JPS63153744A - 光記録媒体及びそれを用いる記録方法 - Google Patents

光記録媒体及びそれを用いる記録方法

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JPS63153744A
JPS63153744A JP62173564A JP17356487A JPS63153744A JP S63153744 A JPS63153744 A JP S63153744A JP 62173564 A JP62173564 A JP 62173564A JP 17356487 A JP17356487 A JP 17356487A JP S63153744 A JPS63153744 A JP S63153744A
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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〕２ 本発明は、レーザ光によって情報の記録及び再生を行な
う光記録媒体及びそれを用いる記録方法に関する。更に
詳しくは、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、２Ｐ法
等によって成形されたプラスチック基板の上に、金属薄
膜の反射層を設けた光記録媒体において、記録閾値が明
確であり、広い記録パワー領域において安定した記録が
可能であり、さらに経時的に記録感度が変化しない記録
安定性に優れた光記録媒体に関するものである。
〔従来の技術〕
レーザ光によって情報の記録・再生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
記録を行なうためには、レーザ光を照射した部分に何ら
かの状態変化が必要でアリ、これによって光学的変化を
もたらすことが必要である。すでにバブル形成方式、穴
あけ方式、非晶質−結晶質転移方式等が提案されている
。
表面に微細な凹凸構造を有するプラスチック基板の上に
金属薄膜を設けた光記録媒体は、表面が平坦なプラスチ
ック基板の上に金属薄膜を設けた記録媒体に比較して、
記録用レーザ光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る特徴を有し、例えば特開昭５
９−１３５６４３号に、その技術が開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、低い記録パワー領域での記録においては、記録
閾値が必らずしも明確ではなく、再生光により徐々にＣ
ＮＲが変化する場合があった。
一方、記録パワーの高い領域では、記録されたピットが
大きくなシすぎて、周囲のピットとの間でクロストーク
が発生したシ、ピットに亀裂が生じるために、ＣＮＲが
低下し、狭い記録パワー範囲で記録を行なわざるを得す
、ドライブ装置に対して大きな負担になっていた。
さらに過酷な条件下に暴露したときに記録閾値やＣＮＲ
が変化するなど、記録特性が経時的に変化し、記録安定
性に問題があった。
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、記録閾値が明確であり、広い記録パワー
範囲で安定した記録が可能であり、過酷な環境染件下に
おかれても記録安定性に優れた記録媒体を提供せんとす
るものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は表面に徽細な凹凸構造を有するプラスチック基
板の上に、金属薄膜を設けてなシ、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りデータが書き込
まれることのできる光記録媒体において、上載プラスチ
ック基板と金属薄膜の間に、該薄膜を形成する金属とは
熱的特性を異にし、且つ平均的厚さが金属薄膜の厚さよ
り薄い中間層を設けることを特徴とする光記録媒体であ
る０ 本発明の記録媒体の基本構造は、表面に微細な凹凸構造
を有するプラスチック基板上に、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，
２３７号明細書、％開昭５９−１３５６４３号公報等に
開示される方法により得られる。
用いられるプラスチックとしては、記録用レーザ光によ
って照射された部分が熱分解や熱変形を生起する性質を
有するものであれば、何でも使用できる。それらは、例
えばポリメチルメタクリレ−）（ＰＭＭＡ）やその共重
合体、ポリカーボネー）（ＰＣ）、ポリエステル、ポリ
オレフィン樹脂、ポリアミド樹脂等の透明性に優れたプ
ラスチック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７５０〜８５０　ｎｍ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１〜１ｏ　ｍＷ
程度の範囲で用いられる。
プラスチック基板表面の微細な凹凸は、例えば射出成形
、射出圧縮成形、圧縮成形、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
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
た規則的な周期が記録・再生用レーザ光の波長以下であ
り、その深さが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シ、その深さ
が０．０５μｍより小さいときは、表面が平坦なプラス
チック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ない。一方、深さが１μｍより
犬きくなると、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、シ
かも短時間で成形することが困難となる。
本発明において金属薄膜として用いられる金属は４００
℃以上の融点を有することが好ましい。
この温度より融点が低い金属の場合は、低い記録レーザ
パワーで記録が可能であるといった有利な点はあるが、
記録可能なパワー範囲が狭く、金属膜に亀裂が生じたシ
、記録後の保存中にピットが変形することがらシ、好ま
しくない。融点の上限は特に限定するものではないが、
あまりにも融点が高いと記録レーザパワーが高すぎ、表
面を凹凸構造にする特徴が損なわれるので、２０００℃
程度が好ましい。用いられる好ましい金属を例示するな
らば、白金、金、アルミニウム、クロムまたはチタンで
ある。鉄、ニッケル、銀、銅等も用いることができる。
又、合金であってもよい。金属薄膜の厚さは、一般に５
〜２００　ｎｍであることが好ましい。この範囲を超え
、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、厚す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横力われる。
本発明に用いられる中間層は、金属薄膜を形成する金属
とは熱的特性を異にする必要がある。ここで言う熱的特
性とは融点または熱伝導率を言う。
本発明において、中間層が金属薄膜を形成する金属より
高い融点を有するか、或は、低い熱伝導率を有するとき
、記録閾値が明確となシ広い記録パワー範囲で安定した
記録ができるという効果が顕著となることが認められて
いる。
白金は延性が高く、また各種の安定性及び取υ扱い性の
点で本発明の金属薄膜を形成する材料としては最も好ま
しい。該白金を金属薄膜として選択した場合を例にとり
、具体的に中間層を形成すべき材料を例示すると、融点
が著しく高い材料としては、例えばクロム、バナジウム
、タンタル等が例示され、−万態伝導率が著しく低い材
料としては、チタン、二酸化ケイ素、バナジウム、タン
タル等が例示される。これらの中でノ（ナジウム及びタ
ンタルは特に効果の大きい材料として注目される。これ
らの材料は一般に金属であるが、半金属又はそれらの酸
化物であってもよい。
第１表に本発明で用いられる材料の代宍的な物性値を示
す。
Ｐｔ　　　　１７７２　　　　　　０，１７４Ｃｒ　　
　　１８５７　　　　　　０．２２７Ａｕ　　　　１０
６４　　　　　０．７ＯＮｉ　　　　１４５３　　　　
　　０・２１Ａｌ　　　　６６０　　　　　　０．５７
８１０２　　１４７Ｇ　　　　０．０２５５〜Ｑ、０１
４８Ｔｉ　　　　１６６０　　　　　　０．０５３Ｖ　
　　　１８４７　　　　　　０．０５Ｔａ　　　　２９
９６　　　　　　０．１３３本発明用いられる中間層の
厚さは、金属薄膜の厚さより薄いことが必要である。こ
れは、プラスチック基板と金属反射膜とからなる光記録
媒体の光学的特性（反射率、吸収率）を大きく変えない
ために必要である０中間層の厚さの下限は特に限定する
ものではなく、中間層の素材に応じて選択されるが、あ
まシ薄いと効果が現われにくいため、平均的厚さ１　ｎ
ｍ以上が好ましい。中間層の厚さの上限は金属薄膜との
関係で決定されるが、一般には１００　ｎｍ以下であり
、特には５　Ｑ　ｎｍ以下であることがよい０中間層は
完全に連続した膜ではなく、島状構造であっても効果を
十分発現するので、膜厚は“平均的厚さ”と表現した。
本発明における効果の発現機ｔｓ祉必らずしも明確では
ないが、金属薄膜の厚さを単に変えるだけでは効果のな
いことや、中間層の平均的厚さが非常に薄い場合でも効
果が発現することから考えて。
記録用レーザ光が照射されて金属薄膜層が熱的変形をす
るさい、界面の相互作用を変える効果等によりその変形
を助長しているものと推察される。
中間層材料の低い熱伝導率は、与えられたレーザ平面方
向へ分散させることなく、効率的に基板のプラスチック
材料の熱分解や熱変形に寄与させることができるだろう
。また、中間材料の高い融点は、高パワーにおける書き
込みに対し金属薄膜の亀裂防止に対し効果が生じるだろ
う。
平坦なプラスチック基板上に、反射層、吸収層、干渉層
といった層を設け、光学的特性を適当に選択することに
よって高感度化、高ＣＮＲ化を計る技術はすでに特開昭
５７−１５９６９２号又は特開昭５７−１８６，２４３
号にて公知であるが１本発明では吸収あるいは干渉とい
う光学的性質とは関係なしに効果が発現するので、それ
らの技術とは根本的に異なるものであるワ 米国特許第４，３６０，８９５号には非常に異った熱膨
張係数を有する少なくとも二重の金属層を含むことによ
る、孔を開けることが々く変形という形で消去で１！、
ない永久メモリ構造が開示される。こ゛　の技術は熱膨
張係数の違いによる・（イメタル効果を期待するもので
ある。しかるに該技術は表面が完全に平坦表基板の場合
には効果が生じろかも知れないが、本発明者らの研究に
よれば、表面に微細な凹凸構造を有するプラスチック基
板には適用できず、該技術と本発明の技術は根本的に異
なるものである。例えば後述する実施例及び比較例にて
より一層明確になるが、熱膨張係数が大きく異なるＰｔ
／Ａｕ系、Ｐｔ／Ｎｉ系、Ｐｔ／Ａｌ系にオイて本発明
の効果は全く得られず、むしろ該中間層の付与により、
その記録特性は低下する。一方、バイメタル効果がほと
んど期待されないと予想されるＰｔ／Ｔｉ系において、
本発明は著しい効果が達成されることが認められた。こ
れは、米国特許第４，３６０，８９５号が教示する事実
を考慮すれば全く意外なことである。ここでこれらの金
属の膨張係数は、次のとおりである。
Ｐｔ　　　　　　　ＡＩ　　　　　　　ＡｕＯ，９０Ｘ
１０＝に−１２，ａｓｘｉｏ−５ｘ−１１，４１ｘｌＯ
−５に一’Ｎｉ　　　　　　　Ｔｉ １．２８Ｘ１０−５Ｋ”−’　　０．８９ｘｌＯ−５に
一’金属薄膜又は中間層は、スバソタリ／グ法、真空蒸
着法、イオンブレーティング法等、常法により形成する
ことが可能であり、成膜方法を特に限定するものではな
い。
プラスチック基板上に金属薄膜及び中間層を設けてなる
該光記録媒体において、プラスチック基板側からレーザ
光を入射したときの記録前の反射率が５〜６０％の範囲
であることが必要である０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に行なえず、安
定した記録・再生が困難となる。又、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、全く記録が
できないか、記録に高パワーを要するので好ましくない
０ 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、プラスチック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バブ
ルを形成することにより、反射率が増大する部分を発生
することにより永久的記録を行うことができる。
また、本発明の記録媒体は、任意の保護層により保護す
ることができる。
以下に実施例をもって本発明の詳細な説明する。
〔実施例１、比較例Ａ〕 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０．３μｍ、その深さが０．１μｍの凹凸を有する
厚さ１．２１１１ｍ、内径１５冒、外径１３０簡のポリ
カーボネート製プラスチック円板を射出成形によ抄成形
した。この円板のＤＳＣ法によるガラス転移温度は１４
０℃であった。次いで、この円板上にスパッタリング法
によりＣｒを４　ｎｍの厚さで形成した後、同一スパッ
タリング装置により、厚さ１５℃ｍのｐｔ膜を形成して
光記録媒体を得た。
なお、この光記録媒体の反射率は１８％であり、・波長
８３０　ｎｍにおいて信号の記録・再生のためのフォー
カシング及びトラッキング制御は十分に行なうことがで
きた。記録用レーザパワーを１〜１０ｍＷまで逐次変え
ながら記録を行ない、ＣＮＲを測定した。なおＣｒ層を
設けず、プラスチック基板とｐｔ反射膜のみからなる光
記録媒体を比較例として、同様の測定を行ない、結果を
第１図に示した。
さらに４０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽内に１０００時
間、暴露した後、同様に波長８３０　ｎｍの半導体レー
ザを用いて９　ｍＷで記録し、暴露前とのＣＮＲを比較
して、記録安定性を評価した。
第１図から明らかなように、本発明に基づ〈実施例では
、低パワー領域でＣＮＲが急激に立ち上がっていること
から記録閾値が明確であり、高パワー領域ではＣＮＨの
低下が見られず、広いパワー範囲での記録が可能であっ
た。さらに記録安定性では、中間層を設けない比較例で
は、ＣＮＲが５　ｄＢ低下したのに対して、中間層を設
けた本発明に基づ〈実施例では全く変化が認められず、
安定した記録特性を示したつ さらに、一度記録を行った記録媒体を、４０℃、９５％
ＲＨの恒温恒湿条件に暴露後、再生しＣＮＲを測定した
ところ、暴露によるＣＮＨの低下は全くなかった。これ
より本発明の記録媒体は記録後の安定性も優れているこ
とが確認された。
〔実施例２〜５、比較例Ｂ〕 中間層としてスパッタリング法によ１）Ｃｒ及びＳ　ｉ
Ｏｚをそれぞれ設け、その上にｐｔ膜を１５℃ｍ形成し
た光記録媒体について同様の測定を行なった（表２）。
本発明に基づ〈実施例では第１図における実施例と同様
の効果が得られ、暴露前後で記録したＣＮＨにも変化が
なかった。しかし本発明に基づかない比較例では記録閾
値は明確ではなく、高パワー領域でもＣＮＲが低下した
。暴露後はＣＮＲが暴露前に比較して５　ｄＢ低下した
。
第　　　２　　　表 〔実施例６，７．比較例Ｃ，Ｄ、Ｅ） 中間層としてスパッタリング法によ、９Ｔｉ、Ｖ。
Ｎｉ％ＡＪ、Ａｕをそれぞれ設け、その上にｐｔ膜を１
２　ｎｍ形成した光記録媒体について同様の測定を行な
った。（表３） 第　　　３　　　表 本発明に基づ〈実施例では第１図にシける実施例と同様
の効果が得られ、暴露前後で記録し九〇ＮＲにも変化が
なかった。しかし本発明に基づか逢い比較例では記録閾
値が明確ではなく、高パワー領域でのＣＮＨの低下も大
きかった。第２図には実施例６と比較例Ｅについて例示
した。
〔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プラス
チック基板の上に金属薄膜を設けてなる光記録媒体にお
いて、上載プラスチック基板と金属薄膜の間に中間層を
設けることによジ、記録閾値が明確であり、広い記録パ
ワー範囲で安定した記録が可能であり、過酷な環境条件
下におかれても記録安定性に優れた光記録媒体を得るこ
とができる０
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例１及び比較例Ａについての記録レーザ
パワーとＣＮＲとの関係を示した図である。また第２図
は、実施例６及び比較例Ｅについての記録レーザパワー
とＣＮＲとの関係を示した図である。

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プラスチック基板の
    上に金属薄膜を積層してなり、所定の波長領域のレーザ
    光を強く吸収して該レーザ光により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、該プラスチック基
    板と金属薄膜との間に、該薄膜を形成する金属より高い
    融点を有するか、あるいは低い熱伝導率を有する材料よ
    りなり、平均的厚さが該金属薄膜の厚さより薄い中間層
    を設けることを特徴とする、光記録媒体。 ２）該プラスチック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・再生用レーザの波
    長以下であり、その深さが０．０５〜１μｍ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）プラスチック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）プラスチック表面の微細な凹凸が射出成形、射出圧
    縮成形、圧縮成形、フォトポリマー法（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）金属薄膜層を形成する金属の融点が４００℃以上で
    ある特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 ６）金属薄膜層を形成する金属が白金、金、アルミニウ
    ム、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銀又は銅の個々の
    金属又はそれらを主体とする合金である特許請求の範囲
    第５項記載の光記録媒体。 ７）中間層を形成する材料が該薄膜を形成する金属より
    高い融点を有する材料である特許請求の範囲第１項記載
    の光記録媒体。 ８）中間層を形成する材料が該薄膜を形成する金属より
    低い熱伝導率を有する材料である特許請求の範囲第１項
    記載の光記録媒体。 ９）中間層を形成する材料が金属、半金及又はそれらの
    酸化物である特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 １０）中間層を形成する材料が白金、金、アルミニウム
    、クロム、チタン、鉄、ニッケル、銀、銅、バナジウム
    、タンタル又は二酸化ケイ素である特許請求の範囲第７
    項記載の光記録媒体。 １１）金属薄膜形成する金属が白金であり、中間層を形
    成する材料がクロム、チタン、バナジウム、タンタル又
    は二酸化ケイ素である特許請求の範囲第１項記載の光記
    録媒体。 １２）書き込みがパルプを形成する金属層の変形の形態
    である特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体。 １３）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。 １４）プラスチック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。１５）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１４項記載の光記録媒体。 １６）金属薄膜層の厚さが５〜２００ｎｍであり、中間
    層の平均的厚さが１〜１００ｎｍである特許請求の範囲
    第１項記載の光記録媒体。 １７）金属薄膜層の厚さが１０〜２００ｎｍであり、中
    間層の平均的厚さが１〜５０ｎｍである特許請求の範囲
    第１項記載の光記録媒体。 １８）金属薄膜層の厚さが１０〜２００ｎｍであり、中
    間層の平均的厚さが１〜１０ｎｍである特許請求の範囲
    第１項記載の光記録媒体。 １９）上記光記録媒体を用い、レーザ光を照射すること
    によりプラスチック基板の局部的分解によるガス発生を
    生起し、バブルを形成することにより、反射率が増大す
    る部分を発生させることにより永久的記録を行う記録方
    法。
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