JPH0687320B2 - 光学記録部材 - Google Patents
光学記録部材Info
- Publication number
- JPH0687320B2 JPH0687320B2 JP60195231A JP19523185A JPH0687320B2 JP H0687320 B2 JPH0687320 B2 JP H0687320B2 JP 60195231 A JP60195231 A JP 60195231A JP 19523185 A JP19523185 A JP 19523185A JP H0687320 B2 JPH0687320 B2 JP H0687320B2
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- JP
- Japan
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- protective layer
- recording
- layer
- zns
- substrate
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光、熱等を用いて高速かつ高密度に光学的手段
で情報を記録、再生、消去できる光学記録部材に関する
ものである。
で情報を記録、再生、消去できる光学記録部材に関する
ものである。
従来の技術 消去可能で繰り返し記録再生可能な非破壊型の光学部
材、例え、光学式ディスクメモリーにおいて、基板を熱
から保護するために、酸化物等の耐熱保護層を基板と記
録層との間に設けることは、例えば特願昭59-113301に
より既に提案されている。一般に、耐熱保護層に要求さ
れる性質としては、（１）使用波長領域で透明であるこ
と、（２）融点が比較的高いこと、（３）クラックを生
じないことである。これらを満たすべき材料として、従
来は二酸化ゲルマニウムや二酸化ケイ素などの酸化物が
用いられていた。
材、例え、光学式ディスクメモリーにおいて、基板を熱
から保護するために、酸化物等の耐熱保護層を基板と記
録層との間に設けることは、例えば特願昭59-113301に
より既に提案されている。一般に、耐熱保護層に要求さ
れる性質としては、（１）使用波長領域で透明であるこ
と、（２）融点が比較的高いこと、（３）クラックを生
じないことである。これらを満たすべき材料として、従
来は二酸化ゲルマニウムや二酸化ケイ素などの酸化物が
用いられていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の二酸化ゲルマニウム（GeO2）や二
酸化ケイ素（SiO2）の材料はそれぞれ一長一短である。
二酸化ゲルマニウムの特長は、屈折率が基板となるプラ
スチックよりも大きく、記録層の材料よりも小さくなる
ため、膜厚を最適化して全体の反射率を低下させること
が可能な点にある。そして、全体の反射率が低いと照射
する光パワーの吸収効率が良くなる。一方、二酸化ケイ
素の特長は、融点が高いことである。すなわち、融点が
高ければそれだけ記録層と保護層との間で原子の相互拡
散が少なくなり寿命が永くなる。しかし、二酸化ゲルマ
ニウムも二酸化ケイ素も良いところばかりでなく、二酸
化ゲルマニウムの場合、融点が1000℃付近で比較的低い
ことや、二酸化ケイ素の場合屈折率が基板材料と同程度
か僅かに大きい程度で屈折率が満足な値にならないとい
う問題がある。従って前述の条件を満たす材料を選ぶの
は困難であった。
酸化ケイ素（SiO2）の材料はそれぞれ一長一短である。
二酸化ゲルマニウムの特長は、屈折率が基板となるプラ
スチックよりも大きく、記録層の材料よりも小さくなる
ため、膜厚を最適化して全体の反射率を低下させること
が可能な点にある。そして、全体の反射率が低いと照射
する光パワーの吸収効率が良くなる。一方、二酸化ケイ
素の特長は、融点が高いことである。すなわち、融点が
高ければそれだけ記録層と保護層との間で原子の相互拡
散が少なくなり寿命が永くなる。しかし、二酸化ゲルマ
ニウムも二酸化ケイ素も良いところばかりでなく、二酸
化ゲルマニウムの場合、融点が1000℃付近で比較的低い
ことや、二酸化ケイ素の場合屈折率が基板材料と同程度
か僅かに大きい程度で屈折率が満足な値にならないとい
う問題がある。従って前述の条件を満たす材料を選ぶの
は困難であった。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題を解決すために、基板上に少なくと
も光照射によって昇温して光学特性が変化する薄膜記録
層を設けた光学記録部材において、記録層の両側に設け
る保護層を硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、
テルル化亜鉛（ZnTe）のうち少なくとも一つからなるも
ので構成したものである。
も光照射によって昇温して光学特性が変化する薄膜記録
層を設けた光学記録部材において、記録層の両側に設け
る保護層を硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnSe）、
テルル化亜鉛（ZnTe）のうち少なくとも一つからなるも
ので構成したものである。
作用 上記構成において、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化
亜鉛などの亜鉛化合物は高融点で化学的安定性に優れる
ため、記録層を安定化することができ、記録消去の繰り
返しサイクルに対しても信頼性を高めることができる。
またこれらの材料は屈折率が大きく、光学的な自由度が
大きいため記録時の光学特性変化を大きくすることがで
き、信号の対ノイズ比を高めることができるものであ
る。
亜鉛などの亜鉛化合物は高融点で化学的安定性に優れる
ため、記録層を安定化することができ、記録消去の繰り
返しサイクルに対しても信頼性を高めることができる。
またこれらの材料は屈折率が大きく、光学的な自由度が
大きいため記録時の光学特性変化を大きくすることがで
き、信号の対ノイズ比を高めることができるものであ
る。
実施例 以下、本発明の実施例について、添付図面に基づき説明
する。
する。
第１図は本発明の構成による光学記録部材の断面図の概
略であり、記録層としては、例えばテルルと酸化テルル
を主成分とする、熱による構造変化を用いるものでも良
いし、あるいは希土類コバルト合金の非晶質相を用いる
光熱磁気記録用材料でも良い。
略であり、記録層としては、例えばテルルと酸化テルル
を主成分とする、熱による構造変化を用いるものでも良
いし、あるいは希土類コバルト合金の非晶質相を用いる
光熱磁気記録用材料でも良い。
第１図において、１は第１の保護層、２は光または熱に
より何らかの変化をして情報の記録を行う記録層、３は
第１の保護層１と同種組成の第２の保護層、４及び５は
それぞれ同種組成の基板及びカバー材である。例えば、
記録層２としてテルルと酸化テルルを主とするような光
記録部材においては、光照射による温度上昇が数100℃
以上になるので、両保護層1,3の耐熱性が特に重要であ
る。
より何らかの変化をして情報の記録を行う記録層、３は
第１の保護層１と同種組成の第２の保護層、４及び５は
それぞれ同種組成の基板及びカバー材である。例えば、
記録層２としてテルルと酸化テルルを主とするような光
記録部材においては、光照射による温度上昇が数100℃
以上になるので、両保護層1,3の耐熱性が特に重要であ
る。
記録層２の構成材料として従来のGeO2やSiO2に替わるも
のとして、本発明者らはII−VI化合物、特に亜鉛の硫化
物、セレン化物、テルル化物に注目した。理由は硫化亜
鉛（ZnS）の融点が高いこと屈折率が大きいことであ
る。第１表に硫化亜鉛（ZnS）およびセレン化亜鉛（ZnS
e）のバルクの特性値を二酸化ゲルマニウム（GeO2）と
の比較で示す。
のとして、本発明者らはII−VI化合物、特に亜鉛の硫化
物、セレン化物、テルル化物に注目した。理由は硫化亜
鉛（ZnS）の融点が高いこと屈折率が大きいことであ
る。第１表に硫化亜鉛（ZnS）およびセレン化亜鉛（ZnS
e）のバルクの特性値を二酸化ゲルマニウム（GeO2）と
の比較で示す。
以下、本発明のより具体的実施例について述べる。
実施例１ 基板４としてポリメタリクリル酸チメル（PMMA）を用い
て、その上に真空蒸着でZnSの薄膜を形成して第１の保
護層１とした。形成条件を以下に示す。
て、その上に真空蒸着でZnSの薄膜を形成して第１の保
護層１とした。形成条件を以下に示す。
基板 PMMA 到達真空度 １×10-6Torr 堆積速度 10Å／秒 形成したZnS薄膜保護層１の屈折率nfを測定したところ
2.4であった。基材４の屈折率nsとの差Δｎ＝｜nf−ns
｜が大きいと、干渉効果による反射率が最大となる膜厚
dfはＭを整数としてdf＝λ（2M＋１）/4nf（Ｍ＝0,1,2
…）で表わされる。反射率の膜厚依存性で、最初に反射
率が最大になるのはＭ＝０すなわちdf＝λ/4nfの時であ
る。従って、屈折率が大きければ膜厚dfが薄くなり、薄
膜形成条件としては有利である。ZnSでは波長が8300Å
のとき膜厚dfが865Åとなり、同一波長におけるGeO2値1
100Åと較べて薄くすむ。
2.4であった。基材４の屈折率nsとの差Δｎ＝｜nf−ns
｜が大きいと、干渉効果による反射率が最大となる膜厚
dfはＭを整数としてdf＝λ（2M＋１）/4nf（Ｍ＝0,1,2
…）で表わされる。反射率の膜厚依存性で、最初に反射
率が最大になるのはＭ＝０すなわちdf＝λ/4nfの時であ
る。従って、屈折率が大きければ膜厚dfが薄くなり、薄
膜形成条件としては有利である。ZnSでは波長が8300Å
のとき膜厚dfが865Åとなり、同一波長におけるGeO2値1
100Åと較べて薄くすむ。
次に、第１の保護層１の上にTe−Ge−Sn系記録層２を公
知の方法で形成し、さらにその上に第１の保護層１と同
種の第２の保護層３を前述したのと同じ形成条件で形成
した。最後に、基材４と同種・同型のカバー材５を第２
の保護層３上に貼り合せた。膜厚は、第１の保護層１が
900Å、記録層２が1300Å、第２の保護層３が1800Å、
基板４及びカバー材５が共に1mm（なお、基板とカバー
材の膜厚は特性にほとんど影響がないので、以後の実施
例では特定しないことにする）であった。この膜厚設定
は光学的に最適化されたもので、レーザー（波長8300
Å）照射前後で、反射率の変化が最大となるようになっ
ている。
知の方法で形成し、さらにその上に第１の保護層１と同
種の第２の保護層３を前述したのと同じ形成条件で形成
した。最後に、基材４と同種・同型のカバー材５を第２
の保護層３上に貼り合せた。膜厚は、第１の保護層１が
900Å、記録層２が1300Å、第２の保護層３が1800Å、
基板４及びカバー材５が共に1mm（なお、基板とカバー
材の膜厚は特性にほとんど影響がないので、以後の実施
例では特定しないことにする）であった。この膜厚設定
は光学的に最適化されたもので、レーザー（波長8300
Å）照射前後で、反射率の変化が最大となるようになっ
ている。
以上の構成の光学記録部材を用いて、記録、消去の繰返
し実験を行ったところ、従来のGeO2を保護層として用い
たものにくらべて10倍以上の寿命の増加が認められた。
また、ZnSはGeO2とくらべて熱伝動率が１桁以上も大き
いので、記録および消去のためのレーザー光照射による
昇温・降温の過程で、熱が基材４およびカバー材５側に
多く伝動するので、記録されたマークの所で記録層２の
熱的変化領域が小さく、マークのぼやけが小さくなる効
果もある。さらに、熱伝導率が大きいとレーザー照射に
よる熱変化する領域が隣接トラックまで拡がるのを防止
することが可能である。その様子を第２図に示す。第２
図は記録層２に記録されたマークの大きさのレーザーパ
ワー依存性を示す。横軸がレーザー照射時間、縦軸に記
録マーク径を示す。レーザーの絞り込み直径は0.8μｍ
である。ZnS保護層の方がGeO2保護層とくらべて、照射
時間が長い時に記録マークの大きさが相対的に小さいこ
とがわかる。これはZnS保護層の方が熱伝導率が大きい
ためと考えられる。
し実験を行ったところ、従来のGeO2を保護層として用い
たものにくらべて10倍以上の寿命の増加が認められた。
また、ZnSはGeO2とくらべて熱伝動率が１桁以上も大き
いので、記録および消去のためのレーザー光照射による
昇温・降温の過程で、熱が基材４およびカバー材５側に
多く伝動するので、記録されたマークの所で記録層２の
熱的変化領域が小さく、マークのぼやけが小さくなる効
果もある。さらに、熱伝導率が大きいとレーザー照射に
よる熱変化する領域が隣接トラックまで拡がるのを防止
することが可能である。その様子を第２図に示す。第２
図は記録層２に記録されたマークの大きさのレーザーパ
ワー依存性を示す。横軸がレーザー照射時間、縦軸に記
録マーク径を示す。レーザーの絞り込み直径は0.8μｍ
である。ZnS保護層の方がGeO2保護層とくらべて、照射
時間が長い時に記録マークの大きさが相対的に小さいこ
とがわかる。これはZnS保護層の方が熱伝導率が大きい
ためと考えられる。
実施例２ 保護膜構成材料としてZnSeを用いた以外は実施例１とほ
ぼ同様の方法で光学記録部材を作製した。薄膜状の両保
護層1,3の屈折率は2.3であった。そして、第１の膜厚は
950Å、第２の保護層３の膜厚は1900Å、記録層２の膜
厚は1300Åである。
ぼ同様の方法で光学記録部材を作製した。薄膜状の両保
護層1,3の屈折率は2.3であった。そして、第１の膜厚は
950Å、第２の保護層３の膜厚は1900Å、記録層２の膜
厚は1300Åである。
以上の構成の光学記録部材を用いて記録・消去の繰返し
実験を行ったところ、実施例１で示したのと同程度の回
数までの寿命が得られた。その様子を第３図に示す。第
３図は反射率の変化と繰返し回数の関係を示している。
消去は除冷、記録は急冷となるようにレーザーの照射の
パワーと照射時間を調整している。
実験を行ったところ、実施例１で示したのと同程度の回
数までの寿命が得られた。その様子を第３図に示す。第
３図は反射率の変化と繰返し回数の関係を示している。
消去は除冷、記録は急冷となるようにレーザーの照射の
パワーと照射時間を調整している。
実施例３ 第４図に示すように、基板４と第１の保護層１との間に
SiO2膜による隔離層６を形成して両者が直接接触しない
ようにした点以外は実施例１と同様の方法で光学記録部
材を製作した。このように隔離層６を設けたのは、基板
４上に直接蒸着法でZnS膜の保護層１を形成すると、ZnS
が多少分解するのが避けられないので、遊離したイオウ
とPMMAが反応して光学的に変質する場合があるからであ
る。この現象を避けるためには、第１の保護層１と基材
４が直接接触しない構造にすれば良いわけで、不活性な
酸化物などの膜を光学的に影響を及ぼさない範囲内（例
えば、200Å程度の膜厚）で形成する。本発明者らが調
べたところ、SiO2隔離層６の膜厚を200Å程度とした
時、ZnS保護層１を形成しても、光学的な変質は避ける
ことができた。
SiO2膜による隔離層６を形成して両者が直接接触しない
ようにした点以外は実施例１と同様の方法で光学記録部
材を製作した。このように隔離層６を設けたのは、基板
４上に直接蒸着法でZnS膜の保護層１を形成すると、ZnS
が多少分解するのが避けられないので、遊離したイオウ
とPMMAが反応して光学的に変質する場合があるからであ
る。この現象を避けるためには、第１の保護層１と基材
４が直接接触しない構造にすれば良いわけで、不活性な
酸化物などの膜を光学的に影響を及ぼさない範囲内（例
えば、200Å程度の膜厚）で形成する。本発明者らが調
べたところ、SiO2隔離層６の膜厚を200Å程度とした
時、ZnS保護層１を形成しても、光学的な変質は避ける
ことができた。
実施例４ 基板４としてポリカーボネイト（PC）を用いて、その上
に真空蒸着で、隔離層６のSiO2を200Å第１の保護層１
となるZnS膜を900Å、記録層２を1300Å、第２の保護層
３を1800Å形成し、さらに基板４と同種同型のカバー材
５を設けて、光学記録部材を得た。記録膜の組成はTe−
Ge−Sn系で、Teの組成が85at％、Geが10at％、Snが5at
％のものであった。記録・消去の繰返しに対しては、基
材４がPMMAのものと同程度の結果が得られたので、隔離
層６による影響はないことがわかった。
に真空蒸着で、隔離層６のSiO2を200Å第１の保護層１
となるZnS膜を900Å、記録層２を1300Å、第２の保護層
３を1800Å形成し、さらに基板４と同種同型のカバー材
５を設けて、光学記録部材を得た。記録膜の組成はTe−
Ge−Sn系で、Teの組成が85at％、Geが10at％、Snが5at
％のものであった。記録・消去の繰返しに対しては、基
材４がPMMAのものと同程度の結果が得られたので、隔離
層６による影響はないことがわかった。
保護層1,3を設けることの効果には、この他にも、記録
層２を両側から挟む構造のため、記録層２を湿気から保
護するということもある。第５図にその例を示す。これ
は完成した光学記録部材（具体的にはディスク状の記録
媒体）を40℃,90％の恒温恒湿槽中に放置した場合の透
過率の変化を見たものである。比較対象として、保護層
なしのものと、保護層としてGeO2を用いたものを合せて
示した。図から明らかなようにZnS保護層1,3の効果が大
きいことがわかる。
層２を両側から挟む構造のため、記録層２を湿気から保
護するということもある。第５図にその例を示す。これ
は完成した光学記録部材（具体的にはディスク状の記録
媒体）を40℃,90％の恒温恒湿槽中に放置した場合の透
過率の変化を見たものである。比較対象として、保護層
なしのものと、保護層としてGeO2を用いたものを合せて
示した。図から明らかなようにZnS保護層1,3の効果が大
きいことがわかる。
実施例５ 基板４としてポリカーボネイト（PC）を用いて、その上
にスパッタ法で、隔離層６のSiO2を200Å、ZnSからなる
第１の保護層１を900Å、光磁気記録層２を1000Å、第
２の保護層３となるZnS膜を1800Å形成し、さらに基板
４と同種同型のカバー材５を設けた。記録層２の組成は
TbFeCo系のアモルファス磁性体であった。
にスパッタ法で、隔離層６のSiO2を200Å、ZnSからなる
第１の保護層１を900Å、光磁気記録層２を1000Å、第
２の保護層３となるZnS膜を1800Å形成し、さらに基板
４と同種同型のカバー材５を設けた。記録層２の組成は
TbFeCo系のアモルファス磁性体であった。
ZnS膜保護層は通常用いられているSiO2膜保護層とくら
べて屈折率が大きいため膜厚を薄くしても、同じ光学的
な干渉効果が得られるので都合が良い。また、ZnSは非
酸化物であるので、酸化し易い性質があるTbFeCo膜記録
層を酸化から保護する効果が大きい。第６図に記録信号
の搬送波／ノイズ比（C/N比）から見た酸化に対する保
護効果の様子を示す。図から明らかなようにSiO2隔離層
・ZnS保護層構造を有する薄膜では酸化防止効果が大き
いことがわかる。
べて屈折率が大きいため膜厚を薄くしても、同じ光学的
な干渉効果が得られるので都合が良い。また、ZnSは非
酸化物であるので、酸化し易い性質があるTbFeCo膜記録
層を酸化から保護する効果が大きい。第６図に記録信号
の搬送波／ノイズ比（C/N比）から見た酸化に対する保
護効果の様子を示す。図から明らかなようにSiO2隔離層
・ZnS保護層構造を有する薄膜では酸化防止効果が大き
いことがわかる。
発明の効果 以上に述べたごとく、本発明の光学記録部材では、記録
薄膜層の両側に硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnS
e）、テルル化亜鉛（ZnTe）うち少なくとも一つからな
る保護層を設けることにより、記録消去の繰り返しサイ
クルの寿命を改善することができ、耐湿性の向上により
保存寿命が改善されるとともに、光学特性の向上により
信号の対ノイズ比を高めることができるという効果があ
る。
薄膜層の両側に硫化亜鉛（ZnS）、セレン化亜鉛（ZnS
e）、テルル化亜鉛（ZnTe）うち少なくとも一つからな
る保護層を設けることにより、記録消去の繰り返しサイ
クルの寿命を改善することができ、耐湿性の向上により
保存寿命が改善されるとともに、光学特性の向上により
信号の対ノイズ比を高めることができるという効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例にかかる光学記録部材の断面
図、第２図はZnS膜およびGeO2膜を保護層とした場所の
記録マーク径とレーザー照射時間の関係を示すグラフ、
第３図はZnSe膜保護層を用いた場合における記録、消去
繰返しによる反射率の変化を示すグラフ、第４図は本発
明の他の実施例にかかる光学記録部材の断面図、第５図
は第４図の構成においてZnS膜保護層を用いた場合の耐
湿効果の様子を透過率の経時変化で示すグラフ、第６図
は第４図の構成においてZnS膜保護層を用いた場合TbFeC
o系光磁気記録層に対する耐酸化効果をC/N比の経時変化
で示すグラフである。 １……第１の保護層、２……記録層、３……第２の保護
層、４……基板、５……カバー材
図、第２図はZnS膜およびGeO2膜を保護層とした場所の
記録マーク径とレーザー照射時間の関係を示すグラフ、
第３図はZnSe膜保護層を用いた場合における記録、消去
繰返しによる反射率の変化を示すグラフ、第４図は本発
明の他の実施例にかかる光学記録部材の断面図、第５図
は第４図の構成においてZnS膜保護層を用いた場合の耐
湿効果の様子を透過率の経時変化で示すグラフ、第６図
は第４図の構成においてZnS膜保護層を用いた場合TbFeC
o系光磁気記録層に対する耐酸化効果をC/N比の経時変化
で示すグラフである。 １……第１の保護層、２……記録層、３……第２の保護
層、４……基板、５……カバー材
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に少なくとも光照射によって昇温し
て光学特性が変化する薄膜記録層を設けた光学記録部材
において、記録薄膜層の両側に硫化亜鉛（ZnS）、セレ
ン化亜鉛（ZnSe）、テルル化亜鉛（ZnTe）のうち少なく
とも一つからなる保護層を設けたことを特徴とする光学
記録部材。 - 【請求項２】基板と保護層の間に不活性な酸化物からな
る隔離層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学記録部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195231A JPH0687320B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 光学記録部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195231A JPH0687320B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 光学記録部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254854A JPS6254854A (ja) | 1987-03-10 |
| JPH0687320B2 true JPH0687320B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16337657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60195231A Expired - Fee Related JPH0687320B2 (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 光学記録部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687320B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0757040B2 (ja) * | 1988-01-20 | 1995-06-14 | 三菱電機株式会社 | スピーカーユニツト |
| EP0376700B1 (en) * | 1988-12-28 | 1995-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Information recording medium |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788537A (en) * | 1980-11-19 | 1982-06-02 | Toshiba Corp | Optical disc |
| JPS57172540A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-23 | Toshiba Corp | Information storage medium |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60195231A patent/JPH0687320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788537A (en) * | 1980-11-19 | 1982-06-02 | Toshiba Corp | Optical disc |
| JPS57172540A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-23 | Toshiba Corp | Information storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254854A (ja) | 1987-03-10 |
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