JPH0441293A

JPH0441293A - 光学的情報記録用媒体

Info

Publication number: JPH0441293A
Application number: JP2149534A
Authority: JP
Inventors: Michikazu Horie; 通和堀江; Hidemi Yoshida; 秀実吉田; Kenichi Uchino; 内野　健一; Takashi Ono; 孝志大野
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-02-12

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］本発明は光学的情報記録用媒体に係り、特にレーザー光
の照射による非晶質−結晶間の相転移を用いて、高速か
つ高密度に情報を記録、消去、再生することができる光
学的情報記録用媒体に関するものである。

［従来の技術］近年、情報量の増大、記録・再生の高密度・高速化の要
求にこたえる記録媒体として、レーザー光線を利用した
光ディスクが開発されている。光ディスクには、−度だ
け記録が可能な追記型と、記録・消去が何度でも可能な
書換え型がある。

書換え型光ディスクとしては、光磁気効果を利用した光
磁気記録媒体や、可逆的な結晶状態の変化を利用した相
変化媒体が挙げられる。このうち、相変化媒体は外部磁
界を必要とせず、レーザー光のパワーを変調するだけで
記録・消去が可能であるどう利点を有し、更に、消去と
再記録を単一ビームで同時に行なう、１ビームオーバー
ライドが可能であるという利点を有する。１ビームオー
バーライド可能な相変化記録方式では、記録膜を非晶質
化させることによって記録ビットを形成し、結晶化させ
ることによって消去を行なう場合が一般的である。この
ような、相変化記録方式に用いられる記録層材料として
は、多くの場合、カルコゲン系合金薄膜が用いられる。

具体的には、Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ｔｅ−５ｂ系、Ｉｎ
−３ｂ−Ｔｅ系、Ｇｅ−３ｎ−Ｔｅ系合金薄膜等が挙げ
られる。

一方、追記型の相変化媒体は、書換え型と殆ど同様の材
料・層構成で実現可能である。追記型では、可逆性が無
いという点で書換え型に比べてより長期にわたって情報
を記録・保存でき、原理的にはほぼ半永久的な保存が可
能とされる。追記型として相変化媒体を用いた場合、孔
あけ型と異なり、ビット周辺にリムと呼ばれる盛り上が
りが生じないため信号品質に優れ、また、記録層上部に
空隙が不要なためエアーサンドイッチ構造にする必要が
ないという利点がある。

一般に、書換え型の相変化記録媒体では、相異なる結晶
状態を実現するために、２つの異なるレーザー光パワー
を用いる。この方式を、非晶質ビットと結晶化された消
去・初期状態で記録・消去を行なう場合を例にとフで説
明する。

結晶化は、記録層の結晶化温度より十分高く、融点より
は低い温度まで記録層を加熱することによってなされる
。この場合、冷却速度は結晶化が十分なされる程度に遅
くなるよう、記録層を保護層としての誘電体層ではさん
だり、ビームの移動方向に長い楕円形ビームを用いたり
する。一方、非晶質化は、記録層を融点より高い温度ま
で加熱し、急冷することによってなされる。この場合、
上記誘電体層は十分な冷却速度（過冷却速度）を得るた
めの放熱層としての機能も有する。更に、上述のような
、加熱・冷却過程における記録層の溶融・体積変化に伴
なう変形や、プラスチック基板への熱的ダメージを防い
だり、湿気による記録層の劣化を防止するためにも、上
記誘電体層からなる保護層は重要である。この保護層形
成材料の材質には、レーザー光に対して光学的に透明で
あること、融点、軟化点、分解温度が高いこと、形成が
容易であること、適度な熱伝導性を有するなどの条件が
要求され、これらの条件に基いて選定される。

［発明が解決しようとする課題］従来において、十分な耐熱性及び機械的強度を有する保
護層は、金属の酸化物や窒化物等の誘電体薄膜に限られ
ていた。しかしながら、従来提案されている誘電体薄膜
とプラスチック基板とは熱膨張率や弾性的性買が大きく
異なるため、記録・消去を繰り返すうちに、保護層は基
板から剥がれてピンホールやクラックを生じる原因とな
る。また、プラスチック基板は、湿度によって反りを生
じ易いが、これによっても保護層の剥がれが生じること
かある。

本発明は上記従来の問題点を解決し、保護層としての要
求条件を十分に満足し、耐熱性、機械的特性に優れ、か
つ基板との創動の問題のない保護層を有する光学的情報
記録用媒体であって、記録特性、耐久性、量産性に優れ
た光学的情報記録用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］請求項（１）の光学的情報記録用媒体は、レーザー光の
照射による非晶質−結晶間の相転移を用いて、情報を可
逆的に記録・消去できる光学的情報記録用媒体又は情報
を記録後消去不可能な追記型光学的情報記録用媒体にお
いて、基板上に、２層の保護層及びこの保護層の間に介
在する記録層の少なくとも３層構造の記録媒体を形成し
てなる光学的情報記録用媒体であって、該保護層が酸化
タンタル薄膜からなり、かつ、該記録層がＧｅ、ｓｂ及
びＴｅの３元素を含む合金薄膜からなることを特徴とす
る請求項（２）の光学的情報記録用媒体は、請求項（１）
において、上記保護層の厚さが１００〜５０００Ａであ
ることを特徴とする請求項（３）の光学的情報記録用媒体は、請求項（１）
又は（２）において、上記記録層の厚さが１００〜１０
００Ａであることを特徴とする請求項（４）の光学的情報記録用媒体は、請求項（１）
〜（３）のいずれかにおいて、上記３層構造の記録媒体
の基板に接する側とは反対の面に光学的反射層を設けた
ことを特徴とする。

即ち、本発明者らは、保護層形成材料について種々検討
を行ない、Ｇｅ、Ｓｂ及びＴｅを含む記録層に対して十
分な熱絶縁効果及び放熱効果を有し、かつ、耐熱性、機
械的強度に優れる誘電体薄膜を見出し、本発明に到達し
た。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図及び第２図は、本発明の光学的情報記録用媒体の
一実施例を示す模式的な断面図である。

第１図及び第２図において、１は基板、２．４は保護層
、３は記録層、５はハードコート層である。第２図にお
いて、６は光学的反射層である。

本発明において、基板１としては、ポリカーボネート、
アクリル、ポリオレフィンなどの透明樹脂、ガラス或い
はガラス上に光硬化性樹脂層を形成したもの等のいずれ
であっても良いが、本発明に用いる後述の保護層は耐熱
性に優れ、基板の熱的変形防止効果があるため、現在光
デイスク用基板として一般的に使用されているポリカー
ボネート樹脂基板を好適に使用することが可能である。

保護層２．４は酸化タンタルよりなる薄膜であって、そ
の厚さは、各々１００〜５０００Ａの範囲であることが
望ましい。保護層２．４の厚みが１００Ａ未満であると
、基板や記録層の変形防止効果が不十分であり、保護層
としての十分な役目をなさない。一方、例えば、基板１
としてプラスチック基板を用いた場合、保護層２．４の
厚さが５０００Ａを超えると、酸化タンタル薄膜自体の
内部応力や基板との弾性特性の差が顕著になって、保護
層にクランクが発生し易くなる。

記録層３は、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ｓｂ’（アンチモ
ン）及びＴｅ（テルル）の３元素を含む合金薄膜である
。本発明において、記録層３は、Ｇｅ、Ｓｂ及びＴｅの
３元素のみからなるものであっても良く、これらにＳｎ
、Ｉｎ、Ｐｂ。

Ａｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｂｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ等よりなる群から選ばれる１種又
は２種以上の元素を添加したものであっても良い。記録
層３の組成としては、特に、Ｇ　ｅ　５．Ｔ　ｅ　５及
びＳｂ、Ｔｅ６の夫々を構成成分とする擬似２元合金に
過剰のｓｂを含む組成が好ましく、過剰に含まれるｓｂ
の量としては０≦ｓｂ≦２０原子％であるのが良い。ま
た、このような記録層３の厚さは１００〜１０００Åの
範囲とするのが好ましい。記録層３の厚さが１０ＯＡよ
り薄いと十分なコントラストが得られず、一方、１００
０Åを超すとクランクが生じ易くなる。なお、記録層３
及び上記保護層２．４の厚さは、多層構成に伴なう干渉
効果も考慮して、レーザー光の吸収効率が良く、記録信
号の振幅即ち記録状態と未記録状態のコントラストか犬
きくなるように選定することが重要である。

ハートコート層５は機械的強度の向上及び熱変形防止の
ために設けられるものであり、その材料としては、紫外
線、光、熱等により硬化する硬化性樹脂か好適に用いら
れ、特に紫外線硬化樹脂が好ましい。

第２図に示す実施例においては、保護層４の上に光学的
反射層６を介してハートコート層５か設けられている。

反射層６を設けることにより、反射率のコントラストが
大きくとれ、また、反射層６により記録層３が吸収した
熱エネルギーの拡散を促進する効果も奏されるが、反射
層６は必ずしも必要とはされず、これを設けなくても良
い。反射層６としては、反射率の高い、Ａｊ２．Ａｕ、
Ａｇ、Ｎｉ等の金属薄膜が用いられる。反射層６を設け
る場合、記録層３及び保護層２．４の厚さは、反射層６
を含めた干渉効果を考慮して決定される。

記録層３、保護層２．４、反射層６はスパッタなどによ
って形成される。例えば、記録膜用ターゲット、保護膜
用ターゲット、必要な場合には反射膜用ターゲットの各
ターゲットを同一真空チャンバー内に設置したインライ
ン装置で膜形成を行なう。この方法は各層間の酸化や汚
染を防ぐ点で望ましい。また、生産性の面からも優れて
いる。

なお、酸化タンタルＮ膜は、Ｔａターゲットを用い、酸
素ガスと不活性ガスの混合ガス雰囲気中で反応性スパッ
タを行なうことによって形成される。この反応性スパッ
タ法で形成された酸化タンタルの成膜速度は、他の酸化
膜や窒化膜等の成膜速度に比較して２〜５倍の速度とな
り、生産性に優れるという利点をも有する。

以下に、本発明の光学的情報記録用媒体の製造方法につ
いて第３図を参照して説明する。

本発明の光学的情報記録用媒体の製造には、例えば、第
３図に示すような同一チャンバー内に３つのターゲット
１１．１２．１３を有するスパッタ装置を用いるのが好
ましい。なお、図中、１４は基板、１５は基板回転軸で
ある。

ターゲット１１．１２．１３はそれぞれ、Ｔａ、Ｓｂ、
Ｇｅ、Ｔｅｎ−、（０＜ｘ＜＝５０）ターゲットである
が、ターゲット１２．１３としては、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ
のうちの少なくとも１種の元素を含む合金ターゲットで
あれば何れでも良い。基板１４はこれら３つのターゲッ
ト１１〜１３の中心で回転させる。まず、チャンバー内
にＡｒ及び酸素をそれぞれ５０．１５ｃｃｍ導入し、全
圧を０．５Ｐａとする。そして、Ｔａターゲット１１に
直流電圧を印加してグロー放電を生ぜしめ、反応性スパ
ッタにより基板１４上に酸化タンタル薄膜の保護層を形
成する。次に、酸素の導入を止め、Ａｒのみを５０ｃｃ
ｍ導入して全圧を０．５Ｐａとし、ターゲット１２．１
３に直流電圧を印加して同時スパッタによりＧｅ−３ｂ
−Ｔｅからなる３元合金薄膜の記録層を形成する。

更に、再び酸素を導入し、前述のようにして酸化タンタ
ル薄膜の保護層を形成する。形成する各薄膜の厚さは、
再生光の大きさ及びその振幅が適度な値となるように選
ばれる。

なお、第１図及び第２図に示す光学的情報記録用媒体は
、本発明の一実施例であって、本発明はその要旨を超え
ない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。

例えば、第１図、第２図の例では、最上層にハードコー
ト層５が設けられているが、このハードコート層５の代
りに、接着層を設けて、適当な保護基板或いはもう一枚
の記録媒体と貼り合わせても良い。

［作用コ保護層として酸化タンタル薄膜を基板とＧｅ、ｓｂ及び
Ｔｅを含む記録層との間に設けることにより、基板の熱
的変形は防止され、また、保護層と基板との密着性が改
善されるため、ピンホールやクラックの発生も防止され
る。しかも、酸化タンタル薄膜は反応性スパッタにより
著しく高い成膜速度で形成することができる。このため
、本発明によれば、繰り返し記録・再生・消去に対し十
分な耐久性を有し、かつ、安価で量産性に優れた光学的
情報記録用媒体が提供される。

特に、請求項（２）〜（４）の構成により、より一層優
れた特性を有する光学的情報記録用媒体が提供される。

［実施例コ以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。

実施例１第３図に示す方法に従って、ポリカーボネート樹脂基板
上に３層構造の記録媒体を作製した。各層の厚みは、下
部酸化タンタル層１ｏｏｏＡ、記録層７００人、上部酸
化タンタル層５００〜５０００Ａとした。なお、記録層
の組成はＧ　ｅ　＋ｓＳ　ｂ　４１Ｔ　ｅ　４Ｂである
。

このときの保護層の成膜速度を第１表に示す。

また、得られた記録媒体について屈折率及び成膜後室温
で放置した場合に目視によるクラックが生じない最大の
上部保護層膜厚さを調べ、結果を第１表に示した。

なお、本実施例において、上部酸化タンタル層の膜厚を
１５０ＯＡとした層構成のディスクの動特性を以下のよ
うに評価した。まず、５　ｍ　／　ｓの線速度で回転さ
せながら、５ｍＷのＤＣ光を数回照射して結晶化させ、
初期化を行なった後、１２ｍＷ、ＩＭＨｚ、デユーティ
−５０％のパルス光にて記録を行なった。その結果、Ｃ
／Ｎ比５５ｄＢを得た。この後、５ｍＷのＤＣ光を同一
トラックに照射して消去したところ、消去比−３５ｄＢ
を得た。また、上記の記録・消去を１０４回繰り返して
も信号品質は殆ど劣化しなかった。

比較例１〜３保護層として酸化タンタルの代りに第１表に示す膜を形
成したこと以外は、実施例１と同様にして成膜速度、屈
折率及び成膜後室部で放置した場合に目視によるクラッ
クが生じない最大の上部保護層膜厚さを調べ、結果を第
１表に示した。

第１表第１表より、酸化タンタルは成膜速度も速く、クランク
も生じにくいことがわかる。また、屈折率も２．１〜２
．２と大きく干渉効果を利用する場合に有利である。更
に、成膜条件による屈折率の変動も少なく光学物性、機
械的強度及び生産性に優れていることが明らかである。

実施例２実施例１の記録媒体において、上部酸化タンタル層１５
００Ａの上に、更にＡｊ２合金反射膜を５０ＯＡの厚み
に成膜した。実施例１と全く同様に、初期化、記録、消
去を行なったところ、Ｃ／Ｎ比６０　ｄ　Ｂ、消去比−
３０ｄＢを得た。

実施例３実施例２の記録媒体において、記録層組成をＧ　ｅ　Ｉ
ＯＳ　ｂ　３２Ｔ　ｅ　ｓａとし、線速５　ｍ　／　ｓ
で回転させながら動特性評価を行なった。この組成では
、非晶質ビットの形成は不可能であったが、初期化を行
なわず、結晶化ビットを形成する追記型として、線速５
ｍ／ｓ、ＩＭＨｚ、デユーティ−５０％のパルス光にて
５ｍＷで記録を行なったところＣ／Ｎ比６０ｄＢを得た
。

比較例４実施例２の記録媒体において、基板と記録層との間の酸
化タンタル層を形成しないこと以外は同様にして記録媒
体を作製した。実施例１と同様にして、記録・消去を繰
り返したところ、１０２回以降急激にノイズが増加し、
信号品質の劣化が著しかった。これは、ポリカーボネー
ト樹脂が直接、高温となる記録層に接しているので、基
板に熱による変形が生じたためと考えられる。

［発明の効果コ以上詳述した通り、本発明の光学的情報記録用媒体によ
れば、繰り返し記録・再生・消去に対し十分な耐久性を
有し、かつ安価で量産性に優れた光学的情報記録用媒体
が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の光学的情報記録用媒体の一
実施例を示す模式的な断面図、第３図は本発明の光学的
情報記録用媒体の製造に好適なスパッタ装置のターゲッ
ト配置を示す模式的な平面図である。１・・・基板、　　　２．４・・・保護層、３・・・記
録層、　　５・・・ハードコート層、６・・・反射層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザー光の照射による非晶質−結晶間の相転移
を用いて、情報を可逆的に記録・消去できる光学的情報
記録用媒体又は情報を記録後消去不可能な追記型光学的
情報記録用媒体において、基板上に、２層の保護層及び
この保護層の間に介在する記録層の少なくとも３層構造
の記録媒体を形成してなる光学的情報記録用媒体であっ
て、該保護層が酸化タンタル薄膜からなり、かつ、該記
録層がＧｅ、Ｓｂ及びＴｅの３元素を含む合金薄膜から
なることを特徴とする光学的情報記録用媒体。
（２）上記保護層の厚さが１００〜５０００Åであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学的情
報記録用媒体。
（３）上記記録層の厚さが１００〜１０００Åであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の光学的情報記録用媒体。
（４）上記３層構造の記録媒体の基板に接する側とは反
対の面に光学的反射層を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の光
学的情報記録用媒体。