JP2978652B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JP2978652B2 JP4278883A JP27888392A JP2978652B2 JP 2978652 B2 JP2978652 B2 JP 2978652B2 JP 4278883 A JP4278883 A JP 4278883A JP 27888392 A JP27888392 A JP 27888392A JP 2978652 B2 JP2978652 B2 JP 2978652B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録再生が可能
な光ディスクなどの光情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザを利用して情報を書き込む情報記
録媒体としてレーザビーム記録媒体として光ディスクが
多く使用されている。この光ディスクには、例えば特開
昭57−186243号に開示されているように、基板
上に、熱によって結晶化する非晶質状態の第1層と、光
吸収性を有する第2層とを形成したものがある。この記
録媒体では、まず、レーザ光が光吸収層に吸収されて熱
に変換され、その熱が非晶質相に伝搬されて相転移温度
に到達することにより、非晶質が結晶質に転移する。こ
の相転移に伴い第1層の光学定数(屈折率、消衰係数)
が変化する。この光学定数が変化することにより結果的
に反射率および透過率が変化することになる。この記録
方法を利用した場合、相転移にともない光学定数が大き
く変化する材料を見出すことに主力が注がれる。現在の
ところ、このような材料としては、Sb−Se、Bi−
Te、Sn−Te−Se、Te−O、Ga−Te−S
e、Sb−Se−Bi系等が見出されている。
【0003】また、特開昭57−22095号公報に
は、基板上に低融点金属と固相反応を起こす第1の金属
膜と低融点金属を主成分とする第2の金属膜を積層し、
レーザビームを照射することにより相互拡散を起こし、
反射率変化を生じさせて記録を行うレーザビーム記録材
料が開示されている。
【0004】また、基板上にSb−Se、Biを順次形
成した構造の光ディスクについての提案がある。しか
し、この提案には、各層に要求される特性については配
慮がされていなかった。一方、これと逆の構成即ち、基
板上にBi、Sb−Seを順次形成した光ディスクの提
案もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
技術は、記録メカニズムとしては、すべて相互拡散、相
転移の少なくとも一方によるものであり、記録前後の反
射率の大きな変化がなく、高いC/N(信号対ノイズ
比)が得られなかった。また、従来技術では、記録レー
ザ光照射による熱の冷却に関しては考慮されていなかっ
た。
【0006】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、その目的は、記録点における熱の冷却方向を
制御することにより、高C/Nが得られる光ディスクを
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に順
次形成した光学的特性を制御する第1の記録膜及び光を
吸収し発熱する第2の記録膜にレーザ光を照射し情報の
記録を行う光ディスクにおいて、レーザ光照射により上
記第1第2の記録膜を昇温過程において相互拡散を生じ
させ、冷却過程で偏析と相転移を生じせしめることがで
きるようにすることによって達成される。
【0008】この場合、液相でも固相でも任意の割合で
固溶体を形成する2成分または、限られた割合でのみ固
溶体を形成する2成分のうち、その一方を第1の記録膜
に、残りの一方を第2の記録膜に含有させることによっ
て、さらには、第1の記録膜にSe、Teの少なくとも
いずれか一方を含有させることによって光ディスクを構
成するとよい。また、このように構成された光ディスク
の第2の記録膜上に第1または第2の記録膜よりも熱伝
導率の高い熱拡散層を設けてもよい。
【0009】
【作用】上述のように構成すると、2成分が液相から固
相に転移する際に、最初に析出する固相と最後に析出す
る固相の成分が異なるものがある。この偏析の生じる2
成分のうち、その一方を第1の記録膜に、残りの一方を
第2の記録膜に含有させ、さらに第1の記録膜にその光
吸収率を下げる効果のある元素を含有させることによ
り、高C/Nのディスクが得られる。以下、このメカニ
ズムに関して説明する。
【0010】まず、図2に液相固相の両方で任意の割合
で溶け合うA−B元素(例えばSb−Bi)の平衡状態
図を示す。図中の高温側の曲線が融点を示す液相線、低
温側の曲線が固相の析出する温度を示す固相線である。
この状態図において、例えば組成Cの溶液を低温T0
らT2まで十分時間をかけて冷却する際、析出する固相
の組成変化する。ず温度T1において組成Qの固体
を析出する。さらに温度がT1からT2に降下するに従っ
て析出している固体の組成は、QからCへと変化し、最
終的には均一な組成Cとなる。
【0011】以上のような特性を持つA,B元素のう
ち、その一方を第1の記録膜に、残りの一方を第2の
録膜に含有させ、さらに第1の記録膜にその光吸収率を
下げる効果のある元素を含有させる。この記録膜の構成
を図1に示す。基板1上に、A元素とその光吸収率を下
げる効果のある元素を含有した第1の記録膜2、次に単
体で高反射率のB元素からなる第2の記録膜3、および
有機保護膜4を順次形成する。このときの反射率は、第
1の記録膜2の膜厚を調整し、基板1と第1の記録膜界
面における反射光と第1と第2の記録膜界面における反
射光の位相を制御し、反射率が低くなるように設定す
る。このような構成の記録膜にレーザ光を照射し記録を
行なった場合の記録メカニズムを以下に示す。
【0012】記録点は急激に加熱され溶融し、その後急
冷固化する。溶融状態でまず第1と第2の記録膜は、相
互拡散を生じる。ここで理想的には、第1と第2の記録
膜構成元素は均一に混ざり合う。そして、温度が低下す
る急冷過程では、まず上述のように、固溶体を形成する
2元素で、上述した図2で示される変化が生じる。しか
し、急速に冷却される記録点においては、冷却速度が速
く、短時間で液相から固相への変態が完了することか
ら、特殊な温度分布が生じる。つまり、記録点は溶解
し、その冷却過程では、上述のようにまずA元素の多い
固相が析出する。この析出は、第2の記録膜3側から生
じる。これは、記録点を囲む材料の中で、第2の記録膜
3の熱伝導率が最も大きいことによるもので、記録点の
熱拡散は第2の記録膜3の断面に垂直な方向(横方向)
で最も大きい。図4、図3は、第1の記録膜として、S
b−Te、第2の記録膜としてBiをガラス基板上に形
成し、記録点及び記録前の膜厚方向の元素分布をオージ
ェ分析により測定したものである。図4において、Sb
は元素A,Biは元素Bであり、TeはA,B元素の濃
度ピークに挟まれた領域に濃度ピークのあるものであ
る。図3図4から、記録前に基板1側にあった元素A
の濃度ピークが、記録点においては保護膜4側にシフト
していることがわかる。これとは逆に、元素Bの濃度ピ
ークは、保護膜4側から基板1側にシフトしていること
がわかる。このような記録前後での膜厚方向における濃
度分布変化は、図2で示した冷却過程において析出す
る固相組成の変化が、急冷されることで偏析を生じた結
果、形成されるものと考えられる。この結果、第1と第
2の記録膜は、図3に示した偏析を伴ない、さらに記録
前には第1の記録膜は非晶質、第2の記録膜は結晶状態
であったところに、記録後にはBiTe結晶の生成とを
伴なう相転移とが生じ、単層化される。結果として干渉
効果が破壊され、大きな反射率変化が記録前後で得られ
る。
【0013】記録点において生じる上述の現象は何れも
光学的に見ると反射率を高くするよう作用する。先ず、
2層膜が単層膜になることにより干渉効果がなくなり反
射率は高くなる。さらに、基板界面に単体で高反射率の
第2の記録膜3が高濃度で偏析することからさらに反射
率は高くなる。これに加え、記録部分は結晶質になるた
めに反射率は高くなる。
【0014】以上のように、冷却過程で最初に析出する
固相の組成と最後のそれとが異なる、すなわち偏析を生
じる2元素のうち、単独で融点の高い元素に光吸収率が
低くなるような元素を含有させて第1の記録膜2とし、
もう一方を単独で第2の記録膜3とすることにより高C
/Nが得られる。
【0015】この析出を膜厚方向で生じさせることによ
りさらに大きな反射率変化が得られる。このように膜厚
方向に偏析を生じさせるためには、膜厚方向に熱拡散を
生じさせれば良い。すなわち、図5に示すように、第2
の記録膜3の上に、第1の記録膜2の熱伝導率以上の冷
却層3a(第3の記録膜−熱拡散層)を設ける。これに
より、記録点の熱は主に第3の記録膜3aに吸収され、
A元素の多い固相が第3の記録膜3a側に析出し、基板
界面に近づくに従いB元素の多い固相が析出することに
なる。これにより、基板界面には第3の記録膜3aがな
いものに比べ、より高濃度に第2の記録膜元素が偏析す
ることとなり、反射率が高くなる。
【0016】以上述べてきた光ディスクにおいては、図
2に示すような液相固相の両方で任意の割合で溶け合う
ものを第1および第2の記録膜に用いたが、これに限る
ものではなく、図6に示すような、限られた割合でのみ
固溶体を形成する2成分を、同様に第1および第2の記
録膜として用いることによっても同じ記録メカニズムで
記録が可能となる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0018】[実施例1]本発明による第1の実施例を
以下に示す。
【0019】前述の図1において、光情報記録媒体とし
ての光ディスクの基板1は射出成形によるトラッキング
案内溝の付いたアクリル基板によって形成され、第1の
記録膜2は膜厚300ÅのSb−Teから、第2の記録
膜3は膜厚350ÅのBiから、保護膜4は30μmの
紫外線硬化型樹脂からそれぞれ形成されている。Sb−
Te、Biはいずれもスパッタ法により形成いた。この
ようにして作成した光ディスクを1800rpmで回転
させ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測定し
たところ55dBとなった。
【0020】[実施例2]第2の実施例(図1)では、
光ディスクの基板1は第1の実施例と同様のアクリル基
板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚600Åの
AsSeから、第2の記録膜3は膜厚300ÅのSbか
ら、保護膜4は30μmの紫外線硬化型樹脂からそれぞ
れ形成されている。AsSe、Sbはいずれもスパッタ
法により形成され、そのターゲット組成はAs:Se=
1:1である。この光ディスクを1800rpmで回転
させ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測定し
たところ53dBと高い値が得られた。
【0021】[実施例3]第3の実施例(図1)では、
光ディスクの基板1は第1の実施例と同様のアクリル基
板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚600Åの
AsSeから、第2の記録膜3は膜厚250ÅのSnか
ら、保護膜4は30μmの紫外線硬化型樹脂からそれぞ
れ形成されている。AsSe、Snはいずれもスパッタ
法により形成され、そのターゲット組成はAs:Se=
1:1である。このディスクを1800rpmで回転さ
せ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測定した
ところ50dBと高い値が得られた。
【0022】[実施例4]第4の実施例(図1)では、
光ディスクの基板1は第1の実施例と同様のアクリル基
板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚300Åの
SnTeから、第2の記録膜3は膜厚400ÅのBiか
ら、保護膜4は30μmの紫外線硬化型樹脂からそれぞ
れ形成されている。SnTe、Biはいずれもスパッタ
法により形成され、そのターゲット組成はSn:Te=
1:1である。このディスクを1800rpmで回転さ
せ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測定した
ところ50dBと高い値が得られた。
【0023】[実施例5]第5の実施例(図1)では、
光ディスクの基板1は、第1の実施例と同様のアクリル
基板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚300Å
のCuTeから、第2の記録膜3は膜厚400ÅのAg
から、保護膜4は30μmの紫外線硬化型樹脂によって
それぞれ形成されている。CuTe、Agはいずれもス
パッタ法により形成され、そのターゲット組成はCu:
Te=1:1である。このディスクを1800rpmで
回転させ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測
定したところ52dBと高い値が得られた。
【0024】[実施例6]第6の実施例のディスク構成
を図5に示す。同図において、光ディスクの基板1は第
1の実施例と同様のアクリル基板によって形成され、第
1の記録膜2は膜厚300ÅのSbSeから、第2の記
録膜3は膜厚400ÅのBiから、第3の記録膜(冷却
層)3aは膜厚1000ÅのSiNから、保護層4は3
0μmの紫外線硬化型樹脂からそれぞれ形成されてい
る。SbSe、Bi、SiNはいずれもスパッタ法によ
り形成され、そのターゲット組成はSb:Se=2:3
である。このディスクを1800rpmで回転させ、半
径95mmにおける5MHzのC/Nを測定したところ
56dBと高い値が得られた。
【0025】本実施例において、SiNの代わりにSi
O、SiO を同じ膜厚で形成しても同様の効果を得る
ことができる。
【0026】[実施例7]第7の実施例も第6の実施例
と同様の5層構造で(図5)、本実施例の光ディスクの
基板1は第1の実施例と同様のアクリル基板によって形
成され、第1の記録膜2は膜厚300ÅのSbSeか
ら、第2の記録膜3は膜厚400ÅのBiから、第3の
記録膜(冷却層)3aは膜厚500ÅのAuから、保護
層4は30μmの紫外線硬化型樹脂からそれぞれ形成さ
れている。SbSe、Bi、Auはいずれもスパッタ法
により形成され、そのターゲット組成はSb:Se=
2:3である。このディスクを1800rpmで回転さ
せ、半径95mmにおける5MHzのC/Nを測定した
ところ56.5dBと高い値が得られた。
【0027】本実施例において、Auの代わりにAg、
Al、Cu、Mg、Mo、Ni 、Si、W、Znを用い
ても同様の効果を得ることができる。
【0028】[実施例8]第8の実施例(図5)では、
光ディスクの基板1は第1の実施例と同様のアクリル基
板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚300Åの
SnTeから、第2の記録膜3は膜厚400ÅのBiか
ら、第3の記録膜(冷却層)3aは膜厚1000ÅのA
lNから、保護層4は30μmの紫外線硬化型樹脂から
それぞれ形成されている。SnTe、Bi、AlNはい
ずれもスパッタ法により形成され、そのターゲット組成
はSn:Te=2:3である。このディスクを1800
rpmで回転させ、半径95mmにおける5MHzのC
/Nを測定したところ51dBと高い値が得られた。
【0029】本実施例において、SiNの代わりにSi
O、SiOを同じ膜厚で形成しても同様の効果を得るこ
とができる。
【0030】[実施例9]第9の実施例(図5)では、
光ディスクの基板1は第1の実施例と同様にアクリル基
板によって形成され、第1の記録膜2は膜厚300Åの
SnTeから、第2の記録膜3は膜厚400ÅのBiか
ら、第3の記録膜(冷却層)3aは膜厚500ÅのAu
から、保護層4は30μmの紫外線硬化型樹脂からそれ
ぞれ形成されている。SnTe、Bi、Auはいずれも
スパッタ法により形成され、そのターゲット組成はS
n:Te=2:3である。このディスクを1800rp
mで回転させ、半径95mmにおける5MHzのC/N
を測定したところ52dBと高い値が得られた。
【0031】本実施例において、Auの代わりにAg、
Al、Cu、Mg、Mo、Ni、Si、W、Znを用い
ても同様の効果を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、レー
ザ光照射により上記第1及び第2の記録膜を昇温過程に
おいて相互拡散を生じさせ、冷却過程で偏析と相転移を
生じさせる成分により構成され、当該偏析と相転移によ
り情報の記録が可能に構成された本発明によれば、記録
前後において高反射率変化が得られるので、高C/Nの
光記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る光ディスクの断面構造を
示す模式図である。
【図2】本発明の原理を説明するための液相固相の両方
で任意の割合で固溶体を形成する2成分の金属の状態図
である。
【図3】記録後の膜厚方向の元素分布を示す図である。
【図4】記録前の膜厚方向の元素分布を示す図である。
【図5】本考案の他の実施例に係る光ディスク断面構造
を示す模式図である。
【図6】本発明の原理を説明するための液相固相で限ら
れた割合いでのみ固溶体を形成する2成分の金属の状態
図である。
【符号の説明】 1 基板 2 第1の記録膜 3 第2の記録膜 3a 第3の記録膜(冷却層) 4 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榑林 正明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 映像メディア研 究所内 (56)参考文献 特開 昭60−28045(JP,A) 特開 平2−219687(JP,A) 特開 平2−152029(JP,A) 特開 平2−235789(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/24 B41M 5/26

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に順次形成した光学的特性を制御
    する第1の記録膜及び光を吸収し発熱する第2の記録膜
    を備え、レーザ光を照射して記録膜に情報を記録させる
    光情報記録媒体において、レーザ光照射により上記第1
    及び第2の記録膜を昇温過程において相互拡散を生じさ
    せ、冷却過程で偏析と相転移を生じさせる成分により形
    成し、当該偏析と相転移により情報の記録が可能に構成
    されていることを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記第1の記録膜が第1の元素を、第2
    の記録膜が第2の元素を少なくとも含有し、前記第1お
    よび第2の元素が液相においても固相においても任意の
    割合で固溶体を形成する2成分であることを特徴とする
    請求項1記載の光情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記第1の記録膜が第1の元素を、第2
    の記録膜が第2の元素を少なくとも含有し、第1および
    第2の元素が限られた割合でのみ固溶体を形成する2成
    であることを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒
    体。
  4. 【請求項4】 前記第1の記録膜がSe、Teの少なく
    ともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項1記
    載の光情報記録媒体。
  5. 【請求項5】 第2の記録膜上に第1の記録膜よりも熱
    伝導率の高い熱拡散層を設けたことを特徴とする請求項
    1記載の光情報記録媒体。
  6. 【請求項6】 熱拡散層が、Siの酸化物または窒化
    物、あるいはAlの酸化物または窒化物のいずれかから
    なることを特徴とする請求項5記載の光情報記録媒体。
  7. 【請求項7】 熱拡散層の熱伝導率が、第2の記録膜の
    熱伝導率よりも高く設定されていることを特徴とする請
    求項5記載の光情報記録媒体。
  8. 【請求項8】 熱拡散相がAu、Ag、Al、Cu、M
    g、Mo、Ni、Si、W、Znのうちの1つの元素
    らなることを特徴とする請求項5記載の光情報記録媒
    体。
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