JP2572091B2 - Optical recording medium - Google Patents

Optical recording medium

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JP2572091B2
JP2572091B2 JP62329393A JP32939387A JP2572091B2 JP 2572091 B2 JP2572091 B2 JP 2572091B2 JP 62329393 A JP62329393 A JP 62329393A JP 32939387 A JP32939387 A JP 32939387A JP 2572091 B2 JP2572091 B2 JP 2572091B2
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carbon
raman
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克彦 谷
英一 太田
裕治 木村
均 近藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光または熱エネルギーによる記録層の構造変
化により情報を書き込み、レーザー光により光学的に読
み出しを行う光学記録媒体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical recording medium for writing information by a structural change of a recording layer due to light or heat energy and optically reading the information by a laser beam.

〔従来技術〕(Prior art)

従来、上記のような光学記録媒体としては、特開昭62
−53884号に記載されているようにガラス状炭素を記録
層とするものが知られている。この発明では熱硬化性樹
脂を炭素化して得たガラス状炭素の表面を研磨すること
により、研磨以前には検出されなかった1360cm-1のラマ
ンスペクトルが検出されるようになり、これを初期状態
とするものである。そしてレーザー光を照射することに
よりラマンスペクトル変化を情報の書き込みに利用する
ものである。一般に、炭素材料(グラファイト構造のも
の)は1580cm-1にラマンスペクトルが観測されるので、
レーザー光照射によって減少する1360cm-1とのラマンス
ペクトル強度比を測定することにより記録情報を読み出
すものである。通常、炭素材料(ダイヤモンド以外のも
の)はグラファイト的な結合を有し、1580cm-1にE2gモ
ードのラマンスペクトルを示す。そして、グラファイト
結晶では1360cm-1のラマンバンドは禁制であるが、グラ
ファイト結晶のドメインが微少になると禁制が破れて13
60cm-1にラマンスペクトルが観測されることは論文に報
告されており、周知のことである。従ってグラファイト
構造のガラス状炭素材料を研磨することにより強く表さ
れる1360cm-1のラマン線にレーザービームを照射すると
1360cm-1のラマン線が弱くなる現象はレーザービームに
よりアニールされて炭素材料のドメインが大きくなるた
めと思われる。このようにガラス状炭素材料のラマン強
度変化により情報の書き込み、読み出しを行う光学記録
媒体は軽量で、化学的に安定であり、光磁気記録媒体の
有する欠点を有しないことから注目されている。
Conventionally, as the optical recording medium as described above,
As described in US Pat. No. 5,538,884, it is known to use glassy carbon as a recording layer. In the present invention, by polishing the surface of the glassy carbon obtained by carbonizing the thermosetting resin, a Raman spectrum of 1360 cm -1 that was not detected before polishing can be detected, and this is set to the initial state. It is assumed that. By irradiating a laser beam, a change in Raman spectrum is used for writing information. In general, a Raman spectrum is observed at 1580 cm -1 for carbon materials (of graphite structure).
The recorded information is read out by measuring the Raman spectrum intensity ratio to 1360 cm -1 which is reduced by laser light irradiation. Normally, a carbon material (other than diamond) has a graphite-like bond and exhibits an E 2 g mode Raman spectrum at 1580 cm −1 . The Raman band of 1360 cm -1 is forbidden in graphite crystal, but when the domain of graphite crystal becomes minute, the forbidden is broken and 13
The observation of a Raman spectrum at 60 cm -1 has been reported in a paper and is well known. Therefore, when irradiating a laser beam to a Raman line of 1360 cm -1 which is strongly expressed by polishing a glassy carbon material with graphite structure
It is considered that the phenomenon that the Raman line at 1360 cm -1 is weakened is because the domain of the carbon material is enlarged by annealing with the laser beam. As described above, optical recording media for writing and reading information by changing the Raman intensity of the glassy carbon material have attracted attention because they are lightweight, chemically stable, and do not have the drawbacks of magneto-optical recording media.

しかしながら、特開昭62−53884号に記載される発明
で問題となるのはガラス状炭素材料を研磨し初期状態を
得るところにある。実際、常に同程度のドメインサイズ
が生ずるようにガラス状炭素材料の表面を研磨により損
傷を与えるとともに鏡面仕上げすることは極めて困難で
ある。
However, a problem with the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-53884 is that the glassy carbon material is polished to obtain an initial state. In fact, it is very difficult to damage the surface of the glassy carbon material by polishing and to mirror-finish it so that the same domain size always occurs.

〔目的〕〔Purpose〕

本発明は上記した従来の問題点を解消し、表面研磨を
不要とし、大面積化が可能で生産性が高く、高硬度でし
かも高密度記録可能な記録層として硬質非晶質炭素薄膜
を用いた光学記録媒体を提供することを目的とするもの
である。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, eliminates the need for surface polishing, enables a large area, has high productivity, and uses a hard amorphous carbon thin film as a recording layer capable of recording with high hardness and high density. It is an object of the present invention to provide a conventional optical recording medium.

〔構成〕〔Constitution〕

本発明の特徴とするところは、基板上に形成される記
録層がプラズマCVD法により成膜した硬質非晶質炭素薄
膜であることにある。
A feature of the present invention resides in that the recording layer formed on the substrate is a hard amorphous carbon thin film formed by a plasma CVD method.

このように、本発明ではプラズマCVD法により形成し
た主として炭素原子と若干の水素原子よりなる硬質非晶
質炭素(以下、i−カーボンという)薄膜におけるラマ
ンスペクトルを利用することにより上記課題を達成した
ものである。すなわち、i−カーボン膜はプラズマCVD
法により気相中で基板上に薄膜として成膜することがで
きるので、大面積化、薄膜化が可能で生産性等の点で極
めて有利であるばかりではなく、サファイア並の硬度
(ビッカース硬度で4000以上)を有し、ピンホール等の
欠陥もほとんどなく記録媒体として非常に優れているも
のである。
As described above, in the present invention, the above object has been achieved by utilizing the Raman spectrum of a hard amorphous carbon (hereinafter referred to as i-carbon) thin film mainly composed of carbon atoms and some hydrogen atoms formed by the plasma CVD method. Things. That is, i-carbon film is plasma CVD
It can be formed as a thin film on a substrate in the gas phase by the gas method, so that it is possible to increase the area and reduce the thickness, which is extremely advantageous in terms of productivity, etc. 4,000 or more), and there are almost no defects such as pinholes, and it is very excellent as a recording medium.

このようなi−カーボン膜は基板上に膜厚3000〜9000
Åで成膜する。このi−カーボン膜の成膜条件の一例を
示せば、ガス流量CH45SCCM,H25SCCM,圧力0.03Torr、RF
パワー100W、基板温度 室温により行われる。なお、基
板としてはガラスや安価な有機高分子樹脂、フィルム等
が使用される。有機高分子としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセテート、
ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアク
リロニトリル、ポリエチレン、ポリスチレン等数多くを
挙げることができる。
Such an i-carbon film has a thickness of 3000 to 9000 on a substrate.
The film is formed by Å. One example of deposition conditions in the i- carbon film, the gas flow rate CH 4 5SCCM, H 2 5SCCM, pressure 0.03 Torr, RF
The test is performed at a power of 100 W and a substrate temperature of room temperature. As the substrate, glass, inexpensive organic polymer resin, film or the like is used. As the organic polymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate,
Many examples include polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyethylene, and polystyrene.

上記のような条件にて作成されたi−カーボン膜のラ
マンスペクトルを第1図(a)に示す。すなわち、これ
が初期状態となる。これに、レーザービームあるいは熱
により情報の書き込みを行い、その点のラマンスペクト
ルを測定した結果を第1図(b),(c)に示す。第1
図(b)は書き込みにより600℃に加熱されたものであ
り、第1図(c)は800℃に加熱された状態のラマンス
ペクトルである。第1図(a)のi−カーボン初期状態
では1500cm-1付近に広いラマンバンドがあり、1365cm-1
の信号は小さい。これに対し、(b)〜(c)に見られ
るように加熱を行うに従い、1580cm-1と1365cm-1にスペ
クトルを生ずるようになり、その強度比I1365/I1580
温度とともに増加する傾向にある。この関係を第2図に
示す。
FIG. 1A shows a Raman spectrum of the i-carbon film formed under the above conditions. That is, this is the initial state. FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c) show the results of writing information with a laser beam or heat and measuring the Raman spectrum at that point. First
FIG. 1 (b) is a graph heated to 600 ° C. by writing, and FIG. 1 (c) is a Raman spectrum in a state heated to 800 ° C. In the initial state of i-carbon in FIG. 1 (a), there is a wide Raman band near 1500 cm -1 and 1365 cm -1.
Signal is small. On the other hand, as shown in (b) to (c), as heating is performed, spectra are generated at 1580 cm -1 and 1365 cm -1 , and the intensity ratio I 1365 / I 1580 tends to increase with temperature. It is in. This relationship is shown in FIG.

これらの現像の物理的意味はi−カーボン薄膜は局所
的にsp3結合を有するが、大部分はsp2結合を主体とした
非晶質構造であったものが、書き込み時の熱により微細
なドメイン状組織の微結晶グラファイト膜に相転移した
ものである。
The physical meaning of these developments is that the i-carbon thin film locally has sp 3 bonds, but most of the amorphous structure mainly composed of sp 2 bonds, This is a phase transition to a microcrystalline graphite film having a domain structure.

このようにして光情報の記録を行った後、1580cm-1
1365cm-1のラマンスペクトルの強度比、すなわちI1365/
I1580を測定することにより情報を読み出すことができ
る。このラマンスペクトルの強度比の計測はアルゴンイ
オンレーザーの4880Åなどの微小ビームを照射して行う
ので、充分微小領域の相変化を検出することができ、高
密度記録に対応することになる。
After recording the optical information in this way, 1580 cm -1
The intensity ratio of the Raman spectrum of 1365 cm -1 , that is, I 1365 /
Information can be read by measuring I 1580 . Since the measurement of the intensity ratio of the Raman spectrum is performed by irradiating a minute beam such as 4880 ° of an argon ion laser, it is possible to sufficiently detect a phase change in a minute region, which corresponds to high density recording.

〔効果〕〔effect〕

以上のような本発明によれば、大面積化、薄膜化が容
易で、高硬度でしかも化学的に安定な光学記録媒体が得
られる。
According to the present invention as described above, it is possible to obtain an optical recording medium which is easy to increase in area and thin, has high hardness and is chemically stable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る光学記録媒体におけるラマンスペ
クトルである。 第2図は本発明に係る光学記録媒体に書き込みを行った
場合の1365cm-1と1580cm-1とのラマン強度比の温度依存
性を示す関係図である。
FIG. 1 is a Raman spectrum of the optical recording medium according to the present invention. Figure 2 is a relation diagram showing the temperature dependence of the Raman intensity ratio between 1365cm -1 and 1580 cm -1 in the case of writing to an optical recording medium according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 裕治 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 近藤 均 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭62−35888(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yuji Kimura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd. (72) Inventor Hitoshi Kondo 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-62-35888 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光または熱エネルギーにより記録層の構造
を変化させて書き込み、レーザー光により光学的に読み
出しを行う光学記録媒体において、基板上に形成される
記録層がプラズマCVD法により成膜した硬質非晶質炭素
薄膜であることを特徴とする光学記録媒体。
A recording layer formed on a substrate is formed by a plasma CVD method in an optical recording medium in which writing is performed by changing the structure of the recording layer by light or thermal energy and reading is performed optically by laser light. An optical recording medium comprising a hard amorphous carbon thin film.
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JP5029280B2 (en) * 2007-10-18 2012-09-19 株式会社デンソー Optical recording medium and method for manufacturing optical recording medium

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