JP2673281B2 - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

光記録媒体の製造方法

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JP2673281B2 JP63214077A JP21407788A JP2673281B2 JP 2673281 B2 JP2673281 B2 JP 2673281B2 JP 63214077 A JP63214077 A JP 63214077A JP 21407788 A JP21407788 A JP 21407788A JP 2673281 B2 JP2673281 B2 JP 2673281B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板上に形成された薄膜よりなる記録膜上に
レーザー光を集光し、この集光部分を加熱融解すること
により記録膜にピットを形成して高密度な情報を記録
し、この記録部分の光の反射率変化を利用して再生を行
うことのできる光記録媒体の製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来よりディスク状のガラスやプラスチック等の透明
基板上に設けられた記録膜部分にレーザー光を集光し、
その結果生じた熱により記録膜のレーザー光集光部分に
物理的変形もしくは相変化等を生ぜしめて情報を記録す
る方法が知られている。このような光記録に用いられる
レーザー光源としては小型、安価であり、また変調が容
易であること等の理由で一般に半導体レーザーが用いら
れる。ところが半導体レーザーの欠点としてレーザー光
の波長が近赤外部に限られていること、出力が低いこと
等が挙げられる。従って記録膜にピットを形成して記録
する追記型光記録媒体の記録膜の材料に要求される性質
としては近赤外部の光吸収率が大きいこと、低融点であ
ること、熱伝導率が低いこと、適当な光反射率を有する
こと、形状の良好なピットを形成すること等の条件が必
要である。これらの要求を満たす光記録膜の材料として
は、従来よりTe,Bi,Se,Sn等の金属、もしくはこれらを
主成分とした合金や有機物、酸化物との複合体を蒸着や
スパッタリング等の方法で作製した薄膜、さらには近赤
外部に光吸収帯を有する有機色素をスピンコーティング
等の方法で形成した薄膜などが知られている。
本発明者らは以前に、SnをSnO2やSnS等のSnの酸化物
や硫化物と二元同時蒸着や二元同時スパッタリングを行
って得られた膜、もしくはSnSx,SnBix等のSnを主成分と
する薄膜が高感度であり、かつ酸化に対して安定で耐久
性に優れた記録膜となり得るということを提案した(特
開昭61−272190号)。また、これらのSnを主成分とする
薄膜の両側、すなわち、基板とSnを主成分とする薄膜と
の間、及びSnを主成分とする薄膜における基板とは反対
側の表面の両方に不働態形成金属の層を設けると、これ
が安定な酸化物保護膜となり、Snを主成分とする層の酸
化に対する安定性がさらに向上し、孔食によるピンホー
ルの発生が抑えられることにより、経時的なビットエラ
ー率の増加が著しく改善できることも提案した(特願昭
62−245241号)。特にSnを主成分とする薄膜物質にSnxS
e100-x(xは0<x<100の範囲の数)、不働態形成金
属層としてTiを用いると、記録膜の溶融時の粘性が向上
し、また表面張力も比較的高くなるため、ピットの形状
が良好でCN比の高い光記録が得られる。
〔従来技術の問題点〕
ところが、上記の構成の光記録媒体の場合、良好な特
性を示す記録レーザー出力の許容範囲が狭いという問題
がある。すなわち記録レーザー出力が最適出力より大き
くなるに従ってノイズの増加及びジッタの増加によりCN
比が低下し、エラー率が増加するといった欠点がある。
また記録レーザー出力が大きくなるにしたがって記録再
生装置のトラッキングサーボが不安定になるといった問
題がある。記録レーザー出力が大きくなるとピットの径
が大きくなり、同時にピットの形状が劣化し、不均一な
形状となるのが原因であると考えられるが、このような
問題点は記録媒体をレーザー出力の相違する種々のタイ
プの記録再生装置に対応出来なくなり、又記録再生装置
の設計を行う上での様々な制約となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の解決すべき課題は上記したSnを主成分とした
記録膜の欠点を無くし、広い記録レーザー出力の範囲で
安定して高CN比、低エラー率が得られる、等の良好な記
録再生特性を有し、かつ保存安定性の高い光記録媒体を
得ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本発明は、基板上に記録膜
が設けられており、この記録膜がSnを主成分とする薄膜
よりなる層と、この層の両面、すなわち基板とSnを主成
分とする層との間及びSnを主成分とする層の基板とは反
対側の表面に設けられた不働態形成金属の薄膜よりなる
層の三層より構成された光記録媒体において、該光記録
媒体を加熱処理することを特徴とする。
本発明における光記録媒体の層構成を第1図に示す。
本発明の製造方法によれば記録レーザー出力が大きく
なった場合であっても、ピットの拡大及びこれによるピ
ット形状の劣化が抑えられるため、広い記録レーザー出
力の範囲で安定して高いCN比及び低いエラー率を示し、
安定したトラッキングサーボが得られる記録媒体を作製
することができる。
このように本発明における記録媒体が上記したように
良好な記録再生特性を示す理由は次のように考えられ
る。Snを主成分とする薄膜よりなる層の両面に不働態形
成金属の薄膜を設けた記録膜は空気中で加熱を行うと表
面の不働態形成金属及びSnを主成分とする薄膜物質の酸
化物よりなるきわめて薄い層を形成する。この酸化層は
ピット形成時にピット形状を整える役割を果たし、記録
のために記録膜に加えられるレーザーのエネルギーが過
剰となった場合でもピットの必要以上の拡大を防ぎ、周
囲の形状の均一なピットを形成する。このために記録レ
ーザー出力が過剰となった場合のCN比の低下、また形成
したピットによるトラッキングサーボ系への影響は大幅
に軽減される。これは、酸化層がSnを主成分とする層よ
りも高融点であること、またピット形成時の記録膜の融
液の粘性が酸化物の混入により高くなるためであろうと
推察される。同時に空気中で加熱することによって得ら
れる上記の酸化層はち密であるため、空気中の酸素が記
録膜内部へ進入するのを妨げ、記録膜に対する極めて効
果的な酸化に対する保護層となるため、本発明によれば
保存安定性の高い光記録媒体が得られるものと考えられ
る。
なお、本発明における不働態形成金属層に用いられる
不働態形成金属とは酸化し易く、かつ空気中で安定な酸
化物不働態を形成する金属であって、例えば、Al,Ti,C
r,Co,Ni,Nb,Ta,Zr,等が挙げられる。
また本発明におけるSnを主成分とする薄膜よりなる層
の構成物質としてはSe,Bi,Sb等の金属、半金属とSnとの
合金、SnS,SnSe等のSn化合物、もしくはSnの酸化物、硫
化物、セレン化物のいずれか一種以上にSnの微結晶が分
散してなる膜が挙げられる。
本発明における加熱処理は基板上に記録膜を製膜した
光記録媒体を大気中で50℃以上、120℃以下の温度に加
熱すれば良い。加熱温度が50℃未満の場合、上記したよ
うな本発明の効果を得るためには、加熱時間が極めて長
くなるので好ましくない。加熱温度の上限にはプラスチ
ック基板を用いる場合や記録膜にクラックが発生する場
合があること等を考慮すると120℃以上が好ましい。加
熱は1時間から5時間程度行うと上記したような本発明
の効果が得られる。
以上の不働態形成金属とSnを主成分とする薄膜の組合
せで記録膜を形成すればいずれの場合も前記したような
加熱処理を行うことにより記録膜表面に酸化物層を形成
し、本発明の目的であるところの記録安定性の高い光記
録媒体が得られるが、特に不働態形成金属としてTi,Sn
を主成分とする薄膜としてSnxSe100-x(xは0<x<10
0の範囲の数)を用いると記録特性のより良好な記録膜
が得られる。すなわち、SnxSe100-xよりなる薄膜は比較
的大きな光吸収率を有するため高感度で、かつ結晶粒径
が極めて小さいために、媒体ノイズの小さい記録膜が得
られる。またTi及びその酸化物はSnxSe100-x膜の融解時
の粘度を上げる効果が大きいために、形成したピットの
形状が良好であるのでCN比が高く、エラー率が小さい等
記録特性の良好な記録膜が得られる。なお、SnxSe100-x
の組成としてはSeが多くなり過ぎると光吸収率が低下す
るため記録感度が低下し、逆にSeが少なすぎると形成し
たピットの形状が劣化するためCN比が低くなるので好ま
しくない。従ってSnxSe100-xのxの値としては40以上、
70以下の範囲がより好ましい。また、このSnxSe100-x
の膜厚は記録感度およびCN比の点から50Å以上、300Å
以下の範囲が好ましい。さらに上記の構成においてSnxS
e100-x薄膜の基板側の面及び基板とは反対側の面に設け
られるTi層の膜厚はいずれも5Å以上、40Å以下であれ
ば加熱処理酸化層を形成し、前記したように記録安定性
の高い記録膜が得られる。またこのようにして得られた
Tiの酸化層は極めて効果的な記録膜の酸化劣化に対する
保護層となる。このTi層の膜厚が40Åを超えた場合、Ti
及びその酸化物が高融点であるので記録感度が低下し、
また5Å以下の場合は上記したような効果が充分に得ら
れないのでTiの膜厚は上記の範囲が好ましい。
本発明における記録媒体の記録膜は真空蒸着法、スパ
ッタリング法などの物理的薄膜形成法あるいは化学的薄
膜形成法で各層を形成することにより製造されるが、各
層の界面部分の酸化を防止するため、各層を形成後各層
の表面を大気等の酸素雰囲気にさらすことなく、次層を
形成することが好ましく、具体的には各層は真空槽内で
真空を保ったまま連続的に形成することが好ましい。
本発明に用いられる基板としてはガラス基板もしくは
ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート等の熱
可塑性樹脂基板、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂基板、
もしくはグループ等を設ける目的で上記基板の記録膜を
形成する側に紫外線硬化樹脂等を塗布した基板等、一般
の光記録媒体に用いられる透明な基板であればいずれで
も良いが、一般に有機物はガラス等に比べて熱伝導率が
低いという特徴を有するため特に高感度の光記録媒体を
製造する場合にはプラスチック基板を用いるか、もしく
はガラス基板を用いる場合であっても基板の記録膜に接
する面には適当な有機物を製膜もしくは塗布することが
好ましい。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例1 厚さ1.2mm、外径130mmの円板で1.6μmピッチのスパ
イラル状のグループを有するポリカーボネート樹脂基板
のディスク基板をスパッタリング装置の真空槽内に配置
し、この真空槽を1×10-6torr以下にするまで排気し
た。つぎにArガスを真空槽内に導入し、圧力が約5×10
-3torrになるようにArガスの流量を調整した。この状態
においてまずDCマグネトロンスパッタ法で15Åの厚さの
Ti膜を基板上に形成した。続いてSn65Se35の合金ターゲ
ットを用い、RFマグネトロンスパッタ法にて、前に形成
したTi膜上に150ÅのSn65Se35膜を形成した。更に、Sn
65Se35膜の上に15ÅのTi膜を形成した。このようにして
記録膜を形成したディスク基板をオーブンに入れ75℃で
4時間の加熱処理を行った。
このようにして得られた光記録媒体を記録再生装置を
用い、1800rpmでディスクを回転させ、波長830nmの半導
体レーザーでレーザー出力を変化させながら3.7MHzの周
波数で記録を行い、1mWの出力のレーザーで再生した。
この結果を第2図に示す。この結果によれば記録レーザ
ー出力5mW以上の広い出力範囲で55dB以上の高いCN比が
得られることが分かる。またビットエラー率は5mW以上
の記録レーザー出力で1×10-5以下であった。
次にこの光記録媒体を75℃85%RHの恒温恒湿器内に入
れ、加速劣化試験を行った結果、加速劣化試験前後にお
いて記録再生特性には差は認められなかった。
比較例1 実施例1に用いられたものと同様のポリカーボネート
基板に実施例1と同様の方法で実施例1と全く同じ記録
膜を製膜した。この際製膜後の記録膜の加熱処理は行わ
れなかった。
このようにして得られた光記録媒体について実施例1
と同様の方法で記録、再生試験を行った。この結果を第
3図に示す。この結果によれば記録レーザー出力6mWで5
6dBの高いCN比を示すが、これ以上記録レーザー出力が
増加するとCN比は徐々に低下する。なお、記録レーザー
出力が8mWを超えると再生時のトラッキングサーボが不
安定となり、再生は不可能であった。この時の記録部分
を顕微鏡で観察すると径が大きく周辺部分の形状が不均
一なピットの列が見られた。
実施例2〜4,参考例1 実施例1に用いたものと同様のポリカーボネート基板
上に実施例1と同様の方法でTi層、SnとSeの合金層、Ti
層を順次積層し記録膜を製膜した。この際SnとSeの合金
層の組成はSn65Se35、膜厚は150Å一定とし、両側のTi
層の膜厚を第1表に示すような値に変更した。次にこの
記録膜を形成したディスク基板をオーブンにいれ75℃で
4時間の加熱処理を行った。
このようにして得られた光記録媒体について実施例1
と同様の方法で記録、再生試験を行った。この結果を第
1表に示す。この結果よりTi層の膜厚が5Å以上、40Å
以下で高感度でかつ広い記録レーザー出力の範囲におい
て高いCN比を示す記録媒体が得られることが分かる。
実施例5〜7、参考例2,3 実施例1に用いたものと同様のポリカーボネート基板
上に実施例1と同様の方法でTi層、SnとSeの合金層、Ti
層を順次積層し記録膜を製膜した。この際各層の膜厚は
実施例1の場合と同様とし、SnとSeの合金層の組成即ち
SnxSe100-xのxの値を第2表に示す様な値に変更した。
つぎにこの記録膜を形成したディスク基板をオーブンに
入れ、75℃で4時間の加熱処理を行った。
このようにして得られた光記録媒体について実施例1
と同様の方法で記録再生試験を行った。この結果を第2
表に示す。この結果よりSnxSe100-xのxの値が40以上、
70以下で高感度でかつ広い記録レーザー出力の範囲にお
いて高いCN比を示す光記録媒体が得られることが分か
る。
〔発明の効果〕 本発明の製造方法による光記録媒体は広いレーザー出
力の範囲で安定して高いCN比及び低いエラー率の記録が
可能となり、また記録再生装置のトラッキングサーボも
安定するといった特性を有し、レーザー出力の異なった
記録再生装置に適用することができ、又本発明方法によ
れば記録再生装置の設計上の制約が少ないSnを主成分と
する薄膜よりなる記録膜を有する光記録媒体が得られ
る。また同時に保存安定性が高く、信頼性の高い記録媒
体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における光記録媒体の層構成を示す断面
図、第2図は実施例1の場合の記録レーザー出力とCN比
の関係を示す説明図、第3図は比較例1の場合の記録レ
ーザー出力とCN比の関係を示す説明図である。 図において、1:基板、2:不働態形成金属の層、3:Snを主
成分とする層。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上にレーザー光による情報の記録再生
    が可能なスズを主成分とする薄膜と該薄膜の基板側の面
    及び基板とは反対側の面に不働態形成金属の層が設けら
    れている光記録媒体において、該記録媒体を加熱処理す
    ることを特徴とする光記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】記録媒体の加熱処理が空気中において該記
    録媒体を50℃乃至120℃に加熱することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の光記録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】スズを主成分とする薄膜がSnxSe100-x(x
    は40≦x≦70の範囲の数である)であり、かつ不働態形
    成金属がAl,Ti,Cr,Co,Ni,Nb,Ta,Zrから選ばれる1種で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光
    記録媒体の製造方法。
  4. 【請求項4】不働態形成金属層の膜厚が5〜40Åの範囲
    であることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の
    光記録媒体の製造方法。
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