JPH10188352A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光半透過膜と透明基板の密着性が悪かった。 【解決手段】 多層の記録層４，８を有し、光半透過膜
５を備えることにより、同一面から各記録層４，８の記
録信号の読み出しを行う情報記録媒体１であり、光半透
過膜５が単体の元素膜５ａを有し、単体元素膜５ａ中に
直径１ｎｍ乃至２０ｎｍの超微粒子５ｂの化合物が分散
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層の記録層を有
し、光半透過膜を備えることにより、同一面から各記録
層の記録信号の読み出しを行う情報記録媒体に係り、特
に光半透過膜の耐環境性能を改善した情報記録媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオやビデオ、その他
の各種情報を記録または／および再生を行う情報媒体と
して、図４に示す読み出し専用光ディスクや、図５に示
す書き換え可能光ディスクが知られている。

【０００３】図４は、読み出し専用光ディスクの断面構
造を示す概略図である。図４において、読み出し専用光
ディスク２１の光照射側面２１ａは、ポリカーボネート
等の透明基板２２によって形成され、この透明基板２２
上には、記録データの凹凸ピット２３を有する記録層２
４が形成されている。この記録層２４上には、アルミニ
ウム蒸着膜等の反射膜２５が形成され、この反射膜２５
は、紫外線硬化樹脂等の保護膜２６によって覆われて保
護されている。

【０００４】また図５は、書き換え可能光ディスクの断
面構造を示す概略図である。図５において、書き換え可
能光ディスク３１の光照射側面３１ａは、ポリカーボネ
ート等の透明基板３２によって形成され、この透明基板
３２上には、高屈折率誘電体よりなるエンハンスト層３
３および記録層３４が順次形成されている。この記録層
３４上には、高屈折率誘電体よりなる保護層３５を介し
て、アルミニウム蒸着膜等の反射膜３６が形成され、こ
の反射膜３６は、紫外線硬化樹脂等の保護膜３７によっ
て覆われて保護されている。

【０００５】このように、これらの光ディスク２１，３
１の断面構造において、記録層２４，３４は、それぞれ
単層であった。

【０００６】しかし、利用する情報量の増加に伴って、
光ディスクの単位面積当たりの記録密度を増加させるこ
とが必要となり、デジタルビデオディスク等の次世代光
ディスクにおいては、記録層を多層に形成した高密度光
ディスクの利用が考えられている。

【０００７】図６は、高密度光ディスクの断面構造を示
す概略図である。図６において、高密度光ディスク４１
は、ポリカーボネート等の透明基板４２上に記録データ
の凹凸ピット４３を有する第１の記録層４４が形成さ
れ、この第１の記録層４４上に光半透過膜４５が形成さ
れている。また、光半透過膜４５上には、紫外線硬化樹
脂等からなるスペース層４６が形成されている。そし
て、記録層を形成した透明基板上にアルミニウム反射膜
を成膜した単板を、２つの記録層４４，４８が対向する
ように、貼り合わせることにより、第１の記録層４４と
第２の記録層４８とを有する高密度光ディスク４１を製
作した。

【０００８】このような高密度光ディスク４１を実現す
るには、光半透過膜４５が極めて重要な要素となる。す
なわち、この光半透過膜４５には、２０％乃至４０％の
反射率と透過率が必要とされ、読み出しの焦点を第１の
記録層４４に合わせると第１の記録層４４から記録信号
が読み出される。このとき、第２の記録層４８には読み
出しの焦点が合っていないため、記録信号が読み出し時
に混じり合うことはない。一方、読み出しの焦点を第２
の記録層４８に合わせると、同様に第２の記録層４８の
記録信号のみが読み出される。

【０００９】この光半透過膜４５に要求される性能とし
ては、入射光を有効に利用するために吸収損失が小さい
こと、第１の記録層４４と第２の記録層４８の間の戻り
光量を等しくするために反射率や透過率が調整できるこ
と、スペース層４６との密着性が良いこと、耐環境性に
優れていることなどがある。

【００１０】このような光半透過膜４５は、例えばスパ
ッタリングや真空蒸着等の成膜方法によって、所定の屈
折率と所定の膜厚を有する珪素化合物膜を成膜すること
により得られ、珪素化合物を光半透過膜４５とした場合
の機能は次のように説明することができる。

【００１１】図７において、光半透過膜４５は、ポリカ
ーボネート等により形成された透明基板４２と、紫外線
硬化樹脂等により形成されたスペース層４６との間に介
設されている。例えば、透明基板４２側から入射した光
は、光半透過膜４５内で多重反射を起こし、干渉する。
したがって、図８に示すように、光半透過膜４５を通過
する光量と反射する光量は、この光半透過膜４５の膜厚
と屈折率によって変化する。すなわち、屈折率と膜厚を
変化させることで、反射率と透過率を任意に選択するこ
とができる。

【００１２】また、図９は、酸素量を一定（３％）と
し、窒素量を変化させたときの光半透過膜の屈折率変
化、および窒素量を一定（６％）とし、酸素量を変化さ
せたときの光半透過膜の屈折率変化を示す説明図であ
る。図９によれば、酸素と窒素の総量が増加するにした
がって、屈折率が小さくなっていくことが判る。

【００１３】このときの屈折率と膜厚の最適値は、次の
ようにして決められる。屈折率は、透明基板３２側から
みて第１の記録層４４と第２の記録層４８からの戻り光
量が等しくなるように設定する。また、膜厚は、面内に
おいて均一な戻り光量を得るために、膜厚の変化に対し
て反射率と透過率の変化が最も少ない値に設定する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
光半透過膜を有する光ディスクを高温高湿の環境下に長
時間放置したところ、図１０に示すように、ジッタやエ
ラーレートの増加が生じた。その原因は、光半透過膜と
透明基板との密着性が悪いため、高温高湿の環境下で光
半透過膜が透明基板から剥離することにあった。

【００１５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、光半透過膜と透明基板との密着性を向
上させることにより、高温高湿の環境下でも光半透過膜
が透明基板から剥離することがなく、耐環境性に優れた
情報記録媒体を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、多層の記録層を有し、光半透過膜を備えることに
より、同一面から各記録層の記録信号の読み出しを行う
情報記録媒体において、上記光半透過膜が単体の元素膜
を有し、単体元素膜中に直径１ｎｍ乃至２０ｎｍの超微
粒子の化合物が分散されている情報記録媒体により、達
成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施形態は、本発明の好適な形態であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１８】図１は、本発明に係る情報記録媒体の断面
構造の一実施形態を示す概略図である。図１において、
情報記録媒体１は、例えば円板状の光ディスクとして構
成され、その光照射側には、例えばポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンおよびポリス
チレン等の透明基板２が設けられている。この透明基板
２は光学的に透明で成形が可能なものであればよく、例
えば金型内にポリカーボネート等を射出成形することに
より円板状に形成され、その上面にはスタンパにより記
録データの凹凸ピット３を有する第１の記録層４が形成
されている。

【００１９】単体元素膜５ａ中への超微粒子５ｂの分散
は、図３に示すような成膜装置１１を使用して行われ
る。図３において、成膜装置１１のチャンバー１２の上
部には排気系に接続された排気口１４が設けられてい
る。成膜室１３内の下部には陽極となるバックプレート
１５が配置され、このバックプレート１５上に透明基板
２が取り付けられる。また、成膜室１３内の上部には、
例えば珪素ターゲット１６とアルミニウムターゲット１
７とが陰極として配置されており、シャッター１８によ
って陽極と遮られている。さらに、成膜室１３内の中間
部には、不活性ガス、酸素または炭素のガス供給口１９
が配置されている。すなわち、成膜装置１１は、コスパ
ッタが可能なスパッタリング装置として構成されてい
る。

【００２０】上記スパッタリング装置１１によって、珪
素ターゲット１６のスパッタとアルミニウムターゲット
１７のスパッタとを交互に行い、珪素膜またはアルミニ
ウム等の単体元素膜５ａ中に酸化アルミニウムまたは酸
化珪素等の超微粒子５ｂを分散させることにより、光半
透過膜５と透明基板２との密着性を増加させるが、密着
性が増加する理由を以下に説明する。珪素化合物膜は単
体では硬くて脆く、展延性がほとんどない。そのため、
単体の珪素化合物膜は、温湿度の変化に伴う透明基板２
の伸縮に対して対応できず、透明基板２と光半透過膜５
の間にストレスが集中し、これらの密着性が低下する。
珪素膜等の単体元素膜５ａは、膜中の原子が相互に密接
なネットワークを形成しているため、緻密な構造を有し
ている。そこで、この原子相互のネットワークを断ち切
るために、図２に示したような超微粒子５ｂを珪素膜等
の単体元素膜５ａ中に導入すると、各原子の結合は緩く
なり、光半透過膜５は柔軟な構造になる。したがって、
温湿度の変化に伴う透明基板２の伸縮に対して柔軟に対
応することができ、透明基板２と光半透過膜５の間のス
トレスはなくなり、これらの密着性が向上するものと考
えられる。

【００２１】このように本実施形態の情報記録媒体１
は、第１の記録層４と第２の記録層８を有しており、第
１の記録層４上に光半透過膜５として超微粒子５ｂを分
散させた珪素膜等の単体元素膜５ａを備えることによ
り、透明基板２側から各記録層４，８の記録信号の読み
出しを行うものである。

【００２２】なお、本実施形態では、二層の記録層を有
する情報記録媒体１を構成したが、これに限るものでは
なく、三層以上の記録層を有する情報記録媒体として構
成してもよい。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 実施例１の情報記録媒体は、図１に示した情報記録媒体
と同様の断面構造を有しており、同一の符号は同一部材
を示している。透明基板２の材質には、ポリカーボネー
トを採用する。まず、金型内にポリカーボネートを射出
成形して、スタンパにより凹凸ピット３を有する第１の
記録層４の形成された透明基板２を作製した。

【００２４】次に、この透明基板２を図３に示したコス
パッタが可能なスパッタリング装置１１のチャンバー１
２内に導入して陽極のバックプレート１５上に設置する
と共に、陰極に珪素ターゲット１６およびアルミニウム
ターゲット１７を設置した。この珪素ターゲット１６に
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００２５】そして、チャンバー１２内を十分に排気し
た後、珪素ターゲット１６をスパッタする際には２０ｓ
ｃｃｍのアルゴンガスをガス供給口１９から導入し、
又、アルミニウムターゲット１７をスパッタする際には
１５ｓｃｃｍのアルゴンガスに３ｓｃｃｍの酸素ガスを
混入した混合ガスをチャンバー１２のガス供給口１９か
ら導入して、透明基板２の第１の記録層４上に光半透過
膜５を成膜した。この際、珪素膜の成膜レートは５ｎｍ
／秒で、酸化アルミニウム膜の成膜レートは１ｎｍ／秒
であり、シャッター１８を交互に１秒間開放する操作を
１０回繰り返し、光半透過膜５を６０ｎｍの厚さで成膜
した。この光半透過膜５は屈折率ｎ＝２．９５を有して
おり、透過型電子顕微鏡で膜構造を観察したところ、珪
素膜５ａ中に平均直径８ｎｍの酸化アルミニウムの超微
粒子５ｂが均一に分散していることが確認された。

【００２６】この超微粒子５ｂが分散された光半透過膜
５上に、紫外線硬化樹脂よりなるスペース層６を４７ミ
クロンの厚さで形成した。そして、記録層を形成した透
明基板上にアルミニウム反射膜を成膜した単板を、２つ
の記録層４，８が対向するように、貼り合わせることに
より、第１の記録層４と第２の記録層８とを有する光デ
ィスク１を製作した。

【００２７】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が２
９％であり、第２の記録層８の反射率が３２％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。さらに、この光ディスク１を摂氏８０度の温度
で８５％の湿度の高温高湿度の環境下に１０００時間放
置した後でも、ジッタやエラーレートは初期の値と変化
しなかった。

【００２８】実施例２ 実施例２の情報記録媒体は、図１に示した情報記録媒体
と同様の断面構造を有しており、同一の符号は同一部材
を示している。透明基板２の材質には、ポリカーボネー
トを採用する。まず、金型内にポリカーボネートを射出
成形して、スタンパにより凹凸ピット３を有する第１の
記録層４の形成された透明基板２を作製した。

【００２９】次に、この透明基板２を図３に示したコス
パッタが可能なスパッタリング装置１１のチャンバー１
２内に導入して陽極のバックプレート１５上に設置する
と共に、陰極に珪素ターゲット１６およびアルミニウム
ターゲット１７を設置した。この珪素ターゲット１６に
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００３０】そして、チャンバー１２内を十分に排気し
た後、アルミニウムターゲット１７をスパッタする際に
は２０ｓｃｃｍのアルゴンガスをガス供給口１９から導
入し、又、珪素ターゲット１６をスパッタする際には１
５ｓｃｃｍのアルゴンガスに３ｓｃｃｍの酸素ガスを混
入した混合ガスをチャンバー１２のガス供給口１９から
導入して、透明基板２の第１の記録層４上に光半透過膜
５を成膜した。この際、アルミニウム膜の成膜レートは
１０ｎｍ／秒で、酸化珪素膜の成膜レートは２ｎｍ／秒
であり、シャッター１８を交互に０．５秒間開放する操
作を１０回繰り返し、光半透過膜５を６０ｎｍの厚さで
成膜した。この光半透過膜５は屈折率ｎ＝３．０５を有
しており、透過型電子顕微鏡で膜構造を観察したとこ
ろ、アルミニウム膜５ａ中に平均直径１３ｎｍの酸化珪
素の超微粒子５ｂが均一に分散していることが確認され
た。

【００３１】この超微粒子５ｂが分散された光半透過膜
５上に、紫外線硬化樹脂よりなるスペース層６を４７ミ
クロンの厚さで形成した。そして、そして、記録層を形
成した透明基板上にアルミニウム反射膜を成膜した単板
を、２つの記録層４，８が対向するように、貼り合わせ
ることにより、第１の記録層４と第２の記録層８とを有
する光ディスク１を製作した。

【００３２】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が２
９％であり、第２の記録層８の反射率が３２％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。さらに、この光ディスク１を摂氏８０度の温度
で８５％の湿度の高温高湿度の環境下に１０００時間放
置した後でも、ジッタやエラーレートは初期の値と変化
しなかった。

【００３３】以上述べたように、本発明の実施の形態及
び実施例によれば、光半透過膜５を単体の元素膜５ａに
よって構成し、単体膜５ａ中に１ｎｍ乃至２０ｎｍの超
微粒子の化合物を分散させることにより、光半透過膜５
と透明基板２との密着性を向上させることができ、高温
高湿の環境下でも光半透過膜５が透明基板２から剥離す
ることのなく、耐環境性に優れた情報記録媒体１を得る
ことができる。

【００３４】この情報記録媒体１は、透明基板２との密
着性に優れるために経時変化が少なく、光の吸収損失が
少ないという優れた性能を有するものである。

【００３５】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、光半透過膜
と透明基板との密着性を向上させることにより、高温高
湿の環境下でも光半透過膜が透明基板から剥離すること
がなく、耐環境性に優れた情報記録媒体を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る情報記録媒体の一実施形態の断面
構造を示す概略図である。

【図２】本実施形態の情報記録媒体における光半透過膜
の構造を示す概略図である。

【図３】本実施形態において使用する成膜装置を示す概
略図である。

【図４】従来の読み出し専用光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図５】従来の書き換え可能光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図６】従来の高密度光ディスクの断面構造を示す概略
図である。

【図７】珪素化合物を光半透過膜とした場合の機能を説
明するための概念図である。

【図８】膜厚と反射率と屈折率との関係を示す説明図で
ある。

【図９】酸素，窒素含有量と屈折率との関係を示す説明
図である。

【図１０】ジッタとエラーレートの変化を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１・・・情報記録媒体、２・・・透明基板、３・・・凹
凸ピット、４・・・第１の記録層、５・・・光半透明
膜、５ａ・・・単体元素膜、５ｂ・・・超微粒子、６・
・・スペース層、７・・・凹凸ピット、８・・・第２の
記録層、９・・・全反射膜、１０・・・保護膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層の記録層を有し、光半透過膜を備え
   ることにより、同一面から各記録層の記録信号の読み出
   しを行う情報記録媒体において、 上記光半透過膜が単体の元素膜を有し、単体元素膜中に
   直径１ｎｍ乃至２０ｎｍの超微粒子の化合物が分散され
   ていることを特徴とする情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記超微粒子が、母材元素の酸化物また
   は窒化物であることを特徴とする請求項１に記載の情報
   記録媒体。