JPS6144695A - 光学的情報記録媒体及びその製造方法 - 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】 本発明は、光学的情報記録媒体及びその製造方法に関す
る。

光学的情報記録媒体は、従来の磁気記録媒体よりも記録
密度が１ケタから２ケタ高いために、注目され磁気光学
的記録方式や光熱を利用した光学的記録方式などが研究
されている。

光学的記録媒体の製造方法としては、基板上にＰＶＤ方
式であるスパッタ蒸着、真空蒸着、イオンビーム蒸着な
どにより薄膜を形成する方法、ＣＶＤ方式により′Ｒ膜
を形成する方法などが研究され、現在はＰＶＤ方式によ
る製造が中心として研究され一部実用化されている。仁
のＰＶＤ方式では、真空下で薄膜を形成させることが必
要であり、そのため記録媒体の連続製造ができず、また
良好な薄膜を形成させるためには、′ｔｙＪ密に真空条
件をコントロールすることが必要であるという問題点が
ある。さらに、ＰＶＤ方式では、ａ場コントロールやイ
オンコントロールを行なっても、原料元素の蒸着膜とし
ての形成収率が非常に悪いという問題点もある。

このため、光学情報記録方式については、記録方法、再
生方法、消去方法等の原理釣機溝の研究が進んでいるに
もかかわらず、記り媒体及びその製造方法について特に
コスト面での問題が解決されていない。

本発明者は、上記した点に鑑みて種々研究を重ねた結果
、アモルファス物質が結晶物質と比較して非常に大きな
溶解度を有し、該アモルファス物質の溶液を基板上にコ
ーティングし、溶媒を除去することにより、容易にアモ
ルファス薄膜が得られることを見出した。本発明は、こ
の知見に基づくものである。

即ち、本発明は、アモルファス物質を溶媒に溶解し、こ
れを基板上に塗布した後、溶媒を揮散させることを特徴
とする光学的情報記録媒体の製造方法及び基板上にコー
ティングにより形成させられるアモルファスＹ！ｊｗＸ
よりなる光学的情報記録媒体に係る。

本発明で使用するアモルファス物質を１’Ｊるための方
法は、公知の方法でよく、目的物質の融液を高速回転ロ
ール表面上に吹き付けて超急冷することによりアモルフ
ァス化する方法が生産コスト的に有利である。アモルフ
ァス物質の製造方法の具体例としては、特願昭５５−１
５２５６２、特願昭５５−１６０１９３、特願昭５５−
１４２１９７、特願昭５８−２１１４４４、特願昭５８
−２２０９１６、特願昭５８−２１０４：Ｔ４、特願昭
５８−２１２０６１．特願昭５８−６４２７３、特願昭
５８−６７４６３、特願昭５８−６５０８３、特願昭５
８−６５００３、特願昭５８−６６６８５、特願昭５８
−６７４６２、特願昭５８−６９６４０、特願昭５８−
６９６４１　、特願昭５８−６６６８４、特願昭５８−
６５００４、特願昭５８−６８９６２、特願昭５７−１
６９２０８、特願昭５８−７９７３６、特願昭５８−７
９７３９等に記載の方法があげられる。

以下に■２０．及びＭｎ０ｍで示される金属酸化物より
なる組成物についてこの方法の一例を具体的に説明する
。まず原料としてＶ２Ｏ６とＭｎ０ｍを混合し、融点付
近の温度で仮焼して組成物（Ｖ２Ｏ５）１−Ｘ・（Ｍｎ
ｏｍ　）　Ｘを得る。次いでこの組成物をルツボに充填
し、大気中で融点よりも５０〜２００　’Ｃ高い温度で
加熱溶融し、圧縮空気により、その融液を高速（ｉＪＪ
　Ｗｉａ−ル上へ吹き付け、１０’〜１０７℃／Ｓｅｃ
の冷却速度で超急冷することにより、リボン状のアモル
ファス物質が得られる。

本発明では、アモルファス物質の原料としてマトリック
スとなる物質の他に、光学的に感度を高くするための物
質、熱的に吸収効果を貰くする物質、結晶安定相への変
換を容易にする物質、アモルファス状態を安定化する物
質、溶融状態での界面張力に影響を与える物質、光学的
に反射率の高い物質、光学的吸収率の大きい物質、光学
的透過率に変化を与える物質等を目的に応じて使用する
することができる。

本発明におけるアモルファス物質のマトリックス物質の
代表例としてはバナジウム酸化物（Ｖ２Ｏ，、ｖＯ□、
　ｖ２ｏ３．　ｖｏ　）があげられる。また添加用物質
としては一般的な金属酸化物が使用でき、例えば、ｌ族
のＬｉ、　Ｎａ、　Ｋ、　Ｃｓ　の酸化物、Ｉ族のＢｅ
、Ｍｆ。

Ｃａ、　Ｓｒ、　Ｂａ（７）酸化物、■族のＹの酸化物
、■族のＴｉ、Ｚｒの酸化物、Ｖ族（Ｄ　Ｎｂ、　Ｔａ
　の酸化物、１ｌｌａ族のＣｒ、　Ｍｏ、　Ｗの酸化物
、■ａ族のＭｎ酸化物、■族のＦｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、
　Ｒｕ、　Ｒｈ、　Ｐｄ、　Ｏｓの酸化物、ｉｂ族のＣ
ｕ、　Ａ７．　Ａｕ　の酸化物、ｌｂ族のｚｎ、　Ｃｄ
、　Ｈｊ’の酸化物、ｌｂ族の１３．　ｋｌ＊　Ｇａ、
　Ｉｎ、　ＴＩの酸化物、Ｎｂ族（Ｄ　Ｓｔ、　Ｇｅ、
　Ｓｎ、　Ｐｂ（Ｆ）酸化物、Ｔｂ族（Ｆ）　Ｐ、　Ａ
ｓ、　ｓｂ。

Ｂｉのひ化物、Ｎｂ族のＳｅ、　Ｔｅの酸化物、ランタ
ニド系ｃ７）　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｎｄ、　Ｇｄ、　Ｔｂ
、　Ｅｒの酸化物が使用できる。添加用物質の効果とし
ては、例えば、Ｂｉ、　Ｔｉ、　Ｔｅ、　Ｇｅ、　Ｃｒ
、　Ｆｅ、　ＡＩ、　Ｗ等の酸化物は、光学的に感度を
向上させること、Ｃｒ、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｆｅ。

Ｃｏ、　Ｔ　ｉ、　Ｎｌ）、　Ｎｉ、　Ｃｕ、　ＡＦ／
、　Ｔｌ、　Ｐｂ、　Ｂｉ、　Ｎｄ、　Ｖ等の酸化物は
、光学的な効果を付与すること、ｖ、ｐｂ。

Ｔｅ、　Ｂｉ、　Ｓｎ、　Ｃｃｌ、　Ｉｎ、　Ｚｎ等の
酸化物は低エネルギーで相変換を行なわすことなどがあ
げらｉる。

本発明では、マトリックス物質単独またはマトリックス
物質及び蚕加物質を目的に応じて適宜に２成分以上組み
合わせて使用することができる。

本発明では、次いで得られたアモルファス物質を粗粉砕
し、適当な溶媒中へ入れ、溶解させる。

このときのアモルファス物質の溶解度は結晶性物質と比
較して非宮に大きいため高濃度の溶液が得られる。溶媒
としては、Ｈ２Ｏ、親水性極性溶媒、アルコール類等が
使用でき、これらを１葛または２種以上混合して使用す
ればよい。その他に溶媒の蒸発コントロールのための濶
加剤として高級アルコール類、載承性高分子等が使用で
き、使用する基板材料、目的とする形成ＦＪ膜の膜厚等
に応じて適宜使用を決定する。溶媒の代表例としては、
ＣＨ，ＯＨ，Ｃ２Ｈ，ＯＨ，Ｃ３Ｈ７ＯＨ，ｎ−Ｃ４Ｈ
，ＯＨ，イソ−Ｃ４Ｈ，ＯＨ等のアルコール類、（ＣＨ
３）２Ｃｏ等のケトン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の極性溶媒
類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグ
リコール類が挙げられる。必要答ζ応じて添加する親水
性高分子としては、プリビニルアルコール、ぼりアクリ
ルアミド、ポリアクリル酸等が挙げられる。

次いで、アモルファス物質を溶解した溶液を光学的情報
記録用基板に塗布する。この基板は、通常、ガラス製、
合成樹脂製、金属製などであり、さらにこの上に光学的
に吸収率の高い薄膜または光学的反射率の高い薄膜等を
形成させたものである。

アモルファス物質溶液を塗布後、これらの基板を空気中
または真空中で５０〜３００℃で熱処理を行ない水分を
完全に除去することによりアモルファスｆｆｉ膜眉が得
られる。このようにして得られるｎ膜は均一な厚さの耐
久性に優れた薄膜である。

このアモルファス薄膜上に光学的に透過性が良く屈折率
の小さいガラスまたは合成ｅＪ　ＩＲ？板を￥！？１層
することにより光学的情報記録材料が得られる。このよ
うな記録材料の一例の断面図を第１図に示す。

図中、（１）は基板、（２）は光学的反射層または光学
的吸収層、（３）はアモルファス層、（４）は透明保護
層である。また、基板として金属テープ、合成樹脂テー
プ等を使用することにより、光学的情報テープが同様の
方法で得られる。

本発明の光学的情報記録媒体に対する記録用、再生用、
消去用光源としては、Ｈｅ−Ｎｅ、　Ｈｅ−Ｃｄ。

Ａｒ、　Ｋｒ、　ＣＯ２、Ｎ２　、　ＨＦ−ＤＦ、　Ｃ
Ｄ８０Ｈ−１３ＣＨｇＦ。

Ｃｏ、　ＫｒＦ−ＸｅＦ等のガスＬ／−ザー、ＹＡＧ、
Ｊｌ／ビーガラス等の固体レーザー、ＧａＡｌＡｓ、　
ＩｎＧａＡｓＰ。

Ｐｂ５ｎＴｅ−ＰｂＳＳｅ、　Ｃｄ５ｅＩｎＳｂ等の半
導体レーザー等が使用できさらに水銀ランプ、キセノン
ランプ、タングステンランプ等の光源も使用可能である
。

本発明記録材料の記録方式としては、マトリックス物質
と添加物質の組合わせによって、光加熱のエネルギービ
ームの照射により、記録層にビットを掘るか若しくは凹
溝を形成させる方式、またはエネルギービームにより記
録層にアモルファス相−結晶相の相転移をおこさせる方
式等が可能であり、後者の方式の場合は記録後の消去も
可能である。

本発明で得られる記録ビット形成方式に使用でｈ　る記
ｆｌ媒体（Ｄ例とし−Ｃは、Ｖ２Ｏ５，Ｖ２Ｏ３−３ｉ
ｎｇ。

Ｖ２Ｏ５−Ｇｅ０２　、　Ｖ２Ｏ５−Ｌｉ２Ｏ，Ｖ２Ｏ
５−Ｂ２０Ｂ　、　Ｖ２Ｏ６−Ｆｅ２ＯＢ等があり、相
転移方式に使用できる記録媒体トシテハ、例エバＶ２０
５−Ｍｔ、、　ｖ２０．−ＺｎＯ。

ｖ２０．−Ｃｒ２０Ｂ　、　Ｖ２Ｏ６−Ｎｉｐ、　Ｖ、
０５−Ｇｏ、Ｏ，、Ｖ！Ｏ，−Ｂｉ２０８．　Ｖ２Ｏ５
−ＴｉＯ２等カ挙げラレル。

発明の効果 本発明方法によれば、基板のｍｍを問わず、任意の厚さ
の耐久性番こ優れた光学的記録媒体を容易にかつ安価に
形成することができる。本発明記録媒体は、酸化物であ
るため熱伝導率及び膨張係数が非常に小さいので低いエ
ネルギーのレーザー等により情報の書き込みを行なうこ
とにより、シャープなビットまたはシャープな相境界を
形成することができる。更に、単一面積当りの記録容量
は、現在市販されているＰＶＤ方式のものと比較して１
２０〜２００％程度多くなり、そのＳ／Ｎ比も太き（な
る。

また、本発明のコーテイング膜の電気伝導度は、０．１
〜１．０（Ω・ｃｍ）　　　と非常に良好な値を示し、
ディスク自体の帯電をも防止する効果が備わっており、
耐久性及びノイズの低減に効果がある。

次に実施例を示して本発明を更に詳しく説明する。

実施例１〜１６ ｖ２Ｏ，（純度９９．９％）をマトリックスとして２成
分系組成にて、高速回転ロール超急冷法により、アそル
ファス薄帯材料を得た。組成及び製造条件を第１表に示
す。

得られたアモルファス材料を粒径３０〜４０μｍ厚さ５
〜１０μｍに粉砕し、純水Ｉ　Ｑ　ＣＣ中に３００ｍｆ
　を添加し３０分間揺動後、室温にて３日間静置して溶
解した。

この溶液から未溶解のアモルファス物質を口過分離し、
口演を光学的情報記録材料基板へ塗布した。これを５０
°Ｃで３０分間乾燥した後、５０〜３００°Ｃの温度で
大気中または２Ｘ１０　　　）−ル程度の真空中で吸着
水を完全に除去し、記録媒体層を基板上に設けた。

この基板上に形成された記録媒体層は、Ｘ線回折により
構造を解析した結果アモルファス構造であることがわか
った。また走査型を子顕微鏡により、その膜厚及び形成
状態を観察した結果１〜５μｍの早さで平滑な表面状態
であった。Ｘ線回折図の例を箇２図に示す。これらの材
料について、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を使用した光書送装
置によってその記録性を測定した。記録媒体層形成条件
及びレーザー記録性試験結果を第１表に示す。またレー
ザー出力値の変化による記録パターン幅の変化を測定し
た結果を第２表に示す。また書込みを行なった記録媒体
についての表面状態の顕微鏡写真を参考図Ｉ〜Ｙに示す
。参考図面■は（ｖ２０δ）Ｑ７ｊ（Ｌｉ２０）ｑｓｓ
の組成のものでピット形成方式により記録したもの、参
考図面頁は（ｖ２０ｔ）ｏ、ａｏ・（Ｇｅ０２）０．５
０の組成でピット形成方式によるもの、参考図面■は（
Ｖ＋０ｓ）ｏ、ｅｙ・（ＭｆＯ）（１４Ｂの組成で相転
移方式によるもの、参考図面■は（Ｖ２Ｏ１５）０．７
０　・（Ｃｒ２０Ｂ）０．１１゜の組成で相転移方式に
よるものの電子顕微鏡写真であり、参考図面Ｙは、（Ｖ
２Ｏ５）０．６　’　（Ｇｅ０２）　ｏ、ｓの組成のも
のでパルスレーザ−により１ＫＨｚにてｓｈ込みを行な
ったピットパターンの光学顕微鏡写真である。

比較例 実施例１〜１６と同じ組成の結晶構造物質についてその
水溶液を基板へコーティングし乾燥した後表面＠察を行
なった。その結果、表面状態は平滑性がなく、気泡、ヘ
アークラック及び微細な結晶粒子が混在し、光学的情報
記録媒体として使用できる薄膜は得られなかった。

第２表 試料：　（Ｖ２Ｏ３）ｏ、ｉｏ・（Ｇｅ０２）ｏ、ｓ。

参考例１ （ＶｚＯｓ）ｘ（ＭｍＯｎ）ｔ−ｘで表わされるアモル
フ７７゜物質及び結晶質物質を粒径３０〜４０μｍ厚さ
５〜１０μｍに粉砕し、純水Ｉ　Ｑ　ｃｃ中に３００７
１９を添加し、３０分間揺動後、室温にて３日間静置し
て溶解させた。溶液中のバナジウム量を原子吸光法によ
り分析した結果を第３図に示す。グラフの横軸は、一般
式（Ｖ’ｚＯｓ　）ｘ　（ＭｍＯｎ　）　ｔ−ｘで表わ
される物質についてのＸの値であり、グラフ中の記号は
Ｍで表わされる金属元素の化学式、実線の円はアモルフ
ァス物質、破線の円は結晶質物質を示す。

また、ｘ＝０．７５の場合について、上記した方法と同
様の方法によりＶ２Ｏ６の溶解量の経時的変化の測定を
行なった結果を第４図に示す。図中の記号は上記した記
号と同じ意味である。第３図及び第４図からアモルファ
ス物質が高溶解度を有することが明らかである。

参考例２ （Ｖ２Ｏ５）ｘ　−（ＭｆＯ）　ｔ−ｘ及び（ＶＩＩ０
５）Ｘ　・（Ｚｎ０）ｔ−ｘで表わされる物質について
参考例１と同様の方法により溶解量の経時変化を測定し
た結果を第５〜８図に示す。図に於いて、０は０．５時
間経過後、Δは１時間経過後、口は３時間経過後、◇は
２４時間経過後の溶解量をそれぞれ示し、実線はアモル
ファス物質、破線は結晶質物質の溶解量を示す。

グラフの横軸はＸの値であり、縦軸はＶｇＯｓ％Ｍｇ。

またはＺｎＯの溶解量である。

また第９因は、上記した方法により溶解量を測定した（
Ｖｓ＋０６）ｘ（ＭｐＯ）ｘ　−ｘ　　の溶液について
、ｐＨ値の変化を記録したグラフである。グラフの横軸
はＸの値を示し、○は０．５時間詳過後、Δは１時間経
過後、口は３時間経過後、◇は２４時間経過後のｐＨ値
を示し、実線はアモルファス物質、破線は結晶質物質Ｏ
ｐＨ値である。第９鷺図からアモルファス物質溶液のｐ
ｌ（値は変化が少なく長時間安定であることがわかる。

参考例３ （Ｖ２Ｏ５）０．８８・（ＭｆＯ）ａｔｙのアモＪＬ／
　フ７　ス物質の水溶コロイドを用いて本発明方法によ
り形成させた簿膜の室温乾燥後のＸ線回折図及び４５０
℃３０分熱処理後のＸ線回折図を第１０図に示す。

図中（９）は室温乾燥後のＸ線回折図でありαＱは４５
０”０３０分熱処理後のＸ線回折図である。第１０図よ
り（Ｖ２Ｏ３）ａ８８　・（ＭＩＩＯ）（Ｌｉ２　ｆ７
）　７　％　ｋ　”１７７２物質による薄膜は熱処理に
より結晶化することがわかる。

また第１１図は（ＶｚＯｓ）ｏ、ｙｏ（ＣｒｚＯａ）ｗ
ｓｏのアモルファス物質により形成した１！膜について
示差熱分析及び熱重量分析を行なった結果を示す。図中
Ｏυは示差熱分析の結果、（２）は熱Ｎ量分析の結果で
ある。示差熱分析の３２６℃の発熱は結晶化による発熱
と考えられる。

第１０　ｒｊｉＡ及（１’ｆ１４１１１１４　ヨｂ　（
ＶｇＯ５）、８８・（ＭＦＯ）。、１゜のアモルファス
物質による薄膜及び（Ｖ２Ｏ５）、７ｏ・（Ｃｒ２０１
１　）　（１８ｏのアモルファス物質による薄膜は加熱
により相転移することが明らかであり、この性質を利用
してレーザービーム等による情報の書き−込みができる
ことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光学的情報記録材料の一例の断可因である。 第２図は、実施例で作製した記録媒体のｘ１ｉ１回折図
である。第３図は組成とＶ２Ｏ６溶解量との関係を示す
グラフである。第４図はＶ２Ｏ６溶解量の経時変化を示
すグラフである。第５図は（Ｖ２Ｏ５）　−（ＭｊｌＯ
）１−ｘで表わされる物質についての組成とＶｔｔＯδ
の溶解量との関係の経時変化を示すグラフであり、第６
図は（ＶｚＯｓ　）Ｘ　−（ＭｆＯ）　ｔ　−ｘの組成
とＭｙＯの溶解量との関係の経時変化を示すグラフであ
る。第７図は（Ｖｓ＋Ｏｓ　）Ｘ　・（Ｚｎ０）　１−
Ｘの組成とＶ２Ｏ５の溶解量との関係の経時変化を示す
グラフであり、第８図は（Ｖ２Ｏ５）Ｘ・（ＺｎＯ）　
ｌ−Ｘの組成とＺｎＯの溶解量との関係の経時変化を示
すグラフである。第９図は（ｖ２０ｓ）ｘ　・（ＭｆＯ
）ｔ　−ｘの組成とｐＨとの関係の経時変化を示すグラ
フである。第１０図は（Ｖ２Ｏ６）ｏ、ｓｒ　（ＭｇＯ
）ｏ、ｔ７Ｉ７）アモルファス物質のＸ線回折図である
。第１１図は（Ｖ２Ｏ５）ｏ、ｙｏ・（Ｃｒｓ＋０ｎ）
６Ｊ（１のアモルファス物質の示差熱分析結果及び熱電
ス分析結果を表すグラフである。 尚、図において、（１）は基板、（２）は光学的反射属
または光学的吸収［、（３）はアモルファスｆｌ、（４
）は透明保′ｒｌｉｗＪテアル。まり（５）　１．ｔ　
（Ｖ２０１ｉ）ｏ、ｙ６・（ＺｎＯ）ｏｘａ（６）ｌ！
　（Ｖ２０１Ｓ）ｏ、ａｙ・（ＭｇＯ）ｏ、ｓａ、　（
７）は（Ｖｌ１０５　）６．ｉｏ・（Ｌｉ２ｏ）０．６
Ｇ　、　（８）は（Ｖ２０ｊ）６．７ｇ　・（Ｃｒ２０
ｇ）ｇ４（１の組成の記録媒体のＸ線回折図である。（
９）は（Ｖ２Ｏ３）。、８８・（ＭｆＯ）ｏ、ｕのアモ
ルファス薄膜の室温乾燥後のＸ線回折図であり、αＱは
（Ｖ２Ｏ３）ｏ、ａａ　・（ＭｆＯ）ｏ、ｔｙのアモル
ファス薄膜の４５０℃、３０分熱処理後のＸ線回折図で
ある。０ｐは（ｖｌ！０５）０．７０　・（Ｃｒ２０ａ
）ＯＪＯのアモルファス薄膜の示差熱分析結果であり、
（ロ）１、ｔ　（Ｖ２Ｏ３）ｏ、ｙｏ　・（Ｃｒ２０８
）ｏ、ｇｏのアモルファス薄膜の熱ｆｆ１Ｈ分析結果で
ある。 （以　上）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファス物質を溶媒に溶解し、これを基板上
   に塗布した後、溶媒を揮散させることを特徴とする光学
   的情報記録媒体の製造方法。
2. （２）アモルファス物質が、その融液、蒸気または電価
   を帯びた蒸気を大気中、真空中または不活性ガス中で超
   急冷することにより得られるものである特許請求の範囲
   第１項記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
3. （３）アモルファス物質が、酸化バナジウムまたは酸化
   バナジウムを含む２成分以上の物質からなるものである
   特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録媒体の製造
   方法。
4. （４）溶媒がＨ＿２Ｏ及びＨ＿２Ｏと相溶性のある有機
   溶媒の少なくとも１種からなるものである特許請求の範
   囲第１項記載の光学的情報記録媒体の製造方法。
5. （５）基板上にコーティングにより形成させられるアモ
   ルファス薄膜よりなる光学的情報記録媒体。
6. （６）光学的に反射率の大きい金属薄膜または光学的吸
   収率の大きい黒体薄膜上に形成する特許請求の範囲第５
   項記載の光学的情報記録媒体。
7. （７）基板材料がガラス、金属または合成樹脂である特
   許請求の範囲第５項記載の光学的情報記録媒体。