JP2002288881A

JP2002288881A - 光学的情報記録媒体

Info

Publication number: JP2002288881A
Application number: JP2002080262A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yamada; 昇山田; Katsumi Kawahara; 克巳河原; Shigeaki Furukawa; 惠昭古川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP3653254B2

Abstract

(57)【要約】【課題】相変化光記録媒体において、反射層の膜厚を
薄くすると熱拡散層としての機能が低下する。走査速度
の如何に係わらず、光学的な特性を維持しつつ、記録再
生の繰返し回数を向上させた光学的情報記録媒体を実現
すること。【解決手段】基板１上に、第１の誘電体層２、記録薄
膜層３、第２の誘電体層４、反射層５を順に積層する。
さらに反射層５の上層に、記録再生用のレーザ光線に対
して光学的に略透明で反射層５の熱を拡散する熱拡散補
助層８を形成する。こうすると光の入射側から見て、反
射層５の熱容量が増大したのと等価な効果が得られる。
そして記録再生時の線速度が小さくても、記録再生の繰
返し回数を大きくとることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成した
記録薄膜層に高エネルギービームを照射し、記録薄膜層
に相変化を生じさせることにより、信号を記録及び再生
する光学的情報記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学的情報記録媒体（以下、単に記録媒
体という）として、ディスク状、カード状、円筒状等を
した基板上に金属薄膜や有機物薄膜で構成される記録材
料薄膜層（以下、記録薄膜層という）を形成したものが
ある。この記録薄膜層にサブミクロンオーダー径の微小
光スポットに絞り込んだ高エネルギービームを照射する
と、記録薄膜層に局部的な状態変化が生じる。このよう
な状態変化を利用して信号の蓄積を行なう技術は既に広
く知られている。とりわけ光磁気材料薄膜や相変化材料
薄膜を記録薄膜層に用いた記録媒体では、信号の書き換
えが容易に行えることから、盛んに研究開発がなされて
きている。

【０００３】記録媒体の構成は、図７に示すような多層
膜構成をとるものが通常である。すなわち図７に示す記
録媒体Ａでは、樹脂板やガラス板等で構成される基板１
の上に、光干渉層の働きを兼ねた第１の誘電体層（下引
き層ともいう）２を設ける。そして第１の誘電体層２の
上面に光吸収性の記録薄膜層３を設け、その上に光干渉
層である第２の誘電体層（上引き層ともいう）４を設け
る。次に、記録薄膜層３での光吸収効率を向上させた
り、熱拡散層としての働きをする反射層５を設ける。こ
れらの各層は順次スパッタリングや真空蒸着等の方法で
形成され、最後に接着層６を介して保護板７を設け、記
録媒体Ａが完成する。

【０００４】次に信号を記録するには、所定のスポット
径に収束されたレーザ光線を基板１の下側から照射す
る。そうすればレーザ光線は透明な材質で構成される基
板１を通過し、第１の誘電体層２、記録薄膜層３、第２
の誘電体層４を経て反射層５に達する。レーザ光線の一
部は反射層５から接着層６側に透過するが、残りは反射
層５で反射され、記録薄膜層３を照射する。このときレ
ーザ光線のスポットが記録薄膜層３の一部を加熱し、そ
の部分の状態を変化させる。この状態変化が相変化型で
あれば、加熱温度によって異なるが、例えば急速加熱及
び急冷で非晶質となり、徐冷で結晶化する。このとき、
記録薄膜層３の一部は加熱蒸発しようとするが、第１の
誘電体層２、第２の誘電体層４の存在のため蒸散が阻止
される。特に第１の誘電体層２は、記録薄膜層３の熱が
基板１に伝わり、基板１が軟化するのを防止する保護層
の働きをする。

【０００５】このように記録された信号を再生するに
は、記録媒体Ａに収束したレーザ光線を照射する。この
とき記録薄膜層３の相状態（結晶又は非晶状態）により
反射率が異なり、第１の誘電体層２との屈折率又は誘電
率との関係によっても、基板１から外部に向かって出力
される反射光線の量が変化する。このように反射光線の
強度を検出することにより、信号を再生する。

【０００６】さて各層を構成する材料及び膜厚は、記録
媒体Ａを利用する目的及びその使用条件によって異なっ
ている。例えば、記録薄膜層３で生じた熱を反射層５へ
急速に拡散させたい場合には、記録薄膜層３と第２の誘
電体層４の膜厚を数１０ｎｍ以下に薄く選ぶ。あるいは
反射層５として熱伝導率の大きなＡｕやＡｌ合金を用
い、光をほとんど透過させない程度に十分厚い膜厚に選
ぶということが行なわれている。上記の構成は通常、急
冷構成と称されている。

【０００７】また、最近では結晶領域とアモルファス
（非晶質）領域との間での光吸収量の相対的大きさを最
適化することが、歪を低減する上で重要であることが明
らかになっている。これを実現するためには、例えばＡ
ｕ反射層の膜厚を高々２０ｎｍ程度以下の薄いものとす
ることが１つの解決方法であることが開示されている。
このことは例えば、特開平１−１４９２３８号公報、山
田他：「高速オーバライト光ディスク」電子情報通信学
会技報Ｖｏｌ．９２，Ｎｏ．３７７，Ｐ９２、又は特開
平５−２９８７４７号公報に述べられている。また、特
開平４−１０２２４３号公報には、同様の目的を達成す
る手段として、金属の反射層５の代わりにＳｉ反射層を
用いることが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて高速オーバライト
に使用する等の目的で反射層を薄くした場合、反射層が
担っていた熱拡散層としての働きは必然的に低下し、レ
ーザ光線の照射終了後の加熱部の冷却速度が低下する。
また反射層として、熱伝導率の低い物質を用いた場合も
同様に冷却速度が下がる。例えば結晶化シリコンの熱伝
導率は、室温近傍ではアルミニウムの１／３程度といわ
れている。シリコン自身は温度上昇に従って熱伝導率が
低下するため、特に記録媒体としてディスクを回転させ
て記録再生動作を行うとき、低い線速度条件下では熱拡
散層として不利になる。

【０００９】ヒートモード記録の場合、冷却速度の低下
は直ちに記録感度、消去感度等に影響するが、記録媒体
を繰返して記録、再生、書き換えを行なうことを考える
ならば、その繰返しサイクル回数の限度にも影響する。
より具体的に説明すると、冷却速度が低下すると、記録
部（記録薄膜層）が高温状態に保持される時間がそれだ
け長くなり、より大きな熱的なダメージを生じ易くな
る。従って、高速記録再生用に設計された記録媒体を、
低速条件すなわち記録媒体と記録ビームとの間の相対的
な速度が小さい条件で用いようとすると、記録再生の許
容サイクル回数が小さくなるという欠点があった。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、反射層を薄くしても反射層の放
熱状態を最適にすると共に、記録薄膜層の記録再生の許
容サイクル回数を、記録媒体の走査速度に係わらず向上
させることのできる光学的情報記録媒体を実現すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、情報記録媒体のベースとなる基板と、前記基板の上
面に設けられた第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層
の上面に設けられ、レーザ光線の照射によって結晶相と
アモルファス相との間で可逆的状態変化を生じる記録層
と、前記記録層の上面に設けられた第２の誘電体層と、
前記第２の誘電体層の上面に設けられ、前記レーザ光線
の一部を前記記録層側に反射する反射層と、前記反射層
の上面に設けられ、前記レーザ光線に対して略透明であ
り、前記反射層の熱を拡散する熱拡散補助層と、を具備
し、前記反射層は、膜厚が２０ｎｍ以下の金属薄膜で構
成され、前記熱拡散補助層は、記録再生に使用するレー
ザ光線の波長をλとし、前記熱拡散補助層の屈折率をｎ
とし、整数をｍとするとき、前記熱拡散補助層の膜厚を
略（ｍ×λ）／（２×ｎ）±λ／８ｎにしたことを特徴
とするものである。

【００１２】本願の請求項２の発明は、レーザ光線の入
射面側に設けられた第１の誘電体層と、前記第１の誘電
体層の上面に設けられ、レーザ光線の照射によって結晶
相とアモルファス相との間で可逆的状態変化を生じる記
録層と、前記記録層の上面に設けられた第２の誘電体層
と、前記第２の誘電体層の上面に設けられ、前記レーザ
光線の一部を前記記録層側に反射する反射層と、前記反
射層の上面に設けられ、前記レーザ光線に対して略透明
であり、前記反射層の熱を拡散する熱拡散補助層と、を
具備し、前記反射層は、膜厚が２０ｎｍ以下の金属薄膜
で構成され、前記熱拡散補助層は、記録再生に使用する
レーザ光線の波長をλとし、前記熱拡散補助層の屈折率
をｎとし、整数をｍとするとき、前記熱拡散補助層の膜
厚を略（ｍ×λ）／（２×ｎ）±λ／８ｎにしたことを
特徴とするものである。

【００１３】

【作用】このような特徴を有する本願の発明によれば、
レーザ光線の入射側から見て、反射層の後方に光学的に
透明で、且つ反射層の熱を拡散する熱拡散補助層を設け
たことにより、あたかも反射層の熱容量が増大したのと
等価の層構造となる。このため反射層が薄い構成でも、
熱の拡散効率を確保することができる。こうすると記録
媒体の走査速度が低下しても、反射層で蓄積されるスポ
ット熱も適度に拡散され、記録層の相変化に与える影響
も少なくなる。また記録媒体としての光学的設計上の自
由度が高まる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態におけ
る光学的情報記録媒体について図面を参照しつつ説明す
る。図１は本実施の形態における光学的情報記録媒体
（記録媒体Ｂ）の構成を示す断面図である。本実施の形
態では照射用のレーザ光線の波長（λ）を７８０ｎｍと
して設計を行なうものとする。厚さ１．２ｍｍ、直径１
２０ｍｍのポリカーボネイト製ディスク状の基板１の上
に、第１の誘電体層２として厚さ９２．９ｎｍのＺｎＳ
−ＳｉＯ₂混合膜（下引き層）を設ける。そして第１の
誘電体層２の上面に、厚さ２２ｎｍのＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ
₅合金薄膜で構成される記録薄膜層３を設ける。そして
この膜の上に第２の誘電体層４として、厚さ１５７ｎｍ
のＺｎＳ−ＳｉＯ₂混合膜（上引き層）を設ける。この
層の上に反射層５として、厚さ１０ｎｍのＡｕ薄膜層を
設け、そしてこの層の上に熱拡散補助層８として厚さ１
５６ｎｍのＳｉＣ層を設け、各層を積層状態にする。熱
拡散補助層８の光学定数（複素屈折率）の実測値は２．
５であり、膜厚１５６ｎｍはおよそレーザ光線のλ／
（２ｎ）に相当する。但しｎは光学定数の実数部であ
る。

【００１５】以上の各層はＡｒガスを用いたスパッタリ
ング法により順次形成される。次に熱拡散補助層８の上
部にスピンコート法により約１０μｍ厚の紫外線硬化樹
脂層を塗布し、紫外線を照射して硬化させ、保護層９を
形成する。こうして構成された記録媒体Ｂは信号の記録
時に、基板１側からレーザ光線を記録薄膜層３に入射さ
せる。なお基板１の下側表面には、記録再生に用いるレ
ーザ光線をトラックに沿って案内するために、深さ６０
ｎｍ、幅０．６μｍのスパイラル状の連続溝（グルー
ブ）が１．２μｍピッチで刻まれている。

【００１６】図２は、熱拡散層補助層８を有する記録媒
体Ｂと、比較のため別に用意した熱拡散補助層８を設け
ない従来の記録媒体Ａとの間のサイクル特性である。２
つの記録媒体Ａ，Ｂの光学的特性（図示せず）はほぼ同
等である。実測で求めた各層の光学定数については、記
録薄膜層３がアモルファス状態では４．５５＋ｉ１．３
５，結晶状態では５．５７＋ｉ３．３８となっている。
第１の誘電体層２、第２の誘電体層４において、光学定
数は２．１であり、反射層において０．１８＋ｉ４．６
４である。これらの光学定数の値から行なった計算で
は、入射光を１００％とした場合の、記録薄膜層３にお
ける吸収率は結晶部で約５３％（Ａｃ）、アモルファス
部で約３９％（Ａａ）である。そして、記録媒体として
の反射率は結晶部で約２３％、アモルファス部で約７％
であり、結晶部とアモルファス部の間の吸収比Ａｃ／Ａ
ａはおよそ１．３５であった。

【００１７】記録特性の評価には、レーザ光線を記録信
号に応じて、ピークレベル（アモルファス化レベル）と
バイアスレベル（結晶化レベル）間で２値変調し、古い
信号を消しながら、新しい信号を記録する方法（所謂１
ビームオーバライト法）を用いた。記録媒体であるディ
スクを１８００ｒｐｍで回転させ、直径φ１０６（線速
度１０ｍ／ｓ）の位置で、オーバライトを繰返した。信
号はデューティ５０％の単一周波数モードとし、ｆ１
（６．５８ＭＨｚ）とｆ２（１．８８ＭＨｚ）の２つの
信号を交互に記録した。レーザ波長は７８０ｎｍ、対物
レンズのＮ．Ａは０．５５とした。また記録パワーにつ
いては、ピークパワー１４ｍＷ、バイアスパワー７ｍＷ
（図２の１４／７で示す）と、ピークパワー１１ｍＷ、
バイアスパワー５．５ｍＷ（図２の１１／５で示す）の
２条件で行なった。図２の縦軸はキャリア信号に対する
ノイズの比（ＣＮＲ）を表し、横軸は記録動作の繰り返
し回数（サイクル回数）を表す。

【００１８】図２から明らかなように、熱拡散補助層を
設けない記録媒体Ａではサイクル回数がパワー条件に依
存し、低いパワー条件（１１／５）では１万回の繰返し
の間にほとんど変化を生じなかったのに対して、高いパ
ワー条件（１４／７）では１万サイクルでＣ／Ｎの低下
が認められた。これに対して、熱拡散補助層８を設けた
記録媒体Ｂでは、何れのパワー条件でも１万サイクルで
Ｃ／Ｎの変動が生じていないことが判る。

【００１９】基板１に用いる材料としては通常光ディス
ク等に用いられているＰＭＭＡ、ポリカーボネイト（Ｐ
Ｃ）、アモルファスポリオレフィン等の透明樹脂板、ガ
ラス板、Ａｌ，Ｃｕ等の金属板、又はこれらをベースに
した合金板を用いる。金属板のように不透明な基板１を
用いる場合には、図１における各層の積層順序を逆に
し、保護層側からレーザ光線を入射させる必要がある。
この際、基板面からの光反射の影響を避ける必要のある
場合には、図３に示す記録媒体Ｃのように、基板１の上
面に光学的隔離層（以下、単に隔離層という）１０を設
ける。この隔離層１０は樹脂層であってもよいし、誘電
体層であってもよいが、光のコヒーレンシーが無視でき
る程度に厚くする必要がある。

【００２０】一方、記録再生に用いるレーザ光線を導く
手段としては、スパイラル溝のかわりに同芯円溝でもよ
いし、あるいはピット列を凹凸で刻むこともできる。第
１の誘電体層２及び第２の誘電体層４は、保護層として
前述したように基板１の表面の熱ダメージを抑える働き
をすると共に、記録薄膜層３を挟み込むことで、記録薄
膜層３の変形、蒸発を抑えることができる。又第１の誘
電体層２及び第２の誘電体層４は、基板１及び記録薄膜
層３と比較して融点が高いこと、記録再生に用いるレー
ザ光線に対して透明であること、硬度が大きくて傷がつ
きにくいこと等の性質を有することが必要である。これ
も通常の相変化型の光ディスクにおいて用いられている
保護層材料がそのまま適用可能である。

【００２１】すなわち第１の誘電体層２及び第２の誘電
体層４は、第１実施の形態のＺｎＳ−ＳｉＯ₂に代わっ
て、例えばＳｉＯ₂，ＺｒＯ₂，ＴｉＯ₂，Ｔａ₂Ｏ₅
等の酸化物、ＢＮ，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＡｌＮ，ＴｉＮ等の窒
化物、ＺｎＳ，ＰｂＳ等の硫化物、ＳｉＣ等の炭化物、
ＣａＦ₂等のフッ化物、ＺｎＳｅ等のセレン化物、及び
これらの混合物としてＺｎＳｅ−ＳｉＯ₂，ＳｉＮＯ
等、又はダイヤモンド薄膜、ダイヤモンドライクカーボ
ン等を用いることもできる。

【００２２】次に記録薄膜層３に用いる材料は、レーザ
光線の照射を受けて可逆的な状態変化を生じる相変化材
料であって、とりわけレーザ光線の照射によるスポット
熱でアモルファス−結晶間の可逆的相変化を生じるもの
を用いる。代表的には、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｔ
ｅ，Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ，Ｓｂ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ
−Ｐｄ，Ａｇ−Ｓｂ−Ｉｎ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｂｉ−Ｓｂ−
Ｔｅ，Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓｎ−Ｔｅ，Ｇｅ−Ｓ
ｂ−Ｔｅ−Ｓｅ，Ｇｅ−Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｅ、Ｇｅ−Ｔｅ
−Ｓｎ−Ａｕ等の系、又はこれらの系に酸素、窒素等の
添加物を加えた系を用いることができる。

【００２３】これらの薄膜は通常成膜された際にアモル
ファス状態であるが、レーザ光線等のエネルギーを吸収
すると、結晶化して光学的濃度が高くなる。実際に記録
媒体として用いる場合には、信号の記録時には記録薄膜
層３の全体を予め結晶化しておき、レーザ光線を細く絞
って照射し、照射部をアモルファス化して光学定数を変
化させる。また信号の再生時には、記録薄膜層３に相変
化を与えない程度に弱くしたレーザ光線を照射し、反射
光の強度変化、透過光の強度変化を検出して信号を再生
する。

【００２４】結晶部とアモルファス部での光吸収量を最
適化する条件（例えばＡｃ／Ａａ≧１）では記録層の厚
さ等が限定を受けることは、特開平５−２９８７４７号
に既に示されている。即ち記録薄膜層３の厚さは、その
層が記録状態にあるか、未記録状態にあるかを問わず、
レーザ光線の一部が記録薄膜層３を透過可能なように設
定される。

【００２５】例えば、記録薄膜層３を相変化材料で構成
した場合には、相変化材料膜（結晶相）を、第１の誘電
体層２と第２の誘電体層４を構成する材料と同じ材質の
材料層（厚さは無限と仮定）に挟まれた際の透過率を考
え、透過率が少なくとも１％程度以上、好ましくは２〜
３％程度以上あることが必要である。また透過率の値
は、相変化材料膜がアモルファス相である場合に比較し
て１０％程度以上であることが必要であり、その条件が
満たされるように各膜厚を選ぶのが望ましい。

【００２６】反射層５で反射されて記録薄膜層３の中に
再入射する成分が無くなると、光の干渉効果が小さくな
る。この場合第２の誘電体層４及び反射層５の膜厚を多
少変化させても、記録媒体全体の反射率、記録薄膜層３
での吸収効率等を制御できなくなる。そこで本発明にお
いても、特開平５−２９８７４７号の明細書に開示され
ているような膜厚制限条件がそのまま適用される。

【００２７】反射層５に用いる金属薄膜としては、反射
率が大きく、耐触性が高く、熱伝導率が大きいという理
由で、Ａｕが最も適している。それ以外にもＡｌ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ等の金属薄膜、又はこれらを主成分とし添加物
を加えた合金を用いることができる。添加物としてはＡ
ｌ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｇｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｐ
ｄ，Ｃｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｂｉ，Ｓｂ、Ｍｏ等の材料群か
ら選ばれる少なくとも１種類の材料を用いて、光学定数
等の特性を微調整することができる。

【００２８】熱拡散補助層８としては、樹脂材料よりも
熱伝導率の高いことが最低条件であり、その意味では、
第１、第２の誘電体層に用いられる誘電体層材料に適用
される材料は、すべて用いることが可能である。ただ
し、なるべく熱伝導率が大きく、かつ透明な材料が望ま
しい。

【００２９】Ｙ．Ｓ．Ｔｏｕｌｏｕｋｉａｎ等によるＩ
ＦＩ／ＰＬＥＮＵＭ社刊行のサーモフィジカル・プロパ
ティーズ・オブ・マターのＶｏｌｕｍｅ１及びＶｏｌｕ
ｍｅ２、又、丸善株式会社刊行、日本化学会編の化学便
覧基礎編第２分冊６．５章によれば、上述のＳｉＣ以外
にも各種の材料が提案されている。例えば、Ｓｉ単体、
Ｔａの酸化物、Ｚｒ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｂ，Ａｌのグ
ループから選ばれた少なくとも１つの元素の窒化物、又
はＺｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｂのグループから選ば
れた少なくとも１つの元素の炭化物等がある。これらの
材料は他の酸化物や窒化物に比較して、一桁程度も熱伝
導率が高く、しかも化学的に安定であることから、本発
明の用途には特に適している。

【００３０】図４は、誘電体材料を主とする様々な物質
を、熱伝導率の大小で分類した図である。同じ材料名で
色々な値がある場合にはその最高値を用いた。周期律表
２ｂ族のアルカリ土類元素Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａの酸化物、又はこれらの間の複合酸化物は熱伝導率は
大きいが、安定性及び毒性の観点から適さない。

【００３１】本実施の形態の信号の書換え可能な光学的
情報記録媒体は、通常の光学薄膜を形成する場合と同様
に、真空蒸着、マグネトロンスパッタリング、ＤＣスパ
ッタリング、イオンビームスパッタリング、イオンプレ
ーティング等の方法で各層を順次積み重ねて行く方法で
各層を形成することができる。記録媒体が設計通りにで
きているかどうかは、できあがった記録媒体の反射率及
び透過率を、スペクトルメーターを用いて測定し、予め
計算した値と比較することで検証することができる。こ
の場合、記録薄膜層３での吸収と、反射層５での吸収を
分離して直接測定することはできないが、少なくとも２
種類の波長で同じ検証を行なうことにより、精度を高め
ることができる。

【００３２】記録媒体の構成は、図１の場合のように単
板構成でもいいが、それ以外にも図５のようにホットメ
ルトタイプの接着層６を介して別の保護板１１を貼り合
わせてもよい。また図６のように接着層６を中心にし
て、上下対称になるように２枚の記録媒体を張り合わせ
た構成としてもよい。さらに必要に応じて、第１の誘電
体層２を省略した構成、第２の誘電体層４を省略した構
成も可能である。

【００３３】記録媒体に対し、ある一定の光学的特性を
要求する場合に、各層の膜厚をどう選べばよいかは、既
に出願した特開平５−２９８７４７号明細書の実施の形
態中に詳しく説明しているので、この方法をそのまま用
いることができる。即ち積層構成がたとえ何層であって
も、各層を構成する物質の光学定数と、膜厚とを与えれ
ば、マトリクス法（例えば久保田広著「波動光学」岩波
書店、１９７１年、第３章を参照）によって、各層での
反射率・透過率・吸収率が一義的に決定できる。従っ
て、各層の膜厚を一定の刻み幅で変化させて、反射率、
透過率、吸収率を計算すれば、項目ごとにその結果をマ
ップ化することができる。

【００３４】こうしたマップがあれば、それを元に望ま
しい反射率、透過率、吸収率等を実現する各層の膜厚を
逆に選び出すことができる。ただし容易に推測できるよ
うに、光学計算に取り込む層の数は、なるべく少ない方
が望ましい。即ち計算に要する手間が省けるばかりでな
く、計算精度も高くなる。そこで最後の層である熱拡散
補助層８の膜厚は、計算から除外できるように、λ／２
ｎ（λはレーザ波長、ｎは熱拡散層の屈折率）の整数倍
近傍に選ぶことが好ましい。

【００３５】この波長に対して透明な物質層がλ／２ｎ
の整数倍の厚さに形成されても、記録面側からみた記録
媒体全体の光学的特性は変化しない。熱拡散補助層８の
厚さは、たとえλ／２ｎの整数倍に正確に一致していな
くとも、熱を効率よく拡散させることができる。しかし
光学的見地からは、熱拡散補助層８の膜厚の精度を±λ
／８ｎ程度の変動に抑制することが望ましい。

【００３６】各層を構成する物質の複素屈折率（光学定
数）は、例えばガラス板上に薄膜を形成し、その膜厚と
反射率、透過率の測定値を元に計算する方法、あるいは
エリプソメーターを使う方法で求めることができる。

【００３７】別の実施の形態として、熱拡散補助層８に
Ｓｉ膜とＴａ₂Ｏ₅膜を適用した媒体をそれぞれ構成し
た。また、比較のために熱拡散補助層のない記録媒体も
用意した。ディスクの基板１は前述の実施の形態と同じ
１．２ｍｍ厚のポリカーボネイト板を用い、厚さ８１ｎ
ｍのＴａ₂Ｏ₅薄膜を第１の誘電体層２とし、厚さ３０
ｎｍのＧｅ２１．５Ｓｂ２４．７Ｔｅ５３．８の合金薄
膜を記録薄膜層３とし、１５４ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂
薄膜（ＳｉＯ₂：２５モル％）を第２の誘電体層４と
し、厚さ１０ｎｍのＡｕ薄膜を反射層５として、スパッ
タリングの方法で各層を形成した。そして熱拡散補助層
８として、Ｓｉ層、Ｔａ₂Ｏ₅層又はＺｎＳ−ＳｉＯ₂
層をスパッタリングにより、夫々９９ｎｍ、１８６ｎ
ｍ、１８６ｎｍの厚さに形成した。熱拡散補助層８の膜
厚は、何れもλ／（２ｎ）に相当する。

【００３８】上述した評価方法で上記２つの記録媒体を
評価したところ、何れも熱拡散補助層８のない記録媒体
に比較して、熱拡散補助層８のある記録媒体は長いサイ
クル回数を示した。また、３つの材料の比較では、最も
大きな熱伝導率を有するＳｉ層を用いた記録媒体のサイ
クル回数が最も長いことがわかった。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、記録媒体
の一部を構成する反射層を薄くしても、記録層及び反射
層におけるレーザ光線の蓄熱状態を最適にでき、記録再
生時に低い線速度条件で信号を記録再生することができ
る。また記録再生の許容繰り返し回数が増加し、相変化
における信号レベルが劣化しにくくなり、優れた記録媒
体が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光学的情報
記録媒体の構成を示す断面図である。

【図２】熱拡散補助層を有する記録媒体と、熱拡散補助
層を有しない記録媒体において、反射率変化量と光吸収
率差との関係をサイクル回数を軸にして示したグラフで
ある。

【図３】本発明の第２の実施の形態の光学的情報記録媒
体の構成を示す断面図である。

【図４】光学的情報記録媒体の各層に用いられる各種の
材料を、熱伝導率で分類した図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の光学的情報記録媒
体の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態の光学的情報記録媒
体の構成を示す断面図である。

【図７】従来の光学的情報記録媒体の構成例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１基板２第１の誘電体層３記録薄膜層４第２の誘電体層５反射層６接着層７保護板８熱拡散補助層９保護層１０隔離層１１保護板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川惠昭大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 HA06 JC03 JC18 MA13 MA14 MA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録媒体のベースとなる基板と、前記基板の上面に設けられた第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上面に設けられ、レーザ光線の照
射によって結晶相とアモルファス相との間で可逆的状態
変化を生じる記録層と、前記記録層の上面に設けられた第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上面に設けられ、前記レーザ光線
の一部を前記記録層側に反射する反射層と、前記反射層の上面に設けられ、前記レーザ光線に対して
略透明であり、前記反射層の熱を拡散する熱拡散補助層
と、を具備し、前記反射層は、膜厚が２０ｎｍ以下の金属薄膜で構成さ
れ、前記熱拡散補助層は、記録再生に使用するレーザ光線の
波長をλとし、前記熱拡散補助層の屈折率をｎとし、整
数をｍとするとき、前記熱拡散補助層の膜厚を略（ｍ×
λ）／（２×ｎ）±λ／８ｎにしたことを特徴とする光
学的情報記録媒体。
【請求項２】レーザ光線の入射面側に設けられた第１
の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上面に設けられ、レーザ光線の照
射によって結晶相とアモルファス相との間で可逆的状態
変化を生じる記録層と、前記記録層の上面に設けられた第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上面に設けられ、前記レーザ光線
の一部を前記記録層側に反射する反射層と、前記反射層の上面に設けられ、前記レーザ光線に対して
略透明であり、前記反射層の熱を拡散する熱拡散補助層
と、を具備し、前記反射層は、膜厚が２０ｎｍ以下の金属薄膜で構成さ
れ、前記熱拡散補助層は、記録再生に使用するレーザ光線の
波長をλとし、前記熱拡散補助層の屈折率をｎとし、整
数をｍとするとき、前記熱拡散補助層の膜厚を略（ｍ×
λ）／（２×ｎ）±λ／８ｎにしたことを特徴とする光
学的情報記録媒体。
【請求項３】レーザ光線の入射によって、前記記録層
が結晶部とアモルファス部とに相変化を受けたとき、該
結晶部での吸収率をＡｃとし、該アモルファス部での吸
収率をＡａとすれば、前記第１の誘電体層、前記第２の
誘電体層、前記記録層、前記反射層を含む各層の膜厚
を、該レーザ光線の吸収比Ａｃ／Ａａが１以上となるよ
うに設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の光
学的情報記録媒体。
【請求項４】前記熱拡散補助層を、Ｓｉで構成したこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報記録媒
体。
【請求項５】前記熱拡散補助層を、Ｔａの酸化物で構
成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情
報記録媒体。
【請求項６】前記熱拡散補助層を、Ｚｒ，Ｓｉ，Ｔ
ａ，Ｔｉ，Ｂ，Ａｌのいずれかから選ばれた元素の窒化
物で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光
学的情報記録媒体。
【請求項７】前記熱拡散補助層を、Ｚｒ，Ｓｉ，Ｗ，
Ｔａ，Ｔｉ，Ｂのいずれかから選ばれた元素の炭化物で
構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学的
情報記録媒体。
【請求項８】前記熱拡散補助層を、ダイアモンド薄膜
及びダイアモンドライクカーボン膜の何れか一方で構成
したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報
記録媒体。
【請求項９】前記反射層を、Ａｕ薄膜で構成したこと
を特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報記録媒
体。
【請求項１０】前記記録層を、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金
を主体にして構成したことを特徴とする請求項１又は２
記載の光学的情報記録媒体。