JP4384604B2 - テルルおよび亜鉛の合金を基剤とする光学記録媒体 - Google Patents

Description

発明の背景

本発明は、書込操作の際に光照射を受ける前面、および後面を有する、無機材料から製造された活性層を含んでなる光学記録媒体に関する。

技術水準

光学記録は、色材（例えばＣＤ−Ｒ、すなわちコンパクトディスク記録型、およびＤＶＤ−Ｒ、すなわちデジタル多用途ディスク記録型用途）でも、無機材料でも行うことができる。後者には、製造コストおよび高直線速度における性能の点で優位性がある。無機材料の層には様々な書込方法がある。８０年代に最も広く研究された不可逆的技術では、レーザーアブレーションによりマークを形成する。マークの存在により、ディスク表面上でレーザー光線の反射が局所的に低下する。この反射低下をより低いレーザーパワーで読み取る。アブレーション機構に関する研究のほとんどはテルルのみに関するものであるが、他の材料、例えばヒ素、アンチモン、セレンおよび硫黄を含む合金も考えられ、M. Teraoらの論文“Chalcogenide thin films for laser-beam recordings by thermal creation of holes”（J. Appl. Phys. 50(11)、1979年11月）で提案されている。しかしながら、これらの研究のほとんどで、特にM. Teraoら論文では高出力のものが使用されている。従って、当時行われた試験は、現在の書込規格に適合していない。実際、使用された出力は４０ｍＷ〜３００ｍＷであり、マークの寸法は約１０μｍであるのに対し、ＤＶＤ−Ｒの書込に使用される書込出力は、約１０ｍＷで、マークの寸法は直径約４００ｎｍでなければならない。その上、記録媒体の上に保護層、例えば重合体の保護層を堆積させる必要があることが多い。しかし、保護層の存在は、一般的に信号の品質低下および書込パワーの増加を引き起こす。多くの材料が研究されたが、そのほとんどで、特にテルル、およびテルルとゲルマニウム、セレンおよびアンチモンとの合金で良好な書込品質は得られていない。残念ながら、これらの合金は、ＤＶＤフォーマットに必要とされる記憶密度を達成できない。これが、この標準に色材が採用された理由である。しかし、色材における不可逆的光学記録技術により、コスト、特に色材の価格および色材の取扱工程に対する人件費が高くなることがある。

発明の目的

本発明の目的は、これらの欠点を解決すること、より詳しくは、ＤＶＤフォーマット規格に対応するマーク分解能および記憶密度を達成できる無機媒体を提案することである。

本発明により、この目的は、無機材料が、原子百分率で亜鉛６０％〜７０％およびテルル３０％〜４０％を含んでなる、テルルと亜鉛の合金であることにより達成される。

好ましい実施態様により、この合金は、亜鉛６５％およびテルル３５％を含んでなる。

本発明の別の態様では、媒体が、活性層の前面に配置された、厚さが６ナノメートル〜９ナノメートルである半反射層を含んでなる。

本発明の別の態様では、媒体が、活性層の後面に配置された、厚さ９ナノメートル〜１２ナノメートルの追加金属層を含んでなる。

本発明の別の態様では、媒体が、後面上に重合体材料の保護層を含んでなる。

他の優位性および特徴は、以下に、添付の図面を参照しながら、非限定的な例としてのみ記載する本発明の個別の実施態様から明らかである。

個別の実施態様の説明

図１において、光学記録媒体は、基材１、および無機材料から製造された活性層２を含んでなり、活性層は、書込操作の際に光照射４を受ける前面３、および後面５を有する。基材１は、活性層２の前面３上に配置されている。典型的には、活性層２は、例えばポリカーボネート製のプラスチック基材上に堆積させる。この媒体は、両側で読み取ることができる、すなわち読み取り操作の際に、活性層２は光照射を前面３または後面５で受けることができる。使用する書込機構は、好ましくは機械的変形機構、例えばホールまたはバブル、である。光学記録媒体は、特に不可逆タイプでよい。

活性層２の無機材料は、原子百分率で亜鉛６０％〜７０％およびテルル３０％〜４０％を含んでなる、テルルと亜鉛との合金である。この合金は、レーザーによるマークの形成に有利な特性、例えば層の変形、バブルの形成、およびホールの形成を与える。好ましい実施態様では、合金は亜鉛６５％およびテルル３５％を含んでなる。活性層は、好ましくは厚さが１５ナノメートル〜５０ナノメートルである。この厚さは、適当な書込出力で十分な反射が確保されるように調節しなければならない。マーク、例えばホールまたはキャビティは、実際、必要な反射コントラストを生み出すのに十分に大きくなければならず、読取ノイズを制限するために、大きすぎてはならない。しかしながら、マークの大きさは、事実、層の厚さと共に増加する。好ましい実施態様では、活性層２の厚さは、２０ナノメートル〜２５ナノメートルで、反射係数１５％〜２０％が得られるようにする。別の好ましい実施態様では、活性層２の厚さは、４０ナノメートルで、反射係数２５％〜３５％が得られるようにする。

図２に示すように、光学記録媒体は、活性層２の前面３上に配置された半反射層６を含んでなることができる。この層は、光をほとんど吸収しないのが好ましい。活性層２に到達する必要がある光照射が半反射層６を通過するので、半反射層の厚さは、書込閾を過度に増加せずに、できるだけ良く反射を増大するように調節しなければならない。半反射層６は、厚さが４ナノメートル〜１０ナノメートルである。これによって、活性層２および半反射層６の全体的な反射係数を検出装置に適合させることができる。

好ましい実施態様では、半反射層６は、アルミニウム、金、銀、銅、亜鉛、チタン、ニッケルおよびそれらの合金を含んでなる群から選択された金属から製造する。これらの金属は、読み取り操作に典型的に使用される波長領域で十分に高い反射および透過係数を与えることができる、標準的な薄膜技術材料の一部を形成する。アルミニウムは、光学スペクトルの全体にわたって強い反射を与えるので、特に好適な金属である。

図３において、記録媒体は、活性層２の後面５上に配置された追加の金属層７を含んでなる。この追加層７により、書込操作を行う時の活性層２における熱放散を増大させることができる。これによって、活性層２は、特に後面で、より急速に冷却される。これは、マークを形成する際に溶融材料が受ける変形を制限し、従って、マークの最終的な大きさを制限する。

好ましい実施態様では、追加の金属層７は、厚さが９ナノメートル〜１２ナノメートルである。追加金属層７の好ましい厚さは７ナノメートル〜１０ナノメートルである。追加金属層７の不可欠な特性は熱伝導性である。追加金属層７の材料は、好ましくはアルミニウム、金、銀、銅およびそれらの合金を含んでなる群から選択する。これらの金属は、実際、標準的な薄膜技術材料の中で良好な熱伝導体である。

活性層２および追加金属層７を含んでなる媒体により、書込標準に要求される出力と互換性のある出力で書込操作を行うことができる。従って、マークの寸法は、書込規格に要求される寸法を超えることがない。より高い書込出力を作用させると、マークの大きさが増大し、許容される寸法を超える。

有機色材に基づく技術における有機活性層の後面上に、反射を増加させるために配置されることがある、厚い金属層（約１００ナノメートル）とは異なり、厚さが小さい追加金属層７が存在する結果、媒体全体の反射を低下させることができる。有機層は透明であるのに対し、合金製の無機活性層２は不透明であるので、金属層と有機層との間の界面は、事実、無機材料製の活性層２と追加金属層７との間の界面とは異なった反射特性を与える。

図４において、光学記録媒体は、さらに、好ましくは変形し得る材料、例えば重合体材料、から製造された保護層８を後面５の上に含んでなり、ディスクを材料の物理化学的変化、例えば酸化、および機械的変化、例えば引掻き傷、から保護することができる。保護層８は、好ましくはポリジメチルシロキサンを基剤とし、好ましくは厚さが１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルである。保護層８、および本発明の百分率で亜鉛とテルルを含む合金製の活性層２は、容易に組み立てることができ、重合体層の存在は書込信号の障害を全く引き起こさない。層８は、厚さ２０〜１００マイクロメートルの接着層で置き換え、その上にプラスチック層、例えば厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート層を配置することもできる。

本発明の光学記録媒体を、ＤＶＤ−Ｒ標準に対応する条件下で試験した。これによって、最小長さ４００ｎｍおよび最大長さ１８６６ｎｍのマークを、対応する持続期間の光照射パルス、すなわち最小持続期間３Ｔおよび最大持続期間１４Ｔ（Ｔは、光学信号発生装置のクロックパルス時間である）でエッチングした。マークの長さは、使用した光照射波長より小さいので、顕微鏡下で観察することによりマークの長さを測定することは不可能である。しかし、マークの長さは、公知の様式で、光照射により走査されるマークの連続により反射される放射線の量から推定することができる。こうして、測定したマークの長さのヒストグラムを確立することができる。最小マーク（３Ｔ）と最大マーク（１４Ｔ）の各ヒストグラムの標準偏差は８％未満である。

本発明の光学記録媒体の特別な実施態様を示す。 本発明の媒体の、半反射層を含んでなる特別な実施態様を示す。 本発明の媒体の、追加の金属層を含んでなる特別な実施態様を示す。 本発明の媒体の、保護層を含んでなる特別な実施態様を示す。

Claims (8)

1. 書込操作の際に光照射（４）を受ける前面（３）と後面（５）とを有する無機材料製の活性層（２）を含んでなる光学記録媒体であって、前記無機材料が、原子百分率で亜鉛６０％〜７０％およびテルル３０％〜４０％からなる、テルルおよび亜鉛の合金である、記録媒体。
2. 前記合金が亜鉛６５％およびテルル３５％を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。
3. 前記活性層（２）が１５ナノメートル〜５０ナノメートルの厚さを有する、請求項１または２に記載の記録媒体。
4. 前記活性層（２）の前面（３）に配置された、厚さが４ナノメートル〜１０ナノメートルである半反射層（６）を含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録媒体。
5. 前記半反射層（６）が、アルミニウム、金、銀、銅、亜鉛、チタン、ニッケル、よびそれらの合金を含んでなる群から選択される金属から製造される、請求項４に記載の記録媒体。
6. 前記後面（５）上に重合体材料製の保護層（８）を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録媒体。
7. 前記保護層（８）が、ポリジメチルシロキサンを基剤とし、１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの厚さを有する、請求項６に記載の記録媒体。
8. 前記保護層（８）が変形し得るものである、請求項６または７に記載の記録媒体。

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