JPS63299988A - 光記録媒体及びその製造法 - Google Patents

光記録媒体及びその製造法

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JPS63299988A
JPS63299988A JP62135560A JP13556087A JPS63299988A JP S63299988 A JPS63299988 A JP S63299988A JP 62135560 A JP62135560 A JP 62135560A JP 13556087 A JP13556087 A JP 13556087A JP S63299988 A JPS63299988 A JP S63299988A
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thin film
optical recording
transparent resin
resin substrate
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JP62135560A
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Minoru Ikeda
稔 池田
Hideki Kobayashi
秀樹 小林
Koichi Saito
晃一 斉藤
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Kuraray Co Ltd
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KURARAY PURAZUMON DATA SYST KK
Kuraray Co Ltd
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

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〉 本発明はレーザ光によって情報の記録及び再生を行なう
光記録媒体に関する。
〈従来の技術〉 レーザ光によって情報の記録、再収を行なう光記録媒体
は、半導体レーザ、記録材料、成膜技術などの基本技術
の向上と、大容量記録が可能であるという特徴により、
最近急速に実用化の道が開かれてきた。レーザ光によっ
て記録を行うためには、レーザ光を照射した部分に何ら
かの状態変化か必要であり、これによって光学的変化を
したらすことが必要である。すでにバブル(空隙)形成
方式、ビット形成(穴あけ)方式、非結晶−結晶質転移
方式等が提案されている。
記録を行うために必要なレーザパワーはレーザ光源のコ
スト低減と耐久性向上のために低い方が好ましい。
この目的のためにすでに多くの技術が開示されている。
例えば、吸収層や断熱層を設けたり、特別な合金薄膜を
用いた例が特開昭57−159692号公報、特開昭5
7−186243号公報、特開昭57−189356号
公報、特開昭58−158054号公報、特開昭58−
224446号公報、特開昭511128035号公報
に開示されている。しかしながら、いずれの場合も膜構
造は多層になり複雑となる。
さらに、斜め蒸着法により、金属薄膜の空隙率を増すこ
とによって、断熱性を付与しようとする特開昭58−7
4392号公報、特開昭58−118292号公報等を
例示することができる。しかし、これらも薄膜の製造方
法が複雑であるという問題点がある。
一方、表面に微細な凹凸構造を有するプラスチック基板
上に金属薄膜を設けた光記録媒体は、表面が平坦なプラ
スチック基板上に金属薄膜を設けた記録媒体に比較して
、記録用レーザを効率よく吸収するため低いパワーで記
録することが可能であり、構造を単純化できる特徴を有
し、例えば特開昭59−135643号にその技術が開
示されている。
しかし、レーザ光への負担転減、あるいは多機能ドライ
ブ、レーザカード等の開発に伴って、より高感度な光記
録媒体への要求が強まってきた。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、上述した問題点を解決することを技術
的課題として、微細な凹凸構造を有する空隙形成型記録
媒体において、高感度な光記録媒体を、単純な構造、簡
単な製造方法により提供せんとするものである。
く問題点を解決するための手段〉 本発明は表面に微細な凹凸構造を有する透明樹脂基板の
上に酸素ガス及び/又は窒素ガスの+7−n:下で真空
蒸着するか、スパッタリング、イオンブレーティングに
より白金薄膜を形成することにより、pt薄膜中に白金
(Pt)100原子に対して10〜80原子の範囲で酸
素及び/又は窒素を含任させることにより、高感度な光
記録媒体を得るものである。
本発明の記録媒体の基本構造は、表面に微細な凹凸構造
を有する透明樹脂基板トに、金属薄膜を設けた構造であ
る。該基本構造は、例えば米国特許第4.616,23
7号明細書又は特開昭59−135643号公報に開示
されろ方法により得られる。
用いられる透明虜指としては、1尼録用レーザ光によ−
)で照射された金属薄膜層の基板部分が熱分解や熱変形
を生起する性質を有する透明なものであれば、何でも使
用できる。それらは、例えばポリエステル樹脂、ポリオ
レフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂
又はポリメタクリル樹脂等の透明性に浸れた樹脂材料を
例示することができる。
用いるレーザは特に限定するものではないが、ドライブ
装置をコンパクトにするためには半導体レーザが好まし
く、波長が750〜850nm領域のものが使われる。
この場合記録用パワーとしては一般に1〜jOmW程度
の範囲で用いられる。
透明樹脂基板表面の微細な凹凸は、例えばカレンダリン
グ法、射出成形法、射出圧縮成形法、圧縮成形法、ホト
ポリマー法(2P法)等の成形方法により基板が成形さ
れるときに微細な凹凸構造を有する成形用金型を用いる
ことにより容易に得られる。
この微細な凹凸構造は、所定の波長領域のレーザ光を強
く吸収して、該レーザ光による書き込みを容易にする性
質を有する。該構造は一般に平均表面レベルに対して横
方向に測定した規[目的な周期が記録用レーザ光の波長
以下であり、その深さfI O,01〜1μmであり、
0.05〜1μmであることが好ましい。横方向の周期
がレーザ光の波長を超えたり、その深さが0.01μm
より小さいときは、表面が平坦な透明樹脂基板と同程度
の記録用パワーを要し、表面を凹凸構造にする効果が発
現しにくい。一方、深さが1μmより大きくなると、記
録用レーザ光を効率よく吸収する点では好ましいが、上
述した成形方法により再現性よく、しかも短時間で成形
することが困難となる。
本発明で金属薄膜として用いられる金属は、主として白
金(P t)である。白金は耐蝕性に優れ、しかもバブ
ル形成するときの機械的強度、伸度などの物性のバラン
スがよくとれており、バブルの機械的安定性においても
優れた特徴を有している。本発明で用いられる白金とし
ては、上記の性質を損しない範囲で他の金属との合金で
あっても良い。
金属薄膜の厚さは、一般に5〜200nmであることが
好ましい。この範囲を越え、薄すぎると膜強度が十分で
なく、記録時に亀裂が発生する。又、厚ずぎると高い記
録パワーを要し、表面を凹凸構造にする特徴が損なわれ
る。
本発明で白金薄膜中には白金(P t)ffiを100
原子としたとき、lO〜80原子の範囲の酸素及び/又
は窒素が含まれることが必要である。酸素及び/又は窒
素の量が少ないと十分な効果が得られない。一方、酸素
及び/又は窒素の量が多くなると、薄膜中の反射率、透
過率といった光学的な特性が大きく変化し、記録又は再
生のために好ましくない。より好ましい酸素及び/又は
窒素の白金薄膜中の含有量は白金100原子に対して2
0〜60である。
本発明の光記録媒体は白金を酸素ガス及び/又は窒素ガ
スの存在下で薄膜形成させることにより得られる。その
際の製法は真空蒸着による薄膜形成法又はプラズマ中で
のスパッタリング法、イオンブレーティング法などの薄
膜形成法が例示される。
真空蒸着の場合は、最初真空槽内を約1xto−’丁o
rr以上の高真空になるまで排気したあと、酸素ガス及
び/又は窒素ガスを導入して真空度を5×10−5〜I
 X IQ ’−3Torr程度として白金を蒸着する
ことによって得られる。
一方、プラズマ中での成膜の場合は、一度真空槽内を真
空蒸着の場合と同様に約I X I O−5Torr以
上の高真空になるまで排気したあと、酸素とアルゴンの
混合ガス、または窒素ガスを導入して、真空度を5X 
10 ” 〜1 x 10−3Torr程度の範囲とし
、直流電圧を印加してプラズマを発生させて白金薄1良
を形成することによって得られる。
基板側からレーザ光を入射した時の記録前の反射率が5
〜60%の範囲にあるように設定されるのがよい。この
範囲を超え、低すぎると記録、再生時にトラッキングが
十分行えず、安定した記録、再収が困難となる。また、
高すぎると記録用レーザ光を十分に吸収することができ
ず、全く記録できないか、記録に高パワーを要ずろので
好ましくない。
さらに、空隙形成型記録媒体の場合、高感度化を促進す
るためには極力膜厚を薄くすればよいということが従来
から知られていた。ところが、ある範囲を越えて薄すぎ
ると、レーザ照射時に不規則な穴があいたり、生成した
空隙が経時的につぶれるという現象が見られ、CNHに
悪影響を及ぼしていた。しかるに、本発明の様な製造方
法による薄膜は、膜硬度が著しく大きくなり、記録部の
空隙強度を保持したままで、膜厚をより薄くすることが
可能である。
本発明における効果の発現機構は必ずしも明確ではない
が、つぎのように推定できる。本発明者らの研究によれ
ば本発明の上記の酸素及び/又は窒素を含む白金薄膜は
通常の真空蒸着による膜に比較して小さい結晶サイズを
有していることが電子顕微鏡の観察により確認されてい
る。酸素ガス及び/又は窒素ガス中で蒸発、スパッタリ
ングあるいはイオンブレーティングされた金属粒子は表
面が酸化あるいは窒化されるか、酸素ガス又は窒素ガス
を吸着するためある程度以上になると結晶成長が阻止さ
れると考えられる。粒子サイズが小さいことが、薄膜の
レーザ光の吸収効率を高めたり、熱伝導率を低下させ、
記録レーザ光のパワーを局所的に吸収させるという作用
を有するため、結果として低いパワーであっても空隙(
バブル)が形成され、高いCNRを得ることができるこ
とに起因するだろう。また、同様に小さな結晶サイズは
、基板と密着性を増大させるだろう。更に、本発明の薄
膜はバブルを形成する際の薄膜の強度、伸度のバランス
がうまく調和していることら別の理由として考えられる
以上により製造された光記録媒体は、レーザ光を照射す
ることにより、表面の微細な凹凸構造によりレーザ光を
強く吸収し、透明樹脂基板の局部分解によるガス発生を
生起し、金属薄膜の永久変形として認められる空隙を形
成することにより、永久的記録を行うことができる。
本発明の記録媒体は、任意の保護層により保護すること
もできる。また記録媒体の形状は円形、方形等であって
も良く、ディスク状、カード状等であってもよい。
〈実施例〉 以下に実施例をもって本発明をより詳しく説明する。
実施例1 平均表面レベルに対して、横方向に測定した規則的な周
期がOJμm1その深さが0.1μmの凹凸を有する厚
さ1 、2mm、内径15111111%外径1301
のポリカーボネート製透明樹脂基板を射出成形により成
形した。次いで、マグネトロンスパッタリング装置を用
い、到達真空度1゜OX 10−@Torrまで真空排
気後、純度99.99%、直径5インチのPtターゲッ
トを用い、第1表に示す所定の割合で混合した酸素ガス
とアルゴンガスを導入して真空度を5.OXl 0−”
Torrとし、100Wの直流電圧を印加してプラズマ
を発生させ、上記ポリカーボネート基板上に厚さ12n
mの白金薄膜を形成し、光記録媒体を得た。
この光記録媒体において、基板側からレーザ光を入射し
た場合の反射率は10〜20%であり、波長830nm
において、記録再生のためのフォーカシング及びトラッ
キングは充分行うことができた。記録用レーザパワーを
1〜10mWまで遂次変えながら記録を行いCNRを測
定した。記録媒体の感変の目安として、それぞれの記録
媒体においてCN Rが45dBを越えたときの記録レ
ーザーパワー(PW)を求め、結果を併せて第1表に示
した。
第1表 第1表より明らかなように、酸素ガスを導入することに
より、小さな記録レーザパワーでCN Rが45dBに
達し、高感度な光記録媒体を得ることができることが確
認できた。なお、酸素の量が多くなると、薄膜中の反射
率、透過率といった光学的な特性が変化し、記録又は再
生のために好ましくない傾向があることも認められた。
実施例2 実施例1において酸素ガスとアルゴンガスのかわりに、
窒素ガスを導入し、スパッタリング法により白金薄膜を
形成し、同様にしてPiを求めたところ、4.5mWと
なり、高感度化が確認された。
〈発明の効果〉 本発明によれば、表面に微細な凹凸構造を有する透明樹
脂基板上に簡単な方法により白金薄膜層を設けることに
より、高感度で単純な構造の光学記録媒体を得ることが
できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)表面に微細な凹凸構造を有する透明樹脂基板の上に
    金属薄膜を積層してなり、所定の波長領域のレーザ光を
    吸収して該レーザ光により空隙を形成することによって
    データが書き込まれることのできる光記録媒体において
    、上記金属薄膜が白金よりなり、薄膜中に白金(Pt)
    100原子に対して10〜80原子の範囲で酸素及び/
    又は窒素を含むことを特徴とする光記録媒体。 2)該透明樹脂基板が、平均表面レベルに対して横方向
    に測定した規則的な周期が記録用レーザの波長以下であ
    りその深さが0.01〜1μmであるような規則的な凹
    凸構造を有する特許請求の範囲第1項記載の光記録媒体
    。 3)透明樹脂基板側からレーザ光を照射したときの記録
    前の反射率が5〜60%の範囲にある特許請求の範囲第
    1項記載の光記録媒体。 4)透明樹脂基板表面の微細な凹凸がカレンダリング法
    、射出成形法、射出圧縮成形法、圧縮成形法、ホトポリ
    マー法(2P法)などのプラスチック複製法による特許
    請求の範囲第1項記載の光記録媒体5)金属層が保護層
    により保護されている特許請求の範囲第1項記載の光記
    録媒体。 6)透明樹脂材料が熱可塑性樹脂である特許請求の範囲
    第1項記載の光記録媒体。 7)熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂、ポリオレフィン
    樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリ
    メタクリル樹脂である特許請求の範囲第6項記載の光記
    録媒体。 8)表面に微細な凹凸構造を有する透明樹脂基板の上に
    酸素ガス及び/又は窒素ガスの存在下で白金の薄膜を形
    成することを特徴とする、所定の波長領域のレーザ光を
    吸収して該レーザ光により空隙を形成することによって
    データが書き込まれることのできる光記録媒体の製造法
    。 9)分圧が5×10^−^5〜1×10^−^4Tor
    rの範囲の酸素ガス及び/又は窒素ガスの存在下で真空
    蒸着により白金薄膜を形成することを特徴とする特許請
    求の範囲第8項記載の光記録媒体の製造法。 10)分圧が5×10^−^5〜1×10^−^3To
    rrの範囲の酸素ガス及び/又は窒素ガス雰囲気下にお
    いて電圧を印加することにより発生したプラズマ化され
    た酸素ガス及び/又は窒素ガスで白金薄膜を形成するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の光記録媒体
    の製造法。 11)特許請求の範囲第1項乃至第10項記載の光記録
    媒体を用い、レーザ光を照射することにより透明樹脂基
    板の局部的分解によるガス発生を生起し、空隙を形成す
    ることにより、永久的記録を行う記録法。 12)特許請求の範囲第11項記載の記録媒体を用い、
    空隙(バブル)を形成することにより記録された記録媒
    体。
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