JPH11273144A - 光情報記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ど生じさせることなく記録を行うことができる光情報記
録媒体を提供する。 【解決手段】 透明基板1上に記録膜2、反射膜3、樹
脂保護膜4が形成され、記録レーザ光の照射により記録
膜2に情報を記録する光情報記録媒体において、記録膜
2を反応性スパッタにより形成し、記録膜2を、記録レ
ーザ光の照射時に熱分解を起こす物質(Cu−N)、熱
分解により生じた物質(Cu)を記録膜2中に分散させ
る物質(CH4 )、および記録膜2の光吸収率を調整す
る物質(ZnS−SiO2 )を含んで形成した。
Description
射により記録膜に情報を記録する光情報記録媒体および
その製造方法に関し、この光情報記録媒体としては、光
ディスク、光カードに用いることができる。
パクトディスク)と再生時互換性がある追記型CDが商
品化されている。これは、透明なプラスチック基板上
に、有機色素記録膜、Au反射膜とUV(紫外線)樹脂
保護膜を設け、記録レーザ光の照射時に、有機色素記録
膜の熱分解による基板の変形によって記録部の反射率を
低下させ、信号を記録するものである。
この従来の追記型CDは、透明基板上に有機色素をスピ
ンコータで塗布しているため、スピンコータ周囲の温度
や湿度によって、成膜条件が異なり、生産歩留まりが悪
くなるという問題がある。これに対し、特公平3−57
540号公報には、スパッタ法を用いて基板上にエネル
ギー吸収性の記録膜を形成するものが開示されている。
このエネルギー吸収性の記録膜としては、Te、In等
の低融点の金属とN、Oなどの元素を組み合わせたもの
が使用される。この記録膜にレーザビームが照射される
と、局部加熱により記録膜内部からガスが発生し、この
ガスにより記録膜が***変形して記録が行われる。
法を用いているため、生産歩留まりはよくなるが、この
ものでは記録膜の***変形を用いているため、反射膜や
保護膜を記録膜にコートできず、CDのような単板ディ
スクができないという問題がある。また、膜変形が起こ
ると、記録マーク長が不正確になり、記録マーク長さ変
調方式には適さないという問題がある。
留りが良好で、かつ***変形をほとんど生じさせること
なく記録を行うことができる光情報記録媒体を得ること
を目的とする。
め、本発明においては、記録膜を真空成膜法で形成し、
記録膜に、記録レーザ光の照射時に熱分解を起こす物質
を含み、記録レーザ光の照射により前記物質が熱分解
し、複素屈折率の変化が***変形よりも支配的に生じて
前記情報の記録が行われるようにしたことを特徴として
いる。
り、生産歩留りを良好とすることができる。この真空蒸
着法としては、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティ
ング法などを用いることができる。また、上記した熱分
解する物質を用いることにより、記録レーザ光の照射に
よって、その物質が熱分解し、熱分解した物質が記録膜
中に析出されて記録膜の複素屈折率が変化する。この場
合、***変形よりも複素屈折率の変化が支配的に生じ
る。従って、***変形をほとんど生じさせることなく情
報の記録を行うことができる。
ては、後述するようにCu−N、Sn−N、Ag−N、
Ni−Nなどの、金属と窒素の化合物を用いることがで
きる。このような化合物を用いた場合、記録レーザ光の
照射によって、熱分解により生じたCu、Sn、Ag、
Niが記録膜中に析出される。この場合、請求項2に記
載の発明のように、熱分解により生じた物質を記録膜中
に分散させる物質を含むようにするのが好ましい。その
ような物質としては、C、H、F、S、O、Cl、N、
P、I、Brのうちの少なくとも1種を含むガスを導入
して形成された有機物質を用いることができる。
録膜の光吸収率を調整する物質を含むようにすれば、反
射膜から反射してきた光を効率的に透過させ、反射率を
高めることができる。この場合、その混入量を調整する
ことにより、反射率の制御を容易に行うことができる。
また、真空蒸着法としてスパッタ法を用いた場合、請求
項4に記載の発明のように、熱分解を起こすもととなる
物質をターゲットとし、この物質と化合物を形成して熱
分解を起こす物質を生成するための原料ガスと、C、
H、F、S、O、Cl、N、P、I、Brのうちの少な
くとも1種を含むガスを導入して反応性スパッタにより
記録膜を形成するようにすることができる。
としては、Cu、Sn、Ag、Niを用いることがで
き、この物質と化合物を形成して熱分解を起こす物質を
生成するための原料ガスとしてはN2 ガスを用いること
ができる。また、請求項5に記載の発明のように、熱分
解を起こすもととなる物質と光吸収率を調整する物質を
異なるターゲットとして、反応性スパッタを行うように
すれば、請求項3に記載の発明のように、光吸収率を調
整する物質を含んで記録膜を形成することができる。
としては、基板上に、記録膜、反射膜、保護膜が形成さ
れた構造(Single Layer / Single Sided Disk)のもの
以外に、DVDのような2枚張り合わせディスクにおい
て、両方の基板に記録層を設けて片方の面から2つの層
の信号を読み出す片面2層方式(Dual Layer / SingleSi
ded Disk)のもの、あるいは2層の信号面の基板を張り
合わせた両面2層方式(Dual Layer / Dual Sided Dis
k)のものにも適用することができる。
について説明する。図1に、本発明の一実施形態にかか
る光情報記録媒体の模式的な断面構成を示す。図に示す
ように、プラスチック、ガラス等の透明基板1上に、記
録膜2、反射膜3、樹脂保護膜4が形成されて光情報記
録媒体が構成されている。透明基板1には、図示してな
いが、ウォブルを持った案内溝(グルーブ)が形成され
ており、この案内溝は、例えば深さが50nm以下で、
幅が0.7〜0.5μm程度のものである。
であって、記録レーザ光の照射時に熱分解を起こす物
質、熱分解により生じた物質を記録膜2中に分散させる
物質、および記録レーザ光に対し透明で記録膜2の光吸
収率を調整する物質を含んでいる。記録レーザ光の照射
時に熱分解を起こす物質としては、Cu−Nを用いるこ
とができる。また、Sn−N、Ag−N、Ni−Nなど
を用いることもできる。また、熱分解により生じた物質
を記録膜2中に分散させる物質としては、C、H、F、
S、O、Cl、N、P、I、Brのうちの少なくとも1
種を含むガスを導入して形成された有機物質、例えばC
Y HX (Y=1〜2、X=1〜6)を主成分とするもの
を用いることができ、具体的にはCH4 を用いることが
できる。さらに、記録膜2の光吸収率を調整する物質と
しては、ZnS−SiO2 を用いることができる。
成された金属反射膜、例えばAu、Ag、Al膜または
合金を用いることができる。また、金属反射膜の代わり
に光干渉多層反射膜を用いてもよい。樹脂保護膜4とし
ては、UV硬化樹脂などを用いることができる。このよ
うに透明基板1上に記録膜2、反射膜3、樹脂保護膜4
を形成することによって、情報記録時に記録部の反射率
が低下するようにした追記型の光ディスクを構成するこ
とができる。この場合、記録膜3を真空成膜法を用いて
形成しているから、タクトタイムの短縮と生産歩留まり
の向上を図ることができる。
着法、イオンプレーティング法などを用いて成膜しても
よい。また、光情報記録媒体としては、保護板もしくは
図1に示すものと同種の基板を接着剤、UV樹脂等で貼
り合わせた構造のものであってもよい。また、DVDの
ような2枚張り合わせディスクにおいて、両方の基板に
記録層を設けて片方の面から2つの層の信号を読み出す
片面2層方式のもの、あるいは2層の信号面の基板を張
り合わせた両面2層方式のものであってもよい。
造を示す。案内溝をもった透明基板11に半透明の記録
膜12と反射膜13が形成され、もう一方の案内溝をも
った透明基板14に反射膜15と記録膜16が形成され
ている。2つの基板11、14は、UV樹脂スペーサ1
7で張り合わされている。スペーサ17の厚さは、30
〜80nmである。記録・再生は、記録膜12、16の
いずれかに記録・再生レーザの焦点を合わせることによ
り行う。
を示す。案内溝をもった透明基板21に半透明の記録膜
22と反射膜23が形成され、その上に2P法により案
内溝をもったスペーサ24が形成され、その上に記録膜
25、反射膜26、保護層27が形成されている。この
ような構造のディスクが接着層27により2枚張り合わ
せて構成されている。スペーサ24の厚さは、30〜8
0nmである。記録・再生は、両面のどちらかの記録膜
に記録・再生レーザの焦点を合わせることにより行う。
いて説明する。 (実施例1)案内溝を持った透明なポリカーボネイト基
板1上に、反応性高周波スパッタ法(反応性DCスパッ
タ法でもよい)により、CuターゲットとZnS−Si
O2ターゲットを同時にスパッタし、記録膜2を形成す
る。このとき、ArとN2 とCH4 のガスを導入する。
スパッタパワーはCuターゲットが200Wであり、Z
nS−SiO2 ターゲットが400Wである。また、ガ
ス圧は12Paであり、ArとN2 とCH4 の比率は
7:2:3である。さらに、反射膜3としてAuを10
0nm形成する。最後に、樹脂保護膜4として、UV硬
化樹脂をスピンコータで塗布し、紫外線を照射すること
により、硬化させる。
エリプソメータで測定すると、記録膜形成状態(asd
epo時)には2.0−0.03iであり、熱処理後は
2.0−0.5iとなった。なお、熱処理後の複素屈折
率は、記録レーザ光の照射時の複素屈折率を表してい
る。また、案内溝が形成されていないミラー面におい
て、膜厚に対する反射率依存性は図4に示すようになっ
た。また、基板1の案内溝を幅0.7μm、深さ40n
mとした場合、案内溝上では、膜厚に対する反射率依存
性は図5に示すようになった。図4、図5から、膜厚を
170nmとした場合、ミラー面の反射率は83%とな
り、案内溝上では66%となる。従って、65%以上の
反射率を有し、また振幅変調度に相当するコントラスト
は約80%となり、CD規格を満たしている。
た。線速2.8m/s(2倍速)でEFM信号を記録し
てみた結果、レーザパワー(780nm)11mWで記
録可能であった。EFM信号の中でパルス幅の最も長い
信号であるI11の振幅変調度は75%となり、振幅変
調度60%以上を必要とするCD規格を満足し、良好な
再生信号を得ることができた。
ーザ光を照射して記録を行った部分についてTEM観察
により検討を行った。図6にその部分の平面状態を示
し、図7に図6中のA−A断面を示す。なお、図におい
て、5は案内溝を示し、6は記録部を示す。この実施例
1においては、記録膜2にCu−N、CH4 、ZnS−
SiO2 が含まれている。記録レーザ光を照射すると、
その照射エネルギーによってCu−Nが熱分解し、Cu
が記録膜2中に析出する(析出したCuを図中に符号7
で示す)。この析出したCu7は、記録膜2中に分散
し、光を吸収するため、記録膜2の光学定数、すなわち
複素屈折率が変化する。この場合、CH4 は、析出した
Cu7を記録膜2中に分散させる役目を果たす。また、
案内溝5の中央が最も照射エネルギーが高くなっている
ため、析出したCu7が大きく、案内溝5の周囲におい
ては析出したCu7が小さくなっている。
力顕微鏡)により記録膜2の表面状態を測定した結果を
示す。横軸は案内溝5の所定位置からの溝方向距離を示
し、縦軸は記録膜2の表面位置を示す。なお、基板1の
表面の粗さの影響があるため、記録膜2の表面位置に凹
凸状の変化が生じている。図から分かるように、記録領
域は、未記録領域と比較して記録膜2がほとんど変形し
ていなく、平均的な高低差からしてもせいぜい20nm
程度の変形量である。
より記録膜2の表面変形の記録レーザパワー依存性につ
いて測定した結果を示す。横軸は記録レーザパワーを示
し、縦軸は記録膜2の変形量を示す。また、図10に、
反射率、振幅変調度、キャリア信号−ノイズ比(C/
N)の記録レーザパワー依存性の測定結果を示す。図
9、図10から分かるように、C/Nが一番高くなる記
録レーザパワー8mWにおいて、記録膜変形量は15n
mである。
は、記録レーザ光の照射により記録膜2において***変
形がほとんど生じていないといえる。すなわち、この実
施例1に示すものでは、記録レーザ光の照射によりCu
−Nが熱分解し、複素屈折率の変化が***変形よりも支
配的に生じて情報の記録が行われている。なお、記録レ
ーザ光の照射により記録膜2に生じる***変形が50n
m以下であれば、複素屈折率の変化が***変形よりも支
配的に生じていると考えられる。
は、上記した実施例1以外に、以下に示す実施例2、3
によっても同様に作成することができる。 (実施例2)案内溝を持った透明なポリカーボネイト基
板1上に、反応性高周波スパッタ法により、CuとSn
の原子%が40:60の合金ターゲットをスパッタし、
記録膜2を形成する。このとき、ArとN2 とCH4 の
ガスを導入する。スパッタパワーは500Wであり、ガ
ス圧は12Paであり、ArとN2 とCH4 の比率は
6:3:3である。さらに、反射膜3としてAuを10
0nm形成する。最後に、樹脂保護膜4として、UV硬
化樹脂をスピンコータで塗布し、紫外線を照射すること
により、硬化させる。
6−0.07iであった。また、膜厚125nmのとき
ミラー面の反射率が78%となり、案内溝上では73%
となった。従って、60%以上の反射率を有し、CD規
格を満たしている。次に、実際にこの光ディスクに記録
を行った。線速2.8m/s(2倍速)でEFM信号を
記録してみた結果、レーザパワー(780nm)9mW
で記録可能であった。EFM信号の中でパルス幅の最も
長い信号であるI11の振幅変調度は74%となり、振
幅変調度60%以上を必要とするCD規格を満足し、良
好な再生信号を得ることができた。 (実施例3)案内溝を持った透明なポリカーボネイト基
板1上に、反応性高周波スパッタ法により、Agターゲ
ットとZnS−SiO2 ターゲットを同時にRFスパッ
タし、記録膜2を形成する。このとき、ArとN2 とC
H4 のガスを導入する。スパッタパワーはAgターゲッ
トが100Wであり、ZnS−SiO2 ターゲットが5
00Wである。また、ガス圧は12Paであり、Arと
N2 とCH4 の比率は1:1:1である。このとき反応
性によりAg−Nが形成される。さらに、反射膜3とし
てAuを100nm形成する。最後に樹脂保護膜4とし
て、UV硬化樹脂をスピンコータで塗布し、紫外線を照
射することにより、硬化させる。
5−0.05iであった。また、膜厚130nmのとき
ミラー面の反射率が81%となり、案内溝上では76%
となった。従って、この実施例3においても60%以上
の反射率を有し、CD規格を満たしている。次に、実際
にこの光ディスクに記録を行った。線速2.8m/s
(2倍速)でEFM信号を記録してみた結果、レーザパ
ワー(780nm)9mWで記録可能であった。I11
の振幅変調度は66%となり、CD規格を満足する良好
な再生信号を得ることができた。
録レーザ光の照射時に熱分解を起こす物質として、Cu
−N、Sn−N、Ag−N、Ni−Nを示したが、Cu
−Nは300℃で熱分解し、SnNは360℃で熱分解
し、Ag−Nは165℃で熱分解し、Ni−Nは300
℃で熱分解する。従って、Cu−N、Sn−N、Ag−
N、Ni−Nは通常の記録レーザ光で十分熱分解する。
これに対し、従来技術の欄で記載したTe、Inと窒素
の化合物は、通常の記録レーザ光の温度では熱分解しな
いため、これらのものでは熱分解による複素屈折率の変
化はほとんど生じていない。 (実施例4)案内溝をもった厚さ0.6mmの透明基板
11に半透明の記録膜12を実施例1と同様の方法で1
10nm形成し、その上にSi−Cの半透明反射膜13
を60nm形成する。このときの透過率は、60%であ
った。もう一方の案内溝をもった厚さ0.6mmの透明
基板14に、反射膜15としてAuを80nm形成し、
実施例1と同様の方法で記録膜を110nm形成する。
2つの基板11,14を液体状のUV樹脂で張り合わ
せ、スピンナーでUV樹脂を振り切り、スペーサ17の
厚さを55μmにする。次に、UV照射し、硬化させ
る。このときの記録膜12の反射率は24%であり、基
板1を通した記録膜16の反射率は23%であった。
nmのレーザにより、DVD信号を記録した結果、記録
膜12は9mWで記録でき、このときのジッターは7n
sであった。同様に、記録膜16の記録パワーは8mW
であり、このときのジッターは8nsであった。 (実施例5)案内溝をもった厚さ0.6mmの透明基板
21に半透明の記録膜22を実施例1と同様の方法で1
10nm形成し、その上にSi−Cの半透明反射膜23
を60nm形成する。このときの透過率は、60%であ
った。この半透明反射膜23上にUV樹脂を付け、案内
溝のあるスタンパーを押し付け、スピン回転によりスペ
ーサ24の厚さを55nmにする。次に、UV照射によ
り硬化させ、スタンパーを剥離する。さらに、記録膜2
5を実施例1と同様の方法で110nm形成し、その上
に反射膜26としてAuを80nm形成し、さらに保護
層27を形成する。そして、上記のようにして形成され
た2つの基板を液体状のUV樹脂で張り合わせ、スピン
ナーで樹脂を振り切り、次に、UV照射し、硬化させ
る。このときの記録膜22の反射率は24%であり、基
板21を通した記録膜25の反射率は23%であった。
nmのレーザにより、DVD信号を記録した結果、記録
膜22は9mWで記録でき、このときのジッターは7n
sであった。同様に、記録膜25の記録パワーは8mW
であり、このときのジッターは8nsであった。
式的な断面構成図である。
ある。
ある。
ラー面での膜厚に対する反射率依存性を示す図である。
射率依存性を示す図である。
を行った部分の平面状態を示す図である。
記録膜2の表面状態を測定した結果を示す図である。
り記録膜2の表面変形の記録レーザパワー依存性につい
て測定した結果を示す図である。
Nの記録レーザパワー依存性の測定結果を示す図であ
る。
膜、5…案内溝、6…記録部、7…析出したCu。
Claims (5)
- 【請求項1】 透明基板上に記録膜および反射膜が形成
され、記録レーザ光の照射により前記記録膜に情報を記
録する光情報記録媒体において、 前記記録膜は、真空成膜法で形成されたものであって、
前記記録レーザ光の照射時に熱分解を起こす物質を含ん
でおり、 前記記録レーザ光の照射により前記物質が熱分解し、複
素屈折率の変化が***変形よりも支配的に生じて前記情
報の記録が行われるようにしたことを特徴とする光情報
記録媒体。 - 【請求項2】 前記記録膜は、前記熱分解により生じた
物質を前記記録膜中に分散させる物質を含んでいること
を特徴とする請求項1に記載の光情報記録媒体。 - 【請求項3】 前記記録膜は、光吸収率を調整する物質
を含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載の
光情報記録媒体。 - 【請求項4】 透明基板上に記録膜および反射膜を形成
してなり、記録レーザ光の照射により前記記録膜に情報
を記録する光情報記録媒体の製造方法において、 前記記録膜は、前記記録レーザ光の照射時に熱分解を起
こす物質を含み、前記記録レーザ光の照射により前記物
質が熱分解し、複素屈折率の変化が***変形よりも支配
的に生じて前記情報の記録が行われるものであって、 前記熱分解を起こすもととなる物質をターゲットとし、
この物質と化合物を形成して前記熱分解を起こす物質を
生成するための原料ガスと、C、H、F、S、O、C
l、N、P、I、Brのうちの少なくとも1種を含むガ
スを導入して反応性スパッタにより前記記録膜を形成す
ることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。 - 【請求項5】 前記熱分解を起こすもととなる物質と光
吸収率を調整する物質を異なるターゲットとして、前記
反応性スパッタを行うことを特徴とする請求項4に記載
の光情報記録媒体の製造方法。
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