JPH01292649A - 光情報記録媒体およびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光等により情報の記録および再生をお
こなう光情報記録媒体およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、光情報記録媒体には、記録層にレーザ光を照
射して記録層に穴をあけて情報を記録する追記型光記録
媒体、記録層にレーザ光を照射して記録層の結晶構造を
変化させて情報を記録する相転移型光記録媒体、あるい
は記録層にレーザ光を照射して記録層に磁化反転を起こ
させ情報を記録する光磁気記録媒体等の方法がある。

特に、光磁気記録媒体はその記録層の記録材料としてＧ
ｄＣｏ、　Ｇｄ’Ｆｅ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ。

ＴｂＦｅＣｏ等の希土類遷移金属合金が使用され、真空
蒸着法やスパッタリング法等の手段で基板の上に薄膜状
に形成されているが、これらの希土類遷移金属合金はい
ずれも湿気や酸素等に著しくおかされ昌く、容易に選択
的に希土類遷移金属が腐蝕されたり、酸化されたりする
。

そこで、前記記録層を腐蝕または酸化から保護するため
、記録層の両面または片面に保護層を形成することが検
討されている。　該保護層に用いられる材料としては、
５ｉＯ１Ｓｉ０２、Ｓｉ３Ｎ、　、ＡＩＮ、Ｓ　１ＡＩ
Ｎ等の各種の材料が検討されている。

また、特開昭５９−１４６４６１号公報、特開昭６１−
２４０４１号公報等に記載されているように多層の保護
層が検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ 一般的に、保護層に要求される性能としては、酸化防止
性能、透明性、反射防止性、カー・エンハンス効果、密
着性等々が挙げられる。

特開昭５９−１４６４６１号公報記載の発明、あるいは
特開昭６１−２４０４１号公報記載の発明では、基板と
記録層の間の保護層を２層とし、基板に近い第１の保護
層をＳｉＯ膜で構成することを提案しているが、透明性
、カー・エンハンス効果等が不十分であった。すなわち
、ＳｉＯは薄膜になってもバルクの場合と同様に、通常
の光情報記録に用いられる波長、すなわち６３０〜８３
０ｎｍの近赤外線の波長領域においては、光の消衰係数
がゼロではなく、およそ０．６程度あり、光吸収が起こ
り完全な透明膜にはならない。したがって、膜厚みをで
きるかぎり薄クシても光吸収を回避することができず、
光が透過する際に光エネルギーを損失する。このエネル
ギー損失が多いと、例えば光情報記録システムの光源と
して、よりパワーの強い半導体レーザーを使用しなけれ
ばならない。また、よりパワーの強い半導体レーザーは
劣化が比較的早期に起こりやすい。等々の課題がある。

このような理由から光エネルギーの有効利用の点から光
情報記録媒体の保護層材料としては不十分な材料といえ
る。

また、特に特開昭６１−２４０４１号公報記載の発明で
は、第１の保護層をＳｉＯ２第２の保護層をＳｉ３Ｎ４
から形成し、共に高い屈折率であるため、第１の保護層
と第２の保護層の合計の厚みを使用する光の波長に対応
させて最適の厚みに設定することにより、高い反射防止
効果を得、その結果すぐれたカー・エンハンス効果を得
ることを提案している。しかし、ＳｉＯ薄膜の屈折率は
１．８０〜１．８５．５ｉａＮａ薄膜の屈折率は１．９
５前後、基板としてガラス、ポリカーボネート等を用い
る場合にはその屈折率は略１．４４〜１．６０であり、
「基板の屈折率〈第１の保護層の屈折率〈第２の保護層
の屈折率」という関係となり、それぞれの界面で光の反
射が起こったりして、十分にすぐれたカー・エンハンス
効果を得ることができなかった。

また、前記第１の保護層にＳｉＯを用いた場合には基板
および第２の保護層との密着性が不十分であるため、基
板、保護層または記録層等内に残存する残留応力等によ
り光情報記録媒体として使用中に基板と第１の保護層間
または第１の保護層と第２の保護層間に剥離が発生した
りして、ピットエラーレート等が著しく悪化することが
ある。

また、前記第１の保護層にＳｉＯを用いると、保護層中
に遊離の酸素が存在し、該遊離の酸素が容易に記録層中
の金属、特に希土類遷移金属と結合していわゆる選択酸
化をおこしやすく、前記酸化防止性能が不十分で光情報
記録媒体として使用中に記録層が劣化したりするおそれ
がある。

また、ＳｉＯは元来性の物質に対する密着性が悪く、密
着向上剤を他の物質に前取って処理したりしていた。

本発明は上記従来の欠点を解決して、耐久性、信穀性に
すぐれ、かつ記録・再生効率のすぐれた光情報記録媒体
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、透明基板上に、第１の保護層、第２の保護層
および記録層を順次形成してなる光情報記録媒体におい
て、前記第１の保護層の屈折率を前記透明基板の屈折率
と略等しく、かつ前記第２の保護層の屈折率より小さく
することにある。

本発明において、第１の保護層に用いる材料としては、
透明基板の屈折率と略等しい屈折率を有するものであれ
ばよく、透明基板に用いる材料と組み合わせて選択すれ
ばよい。なかでも、好ましい材料としては、一般式： Ｓ　　ｉｏｘ 〔式中、Ｘは１．６＜ｘの範囲〕 で示される珪素の酸化物が挙げられる。上記式中、Ｘの
範囲を１．６より大きくすることにより、光情報記録媒
体として使用中に基板と第１の保護層または第１の保護
層と第２の保護層間に剥離が発生することが殆どなく、
実用に供しうるレベルとなる。また、光の消衰係数がゼ
ロとなり光の吸収のない透明な膜となるため、光エネル
ギーの損失がなく有効に利用できる。さらに、その膜の
屈折率が１．４４〜１．５７であり、基板材料としてポ
リカーボネート、ポリスチレン、ガラス等を用いた場合
にはその基板の屈折率１・４４〜１，６０と略等しくな
る。したがって、反射防止効果を殆ど持たず、かつ界面
での余分な反射がなくなるため、光学的に基板と等価な
ものとみなすことができ、例えば膜厚みをかなりの範囲
で自由に設定することができる。

本発明において、第２の保護層に用いる材料としては、
第１の保護層に用いる材料および透明基板の屈折率より
大きい屈折率を有するものであればよく、第１の保護層
に用いる材料および透明基板と組み合わせて選択すれば
よい。なかでも、好ましい材料としては、酸素を含まな
い窒化物、硫化物、炭化物等が挙げられる。また、でき
るだけ高い屈折率のものが好ましい。

本発明光情報記録媒体を製造する方法としては真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンブレーティング法等の各
種の方法を使用することができる。

特に、第１の保護層を形成する方法としては、酸素導入
下の電子線加熱反応蒸着法が好ましい。

［作用］ 本発明によれば、第１の保護層の屈折率が透明基板の屈
折率と略等しく、かつ第２の保護層の屈折率より小さい
ので、第１の保護層は光学的に透明基板と等価なものと
なり、第２の保護層が単独で反射防止層として機能する
ため、光エネルギーの損失を最小限に止めつつカー・エ
ンハンス効果を高めることができる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき、詳細に説明する。

実施例１ 第１図は本発明光情報記録媒体の一例を示す断面図であ
る。

屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂からなる透明基
板１上に、第１の保護層２として、反応性スパッタリン
グ法を用い純Ｓｉをターゲツト材として、酸素ガスをそ
の導入量を変えて導入しながら、ＳｉＯｘの酸素組成比
Ｘが異なる４種類のＳ　ｉＯＸ膜を３０μｍの厚みで形
成した。また、電子線加熱蒸着法を用いＳｉＯを蒸発源
として、酸素ガスをその導入量を変えて導入しながら、
５ｆｏｘの酸素組成比Ｘが異なる別の３種類の５ｉＯＸ
膜を３０ｎｍの厚みで形成した。

得られたＳｉＯｘｌｍｌの酸素組成比Ｘを電子プローブ
マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により、また屈折率お
よび消衰係数をエリプソメータにより、評価した。その
結果を表−１に示した。

表−１から明らかなように、得られた５ＬＯｘ膜はその
酸素組成比が１．　６以上の場合には、スパッタ法、電
子線加熱反応蒸着法いずれの方法でも消衰係数にはｏ、
ｏｏｏで、光エネルギーが十分に有効利用できることが
確認できた。また、屈折率も１．４４〜１．５７の範囲
で、ガラス、ポリカーボネート等の屈折率と略等しいも
のが得られることが分かった。

次いで、Ａｒガスのみを放電ガスとして、高周波マグネ
トロンスパッタリング法を用い５ｉｓＮ４をターゲツト
材として、第２の保護層としてＳｉ３Ｎ４膜３を形成し
、さらにＴｂＦｅｃｏをターゲツト材として、記録層４
を形成した。さらに、記録層の上に第２の保護層と同一
の保護層を第３の保護層５として形成した。それぞれの
厚みは、第２の保護層は基板からの波長８３０ｎｍの単
色光の反射率が最小となり、それぞれ最大のカー回転角
が得られる膜厚み、記録層は光の透過が略ゼロになるよ
う１２０ｎｍの厚み、第３の保護層は１５０ｎｍの厚み
に形成した。

各層の組成は、ＥＰＭＡおよび光電子分光分析装置によ
り定量分析した結果、いずれも±３％以内の範囲で所定
の組成を示していた。

得られたサンプルに基板側から光を入射して、カー回転
角を測定した。得られた結果を表−２に示した。なお、
カー回転角は、最大値を１．００とした任意の単位で示
した。また、５ｉｓＮａ膜の屈折率は１．９４、消衰係
数は０．００１であった。

表−２ ＳｉＯｘ膜の酸素組成比が１．　６以上のものはスパッ
タ法、電子線加熱反応蒸着法いずれも略最大値のカー回
転角を得ることができた。

また、以上作成した７種類のサンプルの耐久性を調べる
ため、６５°ｃ、９５％ＲＨの条件に設定した恒温恒温
槽に放置後、その記録膜の保磁力を測定した。その結果
を第２図に示した。第２図において、縦軸は記録膜の保
磁力、横軸は恒温恒湿槽に放置した時間を示した。第２
図から明らかなように、スパッタ法で作成したＳ　ｉｏ
ｘ膜の酸素組成比が１．６より小さいときには、いずれ
も短時間で保磁力が著しく低下していることが、ＳｉＯ
ｘ膜の酸素組成比が１．６より小さいときでも電子線加
熱反応蒸着法で作成すれば耐久性が向上していることが
分かる。また、ＳｉＯｘ膜の酸素組成比が１．６４以上
になると耐久性がさらに向上し、とりわけ電子線加熱反
応蒸着法により作成したものは１００００時間経過後に
おいても、殆ど保磁力の低下が見られない。

［効果］ 以上のように、本発明は、透明基板上に、第１の保護層
、第２の保護層および記録層を順次形成して、前記第１
の保護層の屈折率を前記透明基板の屈折率と略等しく、
かつ前記第２の保護層の屈折率より小さくすることによ
り、第１の保護層は光学的に透明基板と等価なものとな
り、第２の保護層が単独で反射防止層として機能して光
エネルギーの損失を最小限に止めつつカー・エンハンス
効果を高めることができるため、特に再生特性にすぐれ
た光情報記録媒体を得ることができるという効果を奏す
る また、本発明光情報記録媒体において、第１の保護層を
一般式： 〔式中、Ｘは、１．６＜ｘの範囲〕 で示される珪素の酸化物で構成すれば、第１の保護層と
基板及び第１の保護層と第２の保護層との密着性がすぐ
れているため、ビットエラー等が悪化したりすることが
なく耐久性にすぐれた光情報記録媒体を得ることができ
る。また、光の消衰係数がゼロで、光の吸収のない透明
膜であるため、光エネルギーの利用効率においてもすぐ
れている。

さらに、反射防止効果を殆ど持たないため、膜厚みをか
なり自由に設定することができるという効果等も奏する
ことができる。

また、本発明光情報記録媒体において、第１の保護層を
一般式： 〔式中、Ｘは、１．６＜ｘの範囲〕 で示される珪素の酸化物で構成し、第２の保護層を酸素
を含まない窒化物、硫化物、炭化物等で構成すれば、該
酸素を含まない窒化物、硫化物、炭化物等は記録層に対
する密着性は強固であるのに対し、基板に対して密着性
が不十分であるが、第１の保護層の一般式： 〔式中、Ｘは、１．６＜ｘの範囲〕 で示される珪素の酸化物の基板に対するすぐれた密着性
で補うことができ、かつその組成中に酸素を有していな
いので、記録層にたいして腐食、酸化等の悪影響を及ぼ
す酸素を遊離することがないため、さらに水分や酸素に
対する遮蔽性能がすぐれているため、効果的に記録層を
酸化防止でき耐久性にすぐれた光情報記録媒体を得るこ
とができるという効果を奏することができる。

また、本発明光情報記録媒体の第１の保護層を酸素導入
下の電子線加熱反応蒸着法により形成すれば、第１の保
護層と基板との密着性が極めて良好となるため、非常に
耐久性にすぐれた光情報記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光情報記録媒体の一実施例を示す断面図
で、第２図は高温高湿下における本発明光情報記録媒体
の一実施例の保磁力の経時変化を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に、第１の保護層、第２の保護層およ
   び記録層を順次形成してなる光情報記録媒体において、
   前記第１の保護層の屈折率が前記透明基板の屈折率と略
   等しく、かつ前記第２の保護層の屈折率より小さいこと
   を特徴とする光情報記録媒体。
2. （２）前記第１の保護層が一般式： 〔式中、ｘは、１．６＜ｘの範囲〕 で示される珪素の酸化物から構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光情報記録媒体。
3. （３）前記第１の保護層を酸素導入下の電子線加熱反応
   蒸着法により形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は特許請求の範囲第２項記載の光情報記録媒体
   の製造方法。