JP2670846B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光記録媒体に関し、特に金属反射層を有す
る光記録媒体の特性に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、光記録媒体は、レーザー光による読み出し可能
な媒体として大容量データファイル等に広く利用されて
いる。

前記光記録媒体には、ビデオディスク、コンパクトデ
ィスク、CD-ROM等の再生のみを行う、いわゆる、ROM型
媒体、追記ができるWO型媒体、もしくは書き換えが自在
にできる光磁気型、相変化型媒体がある。

ROM型媒体では、情報は射出形成時にプレピットとし
て、基板に形成されており、この基板上に再生用の光を
反射させるために金属反射層の薄膜が形成されている。

WO型媒体では、レーザ光照射により光透過／反射率特
性が変化することを利用して情報の記録再生を行う。

また、書き換えが自在にできる光磁気型媒体では、情
報を垂直磁化膜の磁区を熱磁気反転させることで情報を
記録し、カー効果により情報を再生する。相変化型媒体
では、結晶層と非晶質層の光透過／反射率特性の変化を
利用して情報の記録再生を行う。

また、光記録媒体の形状は、基板上に光記録層、保護
層等を設け、そのまま単板で使用される片面記録型のコ
ンパクトディスク系統の媒体、3.5インチ光磁気ディス
ク等とそれら媒体を接着剤を介して２枚貼り合わせて使
用される両面記録型の一部のWO型媒体、光磁気型媒体、
相変化型媒体等がある。

以上の光記録媒体に共通して要求されることに、再生
をレーザー光で行うゆえにある程度の反射率を持たねば
ならぬということがある。この要求を満足させるため
に、前記ROM型媒体では、金属反射層の薄膜が使用さ
れ、WO型媒体においても色素系の記録層を用いるもので
は勿論のこと、金属系の記録層を用いるものでも適当な
反射率を得るために、また信号品質の改良のためにも金
属反射層を設けている。

光磁気型媒体においても、読み出し時の信号品質を良
化するためにも金属反射層を用いている。

光記録媒体に使用される前記金属反射層の材料として
は、光反射率が高いことが重要であり、Au、Ag、Al等が
使用されている。

なかでも、Alは、コストの面から幅広く使用され、ス
パッタ法、真空蒸着法等の真空成膜法による薄膜の形態
で記録層、保護層等と共に基板上に成膜される。

しかしながら、Alの金属反射層の問題点として、耐久
性が低いということがある。

すなわち、前記片面記録型の媒体の場合、空気中から
直接、あるいは基板、保護層を透過してくる酸素や水分
による酸化、腐食により反射率が低下したり、薄膜が欠
損したりした。さらに、基板、有機樹脂よりなる保護層
中に含有しているハロゲン残査、低分子量体による侵食
も起こり、これは特に長期の耐久性を求められる場合
に、問題となっていた。

また、両面記録型の媒体では、前記片面記録型の媒体
よりは、外気との遮断は良いが、それでも前記の問題は
避けられず、特に接着剤中のハロゲン残査、低分子量体
による影響も加わり実用上無視できない問題であった。

光記録媒体に使用されるAlの金属反射層の耐食性を向
上させるために、Alと各種の元素との合金にする方法が
提案されている。例えば、光磁気記録媒体の反射膜とし
てAlとSi、Mg、Mnとの合金とすることにより記録層を酸
化による劣化から防止する方法（特開昭62-239349号公
報）、光磁気記録媒体の反射層としてAlとSi、Cr、Mg、
Mnとの合金とすることにより反射膜自身の腐食を防止し
ようとする方法（特開昭62-295232号公報）、光磁気記
録媒体の反射膜としてAlとTaとの合金とすることにより
反射膜自身および記録層の腐食及び特性の劣化を防止す
る方法（特願昭62-278594号公報、特開昭64-4938号公
報）、また同じ意図からAlとTiの合金（特開昭62-13774
3号公報）等が提案されている。

しかしながら、これらのAlとの合金にする方法におい
てもその効果は未だ十分なものではない。

更に、Al薄膜の酸に対する耐食性を向上させる方法と
してAlとTa、Nbの合金を無定形化することも提案されて
いる。（特開昭64-25934号公報） しかしながら、この方法は、バルクの金属もしくは真
空成膜による薄膜であってもその膜厚が光記録媒体で使
用されるAl薄膜よりも１桁以上大きい場合であって、そ
の効果には懸念点が多い。

以上のように、前記の光記録媒体に使用されるAlの金
属反射層の耐食性を向上させる手段として未だ有効なも
のがない。

特に、前記のホットメルト接着剤や有機樹脂保護層を
用いた両面記録型光記録媒体におけるAlの金属反射層の
有機物中のハロゲン残査や低分子量体に起因する腐食の
問題については、有効な手段がほとんど提案されておら
ず、実用上の大きな問題と成りつつある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であり、光記録媒体に使用される金属反射層の耐食性を
向上させることにより、記録層の劣化を防止し、耐侯性
の優れた光記録媒体の提供することを目的とする。

〔問題点を解消する手段〕

上記本発明の目的は、基板上に、金属反射層及び該金
属反射層の上に形成された有機樹脂保護層を有する光記
録媒体において、前記金属反射層がNb、Zr、Ｖ、Mo、H
f、Ｗ及びAuの元素の中から選ばれた少なくとも１種の
金属とAlとの合金であって、前記金属の組成比が0.5乃
至20原子％であることを特徴とする光記録媒体により達
成される。

本発明の光記録媒体においては、Nb、Zr、Ｖ、Mo、H
f、Ｗ及びAuの元素の中から選ばれた少なくとも１種の
金属とAlとの合金を金属反射層とすることによりAl単独
の金属反射層の場合よりもその表面に形成される不動態
の性質が強固なものとなっていると考えられ耐腐食性が
優れている。

そのため、前記金属反射層の腐食が起こりにくく、経
時による反射率の低下がなく、また基板上にともに成膜
される記録層の保護効果も向上し、記録層の特性の劣化
を防止し、光記録媒体の耐侯性を向上させることができ
る。

特に、金属反射層の上に有機樹脂保護層を設けた場
合、本発明の光記録媒体は優れた効果を発揮する。

すなわち、通常問題にされる空気中の酸素、水等によ
る酸化、腐食に加えて、前記有機樹脂保護層中のハロゲ
ン残査、低分子量体による金属反射層の侵食の問題が本
発明の光記録媒体においては改良されている。

また、前記の金属反射層の上に有機樹脂保護層を形成
した２枚の光記録媒体を有機樹脂保護層の面にホットメ
ルト接着剤を塗布して貼り合わせた両面記録型光記録媒
体においては、前記ホットメルト接着剤の樹脂成分中に
含まれるハロゲン等の反応残査や低分子量の影響が加わ
るので、本発明の光記録媒体の前記の利点は更に有利で
ある。

従来の光記録媒体では、前記の金属反射層の問題が原
因となってビットエラーレートが増大することは勿論、
記録周波数の低域でのノイズを高めたり、S/Nの劣化や
媒体の位相マージンを狭める等が起こったが、本発明の
光記録媒体を用いればこれらの問題をかなり改善するこ
とができる。

これも、本発明の光記録媒体の前記金属反射層が、前
述したように表面に強固な不動態をつくることに起因す
ると推定される。

また、前記金属反射層のAl以外の金属の組成比は0.5
乃至20原子％望ましくは、1.0乃至10原子％である。

前記のAl以外の組成比が少ないと、耐腐食性の向上の
効果が小さく、またあまり多くなると前記金属反射層の
反射率を低下されるので望ましくない。

本発明の光記録媒体における金属反射層は、前記のAl
以外の金属を主体とする金属反射層においても有効であ
り、例えば、Fe系合金、Ni系合金、Ti系合金、Cr系合金
においても同様な効果が期待される。

本発明の光記録媒体の前記金属反射層は、通常真空成
膜法により形成され、一般にはスパッタ法や真空蒸着法
が採用される。

例えば、スパッタ法であれば、RFやDC電力を投入して
行うマグネキロンスパッタ法が望ましく、真空蒸着法で
は、EBガンによる加熱方式の蒸着法が望ましい。

本発明の光記録媒体が、反射タイプの光ディスクであ
る場合は、前記金属反射層はグループ溝のある基板の表
面に直接成膜される。

また、WO型の媒体や光磁気記録媒体である場合は、記
録層や誘電体保護層が積層されて成膜された最上層に成
膜される。そして、両面記録型の光磁気記録媒体である
場合は、前記金属反射層の上にさらに紫外線硬化樹脂等
の有機樹脂保護層を設けられることがある。前記有機樹
脂保護層があっても本発明の光記録媒体の前記の特徴、
利点は失われないことは勿論である。

従って、両面記録型光磁気記録媒体の場合、前記ホッ
トメルト接着剤が前記金属反射層の上に直接、もしくは
前記有機樹脂保護層の上に直接、もしくは前記有機樹脂
保護層の上面に塗布され２枚の光磁気記録媒体が前記基
板を外側に向け、前記金属反射層を内側に向けて貼り合
わされる。

その際、使用されるホットメルト接着剤としては、合
成ゴム系、EVA系、アクリル系、ポリアミド系の樹脂等
がある。

前記金属反射層の厚さは、通常200乃至2000Åであ
る。

本発明の光記録媒体で使用する基板の材質としては、
ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、エポキ
シ、ガラス等であるが、本発明の光記録媒体の特徴が最
も効果的に現れるのがポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレート、エポキシ等の樹脂基板である。

前記樹脂基板の上でもポリカーボネート基板は、吸水
率が小さく、ガラス転移点が高す等の利点を有し、本発
明の光記録媒体においても使用することが好ましい。

本発明において前記光記録媒体が光磁気記録媒体であ
る場合記録層としては各種の酸化物及び金属の磁性体の
薄膜が使用できる。例えば、MnBi,MnAlGe,MnCuBi等の結
晶性材料、GdIG,BiSmErGaIG,BiSmYbCoGeIG,等の単結晶
材料、さらに、GdCo,GdFe,TbFe,DyFe,GdFeBi,GdTbFe,Gd
FeCo,TdFeCo,TbFeNi等の非晶質材料を用いた薄膜であ
る。中でも感度、C/N等の点で希土類金属、遷移金属を
主体とする記録層が最も好ましい。

また、本発明において前記光記録媒体が相変化型記録
媒体である場合の記録相としては、Te系及び非Te系の各
種の合金もしくは色素が使用される。

本発明において光記録媒体が光磁気記録媒体である場
合、前述した記録層に隣接させて例えば記録層の上下を
サンドイッチする構成で誘電体保護層の薄膜を設けるの
が一般的である。そして本発明で用いることができる前
記誘電体保護層としては例えばSiOx,SiNx,AlNx及びZnS
等の酸化物、窒化物及び硫化物等の誘電体が好ましい。
中でも光学的特性、保護機能の面から例えば特開昭59-1
21368号公報に開示されているように窒化ケイ素が最も
好ましい。

本発明において光記録媒体が光磁気記録媒体である場
合、前記記録層の厚さは、通常200乃至2000Åであり、
また前記誘電体保護層の厚さは通常200乃至2000Åであ
る。

前記の光磁気記録媒体において前記基板上に設けられ
る各層は、真空成膜法で成膜され、通常スパッタ法で成
膜される。

〔発明の効果〕

金属反射層として、AlとNb、Zr、Ｖ、Mo、Hf、Ｗ及び
Auの元素の中から選ばれた少なくとも１種の金属との合
金の薄膜を使用することにより、金属反射層の耐腐食性
が向上し、かつ記録層の保護効果が大きくなって、耐侯
性の優れた光記録媒体を得ることができる。特に、前記
のAl以外の金属の組成比が0.5乃至20原子％とすること
により前記の本発明の効果を高めることができる。

本発明の光記録媒体の新規な効果を以下の実施例及び
比較例でさらに具体的に説明する。

（実施例−１） 射出整形により、情報ビット溝が形成されている厚さ
1.2mm、直径120mmのポリカーボネート基板上に、AlNb合
金ターゲットに、2.0kWの電力を印加して、アルゴンガ
ス圧5mTorr下でスパッタを行って、厚さ1000Åの金属反
射層を成膜して、ROM型の光記録媒体を作成した。

また、ターゲットの仕込み組成を変えることにより、
前記金属反射層中のNb組成比を0.3乃至23原子％の範囲
で変化させたROM型光記録媒体の試料を作成した。

前記金属反射層の合金の組成は、同じスパッタ室内に
置いたガラス基板上に成膜された金属反射層を溶解し
て、ICP分析を行って求めた。

得られたROM型光磁気記録媒体の試料について、波長6
33nmの光の反射率を、平行ビーム使用の反射率計によっ
て測定した。（初期反射率） また、80℃90％RHの条件に設定された恒温湿槽に1500
時間放置した後の反射率も測定し、前記初期反射率に対
する比率を求めた。

（反射率比） その測定結果を、第１表に示す。

（比較例−１） ターゲットを99.9995％のAlを使用した以外は実施例
−１と同一の条件でROM型の光記録媒体を作成した。

初期反射率は、89.6％、反射率比は、0.36であった。

以上の結果から、実施例−１の本発明の光記録媒体で
は、比較例−１の光記録媒体に比較して、高温高湿度下
に長時間放置しても金属反射層の反射率の低下が少ない
ことが分かった。

（実施例−２） 射出成形により案内溝を形成された、厚さ1.2mm、直
径130mmのポリカーボネート基板を回転基板ホルダー上
に各８枚セットして、その基板上に、アルゴン圧5mTor
r、ターゲットに1.5kWの電力を投入して、マグネトロン
スパッタを行って、第１誘電耐保護層として1000ÅのSi
N薄膜をその上に記録層として300ÅのTbFeCoの薄膜をさ
らにその上に第２誘電体保護層として500ÅのSiN薄膜を
この順で積層した。そして、最上層の前記第２誘電体保
護層の上に金属反射層としてNbの組成比が0.3乃至23原
子％のAlNb合金の薄膜を厚さ500Å成膜して、片面記録
型の光磁気記録媒体の試料を各８枚づつ得た。

得られた各試料のC/N比とビットエラーレート（BER）
（初期BER）を測定した。

次いで、80℃90％RHの条件に設定された恒温恒湿槽に
1500時間放置した後のBERを測定し、前記初期BERとの比
を求めた。（BER比） C/Nは、1800rpm、キャリヤー周波数3.7MHzの条件で測
定した。

また、BERは、記録再生評価機により測定した。

測定結果は第２表に示す。

（比較例−２） ターゲットを99.9995％のAlを使用した以外は実施例
−２と同一の条件で片面記録型の光記録媒体の試料を作
成した。

C/Nは、49.3、初期BERは、1.0×10^-6、BER比は、100
以上あった。

以上の結果から、実施例−２の本発明の光磁気記録媒
体では、比較例−２の光磁気記録媒体に比較して、高温
高湿度下に長時間放置してもBERの増大はかなり少ない
ことが分かった。

（実施例−３） 実施例−２で得た片面記録型の光磁気記録媒体の各試
料の金属反射層の上に紫外線硬化樹脂である大日本イン
キ（株）製＃SD-17をスピンコート法により10μｍの厚
さで塗布した後、高圧水銀灯より100mW/cmの強度で１分
間紫外線を照射して硬化を行って、有機樹脂保護層を形
成した。

しかる後、ホットメルト接着剤、東亜合成（株）製＃
XW-13を160℃で溶融して、ロールコーターで前記有機樹
脂保護層の上に10μｍの厚さに塗布した。このように形
成した片面記録型光磁気記録媒体を２枚貼り合わせて両
面記録型光磁気記録媒体を作成した。

得られた各試料のC/N比とビットエラーレート（BER）
（初期BER）を測定した。

次いで、80℃90％RHの条件に設定しれた恒温恒湿槽に
3000時間放置した後のBERを測定し、前記初期BERとの比
を求めた。（BER） 得られた結果を第３表に示す。

（比較例−３） 片面記録型の光磁気記録媒体として比較例−２の試料
を用いた以外は実施例−３と同一の条件で片面記録型の
光記録媒体の試料を作成した。

C/Nは49.3、初期BERは1.2×10^-6、BER比は100以上あ
った。

以上の結果から、実施例−３の本発明の光磁気記録媒
体では、比較例−３の光磁気記録媒体に比較して、高温
高湿度下に長時間放置してもBERの増大はかなり少ない
ことが分かった。

（実施例−４） ターゲットにAlMo合金を使用した以外は、実施例−２
と同一の条件で片面記録型光磁気記録媒体を作成し、実
施例−３と同一の条件で両面記録型光磁気記録媒体を作
成した。

しかる後、実施例−３と同一の方法で測定を行いC/N
及び耐侯性を評価した。

その結果を第４表に示す。

（比較例−４） 片面記録型の光磁気記録媒体として比較例−２の試料
を用いた以外は実施例−３と同一の条件で片面記録型の
光記録媒体の試料を作成した。

C/Nは49.1、初期BERは9.9×10^-7、BER比は100以上あ
った。

以上の結果から、実施例−４の本発明の光磁気記録媒
体では、比較例−４との光磁気記録媒体に比較して、高
温高湿度下に長時間放置してもBERの増大はかなり少な
いことが分かった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−134945（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169751（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128332（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に、金属反射層及び該金属反射層の
   上に形成された有機樹脂保護層を有する光記録媒体にお
   いて、前記金属反射層がNb、Zr、Ｖ、Mo、Hf、Ｗ及びAu
   の元素の中から選ばれた少なくとも１種の金属とAlとの
   合金であって、前記金属の組成比が0.5乃至20原子％で
   あることを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】基板の一方の面に、金属反射層及び該金属
   反射層の上に形成された有機樹脂保護層を有する光記録
   媒体を、該基板の他方の面を外側に、該有機樹脂保護層
   を内側に向けてホットメルト接着剤を介して貼り合わせ
   た両面記録型光記録媒体において、前記金属反射層がN
   b、Zr、Ｖ、Mo、Hf、Ｗ及びAuの元素の中から選ばれた
   少なくとも１種の金属とAlとの合金であって、前記金属
   の組成比が0.5乃至20原子％であることを特徴とする両
   面記録型光記録媒体。