JPH06131694A

JPH06131694A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH06131694A
Application number: JP4278881A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kurebayashi; 正明榑林; Koichi Moriya; 宏一森谷; Nobuhiro Tokujiyuku; 伸弘徳宿
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】２層構造の記録媒体における記録後の膜構造
と膜特性を最適化し、高出力が得られるようにする。【構成】記録前の第１層２に減衰係数ｋの小さな膜を
用い、第２層３にｋの大きな金属膜を用い、記録後に第
２層３の金属膜をビーム入射面である基板１面側に拡散
させ、膜面に比べ基板１面側に多く分布する構造とす
る。これにより、光学的性質を示す複素屈折率をｎ^*＝
ｎ−ｉｋとしたとき、合金化後の減衰係数ｋが１以上に
なるようにする。【効果】記録後に入射面側の減衰係数が従来に比べ大
きくなり、その結果反射率差が大きくなり高出力が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式のビデオディス
ク、デジタルオーディオディスク等に好適な情報の書き
込みが可能な情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザー光による加熱を用い情報
の書き込みが可能な情報記録媒体としては、特開昭５７
−１８６２４３号に開示されたものが知られている。こ
の発明は、基体上に第１及び第２の層を積層し、第１の
層は特定波長の記録光に対して第１の層単層では高い反
射率を示し、第２の層は主として加熱により光学的特性
が変化する材料からなり、光学的特性の変化によって情
報の記録がなされ、第２の層の厚さは、第１の層との積
層状態で記録光に対する反射率が情報記録前において低
く、情報記録後に増大するような厚さに選定したもので
ある。すなわち、この発明では、記録媒体にレーザ光を
照射して熱変換層による熱により加熱し、この熱により
主に光学特性層の変化による反射率差を利用している。
この場合、特に光を吸収する層を設けたことにより低パ
ワーで記録が可能としている。

【０００３】なお、関連する技術としては、特開昭６１
−１３００９３号開示ものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術においては各層の作用については述べられているが、
記録メカニズム、特に２層構造が記録前後でどのような
変化をするかについては検討されていなかった。また、
従来例では一方の層の光学的特性変化を情報として記録
しているが、実際には２層の構造変化による特性変化を
考慮する必要がある。このため従来例の信号記録メカニ
ズムについての検討は不十分であり、出力向上の点で従
来構造には問題があった。

【０００５】この発明は、このような従来技術の実状に
鑑みてなされたもので、その目的は、より大きな信号出
力を得ることができる情報記録媒体を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、基板上に、光学的特性を制御する第１
の層と、光を吸収し加熱するための第２の層を順次形成
し、加熱により当該第１の層及び第２の層の２層を合金
化して光学的特性を変化させて情報を記録する情報記録
媒体において、合金化後の減衰係数をｋとし、光学的性
質を示す複素屈折率をｎ^*＝ｎ−ｉｋで表したとき、前
記の減衰係数ｋの値が、少なくともビーム入射側の膜表
面において１以上でなるように前記第１及び第２の層を
構成した。

【０００７】

【作用】記録前後の光学的特性の差は、従来例では第２
の層による光学特性の変化によるものとされているが、
２層が合金化しその際の光学特性の差を利用すれば更に
記録前後での反射率差が大きくなる。この反射率差は言
い替えると、記録前後で反射面の移動により位相差が生
じ、この位相差により反射率差が生ずるものである。即
ち記録前には反射面が第１層面と第２層面とからなり、
両面での位相差により、反射率を零まで下げることがで
きる。また記録後に得られる最大の反射率は基板と第１
層面の間で全反射する場合である。この両者が理想的に
得られた場合には、信号は完全な零レベルと入射光が全
反射するレベルの差として得られる。

【０００８】この記録前後の位相差は、第１層の膜厚と
膜の複素屈折率で決まる。最大の位相差は第１層の膜厚
に匹敵し、この状態のときに最大の信号を得ることがで
きる。この最大位相差を得るためには複素屈折率をｎ^*
＝ｎ−ｉｋで表すとき、減衰係数ｋに着目し、記録前の
第１層のｋがほぼ零であり、記録後のｋが非常に大きい
ことが必要条件となる。

【０００９】しかし、２層が完全に合金化してしまうと
ｋは十分大きく取れず、反射率に限界が生ずる。そこで
反射率を大きくするために、光を吸収する第２の層に反
射率の高い金属材料を用い、しかも記録後には２層の成
分が均一に混じりあうのでなく、金属材料の成分がレー
ザ入射面、すなわち基板側により多く分布する構造とす
る。このようにすることにより、入射面での反射率がよ
り金属に近づき、反射率は大きくなる。

【００１０】このようにすることによって、記録前には
第１の層の干渉効果により反射率はほとんど０に近くす
ることができる。このとき第２の層は金属材であり、単
体では高反射率を示す。この媒体にレーザ光を照射して
加熱すると、第１と第２の層は溶融し合金を形成する。
レーザ光照射終了後は、第２層が金属膜であるため熱伝
導率が大きく、このため保護膜側から冷却が始まり温度
勾配が生ずる。このとき、材料を選択することにより、
合金化した２層間に組成分布が生ずる。これにより、基
板側に金属材がより多く析出する。このため基板側、す
なわち入射側ではより金属的になり反射率が高くなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図を
参照して説明する。

【００１２】図１はディスク構造を示す説明図で、図１
（ａ）に本発明による記録媒体を用いた光ディスクの記
録前の構造を、また、図１（ｂ）に記録後の状態を示
す。ディスク構造は基板１上に第１層２、第２層３およ
び保護膜４を順次積層したものである。基板１にはガラ
ス基板を用いた。第１層２は記録前は干渉効果により反
射率を押さえるもので、本実施例ではスパッタリングに
より形成したＳｂ₂Ｓｅ₃膜を用いた。Ｓｂ₂Ｓｅ₃の
複素屈折率ｎ^*はｎ^*＝３．８−ｉ０．１である、膜厚
は光の波長と光学特性から、干渉効果を効果的に利用す
るため３０ｎｍとした。第２層３は反射膜であり本実施
例ではＢｉ膜を用いた。Ｂｉの複素屈折率はｎ^*＝２．
６−ｉ４．５、膜厚は２５ｎｍである。保護膜４にはＳ
ｉＮを用いた。

【００１３】このようなディスクに対し、記録はレーザ
ビームによる加熱により行われる。レーザ６を図１
（ａ）のようにを照射すると、レーザ照射部分に局所的
に温度上昇が起こり、第１、第２の膜（第１層２、第２
層３）が溶解し、その後冷却して図１（ｂ）に示すよう
に合金５が形成される。この合金５が形成された合金形
成部では各元素間の結晶および混合組成の材料が析出し
ている。なお、図中符号７はレーザ６を照射するための
レンズである。

【００１４】図２には記録前後の状態をオージェ分析で
分析した結果を示す。図２（ａ）に示す記録前の元素分
布は成膜した条件、すなわち第１、第２各層２，３が分
離された状態で検出されている。一方、図２（ｂ）の記
録後の状態では各層が混じりあった状態で形成されてい
るが、完全に均一ではなく膜厚方向に組成の分布が見ら
れる。特にＳｂの分布が大きく、保護膜４側ではＳｂが
特に多くＢｉが少なく、基板１側ではＳｂ、Ｓｅが少な
くＢｉが多くなっている。

【００１５】図３にはＳｂ−Ｓｅ−Ｂｉ系の組成と減衰
係数ｋの関係を示した。図よりＳｅが少なくＢｉが多く
なるに従い、減衰係数ｋは大きくなる。このためディス
ク再生時のビーム入射面となる基板側ではＢｉの特性に
近い減衰係数ｋの大きな特性となる。従ってこの面の反
射率は高くなり、記録前後での反射率差は大きくなる。

【００１６】図４にはＸ線回折を用い記録膜を分析した
結果を示す。この結果よりＢｉ−Ｓｅの結晶が形成され
ていることが判る。結晶相は、記録後の状態をより安定
に保つ効果があるが、出力を得るためには必ずしも結晶
ができる必要はなく、混合状態であっても高反射率差を
得ることは可能である。なお、この実施例においては、
光学的減衰係数を低下させる材料として、Ｓｅを例示し
ているが、この他に例えばＴｅを使用することもでき
る。

【００１７】図５にはこのメカニズムを説明するため、
完全固溶体を形成するＳｂとＢｉの相図を示す。図にお
いてＳｂとＢｉのある組成比のＸ点上で考える。ビーム
が照射され、温度が上昇した段階（Ｐ１）では溶解して
おり、液体状態（Ｌ領域）となっており、Ｓｅも液体と
して含まれた状態になっている。これによって温度降下
とともにＢｉ−Ｓｅの結晶が形成される。さらに温度が
降下すると、ＳｂとＢｉのみの液体、固体が混ざりあっ
た状態で存在するようになる（Ｐ２）。このとき相図よ
り最初にＳｂの多い組成が生じ、徐々にＢｉ量が増えて
いくことがわかる。図１に示すディスク構造では第２層
３のＢｉ膜が金属膜で熱伝導率が高いため、保護膜４側
から温度の降下が始まり、従って保護膜４側にＳｂが多
く、基板１側にはＢｉが多くなる。

【００１８】図６には膜のｋと信号レベルとの関係を示
した。図からｋが１以上で十分なＣ／Ｎが得られること
がわかる。なお、本実施例ではガラス基板を用いたが、
ポリカーボネート、アクリル等の基板においても同様の
特性が得られた。

【００１９】本実施例によれば、第１層２と第２層３に
用いる材料の状態関係から、第２層３に用いた金属膜
を、記録後に入射表面側に多く分布する構造とすること
によって、二層構造のディスクの記録前後の反射率差を
大きく取ることができ、その結果Ｃ／Ｎの大きなディス
クが得られる。

【００２０】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、上述
のように構成された請求項１記載の発明によれば、複素
屈折率がｎ^*＝ｎ−ｉｋのとき減衰係数ｋの値が少なく
ともビーム入射側の膜表面において１以上になるように
構成されているので、記録前後で反射率差を大きくする
ことができ、より大きな信号出力を得ることができる。
また、上述のように構成された請求項２ないし５記載の
発明によれば、膜の状態を制御し、第２層に用いた金属
膜を、記録後に入射表面側に多く分布する構造とするこ
とによって、膜の光学的特性を示す減衰係数ｋを上げる
ことができる。これにより記録前後での反射率差を大き
くすることができ、より大きな信号出力を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る情報記録媒体の記録前後
の構造を示す断面図である。

【図２】本実施例に係る記録膜の記録前後のオージェ分
析の結果を示す図である。

【図３】本実施例に係るＳｂ−Ｓｅ−Ｂｉの組成と減衰
係数ｋを示す三角図である。

【図４】本実施例に係るＸ線回折結果を示す図である。

【図５】本実施例に係るＳｂとＢｉの相図である。

【図６】本発明に係る材料のｋとディスクのＣ／Ｎの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１基板２第１層３第２層４保護膜５合金層６レーザ７レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、光学的特性を制御する第１の
層と、光を吸収し加熱するための第２の層を順次形成
し、加熱により当該第１の層及び第２の層の２層を合金
化して光学的特性を変化させて情報を記録する情報記録
媒体において、合金化後の減衰係数をｋとし、光学的性
質を示す複素屈折率をｎ^*＝ｎ−ｉｋで表したとき、前
記の減衰係数ｋの値が、少なくともビーム入射側の膜表
面において１以上になるように前記第１及び第２の層が
形成されていることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】基板上に、光学的特性を制御する第１の
層と、光を吸収し加熱するための第２の層と、保護膜を
順次形成し、加熱により当該第１の層及び第２の層の２
層が合金化して光学的特性を変化させて情報を記録する
情報記録媒体において、記録後の媒体の状態において、
第２層の材料が、保護膜側に比べ基板面側により多く分
布するように構成されていることを特徴とする情報記録
媒体。
【請求項３】記録後の媒体内部において、第１の層の
少なくとも１つの元素と、第２の層の元素とから結晶を
生じ、該結晶が保護膜側より基板面側により多く分布す
るように構成されていることを特徴とした請求項２に記
載の情報記録媒体。
【請求項４】前記第１及び第２の層のそれぞれが完全
固溶体を形成する材料からなり、さらに第１及び第２の
層のいずれか一方に光学的減衰係数を低下させる材料が
含まれていることを特徴とする請求項１または２のいず
れかに記載の情報記録媒体。
【請求項５】前記光学的減衰係数を低下させる材料
が、少なくともＳｅまたはＴｅのいずれかの材料を含ん
でいることを特徴とする請求項４記載の情報記録媒体。
【請求項６】前記第１の層がＳｂとＳｅを主体とする
材料からなり、前記第２の層がＢｉを主体とする材料か
らなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載の情報記録媒体。