JPH0363942A - 光記録媒体 - 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〕 本発明は追記型光ディスクの高密度化を実現するための
下地膜材料に関する。

〔従来の技術〕

追記型光ディスクの記録膜としては、レーザ光ビームに
よる穴形成タイプのものが主流であり、数年前から市販
されている。とくにＴｅを主成分とするカルコゲナイド
薄膜は記録・再生特性ならびに長期間にわたって安定性
に優れていることが実証されている。

Ｔｅは波長が７８０〜８３０ｎｍの半導体レーザ光を吸
収し、しかも融点が４５０℃と低く、記録パワーが小さ
くてすむという利点を有し、そのために記録膜の主成分
として用いられている。また、このＴｏは、実際にはＴ
　ａ　Ｓ　ａ系等として使用されている。Ｓｓ添加はＴ
ｅの酸化反応を防止するためである。

記録穴の形成メカニズムは以下のように推測されている
。記録膜はレーザ光を吸収し、発生した熱により溶融す
る。記録レーザパワーに応じて記録膜の蒸発も部分的に
おこる。この場合溶融したからといって必らず穴ができ
るとは限らない。

第２図に示したように記録膜の下にある。いわゆる下地
膜の熱分解特性に依存している。つまり記録膜の融点よ
りも低い温度で激しく熱分解する下地膜の場合には発生
するガスのために記録膜の溶融膜が膨らみ、破裂するこ
とがキラカケとなり。

確実に穴が形成される。

このような目的のために従来は上記下地膜としてニトロ
セルロースや紫外線硬化樹脂などが使用されてきた。と
くにニトロセルロースは１８０℃付近で急激に熱分解す
るので優れた下地膜と、なっている。この場合には記録
パワーを低下させることができるために形成される穴径
も小さくなり、記録の高密度化にも十分対処できる特性
を有している。

ニトロセルロースの下地腸形成法には２通りある。１つ
は案内溝やヘッダー信号用のビットを表面に有する透明
レプリカ基板上に回転塗布する方法。２つ目は特開昭５
７−５５５４４にあるようにＮｉスタンパ上に回転塗布
法によりニトロセルロース層を形成し、その上に紫外線
硬化樹脂液をのせて、さらにその上に平坦な透明ディス
ク基板をのせ、基板側から紫外線を照射・硬化後、スタ
ンパから剥離させる方法である。

ニトロセルロースの溶媒は酢酸ｎ−ブチルなどのエステ
ル系のものが用いられている。

したがって前者の方法の場合には、塗布面が有機溶媒に
弱いポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リオレフィンなどの射出成形基板面にニトロセルロース
の膜を形成することは基板の表面が溶は出すため難しい
。但し紫外線硬化樹脂を用いた２ｐ法レプリカ基板では
問題がない。

これは、硬化した樹脂は２次元的に架橋しており、溶媒
に強くなっているからである。

後者の方法ではニトロセルロース膜上にのせられる液状
の紫外線硬化樹脂が硬化されるまでに。

ニトロセルロース層へ拡散し、これを膨潤させる場合が
多い、このような拡散を生ずると下地層は純枠なニトロ
セルロース層ではなく、紫外線硬化樹脂との混合物とな
り、急激な熱分解特性が失なわれることになる。したが
ってニトロセルロース層へ拡散しにくい紫外線硬化樹脂
の成分を選ぶ必要がある。しかしこの選択はかなり困難
である。

要するにニトロセルロースを下地膜に使用すると基板材
料によっては回転塗布ができない場合があること、また
紫外線硬化樹脂との相溶性の点で問題があるということ
である。

〔発明が解決しようとするＷ題〕

従来の下地膜材料としてのニトロセルロースは。

親水性が低く、射出成形で得られる樹脂基板上に回転塗
布することが困難であり、また紫外線硬化樹脂との相溶
性が高いために望ましい純枠なニトロセルロースの下地
膜を形成することも困難であった。

本発明の目的は上記の困難性を解決し、しかも、５、 急激な熱分解特性を維持した下地膜の形成が可能な材料
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は記録膜の融点より低
い温度で激しく熱分解する親水性高分子材料を下地膜に
使用したものである。

具体的にはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をベースに
した材料が好ましい、ＰＶＡそのものは水溶性であり、
また第２図の曲１／Ｍ１０に示したように、３００℃付
近から熱分解を起す、しかし、これではまだ熱分解温度
が晶く、記録パワーを大きくする必要がある。そこでＰ
ＶＡにジアゾ化合物を混合した。ジアゾ化合物は水溶性
のものがあり、ＰＶＡとの混合は容易である。

ジアゾ化合物としてはアジ化鉛ｐｂ（Ｎａ）ｚｙアジ化
バリウムＢａ（Ｎｓ）ｘなどがある。第２図の曲線９は
Ｐ　Ｖ　Ａ　　Ｂ　ａ　（Ｎｓ）ｘの熱分解特性を示し
ている。

また、ＰＶＡ分子（１）　−〇Ｈ基を−ＯＮ　Ｏｘ　テ
ｋｊｔ換Ｉｚｆニー　Ｐ　Ｖ　Ａ誘導体を合成した。こ
れは、上記−ＯＮ　Ｏｘの置換率が高くなると、水に溶
解はしないが、親木性は高く、紫外線硬化樹脂との相溶
性は低くＰＶＡ誘導体と紫外線硬化樹脂との混合を生じ
にくくなる。

上記ＰＶＡ誘導体の熱分解特性を第２図の曲線８に示し
た。この場合にはさらに熱分解温度が下がり、ニトロセ
ルロースの熱分解温度に近づいている。

上記のような下地膜上に記録膜としてＴ　ｅ　Ｓ　ｅ　
Ｐ　ｂ膜（〜２７０人厚）全形成したときの下地膜の効
果について述べる。

Ｔ　ａ　Ｓ　ｅ　Ｐ　ｂ膜の融点は組成比により異なる
が、約４００〜４５０℃である。光ビーム照射によりＴ
　ｅ　Ｓ　ｅ　Ｐ　ｂ膜が溶融した際、それが直接接触
している下地膜は熱分解する。このとき発生する気体の
圧力により、溶融膜が膨らみ、破裂して穴形成のキラカ
ケとなる。そのために熱分解の起りにくい紫外線硬化樹
脂だけの場合と比較すると、下地膜を設けた場合には、
より低い記録パワーのもとでも穴が形成される。

この様子を第３図に示した。ここで、第３図の各曲線は
、第２図の同符号の下地膜のものに対応している。記録
パワーが小さいときには、形成される穴径が小さくなり
、高密度記録が可能となる。

下地膜の厚さは０．００２〜５μｍである。レプリカ基
板に回転塗布する場合には、案内溝や信号ピットが埋ま
らないようにする必要がある。また熱分解特性が効果的
に作用する最小の膜厚がある。

これらを検討すると最小膜厚は０．００２μｍとなる。

もう一方の形成法では５μｍ以下であれば十分である。

望ましくは０．１〜１μｍである。

５μｍ以上であると高温高湿環境で下地膜が剥離するこ
とがある。また、これらの材料は親水性であるために高
湿環境で膨潤し、溝やピットが変形する。とくに膜厚が
大きいときにおこる。これを防ぐためにはＰＶＡに架橋
剤を加えて光や熱により架橋反応を起させ、膨潤を抑え
ることができる。

例えば水溶液ＰＶＡ系では重クロム酸アンモニウムを添
加し、紫外線照射により架橋させることができる。

〔作用〕

穴形成型光記録膜の融点よりも低い温度で急激に熱分解
をおこし、しかも親水性を有する材料を下地膜とするこ
とにより、樹脂基板や紫外線硬化樹脂付ガラス基板上へ
の下地膜形成が確実かつ容易におこなえるようになる。

そのために記録パワーを低下させることができ、小さい
穴を確実にあけることが可能となり、従来よりも高密度
の記録が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１〜３図により説明する。

（実施例１） 直径３Ｑａａ、厚さ１．１５ａｍの化学強化ガラス基板
の片面をシリコンカップリング剤で表面処理を行った。

下地膜材としてポリビニルアルコールとアジ化バリウム
Ｂａ（Ｎａ）の水溶液を用意した。

各々の濃度はそれぞれ約２．５重量％とじた。また紫外
線硬化樹脂としてはアクリレート系のものを使用した。

まずＮｉスタンバ上に上記下地膜用溶液を回転塗布した
。膜厚は約０．１μｍである。

つぎに液状の紫外線硬化樹脂を下地膜の上にのせ、さら
にその上に上記ガラス基板をのせる。紫外線硬化樹脂を
内外周−様に拡げた後、高圧水銀灯（８ＫＷ）で３０秒
間、紫外線照射した。硬化後スターンバと下地膜との境
界で剥離し、レプリカ基板が得られる。これにスパッタ
法によりＴａ５ｅＰｂ膜を設けた。

第工図は以上のようにして形成されたディスクの断面図
である。

この円板を回転数６ＱＯｒｐｍで回転させ、半導体レー
ザ光（８３０ｎｍ波長）を、開口数が０．５０のレンズ
で絞った光ビームを照射して信号パルスを記録した。こ
のときの記録パルス幅は９０μｓである。記録パワーと
穴径との関係を第３図の曲線９に示した。紫外線硬化樹
脂だけで下地膜のない場合（曲線１１）に比較して、記
録パワーが小さいところから穴がおいていることがわか
る。穴の形状も良好であった。またこの下地膜に紫外線
つた、つまりＰ　Ｖ　Ａ　−Ｂ　ａ　ＣＮ５）ｘの熱分
解性が紫外線硬化樹脂により損われることはなかった。

（実施例２） つぎにＰ　Ｖ　Ａ　−ＯＮ　Ｏｚ下地膜溶液を準備した
。

置換率は約７０％のものを合成した。溶剤としてはジア
セトンアルコールを用いた。この溶液を上記のＰＶＡ−
Ｂａ（Ｎｓ）ｚ溶液の代りに使用し、同じプロセスで円
板を作製した。このときの記録パワーと穴径との関係を
第３図の曲線８に示した。

本実施例によればさらに小さい記録パワーで穴が形成で
きることがわかる。

この実施例においても紫外線硬化樹脂成分の拡散により
熱分解性が損われることは認められなかった。

ＰＶＡそのものの下地膜では第２図の曲線１０に示した
熱分解特性から予測されるように、穴径を小さくすると
いう効果はやや小さかった。ただし紫外線硬化樹脂だけ
の場合と比較すれば、効果は明らかに認められる。

（実施例３） 直径１３（！１１．厚さ工、２Ｗ＋の射出成型によるポ
リカーボネート基板をｍ備した。実施例１と同じようＩ
ｃＰＶＡ−Ｂ　ａ　（Ｎａ）ｚ水溶液、ＰＶＡ水溶液、
およびＰＶＡ−〇Ｎ　Ｏｘのドアセトンアルコール溶液
を調合した。これらの溶液を用いてポリカーボネート基
板上に回転塗布により下地膜を形成した。このときの膜
厚は０．０５μｍ程度とした。

この膜厚では案内溝や信号ピットの埋まり方は小さく、
記録装置にかけたときのトラッキング等に問題はなかっ
た。

これらにＴ　ｅ　Ｓ　ｅ　Ｐ　ｂ膜を設け、回転数１８
００ｒｐｍで記録した。光学系の構成は実施例１のとき
と同じである。記録パルス幅は９０μＳとした。

記録パワーと記録穴径との関係は第３図の場合とほぼ同
様であった。こまりこれらの下地膜により小さい穴が確
実にあくようになっていることが認められた。

これらの円板を６０℃、９０％相対湿度の環境に放置す
ると下地膜が水分により膨潤し、案内溝などが変形する
ことがある。とくに下Ｊｔ！ＩｙｔＡが０．１μｍ以上
でこの影響が多い、そこで下地膜用水溶液に重クロム酸
アンモニウム（Ｎ　Ｈａ）＊Ｃｒ　ｓｏ７を約１０重量
％加え、回転塗布した後紫外光照射によりＰＶＡ分子の
架橋をさせた。この場合には水分による膨潤の程度が小
さくなり、実用上の問題はなくなった。

本発明のいずれの実施例においても、記録膜としてＴｅ
５ｅＰｂ記録膜の代わりに、カルコゲン元素、カルコゲ
ン化物（カルコゲナイド）、半導体。

半金属、金属のうちの少なくとも一者よりなる群より選
ばれた少なくとも一者より成るものを用いてよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば穴形成型記録膜の下地膜を樹脂基板およ
び紫外線硬化樹脂付ガラス基板等にその熱分解特性を損
うことなく設けることができる。

そのために所要記録パワーを低下させることができ、よ
り小さい穴形成が可能となり、高密度記録が達成できる
。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の一実施例の光記録媒体の断面図、第２
図は下地膜材料の熱分解特性を示すグラフ、第３国は各
下地膜を用いた媒体の記録パワーと記録穴径との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・透明基板、２・・・紫外線硬化樹脂層、３・・
・下地膜、４・・・穴形成型記録膜、５・・・案内用溝
、６・・・記録穴、７・・・穴径、８〜１０・・・下地
膜の実施例、１工・・・下地膜なしの紫外線硬化樹脂だ
けの実施例。 ；、ｌ席

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光ビームにより穴を形成するカルコゲン元素
   、カルコゲナイド、半導体、半金属、および金属からな
   る群より選ばれた少なくとも一者からなる記録薄膜およ
   び記録膜材料の融点よりも低い温度で激しく熱分解し、
   気体を発生させる親水性材料の下地膜とから構成される
   ことを特徴とする光記録媒体。 ２、下地膜材料はポリビニルアルコール、ニトロ化ポリ
   ビニルアルコール、およびアゾ化合物を分散させたポリ
   ビニルアルコールなどの親水性高分子からなることを特
   徴とする請求項１記載の光記録媒体。 ３、記録膜はＴｅＳｅ、ＴｅＳｅＰｂ、ＴｅＳｅＳｂ、
   ＴｅＳｅＳｂＳ等のＴｅ系カルコゲナイドからなること
   を特徴とする請求項１もしくは２記載の光記録媒体。 ４、記録膜はＢｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｓｎなどの半金属もし
   くは金属からなることを特徴とする請求項１もしくは２
   記載の光記録媒体。