JPH0373430A - 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、新規な光記録媒体、さらに詳しくいえば、反
射率が高く、かつ化学的安定性に優れた光を反射する金
属層を有し、コントラストや感度が良好で、しかも耐環
境性に優れた光記録媒体に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、光ディスクは、高度情報社会における記録媒体の
中心的役割の担い手として注目され、積極的に研究が進
められている。この光ディスクには、コンパクトディス
クに代表される再生専用型、情報の記録、再生が可能な
追記型、及び情報の記録、消去、再生が可能な書き換え
型の３種類があり、その多くは、媒体面からの反射光を
利用して情報の再生が行なわれる。

前記光ディスクの中で再生専用型は、最も単純な構造を
有し、媒体の役目は光を反射することのみであるので、
媒体材料としては反射率の高い金属であればよ（、通常
のコンパクトディスクにおいては、生産性が高く安価な
アルミニウムが用いられている。

一方、追記型及び書き換え型においては、情報を記録す
るために、基板上に記録層が設けられており、この記録
層としては、レーザー光を照射して情報に応じて孔を形
成させる開孔型と、レーザー光照射により光学特性を変
化させて情報を記録する相変態型のものなどが知られて
いる。このようなタイプの光ディスクにおいては、レー
ザー光により記録される部分と未記録部分との反射率に
関係するコントラストや感度を高めたり、反射率を調整
したりする目的で、該記録層とは別に反射層を設けるこ
とがよく行なわれており、この反射層の材料としては、
前記と同じ理由により、通常アルミニウムが用いられて
いる。

しかしながら、このアルミニウムは反射率が高いものの
、酸化などの化学変化を受けやすく、経時的に光学定数
が変化して、光記録媒体としての性能を劣化させる恐れ
があるなど、耐環境性に劣るという欠点があり、さらに
光記録媒体で用いるアルミニウムは、蒸着やスパッタリ
ングなどに形成された薄膜であることが多く、よりバル
クに近い安定な状態へと経時的に転移ｊ７ていく傾向が
ある。このような現象は、特に高温や高湿の環境下にお
いて顕著であり、この問題を解決しないかぎり、光記録
媒体の用途が大幅に制限されるのを免れない。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は前記の反射層にアルミニウムを用いた光記録媒
体において、コントラストや感度が良好で、かつ耐環境
性に優れ、経時的に性能の劣化することのない光記録媒
体を提供することを目的としてなされたものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは前記の好ましい性質を有する光記録媒体を
開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の比率のアルミ
ニウムと窒素とからなる光を反射する記録層を有する光
記録媒体により、その目的を遠戚しうることを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、光を反射する金属層を有する光記録媒体にお
いて、該金属層がアルミニウムと窒素とから構成され、
かつ該金属層における窒素の含有量が原子割合に基づき
０．１〜２０％であることを特徴とする光記録媒体を提
供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の光記録媒体においては、光を反射する金属層が
設けられており、該金属層の材料としてはアルミニウム
と窒素とからなるものを用いることが必要である。薄膜
形成直後のアル元ニウム膜は必ずしも安定な結晶状態に
なっていないが、窒素を混入させることにより、結晶粒
界に窒化アルごニウムが形成され、薄膜形成直後の構造
が固定化され、アルミニウムの構造が物理的に安定化さ
れるものと推定される。

該記録層における窒素の含有量は、原子割合に基づき０
．１〜２０％の範囲で選ぶことが必要である。この含有
量が０．１％未満では安定化効果が充分に発揮されない
し、２０％を越えると多量のＡハが形成され、このＡｌ
Ｎとアルミニウム金属とでは光学定数が全く異なるため
、高反射率というアルろニウム本来の長所が失われるよ
うになる。

また、該金属層には、化学的安定性を高める目的で、所
望に応じアルくニウム以外のほかの金属元素を添加して
もよい。この所望に応じて添加される金属元素としては
、酸素がアルミニウムの結晶粒内部まで侵入するのを防
ぐ意味で、自分自身が安定な酸化物を形成しうる元素、
例えばバナジウム、クロム、コバルト、ニッケル、銅、
亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム
、ロジウム、パラジウム、娘、ハフニウム、タンクル、
タングステン、金などが挙げられる。これらの金属元素
は１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いて
もよく、その添加量は、好ましくは原子割合に基づきＯ
，０〜１０％の範囲で選ばれる。この添加量が０．１％
未満では添加効果が充分に発揮されない゛し、１０％を
越えるとアルミニウムの光学定数が大きく変化する恐れ
があり、好ましくない。

該金属層の物理的安定性は、結晶の粒径と関係があり、
結晶の粒径が大きすぎると結晶粒と結晶粒との間に空隙
が生じ、経時的な構造変化の原因となるし、粒径が小さ
すぎると界面を安定化するのに要する窒化物の量が増加
して、アルミニウムの光学定数を変化させずに安定性の
みを向上させるのが困難となる。従って、結晶粒径は５
〜５０ｎｍの範囲にあることが望ましい。

第１図は、本発明の光記録媒体の例を示す断面図であっ
て、これらは、再生専用型、追記型、あるいは書き換え
型のいずれであってもよく、金属層の設は方は、第１図
（司、ω）、およびＣＣ＞に示すように分類される。第
１図（ａ）は基板ｌ上に直接金属層２が設けられた構造
のもの、すなわちコンパクトディスクに代表される再生
専用型を示している。

（ｂ）、ｂよび（Ｃ）は追記型や書き換え型に見られる
もので、（ｂ）は基板１上に記録１３を設け、さらにそ
の上に金属層２を設けた構造を有しているのに対し、（
Ｃ）は基板ｌ上に７、記録層３、干渉Ｎ４、及び金属層
２が順次積層された構造を有している。本発明の光記録
媒体はこれらのいずれの構造を有するものであってもよ
い。

前記構成における記録層については特に制限はなく、例
えば追記型の場合は開孔方式や相変化方式のものであっ
てもよいし、有機色素を用いたものであってもよく、ま
た書き換え型の場合は光磁気方式のものであってもよい
し、相変化方式のものであってもよい。さらに、基板材
料としては、例えばガラスをはしめ、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック
などが用いられる。

該金属層の形成方法については特に制限はなく、従来反
射層の形成に慣用されている方法、例えば共蒸着法や共
スパッタリングにより金属中に窒化物を混入させてもよ
いし、反応性スパッタリング法により、金属に窒素を少
量混入させてもよい。

また、添加元素を加える場合には、前記方法において、
該添加元素の蒸着源を追加したり、該添加元素とアルミ
ニウムとの合金スパッタターゲットを用いればよい。金
属層の膜厚は、通常１０〜２０Ｏｒ＋ｍ範囲で選ばれる
。さらに、本発明の光記録媒体においては、所望に応し
、該金ｌ１ｉ１層や記録層の酸化及び腐食を防止するた
めに、基板上あるいは最上層に保護層を設けてもよい。

この保護層を構成する材料としてはたとえば酸化ケイ素
、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、硫化亜鉛１、あるい
はこれらの複合物などの誘電体がよい。第２図は、基板
１上に保護層５を設けた例を示す断面図である。

〈発明の効果〉 本発明の光記録媒体は、反射率が高く、かつ良好な化学
的安定性を有するうえ、耐環境性に優れた光を反射する
金属層を設けたものであって、コントラストや感度が良
好で、しかも経時的な性能の劣化、特に高温、高温の環
境においても性能の劣化を生じることがないなどの優れ
た特徴を有している。

〈実施例〉 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない
。

実施例１ 清浄なポリカーボネート基板上にＡｌターゲットを用い
たＤＣマグネトロンスパッタにより、膜厚８０ｎ−の薄
膜を形成した。この際、スパッタガスとして、アルゴン
と窒素との混合ガスを用い、その混合比を変えることに
より、アルミニウム中に混入する窒素の量を変化させた
。この際の波長８３０ｎｓ＋における反射率と窒素混入
量との関係を第３図にグラフを示す、この図から、窒素
混入量が原子数基準で２０％を越えると反射率が急激に
低下することがわかる。

次に、これらを別のポリカーボネート基板とホットメル
ト系接着剤により貼り合わせ、８０゛Ｃ３９０％ＲＨの
加速寿命試験環境下に１置した。この場合の試験時間と
反射率との関係を第４図にグラフで示す、このグラフに
おいて、実線Ａは窒素量が０．５％（原子数基準）の場
合、実ＩＢは窒素量が２０％（原子数基準）の場合、破
線は窒素が混入されない場合である。この図から、窒素
混入量を原子数基準で１％以上とすることにより、４０
０時間経過した時点でも初期の反射率を維持できること
がわかる。以上２つの結果から、窒素混入により金属層
の耐環境性が向上すること、特にその割合を原子数基準
で０．１〜２０％とすることにより、アルミニウムの高
反射率を維持したまま安定性の改善が可能であることが
明らかになった。

実施例２ ガラス基板上に、Ａ１．、Ｃｒ、ターゲットを用いたＲ
Ｆマグネトロンスパッタにより、膜厚５ｎａの薄膜を形
成した。この際、スパッタガスとして、アルゴンと窒素
との混合ガスを用い、その混合比を調節することにより
、窒素の混入量を原子数基準で２％とした。また、比較
のために、同一基板上に同一膜厚のアルミニつム薄膜を
形成した。

次に、これらを８０″Ｃ１９０％ＲＨの加速寿命試験環
境下に放置し、波長８３０ｎｍにおける透過率変化を測
定して、第５図にグラフで示した。この図において実線
は実施例の場合、破線は比較例の場合である。

第５図かられかるように、比較例においては、透過率の
上昇が見られるのに対し、実施例では４００時間経過し
た時点でも透過率の変化は認められない。また、光学顕
微鏡で観察したところ、比較例ではアルミニウムの腐食
ないし構造変化によると推定されるピンホールが発生し
ていた。

これらの結果から、窒素を混入させることにより、薄膜
の物理的、化学的安定性が向Ｅすることがわかる。

実施例３ 第２図に示す構造において、案内溝を形成したポリカー
ボネート基Ｆｉｌ上に、ＳｉＮ薄膜（保護１ｉ１）　５
、Ｔｂ２゜ＦｅｔｏＣＯ＋ｏ合金薄膜（記録Ｎ）３およ
び５ｉＮ１膜（干渉層）４を、それぞれ９ｏｎ１．１．
２５ｎｍ、および３０ｎｍの膜厚になるように順次形威
し、さらに最上層に、ＡＩＢＣｒｓターゲットを用いた
ＲＦマグネトロンスパッタにより、膜厚５００ｒｖの薄
膜を形成した。この際、スパッタガスとして、アルゴン
と窒素との混合ガスを用い、その混合比を調節すること
により、窒素の混入量を原子数基準で５％とした。

この光磁気ディスク２枚をホシトメルト系接着剤で貼り
合わせて両面ディスクとしたのち、８０゛Ｃ１９０％Ｒ
ＦＩの加速寿命試験環境下に放置した。

この際のピットエラーレート（ＢＥＲ）の変化を第６図
に実線グラフで示す。また比較のために金属層を窒素を
含まないアルミニウムで形成した以外は、前記と同様に
して実施した。この際のＢＥＲの変化を第６図に破線グ
ラフで示す。

第６図から、比較例ではＢＥＲの上昇が見られるのに対
し、実施例では４００時間経過した時点でもＢＥＲの増
加は認められない。比較例において、ＢＥＲが増大する
原因は、実施例２で観察されたピンホールによるものと
推定される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の光記録媒体の異なった例を
示す断面図、第３図、第４図、第５図及び第６図は、そ
れぞれ本発明の光記録媒体における耐環境性を示すグラ
フである。 図中符号１は基板、２は金属層、３は記録層、４は干渉
層、５は保護層である。 第１図 （０）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　光を反射する金属層を有する光記録媒体において、
   該金属層がアルミニウムと窒素とから構成され、かつ該
   金属層における窒素の含有量が原子割合に基づき０．１
   〜２０％であることを特徴とする光記録媒体。