JPH03108133A - 光記録媒体 - 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】 〔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
ーザー光を集光して照射し、この照射部分を加熱融解す
ることにより記録膜にビ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に関するものである。

〔従来技術〕

従来よりガラスやプラスチック等の透明基板上に設けら
れた記録膜上にレーザー光を集光して照射し、その結果
体じた熱により記録膜のレーザー光照射部分に物理的変
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
ころが現在の半導体レーザーは実用的に波長が８００ｎ
ａ＋付近のものに限られており、また安定して利用でき
る出力も比較的小さい。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８００ｎｍの波長付近での光吸収率が大
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
光記録膜としては、従来よりＴｅ５Ｂｉ、　５ｅＳＳｎ
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。

従来よりＳｅを含む光記録膜は酸化に対して比較的安定
であるため、多くの光記録媒体に用いられている。例え
ばＳｅに加えてＳｎ、　Ｂｉ、　Ｓｂのうち少なくとも
１種を含有する合金よりなる薄膜は低融点であること、
半導体レーザーの発振波長付近での光吸収率が大きいこ
とや、低熱伝導率であるため、これらの薄膜を用いると
高感度の光記録媒体が得られることが期待できる。

しかしながら、これらの合金よりなる記録膜にレーザー
光により記録を行うと、ピットの周囲の形状が不均一で
あったり、ピット内部に記録膜物質が残留するとピット
の周囲の形状が不均一であったり、ピット内部に記録膜
物質が残留するといったように形成したピットの形状が
悪く、このためにジッタが大きくなり、高いＣＮ比が得
られない、エラー率が大きいといった問題点を有する。

また上記の合金は比較的高い耐酸化性を有するとはいう
ものの、追記型光記録媒体に用いられるような数百Å以
下の極めて薄い膜になるとわずかな酸化も問題となり、
長期間保存を行った場合や高温高湿度の雰囲気中に放置
した場合、空気中の酸素等によりピンホールの発生や光
吸収率の低下を生じ、従ってエラー率の増加や記録感度
の低下と言った媒体の劣化を示すため信頼性の点で大き
な問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は前記したＳｅを含有する合金よりなる薄
膜を記録層とした光記録媒体の問題点、即ち上記した様
な記録ピットの形状の不均一や酸化による記録膜の劣化
を改善し、高記録感度、高ＣＮ比、低エラー率といった
良好な記録特性を有し、かつ良好な耐酸化性を有する信
頼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〕

本発明者らは上記した課題について鋭意検討を行った結
果、記録膜をＳｅを含有する合金層を光吸収層とし、少
なくとも該光吸収層の基板側の面、又はその両側に、Ｔ
ｉＯｘ　　（ｘは０＜ｘ＜２の数）で示されるＴｉの低
酸化物よりなる層を設けた構成とすることにより光記録
媒体の記録特性及び耐酸化性を著しく改善できることを
見いだした。即ち上記の構成の記録膜にレーザー光によ
り記録を行うと、きわめて良好な形状のピットが得られ
、前記したようなピット周囲の形状の不均一や、ピット
内部の記録膜物質の残留は認められなくなった。

従って、ＣＮ比が向上、エラー率が低下するといったよ
うに良好な記録特性を示す光記録媒体が得られる。また
特にＴｉの低酸化物の層を光吸収層の両側に設けた構成
においては長期間保存した場合や高温高湿度の雰囲気中
に放置した場合であっても孔食によるピンホールの発生
や光吸収率の低下等の現象は認められず、保存安定性、
信頼性の高い光記録媒体が得られ・る。

本記録膜におけるＴｉの低酸化物の効果は次のように推
察される。Ｔｉの低酸化物の層を光吸収層と基板の間に
設けることにより基板と光吸収層の界面のエネルギーが
変化し、ピットの形成が容易になる。さらに、このＴｉ
の低酸化物は光吸収層がレーザー光によって融解する際
に光吸収層の融液中に混合し、その結果融液の粘性が上
昇し、ピットの形状が向上するものと推定される。また
同時に、Ｔｉの低酸化物は光吸収層として用いているＳ
ｅを含有する合金に比べて酸化し易いために、酸素をト
ラップし、記録膜の表面に安定な酸化皮膜を形成するこ
とにより、酸化が記録膜の内部にまで及ぶのを防止する
ために、酸化によるピンホールの発生や光吸収率、反射
率の低下が抑えられ、光記録媒体の寿命は著しく向上す
るものと思われる。

本発明における記録膜の層構成の一例を第１図に示す。

本発明における光吸収層の膜厚は５０Å以上、６００Å
以下の範囲が好ましく、この膜厚の範囲の上限を超える
と記録感度が低下し、二〇膜厚の範囲が下限を超えると
反射率が低下し、またＣＮ比等の記録特性も劣化するた
め好ましくない。さらに、本発明における光吸収層のＳ
ｅの組成比は、例えば、光吸収層がＳｅとＳｎとからな
る場合は２０〜６０％、ＳｅとＢｉもしくはＳｅとＳｂ
とからなる場合は３０〜８０％が好ましく、この範囲で
あればＣＮ比が高く、かつ記録感度が高い等、記録特性
が良好な記録膜が得られる。さらに、光吸収率、光反射
率等の光学的特性を制御する目的で上記光吸収層に、組
成比で１０％以内の範囲で低融点の他の元素を添加して
も良い、添加する元素の例としては、Ｇｅ、　Ｔｅｓ　
Ｉｎ等が挙げられる。

本発明におけるＴｉの低酸化物よりなる層は極めて薄い
膜であっても前記したようなピット形状や耐酸化性の向
上の効果が認められる。逆に膜厚が厚いとＴｉの酸化物
は融点が高いため、融解によるピットの形成を妨げ、結
果として記録感度が低下する。以上の理由により、本発
明におけるＴｉの低酸化物よりなる層の膜厚は５Å以上
、４０Å以下の範囲が好ましい。

本発明における記録媒体の記録膜の製膜は、真空蒸着法
、スパッタリング法などの物理的薄膜形成法を用いるこ
とが一般的であり、これらの装置の真空層内で真空を保
ったまま各層を連続的に製膜することが好ましい。本記
録膜のＴｉの低酸化物よりなる層の作製方法としては、
記録膜製膜中に低酸化物ｍ膜として製膜する方法と、ま
ず金属Ｔｉの薄膜として製膜し、記録膜製膜後、空気中
で加熱処理を行うことにより酸化する方法等が考えられ
る。前者の場合としては例えば反応性スパ７り法が考え
られる。具体的には、スパッタリングを行う際にＴｉの
ターゲットを用い、スパッタガスとして＾ｒに０２を加
えたものを用いることにより基板上にＴｉの低酸化物の
薄膜を形成する。このスパッタガスの酸素の濃度は３〜
２０％の範囲が好ましく、濃度がこの範囲を超えるとＴ
ｉｅ、が形成されるために、前記したような酸化防止効
果は失われ、その結果記録膜の耐酸化性が低下するため
好ましくない。また、この範囲に満たない場合には、Ｔ
ｉの低酸化物薄膜は形成されず、金属Ｔｉの薄膜が形成
される。また、後者の方法としては、具体的には光吸収
層の両側にＴｉ０層を設け、製膜後に５０°Ｃ以上の温
度で数時間加熱すれば良い。加熱時間と温度を適当に選
べば、加熱によりＴｉＭが空気酸化されＴｉの低酸化物
の層が得られる。本発明における記録膜を得るためには
、上記のいずれの方法を用いても良く、さらには製造す
る際の都合により、一方の側にＴｆの低酸化物層を反応
製スパッタ法を用いて形成し、他方にＴｉ層を形成した
後に加熱処理をおこなってＴｉの低酸化物層を得ても良
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
塑製樹脂基板、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
良く、さらに基板の表面物性を変え、特に高感度の記録
媒体を作成する目的で基板上に有機物または無機物の下
地層を製膜もしくは塗布した後、本発明の記録膜の製膜
を行っても良い。

〔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１．２　ｔｔｍ、外径１３０ｍｍの円板で片面に１
．６μｍピッチのスパイラル状のグループを有するポリ
カーボネート樹脂よりなる基板をスパッタリング装置の
スパッタリング室内に配置し、ｌＸｌ０−６ｔｏｒｒま
で排気した後スパッタガスとして１０％の酸素を含むア
ルゴンガスを導入し、真空度が５×１０−３ｔｏｒｒと
なるように流量を調整した。ターゲットにはＴｉを用い
、以上の条件でスパッタリングを行ない、厚さ１５人の
Ｔｉの酸化物よりなる層を形成した。続いて、スバ・ツ
タガスをアルゴンに置換し、５ｎ６５Ｓｅ：＋ｓの組成
を有するターゲットを用いてスパッタリングを行い、先
に形成したＴｉの酸化物よりなる層上に厚さ１５０人の
Ｓｎ　−Ｓｅ合金よりなる光吸収層を形成した。さらに
アルゴンガス中において、この光吸収層上に厚さ１５人
のＴｉ層を積層した。このようにして記録膜を形成した
ディスクを恒温槽にいれ、空気中において温度７５℃で
５時間の加熱処理を行った。

このようにして得られた記録媒体を記録再生装置を用い
、ディスクの回転数を１８００ｒｐ＋ｗとし、波長８３
０ｎｍの半導体レーザーを用い、対物レンズのＮＡｏ、
５２、周波数３．７　Ｍｌｌｚの条件で半径３０ｎ−の
位置に記録を行った。この記録された部分を出力１１の
レーザーで再生し、スペクトラムアナライザーを用い、
バンド幅３ＱｋＨｚでのＣＮ比を測定した。その結果を
第１表に示す。

次にこの記録媒体を７５°Ｃ８５％ＲＨの恒温恒湿器内
に放置することよる加速耐環境性試験を行った。２００
０時間放置後上記と同一の条件で測定を行った結果も第
１表に示す。この結果より本実施例の記録膜は良好な耐
環境性を有していることが分かる。

実施例２ 実施例１に用いたのと同様のポリカーボネート基板上に
光吸収層をＢｉ：＋５ＳｅｂｓまたはＳｂ６゜Ｓｅａ。

としたこと以外は実施例１と同様の方法で記録膜を製膜
し、加熱処理を行った。さらに実施例１と同様の方法で
記録及び再生を行った。この結果を第１表に示す。さら
に、実施例１と同様の方法で加速耐環境性試験を行った
結果も第１表に示す。

比較例 実施例１に用いたのと同様のポリカーボネート基板上に
実施例１と同様の方法で記録膜を製膜した。但し、第１
層目のＴｉの酸化物よりなる層を製膜する代わりに、ス
パッタガスを酸素を含まない計とすることによりＴｉの
酸化物ではなく金属Ｔｉよりなる層を形成した。このよ
うにして得られた記録媒体について実施例１と同様の方
法で記録および再生を行ったところＣＮ比は４５ｄＢで
あった。

以上の結果より、酸素を用いた反応性スパッタでＴｉの
低酸化物層を形成するかもしくは金属Ｔｉ膜を形成後、
加熱処理を行なってＴｉの酸化を行なわない場合には充
分な記録特性が得られないことがわかる。

実施例３ 実施例１において、第１層目のＴｉの酸化物よりなる層
を製膜する際のスパッタガスの酸素の割合を０％より５
０％まで変化させたこと以外は実施例１と同様の方法で
記録膜を製膜した。以上の方法で記録膜を形成したディ
スクを恒温槽に入れ、空気中において温度７５℃で５時
間の加熱処理を行った。これらのディスクについて実施
例１と同様の方法で記録、再生試験を行った。この際得
られたＣＮ比を第２表に示す。次に実施例１と同様の方
法で加速耐環境性試験を行った。この加速耐環境性試験
後に実施例１と同様の方法で記録再生試験を行って得ら
れたＣＮ比、さらに加速耐環境性試験前後の最適記録レ
ーザー出力の変化を同じく第２表に示す。この結果より
第１層目のＴｉの酸化物よりなる層を製膜する際のスパ
ッタガス中の酸素の割合が３％から２０％の範囲でＣＮ
比が高（、かく加速耐環境性試験前後の記録感度の変化
が小さ（耐環境性の良好な記録媒体が得られることが分
かる。なお、スパッタガス中の酸素の割合を３０％以上
として製膜した場合のＴｉの酸化物はＸ線回折、ＥＳＣ
Ａなどによって分析した結果、ＴｉＯ２であることが分
かった。

〔発明の効果〕

本発明によれば記録を行った場合にピットの形状が良好
であるため、ＣＮ比が高く、エラー率が低い等良好な記
録特性を有し、かつ耐環境性が高く、信頼性の高い記録
媒体を提供することができる。

【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
図である。 図において、１：基板、２：Ｔｉの低酸化物よりなる層
、３：光吸収層。 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上にレーザー光による情報の記録及び再生が可
   能な記録膜を設けた光記録媒体において、該記録膜が光
   吸収層と少なくとも該光吸収層の基板側に設けられたＴ
   ｉＯ＿ｘ（ｘは０＜ｘ＜２の数）で示されるＴｉの低酸
   化物より構成されることを特徴とする光記録媒体。 ２、光吸収層がＳｅを必ず含有し、加えてＳｎ、Ｂｉ、
   Ｓｂのうち少なくとも一種の元素を含有してなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 ３、Ｔｉの低酸化物よりなる層がスパッタガスにアルゴ
   ンと酸素を用いた反応性スパッタ法で形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 ４、反応性スパッタを行う際のスパッタガス中の酸素の
   割合が３〜２０％であることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の光記録媒体。