JP4302606B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光が照射されることにより記録層が光学的に変化してデータが記録される光記録媒体及びその製造方法に関する。

情報記録媒体としてＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光記録媒体が広く利用されている。更に、近年、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いることで、一層高密度で大容量の情報を記録可能とした光記録媒体が注目されている。尚、透光性を有するスペーサを挟んで記録層を複数層形成した多層記録式とすることで記録容量を高めることもできる。

又、光記録媒体は、データの追記や書き換えができないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）型、データを１回だけ追記できるＲ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）型、データの書き換えができるＲＷ（Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）型に大別される。Ｒ型の光記録媒体の記録層については、レーザ光が照射されることにより光学特性が変化することに加え、長期間保存しても変質しにくく、耐久性に優れていることが重要であり、従来、Ｒ型の光記録媒体の記録層の材料として、有機色素が広く用いられていた。このような従来の有機色素は、化学反応を促進しやすい紫外線や青色、青紫色の短波長の可視光線を吸収しにくい材料であり、この性質が変質の抑制に寄与していた。

しかしながら、従来の有機色素は、青色、青紫の短波長の可視光線を吸収しにくいため、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いた場合は充分な光学特性の変化が得られず、データを記録することができなかった。又、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いた場合でも充分な光学特性の変化が得られ、且つ、長期間保存しても変質しにくい有機色素の開発は困難であった。

又、記録層の材料として例えばＢｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄの酸化物等の無機材料を用いたＲ型の光記録媒体も知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このような無機材料の一部は、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いた場合でも充分な光学特性の変化が得られ、且つ、化学反応を促進しやすい紫外線や青色、青紫色の短波長の可視光線に対して変質しにくい性質を有している。しかしながら、このような無機材料を用いても、基板中に含まれる水分や、基板やカバー層を介して外部から進入する水分のために変質してしまうことがあった。

これに対し、記録層の両側に水分を通しにくい誘電体層等を形成することにより、記録層の変質を抑制することができる。

特開２００３−４８３７５号公報 特開平１０−３３４５０７号公報

しかしながら、誘電体層等を形成することにより、それだけ光記録媒体の構造が複雑になると共に製造工程が増加し、光記録媒体のコストが増加するという問題があった。又、無機材料の記録層や、誘電体層等を形成する場合、例えばスパッタリング装置等の高価な気相蒸着装置を用いることになるが、材料が異なる記録層や誘電体層等を形成するためには材料の種類の数に応じた複数の気相蒸着装置を備える必要があり、この点でも光記録媒体のコストが大幅に増加することになる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いた場合もデータが確実に記録／再生されると共に長期間の保存に耐えることができる低コストな光記録媒体を提供することを目的とする。

本発明は、記録層が、記録部と、該記録部の厚さ方向の少なくとも一方側を被覆する被覆部と、を含み、これら記録部と、被覆部と、は、実質的に複数の種類の共通の構成元素からなり、且つ、これら複数の種類の構成元素の組成比率が異なる光記録媒体により上記目的を達成したものである。記録部よりも水分に対して変質しにくい性質を有する被覆部で記録部の片側又は両側が被覆されることにより、水分による記録層の変質が抑制される。又、記録部と、被覆部と、は構成元素が共通であるので、成膜条件を調節すれば、共通の気相成長装置を用いて成膜することができ、製造コストが低い。

即ち、以下の発明により上記目的を達成することができる。

（１）基板と、該基板上に形成され、レーザ光が照射されることにより光学特性が変化する記録層と、を有してなり、該記録層は、記録部と、該記録部の厚さ方向の少なくとも一方側を被覆する被覆部と、を含み、これら記録部と、被覆部と、は、実質的に複数の種類の共通の構成元素からなり、且つ、これら複数の種類の構成元素の組成比率が異なることを特徴とする光記録媒体。

（２） （１）において、前記記録部が前記被覆部よりも厚いことを特徴とする光記録媒体。

（３） （１）又は（２）において、前記被覆部の厚さが１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることを特徴とする光記録媒体。

（４） （１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記記録部の厚さ方向の両側が前記被覆部で被覆されたことを特徴とする光記録媒体。

（５） （１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記記録部及び被覆部は、実質的に金属元素と、酸素及び窒素の少なくとも一方の元素と、からなることを特徴とする光記録媒体。

（６） （５）において、前記記録部及び被覆部は、実質的にＢｉと、Ｏと、からなることを特徴とする光記録媒体。

（７） （６）において、前記被覆部は、前記Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対する前記Ｏの原子数の比率が前記記録部よりも小さいことを特徴とする光記録媒体。

（８） （６）又は（７）において、前記記録部は、前記Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対する前記Ｏの原子数の比率が６３％以上であることを特徴とする光記録媒体。

（９）レーザ光が照射されることにより光学特性が変化する記録層を気相成長法により基板上に成膜する記録層成膜工程を有してなり、該記録層成膜工程は、実質的に複数の種類の構成元素からなる記録部を成膜する記録部成膜工程と、該記録部成膜工程の前及び後の少なくとも一方において前記記録部の厚さ方向の少なくとも一方側に、実質的に前記記録部と共通の複数の種類の構成元素からなり、且つ、これら複数の種類の構成元素の組成比率が前記記録部と異なる被覆部を成膜する被覆部成膜工程と、を含み、これら記録部成膜工程と、前記被覆部成膜工程と、を共通の気相成長成膜装置を用いて実行することを特徴とする光記録媒体の製造方法。

（１０） （９）において、前記気相成長法としてスパッタリング法を用い、前記記録部及び被覆部の共通の構成元素の少なくとも一部を含むターゲットをスパッタリング装置に設置し、且つ、該スパッタリング装置内に前記記録部及び被覆部の共通の構成元素である酸素及び窒素の少なくとも一方のガスを供給し、該ガスの流量及び成膜パワーの少なくとも一方の成膜条件を調節することにより、前記記録部成膜工程と、前記被覆部成膜工程と、を共通の前記スパッタリング装置を用いて実行することを特徴とする光記録媒体の製造方法。

（１１） （９）又は（１０）において、前記記録部成膜工程と、前記被覆部成膜工程と、の間で前記記録層の成膜を一旦停止することを特徴とする光記録媒体の製造方法。

（１２） （９）又は（１０）において、前記記録部及び前記被覆部の境界近傍で前記構成元素の組成比率が連続的に変化するように前記成膜条件を連続的に変化させながら前記記録部成膜工程と、前記被覆部成膜工程と、を連続して実行することを特徴とする光記録媒体の製造方法。

本発明によれば、例えば、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いる場合であっても、データが確実に記録／再生されると共に長期間の保存に耐えることができる低コストな光記録媒体を実現できる。

以下、本発明を実施するための好ましい形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る光記録媒体１０は、基板１２の片面に記録層１４、カバー層１６がこの順で形成され、レーザ光が照射されることにより記録層１４の光学特性が変化するＲタイプの光ディスクであり、記録層１４の構成に特徴を有している。尚、光記録媒体１０は、外径が約１２０ｍｍ、厚さが約１．２ｍｍの円板形状である。

基板１２は、厚さが約１．１ｍｍで、記録層１４側の面にはトラッキングのためのグルーブが形成されている。尚、基板１２の材料としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。

記録層１４は、記録部１８と、該記録部１８の厚さ方向の基板１２側を被覆する第１の被覆部２０と、カバー層１６側を被覆する第２の被覆部２２と、を含み、基板１２の凹凸パターンに倣って凹凸パターンで形成されている。これら記録部１８と、第１の被覆部２０と、第２の被覆部２２と、は、実質的に複数の種類の共通の構成元素からなり、且つ、これら複数の種類の構成元素の組成比率が異なり、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２は記録部１８よりも水分に対して変質しにくい性質を有することを特徴としている。

より具体的には、記録部１８、第１の被覆部２０及び第２の被覆部２２は、実質的にＢｉと、Ｏと、からなる。尚、「実質的にＢｉと、Ｏと、からなる」とは、記録部１８を構成する全原子の原子数に対するＢｉ及びＯの原子数の合計値の比率が８０％以上であることを意味するが、記録部１８を構成する全原子の原子数に対するＢｉ及びＯの原子数の合計値の比率は９０％以上であることが好ましい。又、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２は、Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対するＯの原子数の比率が記録部１８よりも小さいことが好ましい。又、記録用レーザ光の照射により充分な光学特性の変化を得るためには、記録部１８は、Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対するＯの原子数の比率が６３％以上であることが好ましい。又、良好な光学特性を得るためには記録部１８は、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２よりも厚いことが好ましいが、記録用レーザ光の照射により充分な光学特性の変化が得られれば、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の一方又は両方が記録部１８よりも厚い構成としてもよい。

カバー層１６は、厚さが約１００μｍである。カバー層１６の材料としては透光性を有するアクリル系紫外線硬化性樹脂、エポキシ系紫外線硬化性樹脂等のエネルギ線硬化性樹脂を用いることができる。ここで、「エネルギ線」という用語は、流動状態の特定の樹脂を硬化させる性質を有する、例えば紫外線、電子線等の電磁波、粒子線の総称という意義で用いることとする。尚、カバー層１６の材料として、透光性を有するフィルムを用いてもよい。

次に、光記録媒体１０の作用について説明する。

光記録媒体１０は、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２が水分に対して変質しにくい性質を有していることに加え、これら第１の被覆部２０、第２の被覆部２２で記録部１８の両側が被覆されているので、基板１２中の水分や、基板１２、カバー層１６を介して外部から浸入する水分が記録部１８に到達しにくく、記録部１８の変質も抑制される。即ち、記録層１４が全体として変質しにくくなっており、長期間の保存に耐えることができる。尚、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の厚さが１ｎｍ以上であれば、記録部１８を保護する一定の効果が得られるが、記録部１８を保護する効果を確実に得るためには、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２は厚さは３ｎｍ以上であることが好ましく、５ｎｍ以上であることが更に好ましい。

又、記録層１４を構成する記録部１８、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の構成元素が共通であるので、後述するように記録層１４の成膜が容易であり、低コストである。尚、生産効率という点で、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２はそれぞれ厚さが３０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であればより好ましい。

又、記録層１４は、実質的にＢｉ及びＯからなるので、照射光として青色又は青紫色のレーザ光を用いた場も充分な光学特性の変化が得られ、データを確実に記録／再生することができる。尚、記録層１４は、主として記録部１８がデータの記録を担うが、Ｂｉ、Ｏの組成比率により、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２もデータの記録を担うことができる。具体的には、Ｂｉ、Ｏの組成比率が、記録部１８に近い程、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２もデータの記録を担うことができる。一方、Ｏの比率が低い程、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２はデータの記録を担うことができなくなるが、水分に対して変質しにくい性質が向上する。記録部１８、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の構成元素の組成比率は、要求される品質等に応じて適宜決定すればよい。具体的には、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２における、Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対するＯの原子数の比率を、記録部１８に対し３〜２０％程度異ならせる例を挙げることができる。

次に、図２に示されるフローチャートを参照しながら光記録媒体１０の製造方法の一例について説明する。

まず、射出成形により、外径が約１２０ｍｍ、厚さが約１．１ｍｍの円板形状の基板１２を成形する（Ｓ１０２）。この際、基板１２の片面にグルーブの凹凸パターンを形成する。

次に、基板１２におけるグルーブが形成された面の上に、第１の被覆部２０を形成する（Ｓ１０４）。具体的には図３に示されるように、Ｂｉのターゲット３４が配設されたスパッタリング装置３０のチャンバ３２内に基板１２を設置し、チャンバ３２内にＯ_２ガス及びＡｒやＸｅ等のスパッタリングガスを供給してＢｉのターゲット３４に衝突させるとＢｉの粒子が飛散し、チャンバ内のＯ_２と反応して酸化しつつ基板１２の上に堆積する。これにより、第１の被覆部２０がグルーブの凹凸パターンに倣ってほぼ均一な厚さで形成される。Ｏ_２ガスの供給流量や成膜パワー等のスパッタリング条件（成膜条件）を調節することにより、第１の被覆部２０中のＢｉ、Ｏの比率を調整することができる。尚、記録層１４は主としてＢｉとＯで構成されることが好ましいが、少量であれば、他の原子、化合物等が混入してもよい。このような他の原子、化合物等の原子数は、記録層１４を構成する全原子の原子数の２０％未満であることが好ましい。第１の被覆部２０が所定の膜厚となったところで、一旦スパッタリングを停止する。

次に、第１の被覆部２０の上に、記録部１８を形成する（Ｓ１０６）。具体的には、上記第１の被覆部２０の成膜に用いたスパッタリング装置３０を用い、Ｏ_２ガスの供給流量や成膜パワー等のスパッタリング条件を変えて記録層１４の記録部１８を形成する。良好な信号特性を得るためには、記録部１８の厚さは、１５〜８０ｎｍであることが好ましい。記録部１８が所定の膜厚となったところで、一旦スパッタリングを停止する。

次に、記録部１８の上に、第２の被覆部２２を形成する（Ｓ１０８）。具体的には、上記第１の被覆部２０、記録部１８の成膜に用いたスパッタリング装置３０を用い、Ｏ_２ガスの供給流量や成膜パワー等のスパッタリング条件を変えて第２の被覆部２２を形成する。第２の被覆部２２が所定の膜厚となったところで、スパッタリングを停止する。尚、記録部１８、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の合計の厚さは１６〜１２０ｎｍであることが好ましく、４０〜８０ｎｍであることがより好ましい。これにより記録層１４の成膜が完了する。

最後に、スピンコート法により、記録層１４の上にカバー層１６を１００μｍの厚さに展延し、紫外線等のエネルギ線を照射して硬化させる（Ｓ１１０）。尚、予め製造したフィルムを接着してカバー層１６を形成してもよい。これにより光記録媒体１０が完成する。

このように、記録部１８、第１の被覆部２０及び第２の被覆部２２は、構成元素が共通であるので、スパッタリング条件を調節することで、共通のスパッタリング装置３０（気相成長装置）を用いて成膜することができ、製造コストが低い。

尚、上記実施形態において、光記録媒体１０は、記録層１４が、実質的にＢｉ及びＯからなるが、記録部と、該記録部を被覆する被覆部と、を含み、これら記録部と、被覆部と、が、実質的に複数の種類の共通の構成元素からなり、且つ、これら複数の種類の構成元素の組成比率が異なり、前記被覆部が前記記録部よりも水分に対して変質しにくい性質を有する記録層を構成することができれば、記録層の構成元素は特に限定されない。例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｚｎ等の他の金属元素と、Ｏと、からなる記録層や、Ｂｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｚｎ等のうちの複数の金属元素と、Ｏと、からなる記録層、Ｂｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｚｎのうちの一又は複数の金属元素と、Ｎと、からなる記録層を備える光記録媒体についても、本発明を適用可能である。

尚、Ａｇ及び／又はＣｕと、Ｏと、からなる記録層の場合、記録用レーザ光の照射により充分な光学特性の変化を得るためには、記録部は、Ａｇ及び／又はＣｕの原子数と、Ｏの原子数と、の合計に対するＯの原子数の比率が１／３以上であることが好ましい。又、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔのいずれかと、Ｏと、からなる記録層の場合、記録用レーザ光の照射により充分な光学特性の変化を得るためには、記録部は、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔの原子数と、Ｏの原子数と、の合計に対するＯの原子数の比率が１／２以上であることが好ましい。一方、Ｚｎと、Ｏと、からなる記録層の場合、記録用レーザ光の照射により充分な光学特性の変化を得るためには、記録部は、Ｚｎの原子数と、Ｏの原子数と、の合計に対するＯの原子数の比率が１／２以下であることが好ましい。

又、上記実施形態において、記録層１４は、記録部１８の両側が第１の被覆部２０、第２の被覆部２２で被覆された構成であるが、図４に示される本発明の第２実施形態に係る光記録媒体５０のように記録部１８の基板１２側だけを第１の被覆部２０で被覆した構成や、図５に示される本発明の第３実施形態に係る光記録媒体６０のように記録部１８のカバー層１６側だけを第２の被覆部２２で被覆した構成でも、記録層１４の変質を抑制する一定の効果が得られる。尚、光記録媒体１０のように、カバー層１６が基板１２よりも薄い場合は、記録部１８におけるカバー層１６側を被覆部で被覆することが好ましい。

又、上記実施形態において、基板１２と、カバー層１６と、の間には構成元素が共通の記録部１８、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２だけが備えられているが、これらに加えてこれらと構成元素が異なる反射層等を備える構成としてもよい。

又、上記実施形態において、記録層１４を成膜する際、第１の被覆部２０、記録部１８を成膜する毎に一旦スパッタリングを停止し、第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２を断続的に成膜しているが、成膜条件を連続的に調節しながら、これら第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２を連続的に成膜してもよい。このようにすることで、第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２の境界近傍ではＢｉ及びＯの組成比率が連続的に変化することとなり、第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２の境界における剥離が生じにくくなるという利点がある。一方、上記実施形態のように第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２を断続的に成膜すれば、構成元素の組成比率の精度が高い第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２が得られるという利点がある。いずれの成膜手法を採用するかは、要求される性能等に応じて適宜決定すればよい。

又、上記実施形態において、第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２を成膜するためにスパッタリング法を用いているが、これらの構成元素の組成比率を所望の値に調節できれば、例えば化学蒸着法等の他の気相蒸着法を用いて第１の被覆部２０、記録部１８、第２の被覆部２２を成膜してもよい。

又、上記実施形態において、光記録媒体１０は、記録層１４が１層だけ形成された単層記録式であるが、スペーサ層を挟んで複数の記録層が交互に形成された多層記録式の光記録媒体についても本発明は適用可能である。

又、上記実施形態において、光記録媒体１０は片面のみに情報を記録可能である片面記録式であるが、両面に記録層を備える両面記録式の光記録媒体に対しても本発明は適用可能である。

又、上記実施形態において、光記録媒体１０は、基板１２よりもカバー層１６が薄い構成であるが、ＤＶＤのように基板と、カバー層とが等しい厚さを有する光記録媒体に対しても本発明は当然適用可能である。

上記実施形態のとおり、記録層１４がＢｉ及びＯからなり、記録部１８の片側又は両側が第１の被覆層２０、第２の被覆層２２で被覆された光記録媒体１０を複数種類作製した。

製造方法について詳細に説明すると、まず、射出成形により、厚さが１．１ｍｍ、直径が１２０ｍｍのポリカーボネート樹脂の複数の基板１２を作製した。

次に、これらの基板１２をスパッタリング装置に順次セットし、記録部１８、第１の被覆部２０及び第２の被覆部２２を成膜した。この際、表１に示されるように、Ｂｉターゲットの成膜パワー、Ａｒガス、Ｏ_２ガスの流量を設定し、記録部１８、第１の被覆部２０及び第２の被覆部２２中のＢｉ、Ｏの比率を調節した。

最後に、スピンコート法により、記録層１４上に紫外線硬化性アクリル樹脂を塗布し、１００μｍの厚さに展延してから、紫外線を照射して硬化させた。これらの光記録媒体の具体的な構成を表２に示す。

これらの光記録媒体について最適記録パワー、８Ｔ Ｃ／Ｎ値を測定した後、温度８０℃、相対湿度８５％の高温高湿環境下に約５０時間放置してから、最適記録パワー、８Ｔ Ｃ／Ｎ値を再度測定した。具体的には、これらの光記録媒体を光記録媒体評価装置ＤＤＵ１０００（パルステック工業株式会社製）に順次セットし、レーザ光記録パワーＰｗを３ｍＷから１０ｍＷまで除々に上昇させて、記録層１４に８Ｔの長さの記録マークを形成し、データを記録した。尚、他の条件は以下のように設定した。

レーザ光波長 ：４０５ｎｍ
対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５
変調方式 ：（１、７）ＲＬＬ
記録線速度 ：５．３ｍ／ｓｅｃ
チャンネルビット長 ：０．１２μｍ
チャンネルクロック ：６６ＭＨｚ
記録方式 ：オングルーブ記録
再生パワー ：０．７ｍＷ
中間パワー ：２．０ｍＷ
基底パワー ：１．０ｍＷ

これらの記録マークについてジッタ値を測定し、ジッタ値が最小の記録マークの形成に用いたレーザ光記録パワーＰｗを最適記録パワーとして測定した。

次に、上述の光記録媒体評価装置を用いて、レーザビームを以下の条件で各光記録媒体に順次照射し、記録層に記録された８Ｔの長さの記録マークを再生して、再生信号の変調度及びＣ／Ｎ値を測定した。Ｃ／Ｎ値の測定には、スペクトラムアナライザーＸＫ１８０（アドバンテスト株式会社製）を用いた。再生時の条件は以下のように設定した。

レーザ光波長 ：４０５ｎｍ
再生パワーＰｒ ：０．７ｍＷ
対物レンズの開口数ＮＡ：０．８５

測定結果を表２に併記して示す。

ここで、記録部１８、第１の被覆層２０、第２の被覆層２２の構成元素の組成比率及び厚さを確認する方法について説明しておく。

まず、カバー層１６を剥離し、記録層１４に厚さ２０ｎｍ程度のカーボンをコーティングしてから、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）法により、記録層１４を、その面に沿う方向の幅が７０ｎｍ程度となるように厚さ方向に切断し、断面ＴＥＭ試料を作製する。この試料の作製には、例えばＦＢ２１００（日立ハイテクノロジーズ株式会社製）等を用いることができる。

このようにして得られた試料を、（記録層１４の）厚さ方向の複数個所においてＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察及びＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析することによりプロファイル（試料中の厚さ方向の位置と構成元素の組成比率との関係をプロットしたグラフ）が得られる。この測定には、例えば、ＦＥ−ＴＥＭ（ＪＥＭ−２１００Ｆ：日本電子株式会社製）又はＦＥ−ＳＴＥＭ（ＨＤ２０００：日立ハイテクノロジーズ株式会社製）を用いることができる。このようにして得られたプロファイルにおいて、Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対するＢｉの原子数の比率は、記録部１８、第１の被覆層２０、第２の被覆層２２に対応して、厚さ方向の３つの領域毎にほぼ一定となり、又、各領域の境界近傍ではＢｉの原子数の比率が急激に変化する。各領域の境界近傍において、Ｂｉの組成比率が、相隣接する領域のＢｉの組成比率のほぼ相加平均となる部位を記録部１８、第１の被覆層２０、第２の被覆層２２の境界と判定して、これらの膜厚を算出した。

尚、ＦＩＢ法により、記録層１４を、一方の面における幅が（その面に沿う方向に）１００ｎｍ程度、他方の面における幅が、これよりも広くなるように厚さ方向に切断した針状の試料を作製し、ＡＰＦＩＭ（Ａｔｏｍ Ｐｒｏｂｅ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いたＴＯＦ−ＭＳ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により、（記録層１４の）厚さ方向の複数個所において試料中の構成元素の組成比率を測定することも可能である。酸素の原子数の組成比率の分析が困難な場合であっても、このように酸素以外の元素の組成比率を測定することで酸素の組成比率を算出することができる。

[比較例]
上記実施形態に対し、Ｂｉ及びＯの組成比率が全体に亘って一定である記録層を備える光記録媒体を複数種類作製した。尚、他の構成は上記実施形態の光記録媒体１０と同様とした。これらの光記録媒体の具体的な構成を表３に示す。

これらの光記録媒体について上記実施例と同様に、最適記録パワー、８Ｔ Ｃ／Ｎ値を測定した後、温度８０℃、相対湿度８５％の高温高湿環境下に約５０時間放置してから、最適記録パワー、８Ｔ Ｃ／Ｎ値を再度測定した。測定結果を表３に併記して示す。

表２及び表３に示されるように、記録部１８が第１の被覆部２０及び／又は第２の被覆部２２で被覆された実施例の光記録媒体は、構成元素の組成比率が全体に亘って一定の記録層を備える比較例の光記録媒体よりも高温高湿試験前後の最適記録パワーの変化、８Ｔ Ｃ／Ｎ値の変化が小さかった。即ち、実施例の光記録媒体は、比較例の光記録媒体よりも保存に伴う変質が抑制されていることが確認された。

尚、実施例の光記録媒体でも、記録部１８の両側が第１の被覆部２０及び第２の被覆部２２で被覆された光記録媒体は、片側だけが第１の被覆部２０又は第２の被覆部２２で被覆された光記録媒体よりも、高温高湿試験前後の最適記録パワーの変化、８Ｔ Ｃ／Ｎ値の変化が小さい傾向があることが確認された。

尚、記録部１８の片側だけが第１の被覆部２０又は第２の被覆部２２で被覆されている場合、第１の被覆部２０、第２の被覆部２２の厚さが等しくても、第２の被覆部２２で被覆された場合の方が、第１の被覆部２０で被覆された場合よりも高温高湿試験前後の最適記録パワーの変化、８Ｔ Ｃ／Ｎ値の変化が小さかった。これは、カバー層１６が基板１２よりも著しく薄いため、カバー層１６側から浸入する水分が、基板１２側から浸入する水分よりも多く、記録部１８の基板１２側を第１の被覆部２０で被覆するよりも、記録部１８のカバー層１６側を第２の被覆部２２で被覆した方が、記録部１８に到達する水分を抑制する効果が高いためと考えられる。

又、構成元素の比率が全体に亘って一定の記録層を備える比較例の光記録媒体であっても、表３に示されるように、記録層が厚い程、高温高湿試験前後の８Ｔ Ｃ／Ｎ値の差が縮小する傾向があるので、例えば記録層を１３０ｎｍ以上の厚さで形成すれば、水分による劣化をある程度まで抑制しうるが、初期のＣ／Ｎ値及び保存後のＣ／Ｎ値のいずれについても、満足できるだけの高い値が得られなかった。又、このように記録層が過度に厚いとそれだけ生産効率が低下し、光記録媒体のコストが増加することとなる。

又、構成元素の比率が全体に亘って一定の記録層を備える比較例の光記録媒体であっても、記録層中のＯの比率が低い程、高温高湿試験前後の８Ｔ Ｃ／Ｎ値の差が縮小する傾向があるので、例えば、Ｂｉ及びＯの原子数の比率に対するＯの原子数の比率を６３％未満に制限すれば水分による劣化を充分抑制しうるが、このようにＯの比率が低いと、Ｃ／Ｎ値が著しく小さくなり、データを確実に記録することができない。

これに対し、実施例によれば、記録層を過度に厚くすることなく、適切な光学特性が得られ、且つ、保存による変質が生じにくい、光記録媒体を低コストで提供することができる。

尚、Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対するＯの原子数の比率が高い程感度が良い膜となるため、被覆部のＯの原子数の比率を高めることにより、記録層の感度を上げることができる。

このように、組成比率により光学特性や保存特性が変化する複数の元素で被覆部を形成し、組成比率を適宜調節することにより、記録層の光学特性や保存特性を改善することが可能であり、且つ、記録部及び被覆部の構成元素を共通とすることで、これら記録部及び被覆部を共通の一つのチャンバ内で形成でき、コスト低減を図ることができる。

本発明は、レーザ光が照射されて記録層の光学特性が変化することによりデータが記録される光記録媒体に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る光記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 同光記録媒体の製造工程の概要を示すフローチャート 同光記録媒体の記録層の成膜に用いられるスパッタリング装置の概略構造を模式的に示す側断面図 本発明の第２実施形態に係る光記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第３実施形態に係る光記録媒体の構造を模式的に示す側断面図

符号の説明

１０、５０、６０…光記録媒体
１２…基板
１４…記録層
１６…カバー層
１８…記録部
２０…第１の被覆部
２２…第２の被覆部
Ｓ１０２…基板成形工程
Ｓ１０４…第１の被覆部形成工程
Ｓ１０６…記録部形成工程
Ｓ１０８…第２の被覆部形成工程
Ｓ１１０…カバー層形成工程

Claims (3)

1. 基板と、該基板上に形成され、レーザ光が照射されることにより光学特性が変化する記録層と、を有してなり、該記録層は、記録部と、該記録部の厚さ方向の少なくとも一方側を被覆する被覆部と、を含み、これら記録部と、被覆部と、は、実質的にＢｉとＯとからなり、且つ、これらＢｉの元素とＯの元素の組成比率が異なることを特徴とする光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記被覆部は、前記Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対する前記Ｏの原子数の比率が前記記録部よりも小さいことを特徴とする光記録媒体。
3. 請求項１又は２において、
   前記記録部は、前記Ｂｉ及びＯの原子数の合計値に対する前記Ｏの原子数の比率が６３％以上であることを特徴とする光記録媒体。

Images