JPH04186537A - 情報記録用部材 - Google Patents

情報記録用部材

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JPH04186537A
JPH04186537A JP2313945A JP31394590A JPH04186537A JP H04186537 A JPH04186537 A JP H04186537A JP 2313945 A JP2313945 A JP 2313945A JP 31394590 A JP31394590 A JP 31394590A JP H04186537 A JPH04186537 A JP H04186537A
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JP
Japan
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recording
thin film
density
protective layer
information recording
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Pending
Application number
JP2313945A
Other languages
English (en)
Inventor
Keikichi Ando
安藤 圭吉
Motoyasu Terao
元康 寺尾
Yasushi Miyauchi
靖 宮内
Shigenori Okamine
岡峯 成範
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04186537A publication Critical patent/JPH04186537A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザー光などの記録用エネルギービームによ
って、たとえば映像や音声などのアナログ信号をFM変
調したものや、電子計算機のデータや、ファクシミリ信
号やディジタルオーディオ信号などのディジタル情報を
、リアルタイムで記録することが可能な情報の記録用薄
膜に関する。
〔従来の技術〕
レーザー光によって薄膜に記録を行う記録原理は種々あ
るが、膜材料の相転移(相変化とも呼ばれる)、フォト
ダークニングなどの原子配列変化による記録は、膜の形
状変化をほとんど伴わないので、2枚のディスクを樹脂
により直接貼りあわせた両面ディスクが8来るという長
所を持っている。
この種の記録に関連する公知例としては、例えば特願昭
60−226723号(318507766)が挙げら
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術のうち、相変化による記録は記録用ビーム
の照射による熱によって膜形状変化をほとんど伴わない
原子配列変化を生じさせるものであるが、多数回の記録
の書き換えを行なうと、記録膜に発生する熱によって保
護膜にクラックが発生したり、保護層の熱膨張によって
記録膜が流動し、再生信号のノイズが増大する。そこで
、適当な熱伝導率をもち、かつ上記のクラック発生や記
録膜の流動を防止する効果の高い酸化物、セレン化物、
硫化物あるいは窒化物を主成分とする薄膜が望ましい。
しかし、単一の均一な薄膜ではこのようなものがない。
従って、本発明の目的は、記録信号に忠実な再生波形が
得られ、上記の薄膜の熱伝導によって記録感度が低下し
にくい、また、上記の保護層のクラックや記録膜の流動
により読み出しレーザ光が散乱されない、また、ピンホ
ールの少ない記録用部材を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、基板上に形成された記録用ビームの照射を
受けて変化を生ずる情報記録用薄膜を有する情報記録用
部材において、密度がバルク状態の密度の60%以上9
0%以下の無機物および有機物のうち少なくとも一者か
らなる保護層を設けることにより達成される。上記保護
層の情報記録用薄膜に近い側の密度と上記情報記録用薄
膜に遠い側との密度が異なるようにするのも好ましい。
上記保護層の情報記録用薄膜に近い側の密度と上記情報
記録用薄膜から遠い側の密度の比を0.5=1から0.
9 : 1の範囲にすることが好ましい。
特に0.6以上0.8以下の範囲がより好ましい。
熱伝導率は50 W / m / K以下の範囲が好ま
しく、膜厚は10nm以上11000n以下の範囲が好
ましい。特に、熱伝導率がIOW/m/に以上30 W
 / m / K以下、膜厚が約50nm以上500n
m以下の酸化物、セレン化物、硫化物あるいは窒化物を
主成分とする薄膜を用いるのが好ましい。
上記の保護層は、酸化物、セレン化物、硫化物あるいは
窒化物を主成分とする材料より選ばれた少なくとも一者
を薄膜として設ける。上記の酸化物、セレン化物、硫化
物あるいは窒化物を主成分とする材料としては、Cab
、ZrO2,MgO。
Y20at B2O3,Sin、5in2.TiO2゜
Al220.、Ta205.SnO2,MnO,5b2
S。
Sb、Se3.Gem、GeSe、Ge52.GeSe
SnS、5nSe、5nS2t 5nSe2.PbS。
Pb5e、In2S3.In2Se3.CuzS。
Ag2S、ZnS、Zn5e、CdS、CdSe。
Si3N、、AQN、TiN、ZrN、BNおよびCの
それぞれに近い組成の材料より選ばれた少なくとも一者
あるいはこれらの混合材料を用いる。
より好ましくは、S i O2,A Q203. Z 
r○2゜MgO,ZnS、Si、N4あるいはAQNの
それぞれに近い組成の材料を主成分としたものを用いる
。特に好ましくはTa2O,を5〜30IloQ%含み
、残部がZnSまたはZn5eよりなる材料を用いる。
記録膜の片側の保護層だけが上記の材料より成ってもよ
いが、両側の保護層が上記の材料より成ればさらに好ま
しい。
各種材料のバルク状態の密度は以下のとおりである。
材料 密度 T a20B : 8.02 Si○、:2.63 AQ203:4.08 ZrO2:5.56 Mg0  :3.62 ZnS  :4.08 Si3N、:3.44 AQN  :3.05 〔作用〕 上記の酸化物、セレン化物、硫化物あるいは窒化物を主
成分とする物質を所望の密度としたり、膜厚方向に密度
を変化させた薄膜を保護層とすることによって、外力、
特に引っ張り力に対して強く、上記の記録用ビームの照
射によって記録膜に生じる熱を拡散し、樹脂層に伝わる
のを防止することができる。また、上記の記録用ビーム
の照射によって生ずるクラックの発生と記録膜の流動を
防止する効果が顕著であり、記録感度の低下も少ない。
熱拡散係数はQ 、46 c m2/sec以上6.9
a&/see以下が好ましい。記録膜の膜厚は20nm
以上250nm以下の範囲が記録感度、S/Nなどの点
で好ましく、上部保護層の膜厚と合せて調整することが
好ましい。上部保護層の膜厚はlQnm以上11000
n以下の範囲が好ましい。
一般に薄膜に光を照射すると、その反射光は薄膜表面か
らの反射光と薄膜裏面からの反射光との重ねあわせにな
るため干渉をおこす。反射率で信号を読み取る場合には
、上記のそれぞれの膜の膜厚を調整して反射率の値が小
さい条件を満たすことが好ましい。これは、信号読みだ
し時のコントラスト比が大きくなり、記録感度も高くな
るからである。光入射側保護層の特に好ましい膜厚範囲
は80nm以上600nm以下の範囲である。記録膜の
屈折率と膜厚の積は200nm以上600nm以下(屈
折率約5.2)、保護層の屈折率と膜厚の積は120n
m以上150.On、m以下の範囲が特に好ましい。た
だし、記録膜については、記録膜の少なくとも一部分の
屈折率と膜厚の積が上記の範囲内にあればよい。保護層
の使用するレーザ光゛に対する消衰係数kが0.03以
上1.0以下であると、記録感度が高く好ましい。本発
明の酸化物、セレン化物、硫化物および窒化物を主成分
とする薄膜に近接してさらに上記の保護層に使用可能な
材料の層や金属層を設ければさらに強度が増す。記録膜
と光反射層との間の保護層の消衰係数は0.1 以下が
好ましいので1例えば酸化物の場合、酸素欠陥を少なく
する方がよい。本発明の酸化物、セレン化物、硫化物お
よび窒化物を主成分とする薄膜は、記録膜と基板との間
に形成してもよいし、記録膜の基板とは反対の側に設け
てもよい。両側に設ければさらに好ましい。基板は光入
射側でもその反対側しこあっても良い。記録膜の光入射
側と反対側の保護層と、それに隣接する金属層との間に
、W r M o + Crのうちの少なくとも一元素
を主成分とする接着性改善層を設ければさらに好ましい
。この層の膜厚は1nm以上30nm以下が好ましい。
この層を設けるのは、本発明以外の記録媒体にも有効で
ある。
本発明の酸化物、セレン化物、硫化物および窒化物を主
成分とする保護層は、上記情報記録用薄膜に近い側の低
密度部分と上記情報記録用薄膜から遠い側の高密度部分
の界面は必ずしも明確である必要はない。密度が連続的
に変化していた方が。
界面の剥離のおそれがない。しかし、密度は必ずしも連
続的に変化していなくてもよく、例えば2層以上の多層
膜で、それぞれの領域の平均の密度、熱伝導率、屈折率
、および熱拡散係数が上記の範囲内にあるものであって
もよい。
本発明はディスク状記録媒体ばかりでなく、テープ状、
カード状などの記録媒体にも有効である。
また光磁気記録膜など、他の記録原理による記録膜を用
いた記録媒体にも有効である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。まず
、案内溝を有する基板1(ポリカーボネート、直径13
0mm、厚さ1.2mm)に、本発明の保護層として(
Z n S)、oCT a20.”)2. Lこ近い組
成の薄膜2(約10100nを、密度がバルク状態の密
度の80%で、かつ情報記録用薄膜3に近い側の密度と
上記情報記録用薄膜に遠い側の密度の比を0.8 : 
1  にして積層した後、記録用ビームの照射を受けて
ほとんど変形を伴わないで原子配列変化を生ずるS n
 −S b −T e糸情報記録用薄膜3(厚さ約30
 n m)を形成し、次に(Z n S )io (T
 a z 05)20に近い組成の中間層4(厚さ約2
10nm、屈折率約2.0)も、上記保護層2と同様に
密度がバルク状態の密度の80%で、かつ上記情報記録
用薄膜3に近い側の密度に対して上記情報記録用薄膜に
遠い側の密度の比を0.8  にして積層し、さらに金
属元素を主成分とする薄@5としてAΩ5GCu4合金
の薄膜(約80nm)を積層した後、酸化物の粒状物よ
りなるフィラーを混入した熱硬化樹脂6を用いて、前記
金属元素を主成分とする薄膜5と保護板7(直径130
mm、厚さ1.2mm)を貼りあわせた。
次に、上記の情報記録用薄膜3に基板1側(紙面上で下
方)より記録用レーザビームを照射し、情報の記録を行
った。次に、上記の情報記録用薄膜3に情報を記録した
部分の上記の樹脂6と薄膜5を上記保護板7側(図の上
方)より、また、上記ZnSを主成分とする保護層の薄
膜2を上記基板1側(図の下方)より顕微鏡(X400
倍)で観察し、上記樹脂保護層、および基板に変質およ
び変形が生じていないことを確認した。本実施例の(Z
 n S )so (T a 、 O,)、oに近い組
成で密度がバルク状態の密度の80%の保護層において
、上記情報記録用薄膜に近い側の密度と上記情報記録用
薄膜に遠い側の密度の比を変化させたとき、記録に必要
なレーザパワーと100回記録書き換え後の雑音レベル
は次のように変化した。
密度比   記録レーザパワー  雑音レベル0.4 
: 1   5.5mW     −85dBmO,5
: 1   6.OmW     −85dBm0.6
  :  l     6.5mW       −8
5d BmO,7:  l     7.OmW   
    −85dBmO,8:  l     7.5
mW       −85d BmO,9:  1  
  8.OmW       −80dBm1.0  
:  1    9.OmW        −75d
Bmまた、保護層の膜厚はIQrz7+以上11000
n以下の範囲で使用可能であったが、50nm以上20
0nm以下のとき、雑音レベルが一85dBm以下、記
録パワーマージン上15%以上となり、かつ、低いレー
ザーパワーで記録できた。
上記の金属元素を主成分とする薄膜5のAQ−Cuの一
部または全部をAQ、Mg、Ag、Au。
Si、Ni、Ca、Tie V、Cr、Mn、Fe。
Co、Zn、Zr、Nb、Mo、Rh、Pd。
Sn、Sb、Te、Ta、W、I r、Pt、Pb。
B1およびCより成る群より選ばれた少なくとも一部を
主成分とする金属で置き換えても同様の特性が得られた
。例えばNi−Cr合金、Ti−Af1合金を用いると
記録感度が向上した。AQ−Ag、Cu  Ag、Au
−Cu、’Au−Ag合金では消去特性が向上した。上
記の金属元素を主成分とする薄膜5がAuを主成分とす
る接着性の悪い薄膜などの場合、中間層4との間に接着
性改良層としてCr、Mo、Wのうちの一部よりなる接
着性改良層を設けると、書き換え可能回数が大福に向上
した。この膜厚はlnm以上30nm以下が適当であっ
た。また、上記の(ZnS)、 、(Ta20S )z
の薄膜の一部または全部を、Ca O+ Z r 02
 +Mg○g Y2o3? B203t S I O+
 S l 02+Tie2.AQ20.、Ta2O,、
SnO2,MnO。
5b2S、、5b2Se、、GeS、GeSe。
GeS、、GeSe2.SnS、5nSe、SnS、。
5nSe2.PbS、Pb5e、In2S3゜In25
83+ Cu2S、Ag2S、ZnS、Zn5e。
CdS、CdSe、Si3N4.AQN、TiN。
ZrN、BNおよびCのそれぞれに近い組成の材料より
選ばれた少なくとも一部あるいはこれらの混合材料で置
き換えてもほぼ同様な特性が得られる。より好ましくは
、S i O,、A Q2031 Z r o21Mg
○、ZnS、Si、N、あるいはAflNのそれぞれに
近い組成の材料を主成分としたものを用いる。たとえば
Ta205を5〜30moQ%含み、残部がZnSまた
はZn5eよりなる材料系が特に好ましい。これらの材
料の熱伝導率は例として下記の通りである。
材 料   熱伝導率 SiO2:  I W/ m−K ZnS  :  2W/rn・K Tie2 :  5 W/m−K ZrO2: 3W/m−K S i3N、 : 18 W/m−K Aff203:46 W/m−K Y、 O,= 15  W/丁丁〕 ・ KA+2N 
 : 30 W/m−K SiC:  8W/m−K 例えば、保護層をAQSiN2または(ZnS)s。
(S i 02)2゜としても同様の結果が得られた。
本実施例の保護層の酸化物、窒化物、あるいは炭化物を
主成分とする薄膜の熱伝導率はIW/m−に以上60W
/m−に以下が好ましく、6W/m・に以上50W/m
−に以下が特に好ましい。熱伝導率の異なる材質を用い
た場合、記録レーザパワーとオーバーライドした時の書
き換え可能回数は次のように変化した。
保護層の熱伝導率記録レーザパワー書き換え可能回数(
υ/m4) 0.5      6mW     5xlO32、6
mW      lXl0’ 5      7mW      3xlO’10  
    7mW      5X10’20     
 8mW       >10s30     10m
W       >10540     11mW  
     >10f45     12mW     
  >10”50     13mW       >
10560     15mW       >105
70     18mW       >105また、
記録膜の非晶質に近い状態の部分の屈折率(約5.2)
と膜厚の積が1100n以上、600nm以下、中間層
の屈折率(約2.o)と膜厚の積が50nm以上、60
0nm以下の範囲で再生信号CN比46dB以上が得ら
れた。記録膜の結晶状態の部分の屈折率と膜厚の積が上
記の範囲内に有るようにしても差し支えない。中間層を
形成しない場合は、記録感度が約50%低下するが、他
の特性に大きな変化は無く、使用可能であった。
上記ZnSを主成分とする薄膜のTa205の代わりに
S iO、A Q20.、Cu2O,La20.。
WO2,MoC2,CaC2のうちの一者を用いた時、
Cu2OとSiOで同程度の低いピンホール密度が得ら
れたが、他の酸化物も使用可能な密度であった。Cu2
Oを用いた場合は形成された膜の組成の再現性がよいと
いう長所も有った。上記の保護層として(z n s 
)ao (T a 205)2oに近い組成の薄膜2(
約10100nを、密度がバルク状態の密度の80%で
、かつ情報記録用薄膜3に近い側の密度と上記情報記録
用薄膜に遠い側の密度の比を変えたとき、欠陥密度は次
のように変化した。
密度比    欠陥密度 0.4:1   200個/ci 0.5:1   20個/− 0,6:1   20個/d O,7:1   20個/d O,8:1   20個/cIj O,9:l    20個/d 1、○:1   20個/aj 上記の密度比を変えた時、再生信号の搬送波対雑音比は
次のように変化した。
密度比   搬送波対雑音比 0.4:1    45dB Q、5:1    50dB 0.6:1    55dB O,7:l     55dB O,8:1    55dB O,9:1    55dB 1.0:1    55dB 本実施例の保護層の熱伝導率は、特に、熱伝導率が10
W/rn−に以上30W/m−に以下が好ましい。
第2図に示したように、ガラス基板8上に形成した紫外
線硬化樹脂層9の表面に案内溝を形成し。
その上に第1図のディスクと同様な記録層を順序を逆に
(金属元素を主成分とする薄膜10がら)構成し、保護
板と貼り合せずに使用しても、はぼ同様な効果が得られ
た。ただし、この場合はレーザ光は基板とは反対の側か
ら入射させた。
第3図に示すように、従来は105回の情報の書き換え
によって雑音レベル(図中B)が10dB増加したが、
本発明の保護層を導入することによって、雑音レベル(
図中A)はほとんど変化せず、消え残りも少ないことが
わがった。上記の保護層の形成の際、ZnSのターゲッ
トとTa2o。
のターゲットを並べたものを用いてスパッタすると、保
護膜が容易に得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上記の酸化物、セレン化物、硫化物あ
るいは窒化物を主成分とする物質を所望の密度としたり
、膜厚方向に密度を変化させた薄膜を保護層とすること
によって、外方、特に引っ張りカに対して強く、上記の
記録用ビームの照射によって記録膜に生じる熱を拡散し
、樹脂層に伝わるのを防止することができる。また、上
記の記録用ビームの照射によって生ずるクラックの発生
と記録膜の流動を防止する効果が顕著であり、記録感度
の低下も少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は案内溝を有する、樹脂基板を用いた本発明の記
録用部材の一実施例の構成を示す断面図、第2図は案内
溝を有する基板を用いた本発明の記録用部材の他の一実
施例の構成を示す断面図、第3図は本発明の記録用部材
による情報の書換え回数に対する雑音レベルの変化を示
す図である。 1・・案内溝を有する基板、2,13・・・保護層、3
゜12・・・情報記録用薄膜、4,11・・・中間層、
5゜10・・・金属元素を主成分とする薄膜、6,14
・・・樹脂、7,15・・・保護板(ディスク)、8・
・・ガラス基板、9・・・案内溝を有する樹脂、A・本
発明の代理人 弁理士 小川勝男;′−”:5’=ミー
ーー II  記 第 2 ロ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に形成された記録用ビームの照射を受けて変
    化を生ずる情報記録用薄膜を有する記録媒体において、
    上記情報記録用薄膜に近接して、もしくは上記情報記録
    用薄膜に隣接して、密度がバルク状態の密度の60%以
    上90%以下の無機物および有機物のうち少なくとも一
    者からなる保護層を有することを特徴とする情報記録用
    部材。 2、上記保護層が、情報記録用薄膜に近い側の密度と上
    記情報記録用薄膜から遠い側との密度が異なる無機物お
    よび有機物のうち少なくとも一者からなる保護層である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項の情報記録用部
    材。 3、上記保護層において、上記情報記録用薄膜に近い側
    の密度に対して上記情報記録用薄膜から遠い側の密度が
    大きいことを特徴とする特許請求の範囲第1項および第
    2項の情報記録用部材。 4、上記保護層において、上記情報記録用薄膜に近い側
    の密度と上記情報記録用薄膜から遠い側の密度の比が0
    .5:1から0.9:1までの範囲であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項、第2項および第3項の情報
    記録用部材。
JP2313945A 1990-11-21 1990-11-21 情報記録用部材 Pending JPH04186537A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994029856A1 (en) * 1993-06-11 1994-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical recording medium and recording system

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WO1994029856A1 (en) * 1993-06-11 1994-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical recording medium and recording system

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