JPH0660426A - 光反射放熱用材料及びそれを用いた光記録媒体 - Google Patents

光反射放熱用材料及びそれを用いた光記録媒体

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射特性を損なうことなく記録時に放熱によ
る記録感度の低下を防止するとともに適度な急冷効果を
付与し、高感度化を実現しうる光反射放熱用材料及びそ
れを用いた光記録媒体を提供する。 【構成】 本発明による光記録媒体は、基板１上に、耐
熱保護層２、記録層３、耐熱保護層４及び反射放熱層５
を順次積層した構成を有し、反射放熱層５が特定の組成
のＡｇ−Ｐｄ合金材料からなる。この合金材料はその組
成比を調整することにより熱伝導率を制御することが可
能であると同時に高い反射率を保持できるので、反射特
性を損なうことなく、高感度化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光反射放熱用材料及び
それを用いた光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光反射
放熱用材料としての応用の１つとして光記録媒体への適
用がある。例えばその中の１つとして相変化形光記録方
式を考えると、これは記録層を構成する物質の熱による
相転移に伴う光学定数の変化を利用するものである。具
体的には、例えば記録層材料にカルコゲン系化合物を使
用し、その化合物のエネルギーバンドギャップに対応し
た光を照射することにより、記録層に光を吸収させ、吸
収した光を熱に変換し、その熱によって光照射部の温度
を昇温させ、記録材料を溶融させた後、急冷して非晶質
化し、この非晶質化された部分（ピット）を一般的に記
録とする。次に、この記録を消去する場合は、この非晶
質部分に記録時よりも低パワーで光を照射して結晶化さ
せる。
【０００３】このように相変化形光記録方式は、入射光
の強度変調による記録材料の結晶−非晶質の２相間の相
変化を利用することが基本である。従って、低エネルギ
ーの光照射でいかにして情報の記録及び消去を信頼性よ
く行うか（即ち高感度化）が重要になってくる。この高
感度化は、記録層に照射された光をいかに有効に吸収さ
せるか、また、その結果発生する熱を目的に応じていか
にうまく利用するかにかかってくる。
【０００４】このための具体的な方法としては、記録層
の層厚を薄くすることにより熱容量を低下させて情報の
記録、消去に要する光エネルギーを低くすることと併せ
て、反射層を設けることによって記録層を透過した光を
反射（多重反射）させ、照射された光をできるだけ有効
に利用することが考えられる。例えば、特公昭６１−１
８２６２号公報には、記録層にカルコゲン系化合物を用
い、反射層にＡｌ，Ａｇ，Ｒｈ等の金属を用いる方法が
提案されている。このようにすると反射層の熱伝導率が
大きいことから熱の放熱による急冷効果が期待でき、情
報の記録の際の非晶質化に役立つ。
【０００５】ところが、Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ等の熱伝導率
の大きな金属を単独で反射層に用いた場合、場合によっ
ては記録に際して記録部の温度が十分に上昇する前に、
即ち溶融に必要な温度に達する前に放熱してしまい、記
録感度の低下につながり、安定した記録が行なえなくな
ってしまう。一方、比較的熱伝導率の低いＴｉ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｎｉ等の金属やＢｉ等の半導体を反射層に用いる
ことにより高感度化を実現させる方法も提案されている
（特開昭６３−５８６３７号公報等）。しかし、この場
合も、うまく熱伝導率をコントロールしないと、記録に
際して熱伝導率が小さくなり過ぎて冷却効果が十分でな
くなる結果、非晶質化が困難となり安定した記録が行な
えなくなるおそれがある上、反射率が低下するため反射
層としての役目を失うことになる。
【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決し、反射特性を損なうことなく記録時に放熱による
記録感度の低下を防止するとともに適度な急冷効果を付
与し、高感度化を実現しうる光反射放熱用材料及びそれ
を用いた光記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、反射率が高く
かつ熱伝導率の大きなＡｇをＰｄと特定の組成比で合金
化した場合、反射率の低下が防止されると同時に、熱伝
導率も情報の記録に際して記録材料の非晶質化に必要な
急冷効果を付与するのに十分な値に調整することが可能
となり、しかも反射膜材料としてのＡｇの短所である硫
化に対して効果があり、高感度化が達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明によれば、下記一般式化１で
表わされる合金よりなることを特徴とする光反射放熱用
材料が提供される。
【化１】
【０００９】また、本発明によれば、基板上に設けられ
た記録層に電磁波を照射することにより情報の記録、再
生及び消去が可能な光記録媒体において、上記一般式化
１で表わされる材料よりなる反射放熱層を有することを
特徴とする光記録媒体が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、上記構成におい
て、記録層に電磁波を照射することにより記録層材料の
光学定数を変化させて情報の記録、再生及び消去を行う
ものであることを特徴とする光記録媒体が提供される。
【００１１】さらに、本発明によれば、上記構成におい
て、反射放熱層の反射率が６８０ｎｍ以上の波長の光に
対して７０％以上であることを特徴とする光記録媒体が
提供される。
【００１２】前記化１においてｘの範囲は０．６〜０．
８５が好ましく、０．６〜０．８がより好ましく、０．
６〜０．７が特に好ましい。ｘが０．６未満であると熱
伝導率が低下する事となり、０．８５を越えると硫化し
やすくなる。
【００１３】本発明による光反射放熱用材料であるＡｇ
Ｐｄ合金は光ディスク等の光素子に好ましく利用される
が、特に相変化形光ディスクの反射放熱層に用いた場
合、６８０ｎｍ以上の波長の光に対して７０％以上であ
るのが望ましい。また本発明のＡｇＰｄ合金はその組成
を調整することにより、高反射率を維持したまま熱伝導
率を０．１７Ｗ／ｃｍ・Ｋ〜３．２Ｗ／ｃｍ・Ｋと幅広
く変化させることができるので、光ディスクの線速度に
対応した媒体提供が可能となる。例えば、コンピュータ
ーメモリのように高速な情報の入出力を必要とする場合
は光ディスクの線速度を速くする必要があり、その場合
には、記録レーザーパワーを一定としたときに単位時
間、単位面積当たりの照射エネルギーが低線速の場合よ
り小さいので、蓄熱効果を向上すべく、熱伝導率が２．
０×１０-1Ｗ／ｃｍ・Ｋ〜９．５×１０-1Ｗ／ｃｍ・Ｋ
になるように組成を調整することにより、線速度７ｍ／
ｓｅｃ以上の媒体に対応可能となる。また、音声や画像
メモリ用ＣＤの場合は線速度が遅いので放熱効果を高め
る必要があるが、その場合には熱伝導率が１．８Ｗ／ｃ
ｍ・Ｋ〜３．２Ｗ／ｃｍ・Ｋになるように組成を調整す
ることにより、放熱効果を高めることができ、記録（非
晶質化）に必要な急冷効果が得られ、線速度２ｍ／ｓｅ
ｃ以下の比較的低速度用の媒体に対応可能となる。さら
に、本発明の光反射放熱用材料はＰｄを含むためＡｇの
短所である硫化による腐食を防止することができ、金属
中最大の反射率、熱伝導率をもつＡｇの特性を有効に利
用することができる。
【００１４】以上のように本発明の光反射放熱用合金材
料は相変化型光記録媒体に好ましく利用されるが、それ
以外にも、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｔｂ−Ｃｏ等に代
表される光磁気記録材料を用いた光磁気記録媒体の反射
膜としてもその機能を十分に発揮することができる。即
ち、光磁気記録媒体においては、その信号の再生におい
てカー回転角もしくはファラデー回転角が大きくとれる
ように媒体設計を工夫する必要がある。その内の一つの
方法が、記録層を再生光が往復することによりファラデ
ー効果が倍になることを利用する方法である。この方法
では、記録層厚を薄くし、透過光を反射させ記録層に戻
すための反射層が必要となる。この反射層の必要特性と
しては、できるかぎり反射率が高いことが必要である。
例えば、反射率の最も高いＡｇは同時に熱伝導率も金属
の中で最も大きい。そのため、記録に際して光磁気記録
媒体の線速によってはＡｇを反射膜に使用した時、放熱
が大きく記録感度が低下する場合が出てくる。ところ
が、本発明の光反射放熱用材料であるＡｇＰｄ合金を利
用すれば、高い反射率を維持しつつ熱伝導率が制御でき
るので、記録感度の低下の心配はなく、十分に機能を発
揮する。
【００１５】本発明による光記録媒体の一構成例を図１
に示す。図１に示す媒体は基板１上に、耐熱性保護層
２、記録層３、耐熱性保護層４及び反射放熱層５を順次
積層した構成を有する。もちろん、本発明はこの構成例
に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能で
ある。
【００１６】本発明で用いられる基板１は通常、ガラ
ス、セラミックスあるいは樹脂からなり、樹脂基板が成
型性、コスト等の点で好適である。樹脂の代表例として
はポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共
重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、
シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタ
ン樹脂等が挙げられるが、加工性、光学特性等の点でポ
リカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。ま
た、基板の形状としてはディスク状、カード状あるいは
シート状であってもよい。
【００１７】耐熱性保護層２、４の材料としては、Ｓｉ
Ｏ，ＳｉＯ2 ，ＺｎＯ，ＳｎＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ
2 、Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＺｒＯ2 等の金属酸化物、Ｓ
ｉ3Ｎ4 ，ＡｌＮ，ＴｉＮ，ＢＮ，ＺｒＮ等の窒化物、
ＺｎＳ，Ｉｎ2 Ｓ3 ，ＴａＳ4 等の硫化物、ＳｉＣ，Ｔ
ａＣ，Ｂ4 Ｃ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ等の炭化物やタイ
ヤモンド状カーボン或いはそれらの混合物が挙げられ
る。また、必要に応じて不純物を含んでいても良い。こ
のような耐熱性保護層２、４は各種気相成膜法、例え
ば、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、光Ｃ
ＶＤ法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等
によって形成できる。耐熱性保護層２、４の膜厚として
は２００〜５０００Å、好適には５００〜３０００Åと
するのがよい。２００Åより薄くなると耐熱性保護層と
しての機能を果たさなくなり、逆に５０００Åより厚く
なると感度低下を来したり、界面剥離を生じ易くなる。
また、必要に応じて保護層を多層化することもできる。
【００１８】記録層３は電磁波の照射により光学定数が
変化し、これにより情報の記録、再生及び消去が可能な
相変化形記録材料であれば適宜のものが使用可能であ
る。膜の形成はスパッタ法を用いて行なうのが好まし
い。この時の膜厚は１００〜２０００Å、好ましくは２
００〜１０００Åが好適である。１００Åより薄くなる
と記録層材料の特性が阻害される事となり、逆に２００
０Åより厚くなると記録及び消去感度が低下する事とな
る。
【００１９】反射放熱層５は本発明の特徴となるもの
で、前述の一般式化１で表わされる合金材料が使用され
る。膜の形成は真空蒸着法、スパッタ法を用いて行なう
のが好ましく、この時の膜厚は使用する合金材料の熱容
量、屈折率にもよるが、３００〜２０００Å、好ましく
は５００〜１０００Åが好適である。３００Åより薄く
なると熱伝導率が低下する事となり、逆に２０００Åよ
り厚くなると熱容量が大きくなり記録及び消去感度が低
下する事となる。
【００２０】記録、再生及び消去に用いる電磁波として
はレーザー光、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外
線、マイクロ波等、種々のものが採用可能であるが、ド
ライブに取付ける際、小型でコンパクトな半導体レーザ
ーのビームが最適である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。なお、以下において組成比はアトミック単位であ
る。
【００２２】実施例１〜６及び比較例 ピッチ１．６μｍ、深さ７００Åの溝付きポリカーボネ
ート基板（厚さ１．２ｍｍ、直径８６ｍｍ）上にｒｆス
パッタ法により耐熱性保護層、記録層、耐熱性保護層及
び反射放熱層を順次積層し、評価用光ディスクを作製し
た。また、反射放熱層を成膜する際、熱伝導率測定のた
めに２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍのカバーグラスを取付
けた。各層に用いた材料と膜厚を表１に示す。また、反
射放熱層の熱伝導率と反射率の測定値を表２に示す。な
お、反射放熱層の熱伝導率の測定は膜厚が薄い場合は非
常に困難なため、４端子法により膜の電気伝導率を測定
し、ウィーデマン・フランツの法則にしたがい計算によ
り求めた。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】以上のようにして作製した各光ディスクの
評価を、８３０ｎｍの半導体レーザー光をＮＡ０．５の
レンズを通して媒体面で直径１μｍのスポット径に絞り
込み基板から照射することにより行った。成膜後の記録
層は非晶質であったが、測定に際し、最初に媒体面で４
〜１０ｍＷのＤＣ光でディスク全面を十分に結晶化さ
せ、それを初期（未記録）状態とした。光ディスクの線
速度は、２ｍ／ｓ，７ｍ／ｓ，１１ｍ／ｓとし、記録の
書込条件は各々の線速度に対して１．１４ＭＨｚ，３．
７ＭＨｚ，５．８ＭＨｚとし、レーザーパワー（Ｐｗ）
を７〜１７ｍＷまで変化させた。読取パワーＰｒは１．
０ｍＷとした。Ｃ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）値が飽和
もしくは最大となった時の書込レーザーパワーＰｗと最
適消去パワーＰｅ、並びに得られたＣ／Ｎ値及び消去比
を各線速度ごとにそれぞれ表３〜５に示す。消去はＤＣ
光で行った。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】次に上記実施例及び比較例で用いた反射放
熱層材料の耐硫化特性を表６に示す。表６のデータは、
上記実施例及び比較例で用いた反射放熱層材料と全く同
じものをガラス基板上に１０００Åの厚さに設け、さら
にその上にエポキシ系樹脂をコートしたものを、１２．
５ｐｐｍの濃度に薄めた硫化水素ガス中に３００時間放
置した後、取り出してその反射率を初期反射率と比較し
て示したものである。試験中の温湿度雰囲気は２５℃、
７５％とした。
【００３０】
【表６】
【００３１】以上表１〜５から明らかなように、ＡｇＰ
ｄ合金を用いた反射放熱層はその合金組成比を調整する
ことにより熱伝導率を制御することが可能であると同時
に、反射率も反射層として十分な機能を有していること
が分かる。そしてこの反射放熱層を相変化形光ディスク
に用いるとき、その熱伝導率を制御すれば、線速度を低
速（２ｍ／ｓ以下）から中高速（７ｍ／ｓ以上）に変化
させてもそのディスク特性を低下させることなく使用で
き、目的に応じたシステムに対応可能な相変化形光ディ
スクを提供することができる。また、表６から、耐硫化
特性もＰｄの添加により大きく改善されていることがわ
かる。また、具体的な実施例は示さなかったが、本発明
によるＡｇＡｌ合金を利用した反射膜はＴｂ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ，Ｇｄ−Ｔｂ−Ｃｏ等に代表される光磁気記録材料を
用いた光磁気記録媒体の反射膜としてもその機能を十分
に発揮することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、Ａｇ−Ｐｄ合
金材料は、その合金組成比を調整することにより熱伝導
率を制御することが可能であると同時に高い反射率を保
持できるので、光素子特に相変化形光記録媒体用の反射
放熱用材料として好適である。また、Ｐｄの添加により
Ａｇの問題点の１つである硫化による腐食防止ができ、
Ａｇの高反射率、高熱伝導率を有効に利用することがで
きる。請求項２〜４の発明によれば、反射放熱層に使用
したＡｇ−Ｐｄ合金材料は、その合金組成比を調整すれ
ば熱伝導率を幅広く調整することができるので、記録媒
体をディスク状等にしたときには、線速に対応した高感
度な光記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による相変化形光記録媒体の一構成例を
模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２、４ 耐熱性保護層 ３ 記録層 ５ 反射放熱層
フロントページの続き (72)発明者 影山 喜之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 岩崎 博子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記一般式化１で表わされる合金よりな
    ることを特徴とする光反射放熱用材料。 【化１】
  2. 【請求項２】 基板上に設けられた記録層に電磁波を照
    射することにより情報の記録、再生及び消去が可能な光
    記録媒体において、請求項１に記載の材料よりなる反射
    放熱層を有することを特徴とする光記録媒体。
  3. 【請求項３】 記録層に電磁波を照射することにより記
    録層材料の光学定数を変化させて情報の記録、再生及び
    消去を行うものであることを特徴とする請求項２に記載
    の光記録媒体。
  4. 【請求項４】 前記反射放熱層の反射率が６８０ｎｍ以
    上の波長の光に対して７０％以上であることを特徴とす
    る請求項２又は３に記載の光記録媒体。
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