JPH02106328A - 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〕 本発明は光情報記録媒体とその製造方法とに係り、より
詳しくは、基板の信号パターン面とこの信号パターン面
に積層される薄膜層との密着性の改善に関する。

〔従来の技術〕

光情報記録媒体は、基板の片面に信号パターンを凹凸の
形で形成し、その信号パターン面にヒートモード記録材
料から成る記録層や反射層を含む所望の薄膜層を形成し
て成る。

前記基板は、ガラス等のセラミックスや、ポリカーボネ
ート（ｐｃ）あるいはポリメチルメタクリ！ノート（Ｐ
ＭＭＡ）、光硬化性樹脂（ＵＶ）、エポキシなどの樹脂
材料によって形成される。

基板をガラス等のセラミックスにて形成する場合には、
所謂２Ｐ法により、基板の片面に信号パターンが転写さ
れた光硬化性の樹脂層が形成される。また、基板をＰＣ
やＰＭＭＡなどの熱可塑性樹脂にて形成する場合には、
射出成形法により、樹脂基板の片面に信号パターンが形
成される。さらに、基板をエポキシなどの熱硬化性樹脂
やＵＶにて形成する場合には、所謂注型法によって、樹
脂基板の片面に信号パターンが形成される。

然るに、周知のように、前記した光情報記録媒体の製造
に適用されろ各種の樹脂には、アルキル基（ＣｎＨｚｎ
す１）やベンゼン核、それにから成る分子構造をもつた
め、この上に積層される金属膜や無機膜と水素結合や共
有結合などの強い結合が形成されにくい。例えば、信号
パターン面をＰＣやＰＭＭＡのようにカルボニル基＼ Ｃ＝。

／ をもつ樹脂にて形成し、この信号パターン面に窒化シリ
コン製の光学干渉用透明膜（以下、エンハンス膜という
。）を介して光磁気記録膜を積層した光情報記録媒体に
おいては、窒化シリコン製エンハンス膜が剥離し易く、
充分な寿命を保証できないという問題がある。

従来より、前記信号パターン面と薄膜層との密着性を改
善する第１の手段としては、信号パターン面をアルゴン
プラズマにてスパッタエッチする方法が提案されている
（［総合技術資料集−各種薄膜作成技術における諸問題
及びトラブル対策」、経営開発センター出版部、２９１
頁）。

この方法によると、大エネルギのアルゴン粒子を射突す
ることによって基板の信号パターン面に微細な凹凸を生
じ、その凹凸内に薄膜層が入り込むため、基板と薄膜層
との密着性が改善される。

また、第２の手段としては、ポリカーボネート樹脂にエ
ポキシ化合物等を添加するといった方法が知られている
（アメリカ合衆国特許第４，５９５．６３３号）。

この方法は、ポリカーボネート樹脂と金７に膜との密着
性を改善するのに効果があるとされている。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記第１の方法によると、アルゴン粒子
の射突によって基板の信号パターン面が荒れ、信号パタ
ーン面の形状が悪くなるため、読み出し信号のＣＮ比が
劣化するという問題がある。

また、この方法によると、信号パターン面と薄膜層の界
面に、両者の成分が混在した厚い中間層が形成されるた
め、光の透過率が悪くなって、記録再生特性が劣化する
といった不都合を生じる。

また、前記第２の方法は、ポリカーボネート樹脂と金属
膜との組合せ以外の密着性の改善については全く考慮さ
れておらず、例えば信号パターン面を構成する樹脂材料
と無機質のエンハンス膜との密着性が問題になる光磁気
記録媒体には適用し得ないという問題がある。

本発明は、従来技術が有するこのような技術的課題を解
決するためになされたものであって、基板と薄膜層との
密着性が高く、耐久性および記録再生特性に優れた光情
報記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、信号パターン面
をウレタン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成
し、少なくとも薄膜層との界面にウレタン基（−ＣＯＮ
Ｈ−）を導入したことを特徴とするものである。

また、信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）および
ウレタン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成し
たのち、この信号パターン面に、カルバニル酸エチル（
Ｃａ　Ｈｓ　Ｎ　ＨＣＯ２Ｃｚ　Ｈｓ　）、カルバミド
酸エチル（Ｈｚ　Ｎ　ＣＯｚ　Ｃ２Ｈｓ　）、カルバミ
ド酸メチル（Ｈｚ　Ｎ　ＣＯ２ＣＨａ　）から選択され
た少なくとも１種類の物質を原料とするプラズマ重合膜
を形成し、薄膜層との界面にウレタン基（−ＣＯＮＨ−
）を導入するようにしたことを製造上の第１の特徴とす
るものである。

また、信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）をもち
ウレタン基（−ＣＯＮＨ−）を、もたない樹脂にて形成
したのち、この信号パターン面を窒素プラズマにてスパ
ッタエッチ処理し、薄膜層との界面にウレタン基（−Ｃ
ＯＮＨ−）を導入するようにしたことを製造上の第２の
特徴とするものである。

〔作用〕

基板の信号パターン面にウレタン基を導入すると、信号
パターン面を構成する樹脂材料と薄膜層を構成する無機
膜あるいは金属膜とが、水素結合や共有結合などの強い
力によって結合され、密着性が改善される。よって、薄
膜層にクラックが発生したり、あるいは薄膜層が基板か
ら剥離するといった不具合を解消することができる。

また、前記第１の製造方法によると、基板の信号パター
ン面にプラズマ重合法によってウレタン基を導入するよ
うにしたので、信号パターン面を損傷するおそれが全く
なく、薄膜層との密着性が良好でしかも記録再生特性に
優れた光情報記録媒体を提供することができる。

さらに、前記第２の製造方法によると、アルゴン（原子
量：３９．９４８）よりも原子量が格段に小きい窒素（
原子量；１４．００６７）のプラズマによって信号パタ
ーン面をスパッタエッチするようにしたので、スパッタ
エッチ処理によって信号パターン面が荒れるということ
がほとんどなく、記録再生特性が劣化することもない。

〔実施例〕

まず、本発明の概略を第１図および第２図に基づいて説
明する。

第１図は本発明に係る光情報記録媒体の第１例を示す断
面図であって、片面に信号パターンｌが形成された基板
２の当該信号パターン面に、記録層または反射層を含む
所望の薄膜層３が積層されている。

前記基板２は、例えばＰＣもしくはＰＭＭＡで代表され
るアクリル系樹脂など、ウレタン基Ｃ＝０ −Ｈ をもたない樹脂を射出成形することによって所望の形状
に形成されており、少なくとも前記信号パターン面には
極性官能基であるウレタン基が導入されている。この場
合、カルボニル基をもちウレタン基をもたない樹脂にて
基板を形成することもできる。

前記信号パターン１面へのウレタン基の導入手段として
は、炭素と酸素と窒素と水素とを有する物質を原料とし
て信号パターン面にプラズマ重合膜を形成する方法、お
よび信号パターン面を窒素プラズマにてスパッタエッチ
処理する方法とがある。

薄膜層３の膜構造、および各膜の材質は、光情報記録媒
体の種類によって適宜設計、選択することができる。

例えば、光磁気記録媒体については、基板２側より、Ａ
ＩＮ、Ｓ　ｉＮ、Ｓ　ｉ＝＋Ｎａ　、Ｓ　ｉ○。

５ｉＯｚ、ＳｉＣ，ＺｎＳなどの誘電体から成るエンハ
ンス膜、テルビウム−鉄−コバルト合金などの磁性膜、
前記エンハンス膜を構成すると同様の誘電体から成る保
護膜が順次積層される。

また、穴あけタイプの光情報記録媒体については、基板
２側より、有機または無機の下地膜、テルル−セレン系
の低融点合金や、シアニン系あるいはフタロシアニン系
の有機色素などから成る記録膜、前記と同様の誘電体か
ら成る保護膜とが順次積層される。

また、相変化型の光情報記録媒体については、記録膜と
して、例えばインジウムおよびセレンを主成分とする非
晶質合金などが用いられる。

さらに、コンパクトディスクやビデオディスクなどの読
み出し専用の媒体については、記録膜に代えて、アルミ
ニウムなどから成る反射膜が用いられる。

第２図は本発明に係る光情報記録媒体の第２例を示す断
面図であって、平板状に形成された基板２の片面に、樹
脂［４を介して信号パターン１が転写されており、当該
信号パターン１面に、記録層または反射層を含む所望の
薄膜層３が積層されている。

前記基板２は、例えばガラスなどのセラミックスによっ
て形成される。また、樹脂層４はウレタン基をもたない
樹脂であって光硬化性が付与された樹脂材料にて形成さ
れろ。そして、この樹脂層４の信号パターン１面には極
性官能基であるウレタン基が導入されている。

ウレタン基の導入方法、薄膜層３の膜構造、それに薄膜
層３を構成する各膜の材料に関しては、前記した第１例
と同様である。

なお、前例においては、基本となる１枚の光情報記録媒
体の構造についてのみ説明したが、このようにして作製
された２枚の光情報記録媒体を記録膜または反射膜を内
側にして貼り合せ、両面記録形の光情報記録媒体とする
こともできる。また、１枚の光情報記録媒体の記録膜ま
たは反射膜側に前記基板２と同形で信号パターンを有し
ない保護板を貼り合せ、片面記録形の光情報記録媒体と
することもできろ。

以下、具体的な実施例を掲げ、本発明の効果について言
及する。

〈第１実施例〉 まず、分子構造中に極性官能基が導入されていないＰＣ
を射出成形し、片面に信号パターンが一体に形成された
基板を作製する。

次いで、この基板を反応室内に収納し、所定の高真空度
（例えばｌＸｌ０−４Ｐａ以上）まで真空引きすると共
に、原料容器およびガス系配管を５０°Ｃ〜２００℃に
加熱する。

真空引きされた反応室内に前記原料容器およびガス系配
管から導入ガスとしてアルゴンおよび窒素ガスのうち少
なくとも一方のガスを導入すると共に、原料ガスとして
カルバニル酸エチル（Ｃ６Ｈｓ　Ｎ　ＨＣＯｚ　Ｃｚ　
Ｈ５）　、カルバミド酸エチル（Ｈ２ＮＣ０ｚ　Ｃｚ　
Ｈｓ）−カルバミド酸メチル（Ｈｚ　Ｎ　ＣＯ２ＣＨ３
）から選択された少なくとも一種のガスを導入する。

最後に、電力密度０．０１〜１．ＯＷ／ａｍ２ガス圧１
０〜１０００Ｐａ、ガス流ｆｆ１５０〜２００３ＣＣＭ
の条件の下で、基板の信号パターン面にプラズマ重合膜
を形成する。

〈第２実施例〉 第１実施例と同様の基板を所定の高真空度（例えばｌＸ
ｌ０−’Ｐａ以上）まで真空引きされた真空槽内に収納
し、窒素ガスを導入して、真空槽内のガス圧を０．２Ｐ
ａ　（パスカル）に調整する。

この状態で、電極に５００Ｗ（ワット）の高周波パワー
を投入し、基板の信号パターン面を１８０秒間スパッタ
エッチする。その結果、ＰＣ基板の信号パターン面に下
記のようなウレタン基が導入される。

スパッタエッチ終了後、−旦真空槽内のガスを排気し、
新たにアルゴンガスを導入して、真空槽内のガス圧を０
．２Ｐａに調整する。

この状態で、電極に１．ＯＫＷの高周波パワーを投入し
、基板の信号パターン面に、５ｉ３Ｎａのエンハンス膜
を約９００人と、テルビウム−鉄−コバルト系の磁性膜
を約１０００人と、Ｓｉ３Ｎ４の保護膜を約１０００人
とを順次スパッタリングする。

その結果、基板とエンハンス膜のＳｉ３Ｎ４との間で、 という水素結合を生じ、基板と窒化シリコン製エンハン
ス膜とが強固に密着する。なお、窒素ガスプラズマはア
ルゴンガスプラズマに比べてエネルギが桁違いに小さい
ので、信号パターン面を損傷する等の不具合を生じるこ
とがない。

く第２実施例〉 分子構造中に極性官能基が導入されていないポリメチル
メタクリレートを射出成形して、片面に信号パターンが
一体に形成された基板を作製したのち、前記第１実施例
と同様の条件の下で、ウレタン基の導入と薄膜層の形成
とを行う。

〈比較例〉 分子構造中に極性官能基が導入されていないポリカーボ
ネートを射出成形して、片面に信号パターンが一体に形
成された基板を作製したのち、信号パターン上に直接薄
膜層を形成した。薄膜層の形成条件は、前記第１実施例
と同様である。

下表に、前記第１実施例、第２実施例、および比較例の
光情報記録媒体の加速寿命試験結果を示す、試験条件は
、＠度が６０℃、相対湿度が９０％であり、試料の評価
は、目視によって記録領域中に薄膜層の剥離が生じてい
るか否かによって行つた。表中の０印は″剥離なし″を
表わし、Ｘ印は゛剥離あり″を表わす。

上表に示したように、信号パターン面を形成する樹脂材
料中にウレタン基が導入されていない比較例の光情報記
録媒体が１００時間〜２００時間経過した段階で薄膜層
の剥離が発生したのに対し、樹脂材料中にウレタン基が
導入された第１および第２実施例の光情報記録媒体は、
いずれも１０００時間経過後も薄膜層の剥離が全く観察
されず。

信号パターン面と薄膜層との密着性が顕著に改善されて
いることが判る。

なお、前記実施例においては、基板材料としてＰＣおよ
びＰＭＭＡを例にとって説明したが、エポキシ、ポリメ
チルペンテン、脂環式ポリオレフィンなど、他の樹脂材
料についても同様の効果がある。また、前記実施例にお
いては、薄膜材料として窒化シリコンを例にとって説明
したが、他の無機系薄膜および有機系薄膜についても同
様の効果がある。勿論、真空槽内のガス圧や投入電力等
については、成膜材料に応じて適宜調整することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光情報記録媒体は、基板
の少なくとも信号パターン面にウレタン基を導入したの
で、信号パターン面を構成する樹脂材料と薄膜層を構成
する無機膜あるいは金属膜とが水素結合や共有結合など
の強い力によって結合され、密着性が改善される。よっ
て、薄膜層にクラックが発生したり、あるいは薄膜層が
基板から剥離するといった不具合を解消することができ
る。

また１本発明の光情報記録媒体の製造方法によると、信
号パターン面を荒らすことがなく、記録再生特性が劣化
することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される光情報記録媒体の第１例を
示す断面図、第２図は本発明が適用される光情報記録媒
体の第２例を示す断面図である。 ■＝信号パターン、２：基板、３：薄膜層、４：樹脂層
。 第 図 第２図 １　；遭１号バブーン ２　：　ギアセ　千、（ ３：ｔ」奥層 ４：↑ｅ↑藷層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも基板の信号パターン面を樹脂にて形成
   し、この信号パターン面に記録層または反射層を含む薄
   膜層を成膜して成る光情報記録媒体において、前記信号
   パターン面をウレタン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹
   脂にて形成し、少なくとも前記薄膜層との界面にウレタ
   ン基（−ＣＯＮＨ−）を導入したことを特徴とする光情
   報記録媒体。
2. （２）請求項（１）記載の光情報記録媒体において、前
   記信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）およびウレ
   タン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成し、少
   なくとも前記薄膜層との界面にウレタン基（−ＣＯＮＨ
   −）を導入したことを特徴とする光情報記録媒体。
3. （３）請求項（１）記載の光情報記録媒体において、前
   記信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）をもちウレ
   タン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成し、少
   なくとも前記薄膜層との界面にウレタン基（−ＣＯＮＨ
   −）を導入したことを特徴とする光情報記録媒体。
4. （４）少なくとも基板の信号パターン面を樹脂にて形成
   し、この信号パターン面に記録層または反射層を含む薄
   膜層を成膜して成る光情報記録媒体の製造方法において
   、前記信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）および
   ウレタン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成し
   たのち、この信号パターン面に、カルバニル酸エチル（
   Ｃ＿６Ｈ＿５ＮＨＣＯ＿２Ｃ＿２Ｈ＿５）、カルバミド
   酸エチル（Ｈ＿２ＮＣＯ＿２Ｃ＿２Ｈ＿５）、カルバミ
   ド酸メチル（Ｈ＿２ＮＣＯ＿２ＣＨ＿３）から選択され
   た少なくとも１種類の物質を原料とするプラズマ重合膜
   を形成し、前記薄膜層との界面にウレタン基（−ＣＯＮ
   Ｈ−）を導入するようにしたことを特徴とする光情報記
   録媒体の製造方法。
5. （５）少なくとも基板の信号パターン面を樹脂にて形成
   し、この信号パターン面に記録層または反射層を含む薄
   膜層を成膜して成る光情報記録媒体の製造方法において
   、前記信号パターン面をカルボニル基（−ＣＯ）をもち
   ウレタン基（−ＣＯＮＨ−）をもたない樹脂にて形成し
   たのち、この信号パターン面を窒素プラズマにてスパッ
   タエッチ処理し、前記薄膜層との界面にウレタン基（−
   ＣＯＮＨ−）を導入するようにしたことを特徴とする光
   情報記録媒体の製造方法。