明の光記録媒体は、基板上に少なくとも記録層を有し、必要に応じて、光反射層、バリア層、保護層(光透過層)、下地層、中間層、誘電体層など他の層を有してなる。以下、基板及び各層について説明する。
<Optical recording medium>
The optical recording medium of the present invention has at least a recording layer on a substrate, and other layers such as a light reflection layer, a barrier layer, a protective layer (light transmission layer), an underlayer, an intermediate layer, and a dielectric layer as necessary. Having a layer. Hereinafter, the substrate and each layer will be described.

[基板]
基板としては、従来の光記録媒体の基板材料として用いられている各種の材料を任意に選択して使用することができる。
具体的には、ガラス;ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;エポキシ樹脂;アモルファスポリオレフィン;ポリエステル;アルミニウム等の金属;等を挙げることができ、所望によりこれらを併用してもよい。
上記材料の中では、耐湿性、寸法安定性および低価格等の点から、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィンが好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。また、基板の厚さは、0.5〜1.4mmとすることが好ましい。
[substrate]
As the substrate, various materials used as substrate materials for conventional optical recording media can be arbitrarily selected and used.
Specifically, glass; acrylic resin such as polycarbonate and polymethyl methacrylate; vinyl chloride resin such as polyvinyl chloride and vinyl chloride copolymer; epoxy resin; amorphous polyolefin; polyester; metal such as aluminum; These may be used together if desired.
Among the above materials, polycarbonate and amorphous polyolefin are preferable, and polycarbonate is particularly preferable from the viewpoints of moisture resistance, dimensional stability, and low cost. Moreover, it is preferable that the thickness of a board | substrate shall be 0.5-1.4 mm.

基板には、トラッキング用の案内溝またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸(プレグルーブ)が形成されている。より高い記録密度を達成するためにCD−RやDVD−Rに比べて、より狭いトラックピッチのプレグルーブが形成された基板を用いることが好ましい。プレグルーブのトラックピッチは、0.2〜0.6μmである。また、プレグルーブの深さ(溝深さ)は、20〜150nmの範囲である。   The substrate is formed with unevenness (pre-groove) representing information such as a guide groove for tracking or an address signal. In order to achieve a higher recording density, it is preferable to use a substrate on which a pre-groove having a narrower track pitch is formed as compared with CD-R and DVD-R. The track pitch of the pregroove is 0.2 to 0.6 μm. The depth of the pregroove (groove depth) is in the range of 20 to 150 nm.

なお、基板表面には、平面性の改善、接着力の向上の目的で、下塗層を形成することが好ましい。
該下塗層の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、N−メチロールアクリルアミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロルスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質;シランカップリング剤等の表面改質剤;を挙げることができる。
下塗層は、上記材料を適当な溶剤に溶解または分散して塗布液を調製した後、この塗布液をスピンコート、ディップコート、エクストルージョンコート等の塗布法により基板表面に塗布することにより形成することができる。下塗層の層厚は、一般に0.005〜20μmの範囲にあり、好ましくは0.01〜10μmの範囲である。
In addition, it is preferable to form an undercoat layer on the substrate surface for the purpose of improving the flatness and the adhesive force.
Examples of the material for the undercoat layer include polymethyl methacrylate, acrylic acid / methacrylic acid copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, polyvinyl alcohol, N-methylol acrylamide, styrene / vinyl toluene copolymer, and chloro. Polymer materials such as sulfonated polyethylene, nitrocellulose, polyvinyl chloride, chlorinated polyolefin, polyester, polyimide, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, etc .; silane coupling Surface modifiers such as agents;
The undercoat layer is formed by dissolving or dispersing the above materials in an appropriate solvent to prepare a coating solution, and then applying this coating solution to the substrate surface by a coating method such as spin coating, dip coating, or extrusion coating. can do. The thickness of the undercoat layer is generally in the range of 0.005 to 20 μm, and preferably in the range of 0.01 to 10 μm.

[記録層]
記録層は、基板上に形成され、波長340〜680nmのレーザー光により情報の記録再生が可能な層である。前述のように、記録層は、少なくとも、金属酸化物層を有し、該金属酸化物層は、金属酸化物の一部から金属が単体として遊離することで、着色している(着色化現象)。そして、この記録層にレーザー光を照射すると、レーザー光が照射された領域において、記録層の着色に寄与する金属単体が酸化され透明となり、酸化された領域の透過率が上昇する。透過率が上昇した領域を記録マークとし、従来のCD−RやDVD−Rなどと同様に、記録マークの有無に基づき情報の記録を行うことができる。
[Recording layer]
The recording layer is a layer formed on a substrate and capable of recording / reproducing information with a laser beam having a wavelength of 340 to 680 nm. As described above, the recording layer has at least a metal oxide layer, and the metal oxide layer is colored by releasing the metal as a simple substance from a part of the metal oxide (coloration phenomenon). ). When this recording layer is irradiated with laser light, the single metal contributing to coloring of the recording layer is oxidized and becomes transparent in the region irradiated with the laser light, and the transmittance of the oxidized region is increased. An area where the transmittance is increased is used as a recording mark, and information can be recorded based on the presence or absence of the recording mark in the same manner as a conventional CD-R or DVD-R.

記録層のさらに好適な構成としては、前記金属酸化物の金属とは異なる金属の酸化物である異種金属酸化物の層が、前記金属酸化物層と交互に積層された構成である。異種金属酸化物を積層成膜した場合、格子歪みや格子定数の違いによる影響で準安定状態を形成しやすくなると推定される。
この構成の場合、金属酸化物層と異種金属酸化物層とをそれぞれ10〜150層積層することが好ましく、20〜50積層することがより好ましい。
As a more preferred configuration of the recording layer, a layer of a different metal oxide which is an oxide of a metal different from the metal of the metal oxide is alternately laminated with the metal oxide layer. When dissimilar metal oxides are stacked, it is presumed that a metastable state is likely to be formed due to the influence of differences in lattice distortion and lattice constant.
In the case of this configuration, the metal oxide layer and the dissimilar metal oxide layer are preferably laminated by 10 to 150 layers, and more preferably by 20 to 50 layers.

金属酸化物としては、例えば、ZnO系酸化物、ZnGaInO系酸化物、ZnGaInCuO系酸化物、GaInCuO系酸化物、GaInO系酸化物などが挙げられ、中でも特に、ZnO系酸化物、ZnGaInO系酸化物が好適に用いられる。   Examples of the metal oxide include a ZnO-based oxide, a ZnGaInO-based oxide, a ZnGaInCuO-based oxide, a GaInCuO-based oxide, a GaInO-based oxide, and the like. Preferably used.

金属酸化物と異種金属酸化物との好ましい組合わせは、ZnO/Al23、ZnO/Ga23、ZnO/In23、ZnO/Ag2Oなどが挙げられる。 Preferred combinations of the metal oxide and the different metal oxide include ZnO / Al 2 O 3 , ZnO / Ga 2 O 3 , ZnO / In 2 O 3 , ZnO / Ag 2 O and the like.

記録層の層厚としては、0.01〜0.2μmが好ましく、0.03〜0.08μmがより好ましい。   The thickness of the recording layer is preferably from 0.01 to 0.2 μm, more preferably from 0.03 to 0.08 μm.

[光反射層]
光反射層には、レーザ光に対する反射率が高い光反射性物質が用いられる。当該反射率としては、70%以上である。
反射率の高い光反射性物質としては、Mg、Se、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Bi等の金属および半金属あるいはステンレス鋼を挙げることができる。これらの光反射性物質は単独で用いてもよいし、あるいは二種以上の組合せで、または合金として用いてもよい。これらのうちで好ましいものは、Cr、Ni、Pt、Cu、Ag、Au、Alおよびステンレス鋼である。特に好ましくは、Au、Ag、Alあるいはこれらの合金であり、最も好ましくは、Au、Agあるいはこれらの合金である。
[Light reflection layer]
For the light reflection layer, a light reflective material having a high reflectance with respect to laser light is used. The reflectance is 70% or more.
As a light reflecting material having high reflectance, Mg, Se, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd , Ir, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Te, Pb, Po, Sn, Bi, and other metals and semi-metals or stainless steel. These light reflecting materials may be used alone, or may be used in combination of two or more kinds or as an alloy. Among these, Cr, Ni, Pt, Cu, Ag, Au, Al, and stainless steel are preferable. Particularly preferred is Au, Ag, Al or an alloy thereof, and most preferred is Au, Ag or an alloy thereof.

[保護層]
光反射層もしくは記録層の上には、記録層などを物理的および化学的に保護する目的で保護層を設けることが好ましい。なお、DVD−R型の光記録媒体の製造の場合と同様の形態、すなわち二枚の基板を記録層を内側にして貼り合わせる構成をとる場合は、必ずしも保護層の付設は必要ではない。保護層に用いられる材料の例としては、SiO、SiO2、MgF2、SnO2、Si34等の無機物質、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、UV硬化性樹脂等の有機物質を挙げることができる。保護層の層厚は一般には0.1μm〜1mmの範囲にある。
[Protective layer]
A protective layer is preferably provided on the light reflecting layer or the recording layer for the purpose of physically and chemically protecting the recording layer and the like. Note that in the case of adopting the same form as in the case of manufacturing a DVD-R type optical recording medium, that is, a structure in which two substrates are bonded with the recording layer inside, the protective layer is not necessarily provided. Examples of materials used for the protective layer include inorganic substances such as SiO, SiO 2 , MgF 2 , SnO 2 , and Si 3 N 4 , and organic substances such as thermoplastic resins, thermosetting resins, and UV curable resins. be able to. The thickness of the protective layer is generally in the range of 0.1 μm to 1 mm.

また、その他の構成として本発明の光記録媒体が、基板上に光反射層、記録層および光透過層をこの順に有する構成である場合、前記光透過層は、接着層または粘着剤層等を介して記録層上に形成されていることが好ましい。この場合、光透過層以外の構成については、既述の通りである。   As another configuration, when the optical recording medium of the present invention has a light reflection layer, a recording layer, and a light transmission layer in this order on a substrate, the light transmission layer includes an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer. And is preferably formed on the recording layer. In this case, the configuration other than the light transmission layer is as described above.

[光透過層]
光透過層は、光記録媒体内部を衝撃などから防ぐために形成され、透明な材質であれば特に限定されないが、好ましくはポリカーボネート、三酢酸セルロース等であり、より好ましくは、23℃50%RHでの吸湿率が5%以下の材料である。
なお、「透明」とは、記録光および再生光の光を透過する(透過率:90%以上)ほどに透明であることを意味する。
[Light transmission layer]
The light transmission layer is formed to prevent the inside of the optical recording medium from impact and the like, and is not particularly limited as long as it is a transparent material, but is preferably polycarbonate, cellulose triacetate, or the like, more preferably at 23 ° C. and 50% RH. The material has a moisture absorption rate of 5% or less.
The term “transparent” means that the recording light and the reproduction light are transmitted (transmittance: 90% or more).

光透過層の厚さは、0.01〜0.2mmの範囲であり、好ましくは0.03〜0.1mmの範囲、より好ましくは0.05〜0.095mmの範囲である。
また、光透過層として、粘着剤が貼り合わせ面に付与されたポリカーボネートシート等を使用することもできる。この場合、上記接着剤層は必要ない。
The thickness of the light transmission layer is in the range of 0.01 to 0.2 mm, preferably in the range of 0.03 to 0.1 mm, and more preferably in the range of 0.05 to 0.095 mm.
Moreover, the polycarbonate sheet | seat etc. to which the adhesive was provided to the bonding surface can also be used as a light transmissive layer. In this case, the adhesive layer is not necessary.

また、本発明の光記録媒体は、既述の構成のほかに種々の改良を施してもよい。例えば、既述の記録層と保護層(もしくは光透過層)との間にバリア層を形成してもよい。バリア層を構成する材料としては、レーザー光を透過する材料であれば、特に制限はないが、誘電体であることが好ましく、より具体的には、ZnS、TiO2、SiO2、ZnS−SiO2、GeO2、Si34、Ge34、MgF2、等の無機酸化物、窒化物、硫化物が挙げられ、ZnS−SiO2、あるいはSiO2が好ましい。バリア層の厚さは、1〜100nmとすることが好ましい。 Further, the optical recording medium of the present invention may be variously improved in addition to the configuration described above. For example, a barrier layer may be formed between the recording layer described above and the protective layer (or light transmission layer). The material constituting the barrier layer as long as the material transmits the laser beam is not particularly limited, is preferably a dielectric, and more specifically, ZnS, TiO 2, SiO 2 , ZnS-SiO 2 , GeO 2 , Si 3 N 4 , Ge 3 N 4 , MgF 2 , and other inorganic oxides, nitrides, and sulfides. ZnS—SiO 2 or SiO 2 is preferable. The thickness of the barrier layer is preferably 1 to 100 nm.

<光記録媒体の製造方法>
次に、以上の光記録媒体を製造する本発明の製造方法について詳述する。
<Method for producing optical recording medium>
Next, the manufacturing method of the present invention for manufacturing the above optical recording medium will be described in detail.

[記録層の形成]
先ず、前述の基板を準備し、該基板上に、金属酸化物層を形成する。金属酸化物の層の形成手法は、スパッタリング法、パルスレーザーデポジション(PLD)法、イオンプレーティング法が挙げられ、中でも特に、スパッタリング法、PLD法が好ましい。以下、スパッタリングによって金属酸化物層を形成する場合について説明する。
[Formation of recording layer]
First, the above-described substrate is prepared, and a metal oxide layer is formed on the substrate. Examples of the method for forming the metal oxide layer include a sputtering method, a pulse laser deposition (PLD) method, and an ion plating method. Among these, a sputtering method and a PLD method are particularly preferable. Hereinafter, the case where a metal oxide layer is formed by sputtering will be described.

金属酸化物をスパッタリングして金属酸化物層を形成し、該金属酸化物層を形成後、物理的エッチング又は化学的エッチングを施す(金属酸化物形成工程)。スパッタリングにより金属酸化物層を形成した直後は、該層にはほぼ100%金属酸化物が存在し、この状態では記録層は着色されていない。そこで、金属酸化物層に対して物理的エッチング又は化学的エッチングを施し、金属酸化物から着色化に寄与する金属を単体として遊離し着色させるのである。以上のようにして記録層を形成する。   A metal oxide layer is formed by sputtering a metal oxide. After the metal oxide layer is formed, physical etching or chemical etching is performed (metal oxide forming step). Immediately after forming the metal oxide layer by sputtering, almost 100% of the metal oxide is present in the layer, and in this state, the recording layer is not colored. Therefore, physical etching or chemical etching is performed on the metal oxide layer to release and color the metal that contributes to coloring from the metal oxide as a simple substance. The recording layer is formed as described above.

本発明の光記録媒体の製造方法においては、特に、記録層の成膜にスパッタリング法を採用する場合、金属単体をそのままスパッタリングするのではなく、まず金属酸化物をスパッタリングして金属酸化物層を形成し、形成後に物理的エッチング又は化学的エッチングにより金属を遊離させるため、金属単体をターゲットとしてスパッタリングしたときと比べてチャンバー内の汚染を低減することができる。また、本発明においては、スパッタリング法を用いての製造であるため、広い面積に薄膜を形成することができ、PLD法で形成するのとは異なり、生産適性が飛躍的に向上し好ましい。さらに、例えば、直径120mmの基板上の膜厚分布を±5%以内に抑えることができる。従って、光記録媒体の面内の特性を確保する上で有効である。   In the method for producing an optical recording medium of the present invention, particularly when a sputtering method is employed for forming a recording layer, a metal oxide layer is first formed by sputtering a metal oxide instead of sputtering a single metal as it is. Since the metal is released by physical etching or chemical etching after the formation, contamination in the chamber can be reduced as compared with sputtering using a single metal as a target. Further, in the present invention, since the production is performed using the sputtering method, a thin film can be formed over a wide area, and unlike the case of forming by the PLD method, production suitability is dramatically improved, which is preferable. Furthermore, for example, the film thickness distribution on a substrate having a diameter of 120 mm can be suppressed to within ± 5%. Therefore, it is effective in securing in-plane characteristics of the optical recording medium.

さらに、前記金属酸化物とは金属が異なる異種金属酸化物の層を形成する工程(異種金属酸化物層形成工程)を設け、前記金属酸化物層形成工程と前記異種金属酸化物層形成工程とを繰り返し行い、金属酸化物層と異種金属酸化物層とを積層することが好ましい。このようにして製造すると、前述の通り、異種金属酸化物を積層成膜した場合、格子歪みや格子定数の違いによる影響で準安定状態を形成しやすくなり好ましい。   Further, a step of forming a different metal oxide layer different in metal from the metal oxide (dissimilar metal oxide layer forming step) is provided, and the metal oxide layer forming step and the different metal oxide layer forming step are provided. It is preferable that the metal oxide layer and the dissimilar metal oxide layer are stacked by repeating the above. When manufactured in this manner, as described above, it is preferable to stack different kinds of metal oxides because a metastable state is easily formed due to the influence of lattice distortion or difference in lattice constant.

記録層の形成において、金属酸化物層と異種金属酸化物層とを積層して形成する場合、前記金属酸化物層形成工程と、前記異種金属酸化物層形成工程は繰り返し、10〜150回行い、それぞれ、10〜150層形成することが好ましい。   When forming a recording layer by laminating a metal oxide layer and a dissimilar metal oxide layer, the metal oxide layer forming step and the dissimilar metal oxide layer forming step are repeated 10 to 150 times. , It is preferable to form 10 to 150 layers, respectively.

(スパッタリング)
前記金属酸化物又は異種金属酸化物のスパッタリングにおいて、スパッタパワー(出力)は0.5〜3.0kWとすることが好ましく、1.0〜2.0kWとすることがより好ましい。スパッタ圧力(成膜時におけるチャンバー内の圧力)は0.15〜0.70Paとすることが好ましく、0.20〜0.50hPaとすることがより好ましい。
(Sputtering)
In the sputtering of the metal oxide or the different metal oxide, the sputtering power (output) is preferably 0.5 to 3.0 kW, and more preferably 1.0 to 2.0 kW. The sputtering pressure (pressure in the chamber during film formation) is preferably 0.15 to 0.70 Pa, and more preferably 0.20 to 0.50 hPa.

スパッタリングの種類としては、RFスパッタリング、DCスパッタリング、DCマグネトロンスパッタリング等、種々の方法を使用することができる。
スパッタガスとしては、ArガスまたはArにその他のガスを添加した混合ガス等を使用することが好ましい。
As the type of sputtering, various methods such as RF sputtering, DC sputtering, and DC magnetron sputtering can be used.
As the sputtering gas, it is preferable to use Ar gas or a mixed gas obtained by adding other gas to Ar.

(物理的エッチング)
前記物理的エッチングとしては、イオンエッチング、プラズマエッチング、イオンミリング、ECRエッチング等が挙げられるが、特に、イオンエッチングを適用することが好ましい。
また、チャンバー内圧力=0.2〜0.6Pa、加速電圧=80〜100V、Arガス使用、基板までの到達距離=150〜250mmの条件においては、エッチング時間は、120〜300秒が好ましく、より好ましくは、180〜240秒である。
イオンエッチングによって表面の有機物等の不純物を除去し、良好な界面状態を得ることができる。イオンエッチング用プロセスガスには、アルゴン、酸素、もしくはこれらの混合ガスを使用することができる。
(Physical etching)
Examples of the physical etching include ion etching, plasma etching, ion milling, and ECR etching. In particular, it is preferable to apply ion etching.
Moreover, in the conditions where the pressure in the chamber is 0.2 to 0.6 Pa, the acceleration voltage is 80 to 100 V, the Ar gas is used, and the reach distance to the substrate is 150 to 250 mm, the etching time is preferably 120 to 300 seconds, More preferably, it is 180 to 240 seconds.
Impurities such as organic substances on the surface can be removed by ion etching, and a good interface state can be obtained. As the process gas for ion etching, argon, oxygen, or a mixed gas thereof can be used.

イオンエッチングは、例えば下記条件で行うことが好ましい。すなわち、
(1)プロセスガス流量:20〜160sccm(より好ましくは、40〜80sccm)
(2)加速電圧:70〜95V(より好ましくは、80〜90V)
For example, ion etching is preferably performed under the following conditions. That is,
(1) Process gas flow rate: 20 to 160 sccm (more preferably 40 to 80 sccm)
(2) Acceleration voltage: 70 to 95 V (more preferably, 80 to 90 V)

(化学的エッチング)
化学的エッチングは、酸化還元反応などの化学反応を利用したエッチングであって、本発明においては、金属酸化物を還元して金属単体を遊離できればよいから、還元ガスを用いる。本発明において使用可能な還元ガスとしては、水素、一酸化炭素、メタン等が挙げられ、中でも特に、水素を用いることが好ましい。
(Chemical etching)
The chemical etching is an etching using a chemical reaction such as an oxidation-reduction reaction. In the present invention, a reducing gas is used because it is sufficient that the metal oxide can be reduced to release a single metal. Examples of the reducing gas that can be used in the present invention include hydrogen, carbon monoxide, and methane. Among them, it is particularly preferable to use hydrogen.

[光反射層の形成]
光反射層は、前述した光反射性物質を蒸着、スパッタリングまたはイオンプレーティングすることにより基板上に形成することができる。光反射層の層厚は、一般的には10〜300nmの範囲とし、50〜200nmの範囲とすることが好ましい。
[Formation of light reflection layer]
The light reflecting layer can be formed on the substrate by vapor deposition, sputtering or ion plating of the light reflecting material described above. The thickness of the light reflecting layer is generally in the range of 10 to 300 nm, and preferably in the range of 50 to 200 nm.

[保護層の形成]
保護層は、例えばプラスチックの押出加工で得られたフィルムを接着剤を介して反射層上にラミネートすることにより形成することができる。あるいは真空蒸着、スパッタリング、塗布等の方法により設けられてもよい。また、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の場合には、これらを適当な溶剤に溶解して塗布液を調製したのち、この塗布液を塗布し、乾燥することによっても形成することができる。UV硬化性樹脂の場合には、そのままもしくは適当な溶剤に溶解して塗布液を調製したのちこの塗布液を塗布し、UV光を照射して硬化させることによっても形成することができる。これらの塗布液中には、更に帯電防止剤、酸化防止剤、UV吸収剤等の各種添加剤を目的に応じて添加してもよい。
[Formation of protective layer]
The protective layer can be formed, for example, by laminating a film obtained by extrusion of plastic on the reflective layer via an adhesive. Or you may provide by methods, such as vacuum evaporation, sputtering, and application | coating. In the case of a thermoplastic resin or a thermosetting resin, it can also be formed by dissolving these in a suitable solvent to prepare a coating solution, and then applying and drying the coating solution. In the case of a UV curable resin, it can also be formed by preparing a coating solution as it is or by dissolving it in a suitable solvent, coating the coating solution, and curing it by irradiating with UV light. In these coating liquids, various additives such as an antistatic agent, an antioxidant, and a UV absorber may be added according to the purpose.

[光透過層の形成]
次いで、光記録媒体に光透過層を形成する場合の形成手法について説明する。光透過層は、接着層を構成する光硬化性樹脂を適当な溶剤に溶解して塗布液を調製した後、この塗布液を所定温度で記録層上に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜上に、例えば、プラスチックの押出加工で得られた三酢酸セルロースフィルム(TACフィルム)をラミネートし、ラミネートしたTACフィルムの上から光を照射して塗布膜を硬化させて形成することができる。前記TACフィルムとしては、紫外線吸収剤を含むものが好ましい。
[Formation of light transmission layer]
Next, a method for forming a light transmission layer on the optical recording medium will be described. The light transmission layer is prepared by dissolving a photocurable resin constituting the adhesive layer in a suitable solvent to prepare a coating solution, and then coating the coating solution on the recording layer at a predetermined temperature to form a coating film. For example, a cellulose triacetate film (TAC film) obtained by extruding plastic can be laminated on the coating film, and the coating film can be formed by irradiating light on the laminated TAC film. . The TAC film preferably contains an ultraviolet absorber.

[バリア層の形成]
バリア層を形成する場合、ZnS、TiO2、SiO2、ZnS−SiO2、GeO2、Si34、Ge34、MgF2、等の無機酸化物、窒化物、硫化物をスパッタリング、イオンプレーティング等により形成することができる。
[Formation of barrier layer]
When forming a barrier layer, sputtering ZnS, TiO 2, SiO 2, ZnS-SiO 2, GeO 2, Si 3 N 4, Ge 3 N 4, MgF 2, inorganic oxides etc., nitrides, sulfides, It can be formed by ion plating or the like.

本発明の光記録媒体は、以上の本発明の光記録媒体の製造方法のより製造されるものであるから、特に、記録層をスパッタ法で形成した場合、膜厚の分布を小さくすることができる。例えば、直径120mmの基板上の膜厚分布を±5%以内に抑えられる。   Since the optical recording medium of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method of the optical recording medium of the present invention, the film thickness distribution can be reduced particularly when the recording layer is formed by sputtering. it can. For example, the film thickness distribution on a substrate having a diameter of 120 mm can be suppressed to within ± 5%.

[実施例1]
射出成形にて、ポリカーボネート樹脂を、スパイラル状(螺旋状)のグルーブ(深さ:100nm、幅200nm、トラックピッチ:0.4μm)を有する厚さ0.6mm、直径120mmの基板を成形した。
金属酸化物材料としてZnOターゲットを使用して、以下の条件でスパッタリングし、前記基板上にZnO単層膜(金属酸化物層)を形成した。さらに、金属酸化物層に対して以下の条件のエッチング処理を施し記録層を形成した。以上により実施例1の光記録媒体を得た。
(スパッタリング条件)
使用装置:静止対向型スパッタ装置、Ar流量:30sccm、圧力:0.16Pa、RFパワー:150W、基板−ターゲット間距離:75mm、ターゲットサイズ:φ180×t10mm、基板温度制御なし、基板バイアス印加なし
(エッチング条件)
使用装置:イオンビームガンによるArエッチング、Ar流量:40sccm、加速電圧:85V、イオンガス−基板間距離:170mm、エッチング時間:60秒
[Example 1]
A substrate having a thickness of 0.6 mm and a diameter of 120 mm having a spiral (spiral) groove (depth: 100 nm, width 200 nm, track pitch: 0.4 μm) was molded from polycarbonate resin by injection molding.
Using a ZnO target as a metal oxide material, sputtering was performed under the following conditions to form a ZnO single layer film (metal oxide layer) on the substrate. Further, the metal oxide layer was etched under the following conditions to form a recording layer. Thus, an optical recording medium of Example 1 was obtained.
(Sputtering conditions)
Equipment used: Static facing sputtering equipment, Ar flow rate: 30 sccm, pressure: 0.16 Pa, RF power: 150 W, substrate-target distance: 75 mm, target size: φ180 × t10 mm, no substrate temperature control, no substrate bias applied ( Etching conditions)
Equipment used: Ar etching with an ion beam gun, Ar flow rate: 40 sccm, acceleration voltage: 85 V, ion gas-substrate distance: 170 mm, etching time: 60 seconds

[実施例2]
異種金属酸化物としてAl23ターゲットを追加し、ZnO/Al23積層膜を形成したこと以外は実施例1と同様にして実施例2の光記録媒体を作製した。
[Example 2]
An optical recording medium of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that an Al 2 O 3 target was added as a different metal oxide and a ZnO / Al 2 O 3 laminated film was formed.

[比較例1]
エッチング処理を施さなかったこと以外は実施例1と同様にして比較例1の光記録媒体を作製した。
[Comparative Example 1]
An optical recording medium of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the etching treatment was not performed.

[比較例2]
エッチング処理を施さなかったこと以外は実施例2と同様にして比較例2の光記録媒体を作製した。
[Comparative Example 2]
An optical recording medium of Comparative Example 2 was produced in the same manner as Example 2 except that the etching treatment was not performed.

[評価]
実施例1〜2、比較例1〜2の光記録媒体のについて、記録層の波長405nmの光に対する透過率を吸光度計((株)島津製作所製、UV−3100PC)で測定した。測定結果を表1に示す。
[Evaluation]
About the optical recording medium of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the transmittance | permeability with respect to the light of wavelength 405nm of a recording layer was measured with the absorptiometer (Shimadzu Corporation make, UV-3100PC). The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2005209259
Figure 2005209259

表1より、ZnO層を形成後、エッチング処理を施した実施例1の光記録媒体は、エッチング処理を施していない比較例1と比較して、405nmの波長のレーザー光に対する透過率が98%から87%(n=5平均値)へ低下した。これは、エッチング処理を施すことにより、ZnOが準安定状態となり、完全な酸化物であるZnOからZn単体が生成したことが推察される。
また、ZnO/Al23を20層積層成膜した後、エッチング処理を施した実施例2の光記録媒体は、エッチング処理を施していない比較例1と比較して、405nmの波長のレーザー光に対する透過率が95%から75%(n=5平均値)へ低下した。異種金属酸化物を積層成膜した場合、格子歪みや格子定数の違いによる影響で準安定状態を形成しやすくなると考えられる。
図1に、ZnO/Al23を20層積層した場合のエッチング時間に対する光透過率の推移をグラフで示す。図1より、エッチング時間が120〜300秒が適切であることが分かる。
As shown in Table 1, the optical recording medium of Example 1 subjected to the etching treatment after forming the ZnO layer has a transmittance of 98% for the laser beam having a wavelength of 405 nm as compared with Comparative Example 1 not subjected to the etching treatment. To 87% (n = 5 average value). This is presumed that ZnO was metastable by performing the etching process, and Zn simple substance was generated from ZnO which is a complete oxide.
Further, the optical recording medium of Example 2 in which 20 layers of ZnO / Al 2 O 3 were stacked and then subjected to etching treatment was a laser having a wavelength of 405 nm as compared with Comparative Example 1 in which etching treatment was not performed. The transmittance for light decreased from 95% to 75% (n = 5 average value). In the case where different kinds of metal oxides are stacked, it is considered that a metastable state is easily formed due to the influence of differences in lattice distortion and lattice constant.
FIG. 1 is a graph showing transition of light transmittance with respect to etching time when 20 layers of ZnO / Al 2 O 3 are stacked. FIG. 1 shows that an etching time of 120 to 300 seconds is appropriate.

エッチング時間に対する光透過率の推移をグラフで示す図である。It is a figure which shows transition of the light transmittance with respect to etching time with a graph.

Claims (5)

基板上に、金属酸化物を含む記録層を有する光記録媒体の製造方法であって、
前記記録層の形成において、金属酸化物の層を形成後、物理的エッチング又は化学的エッチングを施す金属酸化物層形成工程を有することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
A method of manufacturing an optical recording medium having a recording layer containing a metal oxide on a substrate,
The method for producing an optical recording medium, comprising forming a metal oxide layer by performing physical etching or chemical etching after forming the metal oxide layer in forming the recording layer.
前記金属酸化物の層を、スパッタリング法によって形成することを特徴とする請求項1に記載の光記録媒体の製造方法。   2. The method of manufacturing an optical recording medium according to claim 1, wherein the metal oxide layer is formed by a sputtering method. さらに、前記金属酸化物の金属とは異なる金属の酸化物である異種金属酸化物の層を形成する異種金属酸化物層形成工程を有し、前記金属酸化物層形成工程と前記異種金属酸化物層形成工程とを繰り返し行い、金属酸化物層と異種金属酸化物層とを積層することを特徴とする請求項1または2に記載の光記録媒体の製造方法。   Furthermore, it has the different metal oxide layer formation process which forms the layer of the different metal oxide which is an oxide of the metal different from the metal of the said metal oxide, The said metal oxide layer formation process and the said different metal oxide 3. The method of manufacturing an optical recording medium according to claim 1, wherein the step of forming a layer is repeated, and a metal oxide layer and a dissimilar metal oxide layer are laminated. 前記物理的エッチング又は化学的エッチングを施す時間が120〜300秒であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光記録媒体の製造方法。   4. The method of manufacturing an optical recording medium according to claim 1, wherein the time for performing the physical etching or the chemical etching is 120 to 300 seconds. 5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の光記録媒体の製造方法により得られることを特徴とする光記録媒体。   An optical recording medium obtained by the method for producing an optical recording medium according to claim 1.
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