JPH01122489A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、高エネルギー密度のレーザービームを用いて
情報の書き込みおよび／または読み取りができる情報記
録媒体に関するものである。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザービーム等の高エネルギー密度の
ビームを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されて
いる。この情報記録媒体は光ディスクと称され、ビデオ
・ディスク、オーディオ・ディスク、さらには大容量静
止画像ファイルおよび大容量コンピュータ用ディスク・
メモリーとして使用されうるものである。

光ディスクは、基本構造としてプラスチック、ガラス等
からなる円盤状の透明基板と、この上に設けられたＢｉ
、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ等の金属または半金属からなる記録
層とを有する。なお、記録層が設けられる側の基板表面
には通常、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向
上あるいは光ディスクの感度の向上などの点から１、高
分子物質からなる下塗層または中間層が設けられている
。

光ディスクへの情報の書き込みは、たとえばレーザービ
ームをこの光ディスクに照射することにより行なわれ、
記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇
する結果、物理的あるいは化学的な変化を生じてその光
学的特性を変えることにより情報が記録される。光ディ
スクからの情報の読み取りもまた、レーザービームを光
ディスクに照射することなどにより行なわれ、記録層の
光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出す
ることにより情報が再生される。

また、最近では記録層を保護するためのディスク構造と
して、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一枚の基板
上に記録層を設け、この二枚の基板を記録層が内側に位
置し、かつ空間を形成するようにリング状内側スペーサ
とリング状外側スペーサとを介して接合してなるエアー
サンドイッチ構造が提案されている。このような構造を
有する光ディスクでは、記録層は直接外気に接すること
がなく、情報の記録、再生は基板を透過するレーザー光
で行なわれるために、一般に記録層が物理的または化学
的な損傷を受けたり、あるいはその表面に塵埃が付着し
て情報の記録、再生の障害となることがない。

情報記録媒体は、前述のように種々の分野において非常
に利用価値が高いものであるが、その感度は少しでも高
いものであることが望まれている。

従来より、記録感度を向上させる目的であるいは読取精
度を高める目的で、情報記録媒体の記録層としてＩｎな
どの金属とＧｅ５１（ただし、Ｘは正の実数である）と
の混合物からなる層を設けることが知られている（特公
昭５８−３３１２０号公報および特公昭５Ｂ−１５３１
９号公報）。

しかしながら、このような記録層では情報の記録時にレ
ーザ光を照射しても記録層上にピットが充分に形成され
ないことがある。これは、レーザ光の出力自体は記録層
を融解するのに充分であるにもかかわらず、融解した記
録層材料にピットが形成されず、材料がそのまま同じ位
置で固化することによる。このために、レーザ光の出力
を上げる必要があり、記録媒体の感度は充分に高いとは
言い難かった。また、このような未形成あるいは不完全
なピットの存在は情報の読み取り時に誤差を生ずる原因
となる。そして、このような読み取り時の誤差を起こさ
ないためには、記録層の反射率が適度に高く、記録によ
る反射率の低下が大きいことが必要となる。

従来の情報記録媒体では、上記のように記録感度と共に
読取精度も充分に高いものはまだ得られていない。

［発明の目的］ 本発明は、記録感度高くかつ読取精度が高い情報記録媒
体を提供することをその目的とするものである。

［発明の要旨］ 本発明は、基板上に、レーザーによる情報の書き込みお
よび／または読み取りが可能なＩｎとＧｅＳｘ（ただし
、ＸはＯ＜ｘ≦２の範囲の数である）とからなる記録層
が設けられた情報記録媒体において、該記録層の基板側
から層厚１／４の部分でのＧｅＳｘおよびＩｎの組成比
が、ＧｅとＩｎの原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６を超
える値であり、そして該記録層の表面側から層厚１／４
の部分モのＧｅ５ｙおよびＩｎの組成比が、ＧｅとＩｎ
の原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６〜０．２の範囲の値
であることを特徴とする情報記録媒体にある。

［発明の効果］ 本発明の情報記録媒体はＩｎとＧｅ５ｚとからなり、そ
して上記特定のＧ　ｅ　／　Ｉ　ｎの組成比と組成分布
を有している。

すなわち、上記記録層の基板側に接した近接部分では、
通常の記録層に使用されるＧｅＳｘおよびＩｎの組成比
の値よりその値が高く、すなわちＩｎの含有量が少ない
。しかしながら、上記特定の範囲ではｉｎの含有量が高
い表面側の部分より反射率および透過率が高くなってい
る。従って、本発明の記録層の構成は、基板側に近い部
分に反射率および透過率が高い組成の記録域を設け、記
録層表面側に近い部分に反射率および透過率の低い記録
域を設けている。これによって反射率および透過率が高
い記録域が基板と接することになるので信号のコントラ
ストが極めて大きくなるため信号の読み取り精度が高く
なる。また透過率が小さくなるため吸収率が大きくなり
、これによりレーザー光の出力を小さくすることができ
るので、記録感度を向上させることが可能である。さら
に、形状の良好なピットを形成す色ことができるから、
情報の読取の際に読取誤差を低減することができる。

［発明の詳細な記述］ 本発明の情報記録媒体は、たとえば以下のような方法に
より製造することができる。

本発明において使用する基板は、従来より情報記録媒体
の基板として用いられている各種の材料から任意に選択
することができる。基板の光学的特性、平面性、加工性
、取扱い性、経時安定性および製造コストなどの点から
、基板材料の例としてはソーダ石灰ガラス等のガラス：
セルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形ポリ
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：およびポリカーボネートを挙げることができる
。これらのうちで寸度安定性、透明性および平面性など
の点から、好ましいものはポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、エポキシ樹脂およびガラスである。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい。下塗層の材料としては、た
とえば、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、ニトロセルロース、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ニジ
ランカップリング剤などの有機物質；および無機酸化物
（Ｓ　ｉ　Ｏ２、Ａｎ、Ｏコ等）、無機弗化物（ＭｇＦ
２）などの無機物質を挙げることができる。

ガラス基板の場合は、基板から遊離するアルカリ金属イ
オンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層への悪
影響を防止するためには、スチレン・無水マレイン酸共
重合体などの親水性基および／または無水マレイン酸基
を有するポリマーからなる下塗層が設けられているのが
望ましい。下塗層は、たとえば上記物質を適当な溶剤に
溶解または分散したのち、この塗布液をスピンコード、
デイツプコート、エクストル−シコンコートなどの塗布
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。

また、基板（または下塗層）上には、トラッキング用溝
またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸の形成の目的
で、プレグルーブ層が設けられてもよい。プレグルーブ
層の材料としては、アクリル酸のモノエステル、ジエス
テル、トリエステルおよびテトラエステルのうちの少な
くとも一種の千ツマ−（またはオリゴマー）と光重合開
始剤との混合物を用いることができる。

プレグルーブ層の形成は、まず精密に作られた母型（ス
タンバ−）上に上記のアクリル酸エステルおよび重合開
始剤からなる混合液を塗布し、さらにこの塗布液層上に
基板を載せたのち、基板または母型を介して紫外線の照
射により液層を硬化させて基板と液相とを固着させる。

次いで、基板を母型から剥離することにより、プレグル
ーブ層の設けられた基板が得られる。プレグルーブ層の
層厚は、一般に０．０５〜１００μｍの範囲内であり、
好ましくは０．１〜５０μｍの範囲内である。また、基
板材料がプラスチックの場合、射出成形あるいは押出成
形等により直接基板上にプレグルーブを設けてもよい。

基板（または下塗層もしくはプレグルーブ層）上、もし
くは基板に直接プレグルーブが設けられた場合には該プ
レグルーブ上には、更に塩素化ポリオレフィンなど公知
の各種の材料からなる中間層が設けられていてもよい。

特に、中間層の材料が塩素化ポリオレフィンである場合
には、レーザービームの照射による熱エネルギーが記録
層から基板等への熱伝導によって損失するのを低減する
ことができ、かつ塩素化ポリオレフィン層の被照射部分
からガスが発生してビットの形成が一層容易となり、し
たがってピットエラーレートをさらに低減することがで
き、かつ記録感度をさらに向上させることができる。

中間層材料として用いられる塩素化ポリオレフィンは一
般に塩素化率が３０％以上のものであり、好ましくは５
０％以上、特に好ましくは５０〜７０％の範囲内の塩素
化率を有するものである。また、熱安定性及び溶解性の
面から、これらの塩素化ポリオレフィンのうちでも塩素
化ポリエチレンおよび塩素化ポリプロピレンが特に好ま
しい。塩素化ポリオレフィン層は、上記塩素化ポリオレ
フィンを溶剤に溶解して塗布液を調製し、次いでこの塗
布液を基板上に塗布して設けることが可能である。

塩素化ポリオレフィンを溶解するための溶剤としては、
トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソ
ルブアセテート、メチルエチルケトン、１．２−ジクロ
ルエタン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、エチルエーテ
ル、ジオキサンなどを挙げることができる。

これらの塗布液中には、さらに可塑剤、滑剤なと各種の
添加剤を目的に応じて添加することも可能である。

塗布方法としては、スプレー法、スピンコード法、デイ
ツプ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクター
ロール法、スクリーン印刷法などを挙げることができる
。

基板表面（または下塗層）に塗布して塗膜を形成したの
ち乾燥することにより、基板（または下塗層）上に塩素
化ポリオレフィン層を形成することができる。塩素化ポ
リオレフィン層の層厚は、一般に１０〜１０００λ、好
ましくは、１００〜５００Ｘの範囲内である。

次に、基板（または下塗層もしくは中間層）上には、本
発明の特徴的な要件である記録層が設けられる。

記録層の材料としては、ＩｎおよびＧｅ５Ｈ（ただし、
ＸはＯ＜ｘ≦２の範囲の数である）が用いられる。

そして該記録層の基板側から層厚１／４の部分では他の
記録層部分よりＩｎの含有率が低く、そのＧｅＳｘおよ
びＩｎの組成比が、原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６を
超える値を採り、そして反対側の記録層表面側から層厚
１／４の部分でＩｎの含有率が高く、そのＧｅＳｘおよ
びＩｎの組成比が、原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６〜
０．２の範囲の値であることを特徴としている。

記録層の上記に指定された部分を除いた記録層の層厚の
中央部分は、基板側から表面側へと徐々にＩｎの含有量
が上昇しても良いし、ある層厚から急にＩｎの含有量が
変化しても差し支えない。しかしながら該記録層全体が
基板側からその表面へと該記録層中で徐々にＩｎの含有
率が高くなることが好ましい。

さらに記録層の基板側から層厚１／４の部分では、その
記録層を形成している主成分であるＧｅＳｘおよびＩｎ
の組成比が、原子数比（Ｇｅ／　Ｉ　ｎ　）で０．７〜
１．２の範囲であることが好ましく、そして記録層の表
面側から層厚１／４の部分では、Ｇｅ５）１およびＩｎ
の組成比が、原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．２〜０．５
の範囲であることが好ましい。

本発明の記録層の基板側に接した近接部分は、通常の記
録層に使用されるＧ　ｅ　／　Ｉ　ｎの値より高く、す
なわちＩｎの含有量が少ない。しかしながら本発明者等
の検討によると、上記範囲ではＩｎの含有量が高い表面
側の部分より反射率および透過率が高くなっていること
が判明した。従って、本発明の記録層の構成は、基板側
に近接あるいは近い部分を反射率および透過率が高い組
成の記録域を設け、表面側に近い部分を反射率および透
過率の低い記録域を設けている。これによって反射率お
よび透過率が高い記録域が基板と接することになるので
信号のコントラストが極めて大きくなり、従って信号の
読み取り精度が高くなる。また透過率が小さくなるため
吸収率が大きくなり、これによりレーザー光の出力を小
さくすることができるので、記録感度を向上させること
が可能である。さらに、形状の良好なピットを形成する
ことができるから、情報の読取の際に読取誤差を低減す
ることができる。

さらに本発明における上記記録層が高分子物質からなる
中間層を介して基板上に設けられてた場合は、レーザビ
ームの照射による熱エネルギーが記録層から基板等への
熱伝導によって損失するのを軽減することが可能である
。特に、高分子物質として塩素化ポリオレフィンを用い
た場合には、被照射部分から通常ガスが発生するために
ピットの形成が一層容易となり、したがってピットエラ
ーレートをさらに低減することができ、かつ記録層の記
録感度を顕著に向上させることができる。

本発明において記録層には、さらに記録層材料として公
知の各種の金属、半金属あるいはそれらの化合物などが
含有されていてもよい。

記録層の金属材料の例としては融点と融点より３００℃
高い温度の範囲内で表面張力が６００ｄｙｎ／ｃｍ以上
である金属の例としては、Ａｇ、Ａｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇ
ａ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ。

Ｖ％　Ａｕ％　Ｂｅ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｂ。

Ｐｄ、Ｔｉおよびｚｎ：低融点金属としてはＴｅ、Ｓｎ
％Ｐｂ、Ｂｉなどを挙げることができる。

上記金属と組み合わせて用いられる記録層の材料として
は、ＣｒＳ％Ｃｒ２５％Ｃｒ２５３、ＭｏＳ２、ＭｎＳ
、Ｆｅ３％ＦｅＳ２、ＣｏＳ。

Ｃｏ２５３、ＮｉＳ、Ｎｉ　２Ｓ、ＰｂＳ、Ｃｕ２Ｓ、
Ａｇ２Ｓ、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２５２、ＳｎＳ％
　５ｎＳ２、Ａｓ２Ｓ３、Ｓｂ。

Ｓコ、Ｂｉ　２Ｓ３などの金属硫化物：ＭｇＦ、、Ｃａ
Ｆ　２、ＲｈＦ３などの金属弗化物およびＭ２Ｏ３、Ｉ
ｎｔｏ、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇｅ０％ＰｂＯなどの金属酸化物
を挙げることができる。

記録層は、上記材料を蒸着、スパッタリング、イオンブ
レーティングなどの方法により基板上に形成される。Ｉ
ｎの濃度を基板側で低くなるようにするためには、たと
えば、蒸着工程中でＩｎの蒸発源に流れる加熱のための
電流を制御してその蒸着量を変化させることにより行う
ことができる。

記録層の層厚は光情報記録に要求される光学濃、　　度
の点から一般に５００〜１５００Ｘの範囲である。

なお、基板の記録層が設けられる側とは反対側の表面に
は耐傷性、防湿性などを高めるために、たとえば二酸化
ケイ素、酸化スズ、弗化マグネシウムなどの無機物質；
熱可塑性樹脂、光硬化型樹脂などの高分子物質からなる
薄膜が真空蒸着、スパッタリングまたは塗布等の方法に
より設けられていてもよい。

このようにして基板および記録層がこの順序で積層され
た基本構成からなる情報記録媒体を製造することができ
る。

なお、貼り合わせタイプの記録媒体においては、上記構
成を有する二枚の基板を接着剤等を用いて接合すること
により製造することができる。

また、エアーサンドイッチタイプの記録媒体においては
、二枚の円盤状基板のうちの少なくとも一方が上記構成
を有する基板を、リング状の外側スペーサと内側スペー
サとを介して接合することにより製造することができる
。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

［実施例１コ 円盤状ポリカーボネート基板（外径：１３０ｍｍ、内径
：１５ｍｍ、厚さ：　１．２ｍｍ）面に、ＩｎおよびＧ
ｅＳのそれぞれの蒸発源を制御することによって、基板
側にＧ　ｅ　／　１　ｎが０．９２で層厚が７．０μｇ
／ｃｎｆのＧｅＳおよびＩｎからなる記録層をスパッタ
リングして設け、次いで連続してその上にＧ　ｅ　Ｓ　
／　Ｉ　ｎが０．５で層厚が７．５μｇ　／　ｃ　ｒｎ
”となるよう記録音をスパッタリングして総層厚が１４
．５μｇ／ｃｒｎ’の記録層を形成した。このようにし
て、順に基板および記録層からなる情報記録媒体を製造
した。

尚、スパッタリングは、圧カニ２Ｐａ、基板−ターゲッ
ト間距＃！ニア５ｍｍの条件で行なった。

［比較例１］ 実施例１で用いた同じ基板上にＩｎおよびＧｅＳのそれ
ぞれの蒸発源を制御することによって、Ｇ　ｅ　／　Ｉ
　ｎが０．７で層厚が１４．５μｇ／ｃｍ”の記録層を
実施例１と同様にスパッタリングを行ない、組成が均一
な単一の記録層を形成した。このようにして、順に基板
および記録層からなる情報記録媒体を製造した。

［情報記録媒体の評価］ （１）反射率および透過率 反射率は完全拡散反射面に対する反射光の比を百分率と
して表記した。また透過率は光の強度の入射光強度との
比を百分率として表記した。

（２）感度試験 得られたそれぞれの情報記録媒体について、５．５ｍ／
秒の線速、書き込み周波数３．６３ＭＨｚ、オンパルス
９０　ｎ５ｅＣの条件で二値情報の記録を行ない、キャ
リアーとノイズの出力レベルの比（Ｃ／Ｎ比）が最大と
なるレーザー出力およびその時のＣ／Ｎ比を測定した。

得られた結果をまとめて第１表に示す。

第１表 反射率　透過率　出力　　Ｃ／Ｎ比 （％）　　（％）（ｍＷ）　　　（ｄＢ）実施例１３０
　　３９　　７　　　５０比較例１２８　　４３　　８
　　　５０第１表に示された結果から明らかなように、
本発明の情報記録媒体（実施例１）は低い記録パワーで
高いＣ／Ｎ比が得られ、記録感度が優れている。また、
反射率が高く、透過率が低いことがレーザ光の吸収が良
いことを示している。

一方、比較例１ではＣ／Ｎ比は劣りていないが、記録感
度の点で劣っていることが分かる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。基板上に、レーザーによる情報の書き込みおよび／
   または読み取りが可能なＩｎとＧｅＳ＿ｘ（ただし、ｘ
   は０＜ｘ≦２の範囲の数である）とからなる記録層が設
   けられた情報記録媒体において、該記録層の基板側から
   層厚１／４の部分でのＧｅＳ＿ｘおよびＩｎの組成比が
   、ＧｅとＩｎの原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６を超え
   る値であり、そして該記録層の表面側から層厚１／４の
   部分でのＧｅＳ＿ｘおよびＩｎの組成比が、ＧｅとＩｎ
   の原子数比（Ｇｅ／Ｉｎ）で０．６〜０．２の範囲の値
   であることを特徴とする情報記録媒体。 ２。該記録層の基板側からその表面へと該記録層中のＩ
   ｎの含有率が徐々に高くなっていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ３。該記録層の基板側から層厚１／４の部分でのＧｅＳ
   ＿ｘおよびＩｎの組成比が、ＧｅとＩｎの原子数比（Ｇ
   ｅ／Ｉｎ）で０．７〜１．２の範囲の値であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ４。該記録層の表面側から層厚１／４の部分でのＧｅＳ
   ＿ｘおよびＩｎの組成比が、ＧｅとＩｎの原子数比（Ｇ
   ｅ／Ｉｎ）で０．２〜０．５の範囲の値であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ５。上記基板がポリカーボネート、ポリメチルメタクリ
   レート、エポキシ樹脂およびガラスからなる群より選ば
   れる少なくとも一種の材料からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体。