JPS62264460A - 光デイスク - 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 本発明はレーザ光線等を用いて情報信号を高密度かつ高
速に光学的に記録再生する光ディスクに関するものであ
る。

従来の技術 レーザ光線を利用して高密度な情報の記録再生を行なう
技術は既に公知であり、現在では情報の記録再生に加え
消去・書き換え可能な、いわゆる書き換え可能型光ディ
スクの研究開発の事例が報告されつつある。この書き換
え可能型光ディスクは記録丹生・書き換えのメカニズム
の違いにより主に２種類に分けられる。すなわち、記録
薄膜からの反射率が結晶状態と非晶質状態で異なること
を利用して情報を記録再生する、いわゆる相変化型光デ
ィスクと、記録薄膜として強磁性物質を採用し、その磁
化の方向の違いにより反射光の偏光面の回転方向が変る
という磁気カー効果を利用して情報を記録再生する、い
わゆる光磁気ディスクである。

ディスク構造としては相変化型ディスク、光磁気ディス
ク共に信号記録用の案内溝を有するガラス基板上、ある
いは樹脂基板上に記録薄膜を設置した構造になっている
が、一般的には記録薄膜の上下には酸化物、窒化物等の
保護膜が形成しである。（例えば特願昭５９−１１３３
０１号、特願昭５９−１２５９１１号）この保護膜の役
割は記録薄膜が酸化等により劣化するのを防ぎ、かつ、
信号の記録時と消去時に記録薄膜が高温に達することに
よる樹脂製案内溝の熱劣化を防ぐものである。

しかし一般的に記録薄膜、特に光磁り４用記録薄膜は酸
化されやすいために保護膜だけでは不充分であり、その
ため記録薄膜中にＡＪ、Ｔｉ、Ｃｒ等の添加物を加えて
長寿命化を図ることも提案されている（例゛えば、日本
応用磁気学会誌Ｖｏｌ　、９　Ｎｏ、２１９８５、Ｐ９
３〜Ｐ９６）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、書き換え可能型光ディスクにおける記録
薄膜は、一般的に酸化されやすく、そのため保護膜が設
置しであるが、その保護効果は充分なものではなかった
。特に高湿度下における酸化による劣化は激しく、記録
信号品質の劣化や記録・消去時のレーザパワー変動等を
起こし、光デイスク実用化への大きな問題点となってい
る。

また、光磁気ディスク用記録薄膜の長寿命化を図るため
に記録薄膜中にＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等の添加物を加えるこ
とが提案されているが、これは記録薄膜の磁気特性の低
化、例えば磁気カー回転角の減少や保磁力の変動を招き
、かつ構成元素が増えることにより記録薄膜形成時にお
ける組成制御が困難となるという問題点を有している。

本発明は上記した問題点に鑑み、光ディスクの記録消去
特性や記録信号品質を低下させることなく、記録薄膜の
長寿命化を図ることができる光ディスクを提供すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明による光ディスクは前記問題点を解決するために
、両側を２膚から成る保護膜で被われた記録薄膜が基板
上に設けられ、かつ前記２層から成る保護膜のうち記録
薄膜に接する保護膜が少なくとも金属または半金属の酸
化物、窒化物、硫化物、弗化物、炭化物のいずれか一つ
を母材料とし、かつ前記母材料には金属元素が添加され
た構成となっている。

作　　用 本発明は上記した構成の２層構造にすることにより、光
ディスクの記録消去特性や記録信号品質を低下させるこ
となく記録薄膜の長寿命化が図れる。この原因としては
、記録薄膜に接する方の保護膜に添加されている金属元
素が侵入酸素により酸化される、すなわち侵入酸素を捕
獲し、さらにその上に設けられた金属元素の添加物を含
まない保護膜が、金属元素の添加物を含む保護膜が水に
より急激に劣化することを防いでいるためと考えられる
。

実施例 以下図面を参照しつつ本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明による光ディスクの基本的な構成を示す
一実施例の断面図である。

第１図において１は基板であってポリメチルメタアクリ
レート（以下ＰＭＭＡと略称する）、塩化ビニール、ポ
リカーボネート等の樹脂やガラスが用いられ、一般的に
はその表面に信号記録用の案内溝が形成しである。２は
記録薄膜であり、相変化型光ディスクの場合にはカルコ
ゲナイド化合物薄膜等が用いられ、また光磁気ディスク
の場合には強磁性薄膜が用いられる。３，４，６．６は
保護膜である。

以下、本発明の特徴であるこの保護膜についてさらに詳
しく説明する。この保護膜３，４は、保護膜中に金属元
素を添加しであるため、外部から侵入してくる酸素をそ
の添加元素が自ら酸化されることにより捕捉し、記録薄
膜の酸化を防ぐことができる。しかし、保護膜３，４は
金属元素が添加しであるために、多量の水分に接すると
自らが劣化してしまう場合がある。このだめ、保護膜３
゜４をさらに保護するために保護膜６，６を設けたもの
である。このような構成にすることにより、高湿度下で
も充分に記録薄膜を保護できる。

保護膜３，４の母材料および保護膜６，６の材料として
は金属または半金属の酸化物、窒化物。

硫化物、弗化物、炭化物が使用可能であるが、レーザ光
の透過率が大きいこと、薄膜の形成が容易であること、
耐熱耐湿性に優れていること等を考慮した場合、特にＳ
　ｉ　Ｏ、Ｓ　ｉＯ２、Ａ　ｌ　２０３．Ｎｂ２Ｏ５゜
ＺｒＯＴｉＯＭｇＯ，Ｓｉ　　Ｎ　　ＡＩＮ、ＺｎＳ、
ＭｇＦ２゜２’　　　　　２’　　　　　　　　　　３
４’ＳｉＣが適する。また保護膜３，４に添加する金属
元素としては侵入してきた酸素ど結合して酸化物を形成
するものであればよいが、保護膜のレーザ光の透過率を
あまり低下させないこと、添加元素が酸化されるときに
保護膜を破壊しないこと、記録薄膜の記録消去特性を変
化させないこと等を考慮した場合、特にＡｌ　、　Ｔ　
ｉ　、Ｍｇ　、　Ｚｎ　、Ｃｒが適する・しかし、Ａｌ
ｌ　、　Ｔ　ｉ　、Ｍｇ　、　Ｚｎ　、　Ｃｒを添加し
た場合でも、その添加量が多すぎると保護膜のレーザ光
の透過率を低下させるため、添加量としては保護膜３．
４中における金属元素の割合が２０ａｔ％以下であるこ
とが望ましい。

次に本発明をさらに具体的な実施例により説明する。本
発明による光ディスクは特に保護膜に特徴があるもので
あり、したがってその保護効果について具体的な実施例
を用いて説明する。

第２図（ａ）　、　（ｂｌ　、　（Ｃ）は本発明による
光ディスクの保護膜の保護効果検討用の試験片の断面図
である。

第２図（ａｔ　、　（ｂｌ　、　（ｃ）に示すものは、
いずれもガラス基板７上（１８問Ｘ　１８ｒｒａｎＸ　
０．２ｍｍ±）に最初に光磁気用磁性薄膜であるＴｂＦ
ｅ薄膜をスパッタリング法により約１０００人形成し、
さらにその磁性薄膜を完全に覆うように保護膜を約１０
００人形成したものであるが、第２図ｆａ）、　（ｂ）
　、　（Ｃ）に示すものの違いは、この保護膜の構造に
ある。第２図（ａ）における保護膜９は金属元素の添加
物を含まないが、第２図ｆｂ）における保護膜１０は金
属元素の添加物を含んでいる。また第２図（ｃ）は本発
明による光ディスクが有する保護膜の構造であって、保
護膜１１は金属元素の添加物を含むが、保護膜１２は金
属元素の添加物を含んでおらず、またそれぞれの膜厚は
約５００人であり全体で約１ｏＯｏ八としだ。

このとき磁性薄膜の組成は常に一定に保ち、保護膜を種
々変化させて複数の試験片を作製した後、これらを６０
℃９６％ＲＨ中に放置して磁性薄膜の劣化度合を調べた
。磁性薄膜の劣化度合は保磁力の変化の大きさにより比
較したが、本実施例で採用した磁性薄膜の組成は補償組
成よりもＦｅ＋Ｊッチ即ち、Ｆｅの成分を多く含有させ
たため、磁性薄膜が酸化されて劣化する場合、保磁力は
単調減少を示す。また保護膜の形成方法としては２元蒸
着が可能な蒸着機を用いて、一方のソースから母材料を
蒸発させ、他方のソースから必要に応じて添加金属を蒸
発させることにより形成し、それぞれのソースからの蒸
発速度を変えることにより組成制御を行なった。

実験結果を第３図〜第８図に示す。第３図〜第６図は保
護膜の材料を変えて第２図ｆａ）　、　（ｂ）　、　（
Ｃ）の構成の試料を作製した場合の保磁力の相対的な変
化の結果を示し、第７図、第８図は第２図（Ｃ）の構成
における保護膜１１中の金属元素の添加量を変えた場合
の保磁力の相対的な変化の結果を示したものである。

第３図は保護膜９，１２の材料および保護膜１０．１１
の母材料をＳｉＯとし、かつＡｌを１０ａｔ％添加した
場合の結果であり、同様にして第４図ばＳｉｎ、！：Ｔ
ｉ（添加量１５ａｔ％′）の場合、第５図はＳｉＯ２と
Ｔｉ（添加量１ｏ　ａｔ％）の場合である。

また第６図は保護膜９，１２０材料としてＳ　１０２　
。

保護膜１０．１１の母材料としてＺｎＳを使用しＣｒを
１０ａｔ％添加した場合である。

ＳｉＯとＡ／（添加量１０ａｔ％）の場合（第３図）は
第２図に示す（ａ）　、　（ｂＪ　、　（Ｃ１の順で記
録薄膜の保―効果が大きいことを示しており、本発明に
よる保護膜構造が優れていることがわかる。Ｓ　１０２
とＴｉ（添加量１０ａｔ％）の場合（第５図）でも同様
の結果となった。

まだ、ＳｉＯとＴｉ（添加量１５ａｔ％）の場合（第４
図）では記録薄膜の保護効果は第２図ａの（ｂ）。

（ａ）　、　（Ｃ１の順となった。保護膜全体にＴｉを
添加した第２図（ｂｌに示す構成が保護効果が悪い原因
としては、Ｔｉの添加量が多すぎたために、保護膜自身
が劣化してクラック等を発生したためである。

しかしこの場合でも本発明による保護膜構造が最も優れ
ている。また保護膜９，１２の材料としてＳ　ＩＯ２、
保護膜１０．１１の母材料としてＺｎＳを使用しＣｒを
１０ａｔ％添加した場合（第６図）も同様の結果となっ
た。

以上第３図〜第６図より明らかなように、保護膜の材質
が異っても本発明による構成が最も優れていることがわ
かる。

次に保護膜１１への金属元素の添加量について検討した
。第７図は医護膜１２の材料および保護膜１１の母材料
としてＳｉＯを用いて保護膜１１、中へのＡｌの添加量
を変化させた場合の保磁力の相対的な変化の結果示した
ものである。これからＡｌを３０ａｔ％添加しても高湿
度下で保護膜から劣化することはなく、良好な保護効果
が認められる。しかし、ＳｉＯにＡｌを３０ａｔ％も添
加すると５００人の薄膜でも充分に着色し、レーザ光の
透過率が急激に低下するため光デイスク用の保護膜とし
ては不適となっ−だ。従って保護膜１１へのＡｌの添加
量は２０ａｔ％以下がよいことがわがっ　−た。

また保護膜１２の材料としてＳ　１０２　、　　保護膜
１１の母材料としてＺｎＳを使用し、保護膜１１中への
Ｃｒの添加量を変化させた場合の保磁力の相対的な変化
の結果を第８図に示す。この場合も第７図とほぼ同様の
結果となシ良好な保護効果を示したが、ＺｎＳ中へのＯ
ｒの添加量が３０ａｔ係の場合にはレーザ光の透過率が
低がり光デイスク用の保護膜としては不適となった。従
ってこの場合も保賎膜１１へのＣｒの添加量は２０　ａ
　ｔ％以下がよいことがわかった。

以上より保護膜１１への金属元素の添加量は２０ａｔ％
以下が好ましい。

なお、本実施例では保護膜の形成は蒸着により行なった
がスパッタリング等によっても形成可能である。特にス
パッタリングにより保護膜中に金属元素を添加する方法
としては、ターゲットとして保護膜の母材料中に金属粒
子等を添加したものや、あるいは母材料のターゲット上
に金属片を設置した覆合ターゲットを用いてもよいし、
さらには酸化物ターゲットを用いてスパッタリングした
ときにしばしば起こる還元作用（例えばフォルステライ
Ｆ　：　２ＭｑＯ−Ｓ　ｉ０２をスパッタリングすると
形成さ７″したＮ膜にはＭｇＯが還元され、金属状態の
ｚＶＬ　ｇが多く含まれることがある。）を利用しても
よい。

また第２図の実施例では基板にガラスを用いているが、
Ｐ　Ｍ　ｈｖｒ　Ａ　、塩化ビニル、ポリカーボネート
等のｗ脂でも同様の効果が得られることはいうまでもな
ｌハ。

発明の詳細 な説明したように本発明による光ディスクは、基板上に
両側を２層から成る保護膜で被われた記録薄膜を設置し
た光ディスクであって、かつ前記２層から成る保護膜の
うち記録薄膜に接する保護膜が少なくとも金属または半
金属の酸化物、窒化物、硫化物、弗化物、炭化物のいず
れか一つを母材料として金属元素が添加されていること
により、ｉ′を湿性、ｌｉｔ順化性に優れた長寿命を有
する光ディスクを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスクの一実施例の断面図、
第２図ｆａｔ　、　ｆｂ）　、　（Ｃ１は本発明の光デ
ィスクの保護効果を検討するための試験片の断面図、第
３図〜第８図は本発明の光ディスクの保護膜の効果の検
討結果を示すグラフである。 １・・・・・・基板、２，８・・・・・・記録薄膜、３
　、４　、５゜６．９，１０，１１．１２・・・・・・
保護膜、７・・・・・ガラス基板。 代理人の氏名　弁理士　中　里　敏　男　ほか１名３・
鴫６′−−−イ１ミｉｔノＬ−１；７−−−／Ｉ’フス
μ ｍ；’Ｏ’Ｃ９Ｓ７ａ　ＲＨｐ　カｅ、ｌ　Ｎ”ｒｓｌ
　（ｋｌ第　４　図 ＥＯ”ｃ　９．、ｒ％　ＲＨｖＵＲｌ　ｖＲ７５＜ｓｒ
＋第　５　図 第　６　図 ＣＤ’ｃ、９Ｓ”ｒ’ｌＲＩｍｔ＋　＃！　ｉｔ’ｓ’
！　　（ＨＰ）第　７　図 第　８　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）両側を少なくとも２層から成る保護膜で被われた
   記録薄膜が基板上に設けられ、かつ前記少なくとも２層
   から成る保護膜のうち記録薄膜に接する保護膜が少なく
   とも金属または半金属の酸化物、窒化物、硫化物、弗化
   物、炭化物のいずれか一つを母材料とし、かつ前記母材
   料には金属元素が添加されていることを特徴とする光デ
   ィスク。
2. （２）２層からなる保護膜のうち記録薄膜に接しない保
   護膜が少なくとも金属または半金属の酸化物、窒化物、
   硫化物、弗化物、炭化物のいずれか一つから成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ディスク。
3. （３）金属または半金属の酸化物、窒化物、硫化物、弗
   化物、炭化物がＳｉＯ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、
   Ｎｂ＿２Ｏ＿５ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿２、ＭｇＯ、Ｓｉ
   ＿３Ｎ＿４、ＡｌＮ、ＺｎＳ、ＭｇＦ＿２、ＳｉＣであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の光ディスク。
4. （４）添加物の金属元素が少なくともＡｌ、Ｔｉ、Ｍｇ
   、Ｚｎ、Ｃｒのいずれか一つであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光ディスク。
5. （５）添加された金属元素の割合が記録薄膜に接する保
   護膜中において２０ａｔ％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の光ディスク。