JPS62298944A - 光学的記録用媒体 - 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、高密度、高速記録が可能な光学的記録媒体に
関する。

詳しくは、基材上に形成した記録用薄膜にレーザービー
ムを照射して発生した熱によ）、該薄膜が蒸発あるいは
溶融除去されることを利用した光学的記録用媒体に関す
るものである。

（従来の技術） 基板上に形成された薄膜にレーザービームを照射して穴
（ピット）を形成するようにした光学的記録用媒体とし
て、従来よシ、Ｔｅ、Ｅｉ　などの金属薄膜を使用する
ことが知られている。

さらに経時安定性を増すために、Ｔｅ、Ｓｅ　　などか
らなるＴｅ系合金薄膜や、これらの金属を含有するプラ
ズマ重合膜を使用することも検討されている。これらの
材料は低融点であるため、記録に要するレーザー光のパ
ワーが小さくて済み、記録感度の点で有利である。

一方、これらの記録媒体に用いる基板としては、プラス
チック、ガラス、金属、あるいはこれらの基板上に光硬
化性樹脂を塗布したもの等が挙げられる。

一ザー加熱によって溶融した記録層物質が基板との付着
力にうちかつて分離することが必要である。このような
目的のために、記録層と基板との間にフルオロカーボン
薄膜からなる下引層を設けることが検討されている（特
開昭！ター９０２４ＬＡ号公報）基板と記録層物質との
間の付着力を決める要因は基板表面及び記録層物質の表
面張力や、基板表面層の分子量、架橋度等であるが、該
付着力が小さければ、よシ小さなレーザー光パワーで短
時間にビット穴を形成することができる。これは記録感
度の向上を意味し、高速記録を可能とし、しかも安価な
低出力半導体レーザーの使用を可能とする。さらに高品
質の記録を行うためには、形成されたピット形状が明確
な輪郭を有し、かつ、一様であることが要求される。

上記要求を満たすものとして、本発明者らは既に基板と
記録層との間にフルオロカーボンの下引き層を設け、か
つ、該下引き層の記録層に接する側の表面から／　Ｏｎ
ｍ内の層の炭素とフッ素の原子比１ＥＥＩＩＯＡ法（軟
Ｘ線励起光電子分光法）による測定値として炭素／に対
してフッ素へ≠以上とする光学的記録用媒体を見い出し
た。（特願昭乙０−２９♂／り７） （発明が解決しようとする問題点） 一方、記録用媒体には、以上のような特性に加えて、記
憶容量が大きいこと、すなわち、高密度記録が可能なこ
とが要求される。穴あけタイプの光学的記録用媒体の記
憶容量を向上させるためには、ピットの大きさをできる
だけ小さくすることが望ましい。円板状ディスクを用い
た、高密度、高速記録は記録再生を行うドライブシステ
ムにおいて、穴あけ用レーザー光の照射１間を短＜Ｌｆ
ｃシ、パルスの繰り返し周波数ヲ−高め＆Ｄ集束された
レーザー光のスポットサイズを小さくしたシ、さらに、
ディスクを高速で回転させることによって達成される。

円板状ディスクが回転して記録媒体面上をレーザー光の
スポットが相対的に移動するにあたシ、移動方向のピッ
ト長は、記録層と下引き層とからなる記録媒体の特性と
、記録媒体面上に集束されたレーザー光のスポットサイ
ズ、レーザー光照射時間、レーザー光の強度及びレーザ
ー光ビームに対する記録媒体面の相対移動速度等によっ
て決まる。光学記録用に一般に用いられる光学系と半導
体レーザー光の波長♂００　ｎｍ前後に対しては、レー
ザー光のスポットサイズは直径７μｍ程度が限度であシ
、最短ピット長はこのスポットサイズと同程度以上とな
る。記録媒体の熱伝導率が大きく、レーザー光照射によ
って溶融される領域が大きい場合や、記録層と下引き層
の間の付着力か弱過ぎて除去される物質の量が多い場合
には、形成可能な最短ピット長が大きくなりやすい。ま
た、上記の二うな媒体では、レーザー光パワーのわずか
な変動によってもピット長が敏感に変動しやすい傾向が
あり、安定で正確なディジタル信号の記録が困難となる
。

さらに、上記ピット形状に関する問題点に加えて、短パ
ルス長のレーザー光で記録した沙、ディスクを高速で回
転させる場合、特にディスクの外周においては、媒体面
上の単位面積車）に単位時間に照射されるレーザー光の
エネルギー密度が小さくなるために穴あけに要するレー
ザー光パワーはより大きくなシ、媒体に対する高感度化
の要求は一層厳しいものとなる。

以上のよって要求を満たすためには、記録層とその下地
（基板または下引メ）との組合せが極めて重要な要素と
なる。すなわち、最短ピット長を短かくするためには、
付着力が大きいこ服するために、例えば高付着力を有し
ながら低温ノで分解・昇華するような有機物にトロセル
ロース、グアニン又はフタロタアニン等の色素）を下引
き層として利用して感度を改善する方法（第３２回応用
物理学関係連合講演会講演予稿集（／り♂！、春季）　
ｐ／／ｊ　）が挙げられるが、必ずしも十分な感度及び
安定性が得られていない。また、これら既存の有機物の
物性（分解・昇華温度、付着力）は各々に固有のもので
あり種々の記録層及びドライブシステムとの組合せに対
して、柔軟に最適化を行うことができない。

（問題点を解決するための手段） 一方、フルオロカーボンとハイドロカーボンの共重合体
のフィルム上に記録層を成膜し、記録感度を測定した場
合共重合体中のフルオロカーボンの比率を高めることに
よ）、付着力を小さくし記録感度の向上がはかれること
や（Ｄ、Ｊ。

Ｂｒｏｅｒ　ａｎａ　Ｌ、Ｖｒｉｅｎｓ　ａｐｐｌ　ｐ
ｈｙｓ　Ａｌ１　ｐ１０７（／り１？）　　）逆にポリ
テトラフルオロエチレン樹脂の１表面全プラズマ処理す
ることによシ金属／Ａ（ｉ９７ｒ）　／弘乙夕） 本発明者らは、このようなフルオロカーボン膜における
付着力の制御性の良さに注目し、フルオロカーボン薄膜
からなる下引き層について種々検討した結果、付着力を
向上させ最短ビット長を短くする一方で高感度及びピッ
ト形状の改善をもたらすフルオロカーボン下引き膜を有
する光学的記録用媒体を得、本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、基板上にフルオロカーボン
膜からなる下引き層を設け、該下引き層上に穴あけタイ
プの記録層を配置した、光にある。

以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明光学的記鍮用媒体の具体的構造の７例を示す模
式図であって、（１）は基板、（２）は基板（１）上に
配置したフルオロカーボンの下引き膜、（３）は膜（２
）上に形成した記録層、（４）はトラックサーボ用の溝
である。

本発明に係る記録媒体の基板（１）としてはアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック、ガラス又
はアルミニウム等に紫外線硬化樹脂を塗布したもの等が
挙げられる。

本発明においては、この基板上に、プラズマ重合法、ス
パッタ法あるいは蒸着法によってフルオロカーボン薄膜
を、２０〜１０ｏｏｌ、好適には！Ｏ〜３００λ堆積さ
せた後、該フルオロカーボン膜の表面を不活性ガスプラ
ズマ処理して下引き層（２）を形成し、種々の記録層（
３）に対して、下地との付着力を最適化する。

基板（１）上にフルオロカーボンのプラズマ重合膜、あ
るいは、ポリフルオロカーボンのスパッカン、ａｔ、ｅ
ｖｅＦ２　などのパーフルオロアルケン又ハ、バーフル
オロヘキサン、パーフルオロベンゼン等、常温で気体、
あるいは液体であっても蒸気圧が十分高く、真空容器に
該フルオロカーボンの蒸気を１０−”　Ｔｏｒｒ以上満
たし、グロー放電が可能となるもので、フッ素の置換度
が高いものが望ましい。これらフッ化炭素をモノマーと
して容量式あるいは誘導式放電を用いることによ）プラ
ズマ重合膜を形成する。ポリフルオロカーボンとしては
、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエ
チレン−へキサフルオロプロピレン共重合樹脂、テトラ
フルオロエチレンーバーフルオロアルコキシエチレン共
重合樹脂などを用い、これらをターゲットとして、Ａｒ
などの不活性ガス、あるいは、不活性ガスと前記モノマ
ーの混合ガスでスパッタすることによシ、スパッタ膜を
形成する。

記録層（３）は通常Ｔｅ系の合金が用いられ、特にＴｅ
−８ｅ系合金が良い、Ｔ　ｅ　−Ｓ　ｅ　系の記録層を
形成するにはＴｅ又はＴｅを主成分とする合金ヲターゲ
ットとし、フッ化セレンガスをスパッタ装置内に導入し
てスパッタ漢ヲ形成すれば良い。記録層中Ｓｅの含有量
は！〜２よ原子％程度とするのが良い。

第２図にポリフルオロカーボンのスパッタ膜あるいはプ
ラズマ重合膜を作製しプラズマ処理した後、スパッタに
よって記録層を成膜する場合の装置の一例を示す。図中
（１）は真空容器であシ、その内部は３室に区切られて
いる。第１室で、例えば、ポリフルオロカーボンのスパ
ッタを行い、引き続き第■室でプラズマ処理を行う。

その後第■室において記録層を成膜する。プラズマ処理
は、記録層がＴｅを含む合金の場合、フルオロカーボン
層の記録層に接する側の表面から／　Ｏｎｍ以内の層の
フッ素と炭素の平均原子数比が炭素／に対してフッ素へ
〇からへλ程度となるように処理するのが良い。

第２図中、（２）、（３）、（４）は高周波を印加する
電極であ）、基本的には同一構造であるが、（２）、（
４）がスパッタされるべき材質からなるターゲラ（５）
は基板（６）がセットされたホルダーであフ、１１ＩＩ
、１室の順に搬送することができる。（７）、（８）、
（９）は放電を生ぜしめるためのガス導入口であ）、成
膜室、Ｉ、　　ｌ［には（７）、（９）を通して、　　
Ａｒま北は反応性ガスとＡｒガスとの混合ガスを導入す
る。プラズマ処理室には、（８）を通して例えばＡｒガ
スを導入する。ここで、１．ＩＩ、■室の間には各室の
ガスの程類及び圧力を独立に制御するための差動排気室
α■、αηを設けている。また、（２）は排気口、α→
はＲＦ電源である。第１室において、電極（２）の材質
を（３）と同じようにプラズマてよってスパッタされに
くい材質に変え導入口（７）から、フルオロカーボンの
モノマーガスヲ導入すれば、プラズマ重合膜を作製する
ことができる。

第■室で不活性ガスプラズマ処理を行うためには、基板
ホルダー（５）と電極（３）との間にグロー放電プラズ
マを生せしめ、第１室で基板（６）上に成膜されたフル
オロカーボン膜の表面を該プラズマにさらせば良い。

プラズマにさらされたフルオロカーボン膜表面からはフ
ッ素原子が抜けて炭素原子どうしが架橋し、架橋度の高
い表面層が形成される。該表面層の厚み及び架橋度はプ
ラズマの放電条件、特に放電パワーとプラズマにさらさ
れた処理時間及び基板（６）と電極（３）との間隔によ
って制御でき、この結果、記録層と下引き層との付着力
を幅広（制御し、各種記録層に対して最適化を行うこと
ができる。すなわち、フッ素原子が抜けることによシ、
フルオロカーボン膜表面の表面張力が大きくなシ、まな
炭素原子が架橋することによシ、上記表面架橋層の密度
及び分子景が増加する。こうした表面層の変化は、いず
れも記録層と下引き層との間の付着力を増加させる効果
がある。

上記のようなフルオロカーボン薄膜表面のプラズマ処理
効果は、以下のようにして確認された。−４ｆ、　ＰＴ
ＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレン）のスパッタ膜を
作製し、引き続きＡｒガス圧ｊ　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒ
ｒ　、放電パワーｉｏｏｗにてＡｒプラズマ処理を行い
、水に対する接触角、及びＥＳＯＡ法によって測定した
表面から／　Ｏｎｍ以内の層のフッ素原子炭素原子との
原子比（Ｆｌｏ　）の変化を測定した。なお、ＥＳＯＡ
法による測定については特願昭６０−２９♂／り７に述
べられている通シである。

処理時間の増加とともに、接触角及びＦｌｏは減少する
ことが確認された。一方、上記プラズマ処理されたフル
オロカーボン下引き層上に、’ｒｅ−８ｅＦ６系記録層
（特願昭６０−／７．２６≠７に開示のもの）を成膜し
、簡便な引きはがし法によって付着力を測定したところ
、処理時間３００秒では、処理前に比べ数倍の増加がみ
られた。

以上に、付着最適化の具体的な一例を示すが。

本発明の要旨はフルオロカーボン下引き層とプラズマ処
理との組合せによシ、簡便な装置によって制御性が良く
、かつ、自由度の高い下引き層を作製できることにあ）
、記録層及び処理条件は必ずしも以下の実施例に制限さ
れないことは言うまでもない。

（実施例） Ａｒガス圧／　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒ　、放電パワー
２００Ｗにて、ＰＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレ
ン）のスパツンヲ行い、円板状でトラッキング用の溝を
有するポリカーボネート樹脂基板上に、膜厚約２００人
の薄膜層を形成した。続いてＡｒガス圧ｊＸ＃）−３Ｔ
ｏｒｒ、放電パワー！ＯＷにて１３０秒間プラズマ処理
を行った。

上記被処理下引き層と未処理下引き層、及び下引き、亥
のない基板上にＳｅＦ、及びＡｒガスとの混合ガス中で
Ｔｅの反応性スパッタリンクラ行い、Ｔｅ及びＳｅを含
む膜厚約２００人の薄膜を形成し、記録層とした。

上記３種類の光学的記録用媒体に対し、以下のような条
件で記録再生特性の評価を行つな。

円板状基板は／　Ｉ　ＯＯｒｐｍで回転させ、回転軸か
らの半径的３０ｔｍのトラックに対し、波長？３０ｍｍ
のＧａＡ１５半導体レーザー光で記録、再生を行った。

記録は３．ｔ　３　ＭＨｚ　、デユーティ−３０％のパ
ルス光にて行った、第３図にＣ／Ｎ比（Ｏａｒｒｉｅｙ
　ｔｏ　ｎｏｉｓｅ）ａｔｌｏ）　　の記録ノくワー依
存性を示す。図中（ハ）〕は未処理下引き層、（６）は
被処理下引き層、（ｃ）は下引き層無しの場合である。

（ロ）は（ｃ）よ）も感度が改善される一方で、（ａ）
よシもＯ／Ｎが／〜、２ｄＥ増加し、Ｃ／Ｎ比の記録ノ
くワー依存性が少ない。これは、ＳＦ、Ｍ観察の結果（
ａ）においては記録パワーを太き（するにつれ、ビット
長が急激に大きくなるのに対し、（′ｂ）においてはビ
ット長の変化が少ないためであることがわかった。

さらに、（ｂ）においては（Ｃ）に比べてビット内残留
物が小さく、均一なリムが形成された。

Ｔ６−８ｅＦ、　　系記録層を有し、（６）のような特
性を有する記録媒体が得られるようなプラズマ処理条件
は、　ＥＳＣｉＡ法によって決定できる。すなわち、処
理後の表面から／　Ｏｎｍ以内の層のフッ素と炭素の平
均原子数比が炭素／に対して、フッ素へ〇からハ２であ
るように処理条件、及び処理時間を決定するのが望まし
い。ここで第ψ図に゛示すように、未処理のフルオロカ
ーホンスパッタ膜の表面から約／　Ｏｎｍ以内の層は深
さ方向に対して、はぼ均一の組成を有するのに対し、被
処理膜は、表面から膜の内部に入る程、フッ素原子の比
率が高くなる傾向があることがやはりＥＳＣ！Ａ法によ
って確認された。従って、上記被処理膜表面の平均原子
数比は、ＥＳＯＡ法によって測定可能な約／　Ｏｎｍ以
内の深さの全フッ素原子と、炭素原子の原子数比である
。

本発明におけるプラズマ処理されたフルオロカーボン下
引き層を用いた場合に、高感度を有しながら、ビット長
を短くできるのは、上記のようなＦ／Ｃの深さ方向分布
があるためと考えられる。

（発明の効果） 本発明によれば記録感度の向上のみならず、ピット形状
、最短ビット長について、バランスのとれた改善が可能
である。これによシ、高速、高品質、高密度な光学的記
録媒体を得ることができる。１

【図面の簡単な説明】

第１＠は本発明の光学的記録用媒体の一例の縦断面を模
式的に示す図面、第一図は本発明の光学的記録用媒体を
製造する場合て用いる装置の概略図、第３図は実施例で
得られた記録用媒体のＣ／Ｎ比の記録パワー依存性を示
す図面、第μ図はフルオロカーボンスパッタ膜の表面に
おけるフッ素原子と炭素原子の比率変化を示す図面であ
る。 図中／は基板１．２Ｉ′ｉ下引き膜、３は記録層を夫々
示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上にフルオロカーボン膜からなる下引き層を
   設け、該下引き層上に穴あけタイプの記録層を配置した
   光学的記録用媒体において、該フルオロカーボン下引き
   層の表面を不活性ガスプラズマ処理したことを特徴とす
   る光学的記録用媒体。
2. （２）フルオロカーボン下引き層がポリフルオロカーボ
   ンのスパッタ膜であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光学的記録用媒体。
3. （３）フルオロカーボン下引き層の表面をプラズマ処理
   するにあたり放電を生ぜしめる不活性ガスが、少なくと
   もＡｒを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光学的記録用媒体。
4. （４）穴あけタイプの記録層がＴｅを含む薄膜であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録
   用媒体。
5. （５）穴あけタイプの記録層が、Ｔｅを含む金属をター
   ゲット材として、フッ化セレンガスとＡｒガスとの混合
   ガス中において反応性スパッタリングすることにより形
   成した、Ｔｅ及びＳｅを含む堆積膜であり、かつ該プラ
   ズマ処理後のフルオロカーボン層の記録層に接する側の
   表面から１０ｎｍ以内の層のフッ素と炭素の平均原子数
   比が炭素１に対して、フッ素１．０から１．２であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録
   用媒体。