JP2008165952A - 光記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録再生光に対して記録層及び反射層の界面における反射率の変化を大きくし、記録特性の向上を図る光記録媒体を提供する。
【解決手段】光の入射側から、基板上に、少なくとも記録層及び反射層を含む積層フィルムが成膜される。記録層としては、Ge、Sb及びSiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなり、反射層としては、再生光を反射させるための、Al、Cu、Ag、Auからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなる。また、積層フィルムはさらに、記録層と基板または外部との間に光の行進方向を変えることができる高屈折率を有する材料を用いて誘電体層が形成される。
【選択図】図1

Description

本発明は、データの改ざんや書き換え防止用のデータを1度だけ書き込める追記型(Write Once Read Many)光記録媒体に関する。
従来、追記型光記録媒体としては、図7に示されているような基板71上に少なくとも誘電体層72、記録層73及び反射層74を積層成膜し、記録層73としては特定の有機染料を用いて成膜される光記録媒体7が知られている。当該記録層73にレーザ光を照射し、有機色素の分解・変質により、屈折率などの光学定数の変化を生じさせることによって情報信号として記録できるが、有機染料は波長依存性が大きく、記録および再生に使用するレーザ光に応じて適切な有機染料を選ばなければならない問題がある。
上記問題を解決しようとして、記録層の材料としては、例えば酸化銀及び/又は窒化鉄(特許文献1)、酸化テルル及びパラジウムの混合物(特許文献2)、ニッケル酸化物(特許文献3)などの無機化合物を用いる技術がすでに提案されているが、無線周波数(RF)、反応性スパッタリング法などを用いなければならず、製造コストがかかる。
また、記録層をSb・In・Sn(特許文献4)、Si・Al(特許文献5)を用いて形成する技術も知られているが、ターゲット数を多く使用し、コストの節減につながらない。
また、記録層としては、レーザ光の照射による拡散・混合によって記録マークを形成するよう2つのサブ記録層により形成されている技術が提案されているが、製造工程数が多く、製造コストの高騰をきたす。
米国特許第5252370号 米国特許第4624914号 台湾特許出願第92118928号 米国特許第4960680号 台湾特許出願第92114124号 台湾特許出願第91121022号
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、記録再生波長に対して記録層との界面における反射係数を高め記録特性の向上を図る光記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成すべく本発明は、基板の表面に、少なくとも記録層と前記記録層に接続的に形成された反射層とからなる積層フィルムが形成され、前記記録層が、Ge、Sb及びSiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなり、前記反射層が、再生光を反射させるための、Al、Cu、Ag、Auからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなることを特徴とする追記型光記録媒体を提供しようとする。
前記記録媒体では、好ましい1つの形態例としては、記録層の材料として、80原子%以上のSbを主成分として含有し、前記反射層がAgを主成分として含有する。他の形態例としては、前記記録層は、80原子%以上のSiを主成分として含有し、前記反射層がAlを主成分として含有する。
前記記録媒体では、好ましい1つの形態例としては、前記基板の表面に前記記録層と前記反射層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、前記基板の表面と逆側の底面に記録レーザ光を入射し、前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、10nm〜100nmの厚さに形成され、前記反射層としては、Agをメイン成分として含有し、且つ前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記第1のサブ成分は、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第2のサブ成分は、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する。
また、他の形態例としては、前記基板の表面に、誘電体層を介して前記記録層と前記反射層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、前記基板の表面と逆側の底面に記録レーザ光を入射し、前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、前記誘電体層としては、硫化亜鉛―酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化ケイ素から選ばれたものにより、50nm〜300nmの厚さに形成され、前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、10nm〜100nmの厚さに形成され、前記反射層としては、Agをメイン成分として含有する材料により、80nm〜200nmの厚さに形成され、且つ前記反射層は、前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記第1のサブ成分として、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第2のサブ成分として、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する。
前記記録媒体では、前記反射層上にさらに、光硬化性樹脂により保護層を形成することが好ましい。
前記記録媒体ではまた、好ましい1つの形態例としては、前記基板の表面に、前記反射層と前記記録層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、前記積層フィルムの表面に記録レーザ光を入射し、前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、10nm〜100nmの厚さに形成され、前記反射層としては、Agをメイン成分として含有する材料により、80nm〜200nmの厚さに形成され、且つ前記反射層には、前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記第1のサブ成分として、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第2のサブ成分として、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する。
また、他の形態例としては、前記積層フィルム上に、前記記録層の表面に誘電体層が形成され、前記積層フィルムの表面に記録レーザ光を入射し、前記誘電体層としては、硫化亜鉛―酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化ケイ素から選ばれたものにより、50nm〜300nmの厚さに形成される。
前記記録媒体では、前記誘電体層上にさらに、光硬化性樹脂により保護層を形成することが好ましい。
本発明の記録媒体によれば、レーザ光の照射により積層フィルムにおける記録層と反射層との境界に一部の形成組成が変化し、反射率を高め、デジタル信号として記録マークを形成することができる。また、反射層としては記録層に合せて反射効率を上げる材料を用いるので、フィルムの積層数が少なくて済む。
本発明の記録媒体によれば、直流スパッタリング技術を使うことができる材料を用いるので、製造コストの低減につながり、製造効率の向上を実現することができる。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図1は、本発明の一実施の形態である追記型光記録媒体の構造を概略示す縦断面図である。この実施の形態の追記型光記録媒体1は、基板11上に、少なくとも、記録層121及び反射層122を含む積層フィルム12が形成されている。
基板11としては、例えば所定の記録再生用の光を透過する透明な物質としてガラスを使い、例えば射出成形により複数のグループを同時形成した適当なサイズを有するディスク状基体を用意することができる。基板11としては、ガラスに限らず、ポリカルボネートまたはポリメチルメタクリレートを使って形成してもよい。
記録層121としては、例えばGe、Sb及びSiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなり、厚さが、好ましくは10nm〜100nmとする。本例では、Geをメイン成分として90原子%含有し、サブ成分としてCrを10原子%含有する合金により厚さが30nmに形成している。なお、ブルーディスクの信号記録に対する制限として、メイン成分を80原子%以上含有することが好ましい。
反射層122としては、レーザ光を効率よく反射するように、好ましくはメイン成分としてAl、Cu、Ag及びAuからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を、また反射層としての反射率を高めるように第1のサブ成分としてPd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を、反射層の耐腐食性を考慮するように第2のサブ成分としてSc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を、さらに反射層としての機械強度を良好にするために第3のサブ成分としてBa、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する合金を用いる。
なお、反射層の反射率を良好にするために、第1のサブ成分を0.01原子%以上3.0原子%以下含有することが好ましく、3.0原子%以上であると、反射率はかえって下がることがある。反射層の耐腐食性を高めるように、第2のサブ成分を0.01原子%以上2.0原子%以下含有することが好ましい。0.01原子%以下であれば、耐腐食性は不足で、2.0原子%以上であれば、反射層の反射性の低下をきたす。反射層の機械強度を高めるために、第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有することが好ましい。これは、0.01原子%以下の含有量であれば、反射層の機械強度は低く、2.0原子%以上であると、濃度が高くなり、析出物を生成するためである。
また、反射層としての厚さは、好ましくは80nm〜200nmとする。一例としては、Ptを1.2原子%、Cuを0.3原子%、Scを0.1原子%、Niを0.2原子%添加した銀合金により厚さが200nmの反射層122を形成した。
この光記録媒体では、基板の底面側から記録用の光として所定波長領域例えば405nm以下のレーザー光をあてると、記録層と反射層との界面にて混ざり合って例えばAg-Ge系固溶体を生成するなどの不可逆反応を起こし、反射率を大きく変化させ、情報信号の源となる記録保存用のマークを形成する。ここで、反応前後の反射率として45%以上の差がある。
本発明例の光記録媒体によれば、記録層としてレーザ光のエネルギーを吸収する材料を用い、反射層は銀を主成分として高反射率の材料により形成されるので、記録層及び反射層の界面の一部だけにて不可逆反応を起こし、他部との反射性を大きく差をつくり、界面での反射率を大きく変化させることができる。
また、本発明例の光記録媒体によれば、直流スパッタリング技術を用いることができる材料を使用するので、従来技術において使用する無線周波数或いは反応性スパッタリング法と比べて、工程本数が少なく、製造コストの低減化を図ることができ、製造効率が向上することができる。また、反射層としては、記録層に合せて記録マークの形成のほか、効率よくレーザ光を反射する材料を用いるので、反射するための膜数が少なくて済み、製造コストを低減することができる。また、記録層としては、耐候性のよい無機材料を用いるので、大容量の記録媒体の作製を図ることができ、記録媒体の耐用性を高めることができる。
また、本発明の光記録媒体は他例としては、上記例と同様の追記型光記録媒体であるが、記録層を純Ge(Cr含有量=0)とした。この光記録媒体によれば、記録層形成用のターゲット数を減らすことができ、生産ラインの本数を減らすと共に、記録層の反射層との反応に要するエネルギー量が低減し、反応時間を短縮し、記録レートの向上を図ることができる。
また、本発明の光記録媒体は他例としては、上記例と同様の追記型光記録媒体であるが、記録層をメイン成分としてSiにより、反射層をメイン成分としてAlを用いる。記録層及び反射層の界面の一部にてSi-Alの固溶体を形成するほか上記例と同様である。
また、本発明の光記録媒体は他例としては、上記例と同様の追記型光記録媒体であるが、記録層をメイン成分としてSbを、反射層をメイン成分としてAgを用いて形成したものである。記録層及び反射層の界面の一部にてSb-Agの固溶体を形成するほか上記例と同様である。
図2に示すように、この光記録媒体2では、基板21上に、誘電体層223を介して記録層221と反射層222とを成膜するように積層フィルム22が形成される。
誘電体層223としては、光の行進方向を変えることができる高屈折率を有する材料、例えば硫化亜鉛―二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化チタン及び炭化ケイ素からなるグループから選ばれた化合物を用い厚さを50nm〜300nmに形成することが好ましい。本例では、該誘電体層223としては、硫化亜鉛―二酸化ケイ素を用い、厚さを150nmに形成する。なお、基板21、記録層221、反射層222としては、上記例と同様であり、繰り返しの説明を省略する。
この例の光記録媒体2によれば、誘電体層223の形成により、反射層222でのレーザ光の反射性を高めることができる。
図3に示すように、反射層322上にさらに光硬化性樹脂を用いて保護層324が形成される。保護層324は、反射層322の耐擦傷性や耐腐食性を向上させるために設けられ、光記録媒体の耐用性を向上させる。
以上の例においては、基板(11、21、31)の表面に記録層と反射層との順に積層しているが、反射層と記録層との順に形成してもよい。
図4に示すように、この光記録媒体4では、基板41表面に少なくとも、反射層422及び記録層421を含む積層フィルム42が形成されている。本例では、前記積層フィルムの表面に記録レーザ光を入射するほか、上記例と同様である。
本例においては、記録層421としては、Geをメイン成分として95原子%含有し、サブ成分としてCrを5原子%含有する合金により厚さを30nmに形成している。一例としては、反射層422としては、Ptを0.9原子%、Cuを0.9原子%、Auを1原子%添加した銀合金を用いて厚さを200nmに形成する。なお、基板41、記録層421、反射層422としては、このほか上記例と同様であり、繰り返しの説明を省略する。
図5に示すように、この光記録媒体5では、基板51上に、さらに誘電体層523を記録層521の上に成膜するように積層フィルム52が形成される。本例では、該誘電体層523としては、硫化亜鉛―二酸化ケイ素を用い、厚さを150nmに形成する。
図6に示すように、誘電体層623の上にさらに光硬化性樹脂を用いて保護層624が形成される。保護層624は、誘電体層623の耐擦傷性や耐腐食性を向上させるために設けられ、光記録媒体6の耐用性を向上させる。
以上により、記録層は本発明で限定する導電性無機材料を用いて積層し、反射層を銀を主成分とする材料により形成するので、記録層及び反射層の間の界面にての反射率を大きく変化させることができると共に、直流スパッタリング技術を用いることができ、光記録媒体の使用寿命を延ばし、有機染料よりも良い耐用性を有し、保存信頼性を高めると共に、製造コストは低減でき、製造効率が向上できる。
本発明の追記型光記録媒体は、大容量化且つ安価に提供する光記録媒体に有用である。
本発明の光記録媒体の一実施例を概略示す縦断面図である。 本発明の光記録媒体の他の実施例を概略示す縦断面図である。 本発明の光記録媒体の他の実施例を概略示す縦断面図である。 本発明の光記録媒体の他の実施例を概略示す縦断面図である。 本発明の光記録媒体の他の実施例を概略示す縦断面図である。 本発明の光記録媒体の他の実施例を概略示す縦断面図である。 従来の光記録媒体の概略を示す縦断面図である。
符号の説明
1〜6…光記録媒体
11〜61…基板
12〜62…積層フィルム
121〜621…記録層
122〜622…反射層
223、323、523、623…誘電体層
324、624…保護層

Claims (9)

  1. 基板の表面に、少なくとも記録層と前記記録層に接続的に形成された反射層とからなる積層フィルムが形成され、
    前記記録層が、Ge、Sb及びSiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなり、
    前記反射層が、再生光を反射させるための、Al、Cu、Ag、Auからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素よりなることを特徴とする追記型光記録媒体。
  2. 前記記録層の材料としては、80原子%以上のSbを主成分として含有し、
    前記反射層がAgを主成分として含有することを特徴とする請求項1に記載の追記型光記録媒体。
  3. 前記記録層としては、80原子%以上のSiを主成分として含有し、
    前記反射層がAlを主成分として含有することを特徴とする請求項1に記載の追記型光記録媒体。
  4. 前記基板の表面に前記記録層と前記反射層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、
    前記基板の表面と逆側の底面に記録レーザ光を入射し、
    前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、
    前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、10nm〜100nmの厚さに形成され、
    前記反射層としては、Agをメイン成分として含有し、且つ前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、
    前記第1のサブ成分は、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第2のサブ成分は、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の追記型光記録媒体。
  5. 前記基板の表面に、誘電体層を介して前記記録層と前記反射層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、
    前記基板の表面と逆側の底面に記録レーザ光を入射し、
    前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、
    前記誘電体層としては、硫化亜鉛―酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化ケイ素から選ばれたものにより、50nm〜300nmの厚さに形成され、
    前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、 10nm〜100nmの厚さに形成され、
    前記反射層としては、Agをメイン成分として含有する材料により、80nm〜200nmの厚さに形成され、
    且つ前記反射層は、前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、
    前記第1のサブ成分として、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第2のサブ成分として、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の追記型光記録媒体。
  6. 前記反射層上にさらに、光硬化性樹脂により保護層を形成していることを特徴とする請求項5に記載の追記型光記録媒体。
  7. 前記基板の表面に、前記反射層と前記記録層の順に積層されるように前記積層フィルムが形成され、
    前記積層フィルムの表面に記録レーザ光を入射し、
    前記基板が、ガラス、ポリカルボネート及びポリメチルメタクリレートからなるグループから選ばれたものよりなり、
    前記記録層としては、Geをメイン成分として80原子%以上含有する材料により、10nm〜100nmの厚さに形成され、
    前記反射層としては、Agをメイン成分として含有する材料により、80nm〜200nmの厚さに形成され、
    且つ前記反射層には、前記反射層の反射率を高めるための第1のサブ成分を0.01〜3.0原子%含有し、前記反射層の耐腐食性を高める第2のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、前記反射層の機械強度を高める第3のサブ成分を0.01〜2.0原子%含有し、
    前記第1のサブ成分として、Pd、Cu及びPtからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第2のサブ成分として、Sc、Be、Al、Ti、Cr、Zn及びNiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有し、
    前記第3のサブ成分として、Ba、Sc、Si、Ti、In、Ge、Zn及びBiからなるグループから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の追記型光記録媒体。
  8. 前記積層フィルム上に、前記記録層の表面に誘電体層が形成され、
    前記積層フィルムの表面に記録レーザ光を入射し、
    前記誘電体層としては、硫化亜鉛―酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化チタン、炭化ケイ素から選ばれたものにより、50nm〜300nmの厚さに形成されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の追記型光記録媒体。
  9. 前記誘電体層上にさらに、光硬化性樹脂により保護層を形成していることを特徴とする請求項8に記載の追記型光記録媒体。
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