JP2987223B2 - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は書き換え可能な光記録媒
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量情報記録媒体として、光記録ディ
スク等の光記録媒体が注目されている。光記録媒体とし
ては、相変化型光記録媒体や光磁気記録媒体等の書き換
え可能タイプ、あるいはピット形成型光記録媒体等の追
記タイプなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規な構成
の書き換え可能タイプの光記録媒体を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】このような目的は下記（１）〜（７）の本
発明によって達成される。 （１） 基板表面に、記録層、誘電体薄膜および反射薄
膜をこの順で有し、前記記録層が、水素吸蔵合金薄膜
と、この水素吸蔵合金薄膜の少なくとも一方の側に設け
られた形状記憶合金薄膜とから構成されることを特徴と
する光記録媒体。
【０００６】（２） 前記形状記憶合金薄膜の厚さが１
００〜１０００A であり、前記水素吸蔵合金薄膜の厚さ
が１００〜５００A である上記（１）に記載の光記録媒
体。
【０００７】（３） 前記形状記憶合金薄膜がＣｕ−Ｚ
ｎ−Ａｌ系合金から構成される上記（１）または（２）
に記載の光記録媒体。
【０００８】（４） 前記水素吸蔵合金薄膜がＬａ−Ｎ
ｉ系合金またはＦｅ−Ｔｉ系合金から構成される上記
（１）ないし（３）のいずれかに記載の光記録媒体。
【０００９】（５） 前記誘電体薄膜の厚さが５００〜
５０００A である上記（１）ないし（４）のいずれかに
記載の光記録媒体。
【００１０】（６） 前記誘電体薄膜が、Ｓｉと、Ｏお
よび／またはＮとを含む上記（１）ないし（５）のいず
れかに記載の光記録媒体。
【００１１】（７） 前記反射薄膜がＡｇ、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｃｕまたはこれらの１種以上を含む合金から
構成される上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
光記録媒体。
【００１２】
【作用】図１に示されるように、本発明の光記録媒体１
は、基板２の表面に、記録層３、誘電体薄膜４および反
射薄膜５を有し、反射薄膜５上には保護膜６が設けられ
ており、記録層３は、形状記憶合金薄膜３１１、水素吸
蔵合金薄膜３２および形状記憶合金薄膜３１２から構成
される。
【００１３】記録時には、基板２の裏面側から基板２を
通して記録レーザー光が照射される。水素吸蔵合金薄膜
３２は、水素雰囲気中でのスパッタなどにより形成され
ており、既に水素を吸蔵している。このような水素吸蔵
合金薄膜３２を記録レーザー光により加熱すると、吸蔵
されている水素が放出される。水素吸蔵合金の体積が水
素放出により２５％程度減少するとともに、記録レーザ
ー光照射部には水素ガスが満ちた空隙３２１が形成され
る。この空隙３２１中では屈折率ｎ（複素屈折率の実
部）や消衰係数ｋ（複素屈折率の虚部）等の光学定数が
水素吸蔵合金薄膜３２中とは異なるため、レーザー光照
射部において多重反射条件が変化し、反射率が低下す
る。
【００１４】一方、形状記憶合金薄膜３１１，３１２
は、冷却、加熱に伴って形状が可逆的に変化する形状記
憶合金から構成される。形状記憶合金は、熱弾性型のマ
ルテンサイト変態（Ｍ変態）をするものであり、母相を
Ｍ変態開始温度（ＭS 点）以下まで冷却するとマルテン
サイト相（Ｍ相）が形成される。Ｍ相が形成された形状
記憶合金を変形させ、次いで加熱すると、逆変態開始温
度（ＡS 点）以上でＭ相が母相に逆変態し、このときの
母相は変形前と全く同じ結晶方位となるので、ＡS 点以
上まで加熱することにより変形前の形状に回復すること
になる。そして、形状記憶合金を再びＭS 点以下まで冷
却してＭ相に変態させても、形状は変わらない。
【００１５】記録レーザー光は、水素吸蔵合金薄膜３２
を加熱し、これにより水素が放出されて水素吸蔵合金薄
膜３２中には空隙３２１が形成される。
【００１６】一方、記録レーザー光の照射により形状記
憶合金薄膜３１１，３１２も昇温する。形状記憶合金の
ＭS 点は組成により著しく異なるが、本発明では、記録
時の温度よりもＭS 点が高くなるような組成を選択する
ことが好ましい。ただし、形状記憶合金薄膜は基板２や
誘電体薄膜４に接しているため放熱が速いので、ＭS 点
は必ずしも水素吸蔵合金薄膜の水素放出に要する温度よ
りも高い必要はない。
【００１７】このような構成により、形状記憶合金薄膜
３１１，３１２は、Ｍ相が形成された状態で空隙３２１
内の水素ガスの圧力により力を受けて変形して空隙３２
１の厚さが拡大し、反射率の低下はより大きくなる。
【００１８】また、形状記憶合金薄膜３１１，３１２
は、加熱されるとそれ自身反射率が低下するため、光記
録媒体１の反射率低下に寄与する。
【００１９】本発明の光記録媒体において、記録された
情報を消去する際には、形状記憶合金薄膜３１１，３１
２をＡS 点以上にまで昇温させる。この昇温により、形
状記憶合金薄膜は記録レーザー光照射前の形状に復帰し
ようとするため、空隙３２１中の水素ガスには圧力が印
加される。水素吸蔵合金薄膜３２は、水素吸蔵および放
出を可逆的に行なうことができるので、形状記憶合金薄
膜３１１，３１２からの圧力により、空隙３２１中の水
素ガスは水素吸蔵合金薄膜３２中へ再び吸蔵され、空隙
３２１はほぼ消滅する。このようにして光記録媒体１は
記録レーザー光照射前の状態に復帰し、再び情報記録が
可能となる。
【００２０】なお、消去用レーザー光を記録部に照射す
ることにより消去を行なえば、任意の情報を選択的に消
去できる。なお、形状記憶合金薄膜３１１，３１２の全
面を加熱することによっても消去は可能であるが、この
場合、基板２は耐熱性を有することが好ましい。
【００２１】図２および図３にそれぞれ示される光記録
媒体１は、記録層３が形状記憶合金薄膜３１および水素
吸蔵合金薄膜３２の２層構成となっているが、情報の記
録および消去作用は図１に示される光記録媒体１と同様
である。ただし、図１に示される構成では、水素吸蔵合
金薄膜３２の両側に形状記憶合金薄膜３１１，３１２が
存在するので、水素吸蔵合金薄膜３２は両側から圧力を
ほぼ均等に受けることになり、消去特性が良好である。
【００２２】なお、本発明の光記録媒体は未記録部で７
５％以上の反射率が得られ、記録部では４０％以下まで
反射率が低下するため、コンパクトディスク規格に対応
する再生が可能な書き換え型光記録ディスクとして使用
することが可能である。また、各薄膜の厚さを適宜調整
することにより３００〜９００nm程度の波長範囲におい
てこのような反射率変化が得られるので、短波長記録が
可能であり、より高い記録密度とすることが可能であ
る。
【００２３】
【具体的構成】
【００２４】以下、本発明の具体的構成について詳細に
説明する。
【００２５】図１〜３に、本発明の光記録媒体の好適実
施例を示す。
【００２６】これら各図に示される光記録媒体１は、基
板２の表面に記録層３、誘電体薄膜４、反射薄膜５およ
び保護膜６をこの順で有する。
【００２７】［基板２］本発明の光記録媒体１では、基
板２を通して記録層３に記録光および再生光が照射され
るので、基板２はこれらの光に対して実質的に透明であ
る必要がある。具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等の各
種樹脂やガラスなどを用いればよい。
【００２８】基板２の形状および寸法は特に限定されな
いが、通常、ディスク状であり、その厚さは、通常、
０．５〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度である。
【００２９】基板２の表面には、トラッキング用やアド
レス用等のために、グルーブ等の所定のパターンが必要
に応じて設けられる。
【００３０】［記録層３］図１に示される記録層３は、
水素吸蔵合金薄膜３２の両側に形状記憶合金薄膜３１
１，３１２が設けられた構成である。また、図２および
図３に示される記録層３は、水素吸蔵合金薄膜３２の一
方の側に形状記憶合金薄膜３１が設けられた構成であ
る。
【００３１】形状記憶合金薄膜３１，３１１，３１２
は、形状記憶合金から構成される。用いる形状記憶合金
の組成に特に制限はないが、形状記憶特性に優れ、しか
も製造が比較的容易であることから、Ｎｉ−Ｔｉ系合金
または銅系形状記憶合金を用いることが好ましい。銅系
形状記憶合金としては、特にＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金が
好ましい。これらの形状記憶合金の組成や特性などにつ
いては、例えば日本伸銅協会発行（1988.5）の「銅およ
び銅合金の基礎と工業技術」に記載されている。
【００３２】形状記憶合金薄膜３１１，３１２の合計厚
さは１００〜１０００A 、特に３００〜７００A である
ことが好ましい。合計厚さが前記範囲未満となると、記
録情報消去時に空隙３２１を消滅させる効果が不十分と
なり、書き換え可能型光記録媒体としての使用が困難と
なる。合計厚さが前記範囲を超えると、形状記憶合金薄
膜での光吸収のために反射率が不十分となる。
【００３３】なお、形状記憶合金薄膜３１１，３１２の
それぞれの厚さは、合計厚さが上記範囲となるように適
宜選択すればよいが、通常、合計厚さに対し一方の薄膜
の厚さを３０％程度以上とすることが好ましい。
【００３４】また、図２および図３に示されるように、
形状記憶合金薄膜が１層だけである場合、その厚さは上
記した合計厚さと同範囲とすることが好ましい。
【００３５】形状記憶合金薄膜は、スパッタ法や蒸着法
などの気相成長法により形成されることが好ましい。
【００３６】水素吸蔵合金薄膜３２は、水素吸蔵合金か
ら構成される。用いる水素吸蔵合金は通常の各種水素吸
蔵合金から選択すればよく、例えば、Ｌａ−Ｎｉ系合金
やＦｅ−Ｔｉ系合金を好ましく用いることができる。
【００３７】水素吸蔵合金薄膜３２の厚さは、１００〜
５００A 、特に１００〜３００A とすることが好まし
い。厚さが前記範囲未満であると空隙３２１が十分に厚
く形成されず、十分な反射率低下が得られにくくなる。
厚さが前記範囲を超えると、水素吸蔵合金薄膜による光
吸収のため、十分な反射率が得られにくくなる。
【００３８】本発明では水素吸蔵合金薄膜３２に予め水
素を吸蔵させておく必要があるので、水素ガスを含有す
る雰囲気中で反応性スパッタにより水素吸蔵合金薄膜３
２を形成することが好ましい。反応性スパッタ時の圧力
は、０．５〜１０Paとすることが好ましい。また、水素
ガスはＡｒ等の不活性ガスと併用することが好ましく、
水素ガスの流量は、全ガス流量の１０〜５０％とするこ
とが好ましい。水素ガス流量が前記範囲未満であると水
素吸蔵が不十分となりやすく、前記範囲を超えると、ス
パッタリング効率が悪く水素吸蔵合金の成膜に時間がか
かり過ぎる。
【００３９】なお、水素吸蔵合金薄膜３２中に形成され
る空隙３２１の存在は、空隙中の屈折率をほぼ１として
算出された反射率と実測された反射率とがほぼ一致する
ことにより間接的に確認することができる。
【００４０】［誘電体薄膜４］誘電体薄膜４は反射率向
上および反射率変化増幅のために設けられる。誘電体薄
膜４を構成する誘電体に特に制限はなく、例えば、Ｓｉ
Ｏ2 等の酸化ケイ素、Ｓｉ3 Ｎ4 等の窒化ケイ素、LaSi
ONやSiAlON等の各種誘電体、各種ガラスなど、Ｓｉと、
Ｏおよび／またはＮとを含む誘電体を用いることができ
る。
【００４１】また、これらの他、ＳｉＣやＺｎＳなども
用いることができ、さらには前記各化合物の混合物、例
えばＺｎＳを１０〜５０％程度含有したＳｉＯ2 なども
用いることもできる。
【００４２】誘電体薄膜４の厚さは、その構成材質、形
状記憶合金薄膜や水素吸蔵合金薄膜の光学的条件、再生
レーザー光の波長等の各種条件に応じて適宜決定すれば
よく特に制限はないが、通常、１０００〜５０００A 、
特に２０００〜３５００A 程度とすることが好ましい。
【００４３】誘電体薄膜４は、スパッタ法や蒸着法等の
気相成長法により形成されることが好ましい。
【００４４】［反射薄膜５］反射薄膜５は、高反射率の
金属や合金から構成されることが好ましく、例えば、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ等の金属やこれらの１種以
上を含む合金などから適宜選択すればよい。
【００４５】反射薄膜５の厚さは、３００〜１５００A
とすることが好ましい。厚さが前記範囲未満であると十
分な反射率が得にくくなる。また、前記範囲を超えても
反射率の向上は小さく、コスト的に不利になる。
【００４６】反射薄膜５は、スパッタ法や蒸着法等の気
相成長法により形成されることが好ましい。
【００４７】［保護膜６］保護膜６は、耐擦傷性や耐食
性の向上のために設けられるものであり、種々の有機系
の物質から構成されることが好ましいが、特に、放射線
硬化型化合物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射
線により硬化させた物質から構成されることが好まし
い。
【００４８】保護膜６の厚さは、通常、０．１〜１００
μm 程度であり、スピンコート、グラビア塗布、スプレ
ーコート、ディッピング等、通常の方法により形成すれ
ばよい。
【００４９】［媒体構造］以上では、本発明を片面記録
型の光記録媒体に適用する場合について説明したが、本
発明は両面記録型の光記録媒体にも適用可能である。
【００５０】両面記録型の光記録媒体に適用する場合、
一対の基板２、２を、記録層３が内封されるように接着
する。
【００５１】また、片面記録型であって、保護膜６上に
保護板を接着した構成とすることもできる。この場合の
保護板としては、通常、基板２と同質のものを用いれば
よいが、透明である必要はなく、その他の材質も用いる
ことができる。
【００５２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。
【００５３】［実施例１］基板２の表面に、記録層３、
誘電体薄膜４、反射薄膜５および紫外線硬化型樹脂の保
護膜６を形成し、光記録ディスクサンプルNo. １を作製
した。記録層３は、図１に示される構成、すなわち水素
吸蔵合金薄膜３２を２層の形状記憶合金薄膜３１１，３
１２が挟む構成とした。
【００５４】基板２には、射出成形によりグルーブを同
時形成した直径１３３mm、厚さ１．２mmのディスク状ポ
リカーボネート樹脂を用いた。
【００５５】各形状記憶合金薄膜はＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合
金とし、スパッタ法により厚さ２５０A に形成した。
【００５６】水素吸蔵合金薄膜３２はＦｅ−Ｔｉ合金と
し、水素ガスとＡｒガスを含む雰囲気中で反応性高周波
スパッタ法により１００A の厚さに形成した。スパッタ
時の圧力は１Paとし、水素ガスの流量は２SCCM、Ａｒガ
スの流量は１０SCCMとした。
【００５７】誘電体薄膜４はＳｉＯ2 とし、スパッタ法
により３０００A の厚さに形成した。
【００５８】反射薄膜５はＡｇとし、スパッタ法により
５００A の厚さに形成した。
【００５９】保護膜６は、紫外線硬化型樹脂をスピンコ
ート法により塗布後、紫外線照射により硬化して形成し
た。硬化後の厚さは５μm であった。
【００６０】サンプルNo. １について記録再生を行なっ
た。なお、記録時には８mWのレーザー光を照射し、再生
時には０．５mWのレーザー光を照射した。これらのレー
ザー光の波長は、７８０nmとした。
【００６１】この結果、未記録部の反射率は７５％、記
録部の反射率は２０％であった。
【００６２】次いで、記録部に１５mWのレーザー光を照
射し、再び再生したところ、反射率は７０％まで回復し
ており、記録情報が消去されていることが確認された。
さらに、消去後に再び記録レーザー光を照射したとこ
ろ、反射率は２０％まで低下し、情報の書き換えが可能
であることが確認された。
【００６３】［実施例２］形状記憶合金薄膜３１の厚さ
を５００A とした他は実施例１と同様にして、図２およ
び図３にそれぞれ示される構成の光記録ディスクを作製
した。
【００６４】これらのサンプルについても、実施例１の
サンプルＮｏ．１と同様に、記録、消去および再記録が
可能であった。
【００６５】［実施例３］反射薄膜５の組成を、Ａｌ、
Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕまたはこれらの１種以上を含む合金と
し、その他は上記各実施例のサンプルと同様な光記録デ
ィスクサンプルを作製した。
【００６６】また、水素吸蔵合金薄膜３２をＬａ−Ｎｉ
合金とし、その他は上記各実施例のサンプルと同様な光
記録ディスクサンプルを作製した。
【００６７】また、誘電体薄膜４を厚さ２２００A のＳ
ｉ3 Ｎ4 から構成し、その他は上記各実施例のサンプル
と同様な光記録ディスクサンプルを作製した。
【００６８】これらの各サンプルについても、上記各実
施例と同様に、記録、消去および再記録が可能であっ
た。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、新規な構成の書き換え
可能型光記録媒体が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断
面図である。
【図２】本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断
面図である。
【図３】本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断
面図である。
【符号の説明】
１ 光記録媒体 ２ 基板 ３ 記録層 ３１，３１１，３１２ 形状記憶合金薄膜 ３２ 水素吸蔵合金薄膜 ３２１ 空隙 ４ 誘電体薄膜 ５ 反射薄膜 ６ 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41M 5/26 G11B 7/00 G11B 7/24

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板表面に、記録層、誘電体薄膜および
    反射薄膜をこの順で有し、前記記録層が、水素吸蔵合金
    薄膜と、この水素吸蔵合金薄膜の少なくとも一方の側に
    設けられた形状記憶合金薄膜とから構成されることを特
    徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項２】 前記形状記憶合金薄膜の厚さが１００〜
    １０００A であり、前記水素吸蔵合金薄膜の厚さが１０
    ０〜５００A である請求項１に記載の光記録媒体。
  3. 【請求項３】 前記形状記憶合金薄膜がＣｕ−Ｚｎ−Ａ
    ｌ系合金から構成される請求項１または２に記載の光記
    録媒体。
  4. 【請求項４】 前記水素吸蔵合金薄膜がＬａ−Ｎｉ系合
    金またはＦｅ−Ｔｉ系合金から構成される請求項１ない
    し３のいずれかに記載の光記録媒体。
  5. 【請求項５】 前記誘電体薄膜の厚さが５００〜５００
    ０A である請求項１ないし４のいずれかに記載の光記録
    媒体。
  6. 【請求項６】 前記誘電体薄膜が、Ｓｉと、Ｏおよび／
    またはＮとを含む請求項１ないし５のいずれかに記載の
    光記録媒体。
  7. 【請求項７】 前記反射薄膜がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐ
    ｔ、Ｃｕまたはこれらの１種以上を含む合金から構成さ
    れる請求項１ないし６のいずれかに記載の光記録媒体。
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