JPH10188354A

JPH10188354A - 光ディスクおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10188354A
Application number: JP8346278A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshida; 修吉田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】反射率および耐蝕性に優れた反射膜を有する
光ディスクを安価に製造する。【解決手段】情報の記録および再生時に使用する光に
対して透明な基板２上に、色素薄膜からなる記録層３、
Ｉｎ−Ａｇ金属酸化膜５とＩｎ−Ａｇ金属薄膜６とから
なる反射層４、および樹脂製の保護層７を順次積層し
て、光ディスク１（ＣＤ−Ｒ）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高反射率かつ耐蝕
性に優れた反射膜を有する光学式情報記録媒体である光
ディスクおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録可能領域を備えた円板状の光
ディスクの１つとして、情報を直接記録可能であると共
に、記録後に再生専用プレイヤーやドライブ等で再生可
能であるコンパクトディスクがある。このような記録可
能なコンパクトディスクは、記録可能領域の構成や情報
を記録する原理によって、さらに数種類に分類される
が、その１種であるＣＤ−Ｒは、記録層として有機系色
素からなる薄膜を有している。

【０００３】通常、金型を用いて基板にピットを転写し
て製造される再生専用のＣＤ−ＡｕｄｉｏやＣＤ−ＲＯ
Ｍ等のコンパクトディスク（以下、単にＣＤともいう）
の反射層には、安価なＡｌの薄膜が用いられているが、
ＣＤ−Ｒでは記録層の色素薄膜によって光が吸収される
ため、反射光による十分な信号強度を得るためには、Ａ
ｌ薄膜よりも反射率の高い反射層が必要とされる。

【０００４】この要求を満たすために、従来のＣＤ−Ｒ
では通常ＡｕまたはＡｕを主成分とする合金が反射層と
して使用されている。このＡｕまたはＡｕを主成分とす
る合金からなる反射層は、記録された情報を読み出すた
めの波長780nm レーザ光に対して、色素薄膜の存在下で
あっても65％以上の高反射率を実現でき、かつ高い耐蝕
性を有している。

【０００５】このように、ＡｕまたはＡｕを主成分とす
る合金は反射率と耐蝕性とを兼ね合わせており、光ディ
スクの反射層として優れた材料である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｕは
極めて高価であるため、光ディスクの製造コストが上昇
のしてしまうという問題点があった。一方、反射率の点
では、たとえばＡｇの方がＡｕよりも優れているが、Ａ
ｇはＡｕよりも耐蝕性に劣り、経時的に反射率が低下し
てしまう。

【０００７】このように、安価なＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の
金属およびこれらを主成分とする金属薄膜を反射層とし
て用いた場合には、腐蝕による反射率の低下等に起因
し、再生時に十分な信号強度が得られず、読み取りエラ
ーが増加するおそれがある。このため、これらの金属か
らなる薄膜のみでは、光ディスクの反射層としては不適
当である。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
高反射率でしかも耐蝕性に優れた反射膜を有し、かつ低
コストの光ディスクおよびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１およ
び請求項７に係る発明では、円板状の透明な基板と、該
基板上に、ＩｎとＡｇとを含む金属酸化膜と、ＩｎとＡ
ｇとを含む金属薄膜とを、順次積層した反射層とを含ん
で光ディスクを構成する。これにより、光ディスクに高
い反射率と耐蝕性とを有する反射膜を設ける。

【００１０】また、請求項２および請求項８に係る発明
では、基板と反射層との間に、色素薄膜からなる記録層
を設けて、使用者が情報を記録することのできる光ディ
スクを形成する。そして、請求項３に係る発明では、上
述した金属酸化膜は、後に形成される金属薄膜と同組成
の金属の酸化膜とする。このような構成では、例えば蒸
着法を用いる場合、同じ蒸着ソースを用い、連続して金
属酸化膜と金属薄膜とを形成することができる。

【００１１】また、確実に高い反射率と耐蝕性とを得る
ためには、請求項４に係る発明のように、前記金属薄膜
は、１〜18原子％のＩｎおよび72〜99原子％のＡｇを含
んで構成されることが好ましく、このうち、請求項５に
係る発明のように、１〜18原子％のＩｎおよび72〜99原
子％のＡｇを含んで前記金属薄膜を構成したものが特に
好ましい。

【００１２】さらには、請求項６に係る発明のように、
前記金属膜は、ＩｎとＡｇとの合計含有量が99.5原子％
以上であることが望ましい。また、請求項９に係る発明
では、酸素を含む雰囲気中で蒸着法により前記金属酸化
膜を形成して、均質な金属酸化膜を有する反射層を容易
に作製する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の光ディスクには、基板上
に反射層が設けられた構造を有し、光によって情報を記
録しうるもの、記録された情報を光によって読み取りう
るもの、光によって記録を消去しあるいは書き換えうる
もの等を包含する。

【００１４】光ディスクの具体例としては、記録層とし
て色素薄膜を有する記録可能な光ディスク（ＣＤ−
Ｒ）、基板上に形成されたピットにより情報が記録さ
れ、光により記録された情報を読み取ることが可能なコ
ンパクトディスク（ＣＤ）、その他記録の消去および書
き換えが可能な光磁気ディスク（ＭＤまたはＭＯ）、相
変化型光ディスク（ＰＤ、ＣＤ−Ｅ）等を挙げることが
できるが、本発明に係る反射膜は特にＣＤ−Ｒに有用な
ので、以下ＣＤ−Ｒを例示して本発明を説明する。

【００１５】図１は、ＣＤ−Ｒの半径方向の模式断面図
である。このＣＤ−Ｒ１は、情報の記録および再生時に
使用する光に対して透明な基板２上に、色素薄膜からな
る記録層３、Ｉｎ−Ａｇ金属酸化膜５とＩｎ−Ａｇ金属
薄膜６とからなる反射層４、および樹脂製の保護層７を
順次積層して形成されている。基板２を形成する材料と
しては、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル等
のプラスチック、およびガラス等を挙げることができ
る。なかでも、価格、強度、加工の容易さ等の点でポリ
カーボネートが好ましい。基板２の厚さは通常、1.2mm
である。この基板２の板面には、情報の記録および再生
用のレーザ光を照射するガイドとして作用する案内溝８
が螺旋状に設けられている。

【００１６】記録層３を形成する色素薄膜の色素として
は、光、例えばレーザのエネルギを吸収して光学的性質
が変化するものであれば、特に制限されない。具体的に
は、有機色素であるシアニン系色素、スクアリリウム系
色素、クロコニウム系色素、アズレニウム系色素、トリ
アリールアミン系色素、アントラキノン系色素、含金属
アゾ系色素、ジチオール金属錯塩系色素、インドアニリ
ン金属錯体系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシ
アニン系色素、分子間ＣＴコンプレックス系色素等が好
ましく用いられる。また、これらの色素は単独であるい
は併用して用いることができる。また、色素薄膜には、
酸化防止剤、バインダー等を添加することができる。

【００１７】有機色素を含有する記録層３の形成方法と
しては、有機色素を有機溶媒に溶解して、透明な基板２
上にスピンコートする方法が好ましく用いられるが、フ
タロシアニン系色素のように昇華性を有する色素につい
ては蒸着法を用いることもできる。記録層３の色素薄膜
の膜厚は、レーザ等の記録するために用いられる光のエ
ネルギに対する記録感度、性能係数等を考慮して、使用
する波長、反射層４の光学物性および色素薄膜の材質等
に応じて適宜選択され、通常、120 〜150nm の範囲であ
る。

【００１８】反射層４は、Ｉｎ−Ａｇ金属酸化膜５とＩ
ｎ−Ａｇ金属薄膜６とを順次積層して形成される。この
うち、Ｉｎ−Ａｇ金属薄膜６は、Ｉｎを0.1 〜20原子
％、Ａｇを80〜99.9原子％含有する組成の薄膜、好まし
くはＩｎを１〜18原子％、Ａｇを82〜99原子％含有する
組成の薄膜からなる。そして、Ｉｎ−Ａｇ金属酸化膜５
は、Ｉｎ−Ａｇ金属薄膜６と同組成の金属の酸化膜にす
れば、例えば、蒸着法を用い、酸素存在下でＩｎ−Ａｇ
金属酸化膜５を形成した後に、連続してＩｎ−Ａｇ金属
薄膜６を形成することが容易にできる。

【００１９】反射層４を構成する薄膜の組成は重要であ
り、上記範囲の組成において優れた反射率と共に優れた
耐蝕性の反射層が得られる。Ｉｎの含有量が0.1 原子％
未満の場合あるいはＡｇが99.9原子％を超える場合には
耐蝕性に劣り、経時変化によって反射率が低下し、ＣＤ
−Ｒ読み取り時のエラー発生が増加する。また、Ｉｎ含
有量が20原子％を越える場合あるいはＡｇが80原子％未
満の場合には、作製当初から反射率が低い。

【００２０】また、上記金属薄膜６の組成は、ＩｎとＡ
ｇの含有量の合計量が99.5原子％以上であることが好ま
しい。換言すれば、該薄膜は、ＩｎとＡｇ以外の元素
（Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｖ、お
よびＷ等）を本発明の目的を損なわない範囲で含むこと
ができるが、ＩｎおよびＡｇ以外の元素の合計含有量が
0.5 原子％以下であることが好ましい。

【００２１】反射層４を構成する薄膜は、ＩｎとＡｇと
は合金の形態、混合物の形態、あるいはＩｎ薄膜とＡｇ
薄膜とが積層された形態のいずれでもよい。また、それ
らを合併した形態でもよい。また、上記反射層４は、上
記記録層３の色素薄膜上に直接または他の膜を介して、
スパッタリング法、蒸着法等により形成することができ
る。反射率と製造コストとを考慮し、反射層４の膜厚は
合計で50〜150nm とするのが好ましい。

【００２２】この反射層４上に形成する保護層７として
はアクリル系の紫外線効果樹脂等の硬質性の材料を用い
るのが好適である。通常、反射層上にスピンコート法に
より厚み２〜20μm に塗布した後、紫外線照射により硬
化させて形成することができる。次に、具体的な実験デ
ータを示して、本発明の光ディスクの性能を検証する。（１）試料および比較試料の作製〔試料〕透明な基板として、記録可能コンパクトディス
ク（ＣＤ−Ｒ）用に、周期的に蛇行した案内溝を螺旋状
に設けた、直径120mm 、厚さ1.2mm のポリカーボネート
基板を用いた。

【００２３】記録層は、下記構造式（１）で示されるシ
アニン色素をメチルセルソルブ溶媒に、2.2 重量％（対
溶媒重量％）溶解し、濾過した後、上記基板上にスピン
コート法により塗布した。塗布後、色素薄膜中の溶媒を
完全に蒸発させるために、80℃のオーブン中で10分間乾
燥を行い、色素薄膜を形成した。色素薄膜の膜厚は、反
射率を考慮して120nm とした。

【００２４】

【化１】

【００２５】次いで、蒸着装置のチャンバ内に酸素とＡ
ｒとを供給しながら、記録層としての色素薄膜上にＩｎ
−Ａｇ金属酸化膜を蒸着した。具体的には、チャンバ内
の真空度を７×10^-6Torrにした後、Ａｒと酸素との割合
が８対２の混合気を供給して４×10^-5Torrの真空度を保
ち、成膜後の膜のＩｎとＡｇとの比率（原子％）が14対
86になるように２元蒸着により、膜厚 8.5nmのＩｎ−Ａ
ｇ金属酸化膜を形成した。

【００２６】続いて、混合気の酸素の割合が 0.1％以下
になるまでＡｒを流したところ、チャンバ内の真空度は
８×10^-5Torrになった。この状態を５分間保持して酸素
の割合をさらに低下させた後、Ａｒの供給を止めた。そ
して、チャンバ内の真空度が１×10^-5Torrに達してか
ら、上述した金属酸化膜を形成したときと同じソースを
用い、２元蒸着により膜厚90nmのＩｎ−Ａｇ金属薄膜を
形成した。

【００２７】さらに、このようにして形成されたＩｎ−
Ａｇ金属酸化膜とＩｎ−Ａｇ金属薄膜とからなる反射層
上に、紫外線硬化性樹脂 SD-1700（大日本インキ化学社
製）をスピンコート法により３μm の厚さに塗布した。
そして、紫外線照射装置で紫外線を照射して硬化させる
ことにより保護層を形成して、ＣＤ−Ｒを作製した。こ
のＣＤ−Ｒに、光ディスク評価装置ＤＤＵ−１０００
（パルステック社製）を用いてＥＦＭ信号の記録を行
い、試料１とした。

【００２８】次に、試料１の製造条件に準じて、成膜後
の膜のＩｎとＡｇとの比率（原子％）が６対94となるよ
うにして試料２を作製した。〔比較試料〕本発明の光ディスクと比較するために、比
較試料を作成した。まず、反射層を厚さ 100nmのＩｎ−
Ａｇ金属薄膜のみで形成した他は試料１と同様の条件で
作製したものを、比較試料１とした。

【００２９】次に、比較試料１の製造条件に準じて、成
膜後の膜のＩｎとＡｇとの比率（原子％）が６対94とな
るようにして比較試料２を作製した。さらに、反射層を
厚さ 100nmのＡｇ薄膜のみで形成した他は試料１と同様
の条件で作製したものを、比較試料３とした。（２）評価上述のようにして作製した試料および比較試料につい
て、600 時間の高温高湿試験（温度85℃、湿度85％RH）
の前後における、反射率およびＣ1 エラー（１秒当たり
の平均エラー発生個数）の変化を調べた。結果を表１に
示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】作製当初、本発明の試料はいずれも、74％
の高い反射率を有し、高温高湿試験の後もほとんど低下
していない。これに対し、比較試料ではいずれも高温高
湿試験後の反射率が70％を下回っており、劣化が著しい
ことがわかる。このことは、Ｃ１エラーの変化にも反映
されており、本発明の試料では高温高湿試験の前後でほ
とんど変化していないのに対し、比較試料ではいずれも
大きく増加している。

【００３２】この実験結果より、本発明の光ディスクの
反射層が、高い反射率と耐蝕性とを併せ持つことは明ら
かである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項７に係る発明によれば、高反射率の反射層を有する
低コストの光ディスクを得ることができるという効果が
ある。また、耐蝕性にも優れるので、時間の経過に伴う
反射率の低下および読み取りエラー発生が抑制されると
いう効果もある。

【００３４】また、請求項２および請求項８に係る発明
によれば、ＣＤ−Ｒの規格を満たす十分に高い反射率の
光ディスクを得ることができ、情報の読み取り時におい
て高い出力が得られるため、エラーの発生を抑制するこ
とができるという効果がある。このことによって、光デ
ィスクを設計する上で、例えばＣＤ−Ｒの場合、色素の
選択の幅が広がるという利点もある。

【００３５】また、請求項３に係る発明によれば、例え
ば蒸着法を用いる場合、同じ蒸着ソースを用い、連続し
て金属酸化膜と金属薄膜とを形成することができ、工程
を簡素にして、安価な光ディスクを得ることができると
いう効果がある。また、請求項４〜請求項６に係る発明
によれば、確実に高い反射率と耐蝕性とを得ることがで
き、均質な製品を安定して供給することができるという
効果がある。

【００３６】また、請求項９に係る発明によれば、反射
層の金属酸化膜を、簡単な工程で安価に形成することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの一態様を示す模式断面
図

【符号の説明】

１光ディスク（ＣＤ−Ｒ）２基板３記録層４反射層５金属酸化膜６金属薄膜７保護層８溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の透明な基板と、該基板上に、ＩｎとＡｇとを含む金属酸化膜と、Ｉｎと
Ａｇとを含む金属薄膜とを、順次積層した反射層と、を含んで構成されることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】前記基板と前記反射層との間に、色素薄膜
からなる記録層を設けたことを特徴とする請求項１に記
載の光ディスク。
【請求項３】前記金属酸化膜は、前記金属薄膜と同組成
の金属の酸化膜であることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の光ディスク。
【請求項４】前記金属薄膜は、0.1 〜20原子％のＩｎお
よび80〜99.9原子％のＡｇを含んで構成されることを特
徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の光
ディスク。
【請求項５】前記金属薄膜は、１〜18原子％のＩｎおよ
び72〜99原子％のＡｇを含んで構成されることを特徴と
する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の光ディ
スク。
【請求項６】前記金属薄膜は、ＩｎとＡｇとの合計含有
量が99.5原子％以上であることを特徴とする請求項１〜
請求項５のいずれか１つに記載の光ディスク。
【請求項７】円板状の透明な基板上に、少なくとも、Ｉ
ｎとＡｇとを含む金属酸化膜と、ＩｎとＡｇとを含む金
属薄膜とを、順次積層して反射層を形成することを特徴
とする光ディスクの製造方法。
【請求項８】前記基板上に色素薄膜からなる記録層を積
層した後に、前記反射層を積層することを特徴とする請
求項７に記載の光ディスクの製造方法。
【請求項９】前記金属酸化膜は、酸素を含む雰囲気中で
蒸着法により形成することを特徴とする請求項７または
請求項８に記載の光ディスクの製造方法。