JPH10188349A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光半透過膜の経時変化が大きい。 【解決手段】 多層の記録層４，８を有し、光半透過膜
５を備えることにより、同一面から各記録層４，８の記
録信号の読み出しを行う情報記録媒体１であり、光半透
過膜５が、化学量論組成に近い膜組成を有する外層５
ａ，５ｂと、外層５ａ，５ｂ間に形成され、化学量論組
成から外れた膜組成を有する内層５ｂとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層の記録層を有
し、光半透過膜を備えることにより、同一面から各記録
層の記録信号の読み出しを行う情報記録媒体に係り、特
に光半透過膜の耐環境性能を改善した情報記録媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオやビデオ、その他
の各種情報を記録または／および再生を行う情報媒体と
して、図３に示す読み出し専用光ディスクや、図４に示
す書き換え可能光ディスクが知られている。

【０００３】図３は、読み出し専用光ディスクの断面構
造を示す概略図である。図３において、読み出し専用光
ディスク１１の光照射側面１１ａは、ポリカーボネート
等の透明基板１２によって形成され、この透明基板１２
上には、記録データの凹凸ピット１３を有する記録層１
４が形成されている。この記録層１４上には、アルミニ
ウム蒸着膜等の反射膜１５が形成され、この反射膜１５
は、紫外線硬化樹脂等の保護膜１６によって覆われて保
護されている。

【０００４】また図４は、書き換え可能光ディスクの断
面構造を示す概略図である。図４において、書き換え可
能光ディスク２１の光照射側面２１ａは、ポリカーボネ
ート等の透明基板２２によって形成され、この透明基板
２２上には、高屈折率誘電体よりなるエンハンスト層２
３および記録層２４が順次形成されている。この記録層
２４上には、高屈折率誘電体よりなる保護層２５を介し
て、アルミニウム蒸着膜等の反射膜２６が形成され、こ
の反射膜２６は、紫外線硬化樹脂等の保護膜２７によっ
て覆われて保護されている。

【０００５】このように、これらの光ディスク１１，２
１の断面構造において、記録層１４，２４は、それぞれ
単層であった。

【０００６】しかし、利用する情報量の増加に伴って、
光ディスクの単位面積当たりの記録密度を増加させるこ
とが必要となり、デジタルビデオディスク等の次世代光
ディスクにおいては、記録層を多層に形成した高密度光
ディスクの利用が考えられている。

【０００７】図５は、高密度光ディスクの断面構造を示
す概略図である。図５において、高密度光ディスク３１
は、ポリカーボネート等の透明基板３２上に記録データ
の凹凸ピット３３を有する第１の記録層３４が形成さ
れ、この第１の記録層３４上に光半透過膜３５が形成さ
れている。また、光半透過膜３５上には、紫外線硬化樹
脂等からなるスペース層３６が形成されている。そし
て、記録層を形成した透明基板上にアルミニウム反射膜
を成膜した単板を、２つの記録層３４，３８が対向する
ように、貼り合わせることにより、第１の記録層３４と
第２の記録層３８とを有する高密度光ディスク３１を製
作した。

【０００８】このような高密度光ディスク３１を実現す
るには、光半透過膜３５が極めて重要な要素となる。す
なわち、この光半透過膜３５には、２０％乃至４０％の
反射率と透過率が必要とされ、読み出しの焦点を第１の
記録層３４に合わせると第１の記録層３４から記録信号
が読み出される。このとき、第２の記録層３８には読み
出しの焦点が合っていないため、記録信号が読み出し時
に混じり合うことはない。一方、読み出しの焦点を第２
の記録層３８に合わせると、同様に第２の記録層３８の
記録信号のみが読み出される。

【０００９】この光半透過膜３５に要求される性能とし
ては、入射光を有効に利用するために吸収損失が小さい
こと、第１の記録層３４と第２の記録層３８の間の戻り
光量を等しくするために反射率や透過率が調整できるこ
と、スペース層３６との密着性が良いこと、耐環境性に
優れていることなどがある。

【００１０】このような光半透過膜３５は、例えばスパ
ッタリングや真空蒸着等の成膜方法によって、所定の屈
折率と所定の膜厚を有する珪素化合物膜を成膜すること
により得られ、珪素化合物を光半透過膜３５とした場合
の機能は次のように説明することができる。

【００１１】図６において、光半透過膜３５は、ポリカ
ーボネート等により形成された透明基板３２と、紫外線
硬化樹脂等により形成されたスペース層３６との間に介
設されている。例えば、透明基板３２側から入射した光
は、光半透過膜３５内で多重反射を起こし、干渉する。
したがって、図７に示すように、光半透過膜３５を通過
する光量と反射する光量は、この光半透過膜３５の膜厚
と屈折率によって変化する。すなわち、屈折率と膜厚を
変化させることで、反射率と透過率を任意に選択するこ
とができる。

【００１２】また、図８は、酸素量を一定（３％）と
し、窒素量を変化させたときの光半透過膜の屈折率変
化、および窒素量を一定（６％）とし、酸素量を変化さ
せたときの光半透過膜の屈折率変化を示す説明図であ
る。図８によれば、酸素と窒素の総量が増加するにした
がって、屈折率が小さくなっていくことが判る。

【００１３】このときの屈折率と膜厚の最適値は、次の
ようにして決められる。屈折率は、透明基板３２側から
みて第１の記録層３４と第２の記録層３８からの戻り光
量が等しくなるように設定する。また、膜厚は、面内に
おいて均一な戻り光量を得るために、膜厚の変化に対し
て反射率と透過率の変化が最も少ない値に設定する。さ
らに、酸素と炭素の比率は、スペース層３６との密着性
が最適になるように考慮して定められる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
ように、均質な珪素化合物で光半透過膜３５を成膜する
場合、最適な屈折率を得るためには膜組成は化学量論組
成から外れた値になる。このように化学量論組成から外
れた珪素化合物は、膜中に未結合手を多く持っているた
め、不安定で大気中の酸素等と結合し易く、経時変化が
大きいという問題があった。

【００１５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、耐環境性に優れた経時変化の少ない光
半透過膜を有する情報記録媒体を提供することを目的と
するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、多層の記録層を有し、光半透過膜を備えることに
より、同一面から各記録層の記録信号の読み出しを行う
情報記録媒体において、前記光半透過膜が、化学量論組
成に近い膜組成を有する二つの外層と、これら外層間に
形成され、化学量論組成から外れた膜組成を有する内層
とからなる情報記録媒体により、達成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な形態であるから、技
術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の
範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の
記載がない限り、これらの態様に限られるものではな
い。

【００１８】図１は、本発明に係る情報記録媒体の断面
構造の一実施形態を示す概略図である。図１において、
情報記録媒体１は、例えば円板状の光ディスクとして構
成され、その光照射側には、例えばポリカーボネートや
ポリメチルメタクリレート等からなる透明基板２が設け
られている。この透明基板２は、例えば金型内にポリカ
ーボネートやポリメチルメタクリレート等を射出成形す
ることにより円板状に形成され、その上面にはスタンパ
により記録データの凹凸ピット３を有する第１の記録層
４が形成されている。

【００１９】第１の記録層４上には、酸素を含む混合ガ
ス雰囲気下でスパッタリングや真空蒸着を行うことによ
り、化合物膜として光半透明膜５が成膜されている。こ
の光半透明膜５は、図２に示すように、化学量論組成に
近い膜組成を有する二つの外層５ａ，５ｃと、これら外
層５ａ，５ｃ間に形成され、化学量論組成から外れた膜
組成を有する内層５ｂとからなっている。具体的には、
第１の記録層４上には、外層５ａを構成する中心元素が
化学的に安定な化合物薄膜が成膜され、この化合物薄膜
は低屈折率を有している。また、外層５ａ上には、内層
５ｂとして中心元素膜が成膜され、この中心元素膜は高
屈折率を有している。さらに、内層５ｂ上には、外層５
ｃとして外層５ａと同種の化学的に安定な化合物薄膜が
成膜され、この化合物薄膜は低屈折率を有している。

【００２０】ここで、内層５ｂを構成する中心元素とし
ては、珪素や珪素が化学量論組成から外れた状態である
化合物などが挙げられる。また、外層５ａ，５ｃを構成
する安定な化合物としては、化学量論組成の珪素の酸化
物や窒化物などを利用することができる。ただし、外層
５ａ，５ｃと内層５ｂとの屈折率差があまり大きいと膜
間に多重反射の影響が生じるので、屈折率差を最適化す
る必要がある。また、外層５ａ，５ｃと内層５ｂとを合
成した光半透過膜５の平均屈折率が所定の値になるよう
に、各層５ａ，５ｂ，５ｃの膜厚を定める必要があり、
屈折率ｎ＝２．８から３．２が好ましい。

【００２１】光半透明膜５上には、紫外線硬化樹脂や光
硬化樹脂等よりなる透明なスペース層６が形成されてい
る。そして、記録層を形成した透明基板上にアルミニウ
ム反射膜を成膜した単板を、２つの記録層４，８が対向
するように、貼り合わせることにより、第１の記録層４
と第２の記録層８とを有する情報記録媒体１を製作し
た。

【００２２】このように本実施形態の情報記録媒体１
は、第１の記録層４と第２の記録層８を有しており、第
１の記録層４上に光半透過膜５を備えることにより、透
明基板２側から各記録層４，８の記録信号の読み出しを
行うものである。そして、その光半透過膜５は、化学量
論組成に近い膜組成を有する外層５ａ，５ｃと、化学量
論組成から外れた膜組成を有する内層５ｂとからなり、
例えばスパッタリングや真空蒸着等の成膜方法によっ
て、所定の屈折率と所定の膜厚に成膜されるものであ
る。

【００２３】なお、本実施形態では、二層の記録層を有
する情報記録媒体１を構成したが、これに限るものでは
なく、三層以上の記録層を有する情報記録媒体として構
成してもよい。

【００２４】

【実施例】

実施例１ 実施例１の情報記録媒体は、図１に示した情報記録媒体
と同様の断面構造を有しており、同一の符号は同一部材
を示している。透明基板２の材質には、ポリカーボネー
トを採用する。まず、金型内にポリカーボネートを射出
成形して、スタンパにより凹凸ピット３を有する第１の
記録層４の形成された透明基板２を作製した。

【００２５】次に、この透明基板２をスパッタリング装
置のチャンバー内に導入して陽極に設置すると共に、陰
極に珪素ターゲットを設置した。この珪素ターゲット
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００２６】そして、チャンバー内を十分に排気した
後、チャンバーのガス入口から、まず１５ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに５ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、透明
基板２の第１の記録層４上に光半透過膜５の外層５ａを
成膜した。外層５ａの成膜は、３ｎｍ／秒の成膜速度で
４秒間行い、化学量論組成の酸化珪素膜を１２ｎｍの厚
さで成膜した。

【００２７】続けて、チャンバー内に１５ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに２ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、外層
５ａ上に光半透過膜５の内層５ｂを成膜した。内層５ｂ
の成膜は、６ｎｍ／秒の成膜速度で４秒間行い、化学量
論組成から外れた酸化珪素膜を２４ｎｍの厚さで成膜し
た。

【００２８】さらに、チャンバー内に１５ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに５ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、内層
５ｂ上に光半透過膜５の外層５ｃを成膜した。外層５ｃ
の成膜は、３ｎｍ／秒の成膜速度で４秒間行い、化学量
論組成の酸化珪素膜を１２ｎｍの厚さで成膜した。

【００２９】これら外層５ａ，５ｃと内層５ｂとからな
る光半透過膜５の合計膜厚は４８ｎｍであり、その合成
屈折率ｎ＝２．９５を有していた。この光半透過膜５上
に紫外線硬化樹脂よりなるスペース層６を４７ミクロン
の厚さで形成した。そして、記録層を形成した透明基板
上にアルミニウム反射膜を成膜した単板を、２つの記録
層４，８が対向するように、貼り合わせることにより、
第１の記録層４と第２の記録層８とを有する光ディスク
１を製作した。

【００３０】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が２
９％であり、第２の記録層８の反射率が３２％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。さらに、この光ディスク１を摂氏８０度の温度
で８５％の湿度の環境下に１０００時間放置したが、そ
の特性は変化しなかった。

【００３１】実施例２ 実施例２の情報記録媒体は、図１に示した情報記録媒体
と同様の断面構造を有しており、同一の符号は同一部材
を示している。透明基板２の材質には、ポリカーボネー
トを採用する。まず、金型内にポリメチルメタクリレー
トを射出成形して、スタンパにより凹凸ピット３を有す
る第１の記録層４の形成された透明基板２を作製した。

【００３２】次に、この透明基板２をスパッタリング装
置のチャンバー内に導入して陽極に設置すると共に、陰
極に珪素ターゲットを設置した。この珪素ターゲット
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００３３】そして、チャンバー内を十分に排気した
後、チャンバーのガス入口から、まず１７ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに７ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、透明
基板２の第１の記録層４上に光半透過膜５の外層５ａを
成膜した。外層５ａの成膜は、４ｎｍ／秒の成膜速度で
４秒間行い、化学量論組成の酸化珪素膜を１６ｎｍの厚
さで成膜した。

【００３４】続けて、チャンバー内に１７ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに２ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、外層
５ａ上に光半透過膜５の内層５ｂを成膜した。内層５ｂ
の成膜は、７ｎｍ／秒の成膜速度で４秒間行い、化学量
論組成から外れた酸化珪素膜を２８ｎｍの厚さで成膜し
た。

【００３５】さらに、チャンバー内に１７ｓｃｃｍのア
ルゴンガスに７ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガス
を導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッタを行って、内層
５ｂ上に光半透過膜５の外層５ｃを成膜した。外層５ｃ
の成膜は、４ｎｍ／秒の成膜速度で４秒間行い、化学量
論組成の酸化珪素膜を１６ｎｍの厚さで成膜した。

【００３６】これら外層５ａ，５ｃと内層５ｂとからな
る光半透過膜５の合計膜厚は６０ｎｍであり、その合成
屈折率ｎ＝３．０５を有していた。この光半透過膜５上
に紫外線硬化樹脂よりなるスペース層６を４７ミクロン
の厚さで形成した。そして、記録層を形成した透明基板
上にアルミニウム反射膜を成膜した単板を、２つの記録
層４，８が対向するように、貼り合わせることにより、
第１の記録層４と第２の記録層８とを有する光ディスク
１を製作した。

【００３７】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が３
３％であり、第２の記録層８の反射率が２８％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。さらに、この光ディスク１を摂氏８０度の温度
で８５％の湿度の環境下に１０００時間放置したが、そ
の特性は変化しなかった。

【００３８】以上述べたように、本発明の実施の形態及
び実施例によれば、化学量論組成に近い膜組成を有する
外層５ａ，５ｃと、化学量論組成から外れた膜組成を有
する内層５ｂとからなる光半透過膜５を構成し、その合
成屈折率と合成膜厚を最適値に選択することにより、所
定の反射率と透過率を有する光半透過膜５を得ることが
でき、大容量の光ディスク１に必要とされる多層の記録
層を実現することができた。

【００３９】この情報記録媒体１は、耐環境性に優れた
経時変化の少ない光半透過膜５を有しているので、光の
吸収損失が少ないという優れた性能を示すものである。

【００４０】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、耐環境性に
優れた経時変化の少ない光半透過膜を有する情報記録媒
体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る情報記録媒体の一実施形態の断面
構造を示す概略図である。

【図２】本実施形態における光半透過膜の断面構造を示
す概略図である。

【図３】従来の読み出し専用光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図４】従来の書き換え可能光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図５】従来の高密度光ディスクの断面構造を示す概略
図である。

【図６】珪素化合物を光半透過膜とした場合の機能を説
明するための概念図である。

【図７】膜厚と反射率と屈折率との関係を示す説明図で
ある。

【図８】酸素，窒素含有量と屈折率との関係を示す説明
図である。

【図９】従来の高密度光ディスクにおける均質な光半透
過膜の断面構造を示す概略図である。

【符号の説明】

１・・・情報記録媒体、２・・・透明基板、３・・・凹
凸ピット、４・・・第１の記録層、５・・・光半透明
膜、６・・・スペース層、７・・・凹凸ピット、８・・
・第２の記録層、９・・・全反射膜、１０・・・保護膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層の記録層を有し、光半透過膜を備え
   ることにより、同一面から各記録層の記録信号の読み出
   しを行う情報記録媒体において、 前記光半透過膜が、化学量論組成に近い膜組成を有する
   二つの外層と、これら外層間に形成され、化学量論組成
   から外れた膜組成を有する内層とからなることを特徴と
   する情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記二つの外層と内層との合成層の屈折
   率が、２．８乃至３．２であることを特徴とする請求項
   １に記載の情報記録媒体。