JPH07120867A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JPH07120867A
JPH07120867A JP5285855A JP28585593A JPH07120867A JP H07120867 A JPH07120867 A JP H07120867A JP 5285855 A JP5285855 A JP 5285855A JP 28585593 A JP28585593 A JP 28585593A JP H07120867 A JPH07120867 A JP H07120867A
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Masato Harigai
眞人 針谷
Yoshiyuki Kageyama
喜之 影山
Masayoshi Takahashi
正悦 高橋
Koji Deguchi
浩司 出口
Katsuyuki Yamada
勝幸 山田
Hiroko Iwasaki
博子 岩崎
Yoshitaka Hayashi
嘉隆 林
Yukio Ide
由紀雄 井手
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光照射前後において極めて大きな光学
定数の変化が得られ、記録感度、消去感度を向上させる
ことができる相変化形光記録媒体を提供する。 【構成】 光の照射前後で光学定数が変化する特性を持
つ記録層を有する光記録媒体において、前記記録層が、
Gaと、Se及びTeの中から選ばれる少なくとも一種
のカルコゲナイド元素と、Au、Ag、Cu、Co、N
i、Mn、Zn、Cd、Sb、Tm、Tb及びCeの中
から選ばれた少なくとも一種の金属元素からなることを
特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、相変化形記録材料から
なる記録層を有する光記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】レーザ
ビームの照射による情報の記録、再生、消去が可能な光
メモリーとして相変化形記録媒体の開発が活発化してい
る。その代表的な例としてはUSP3530441に開
示されているように、Ge−Te、Ge−Te−Sn、
Ge−Se−S、Ge−Se−Sb、In−Te、Se
−Te等のカルコゲン系材料を記録層に用いたものが挙
げられる。また、記録/消去の繰り返し性能向上を目的
としてGe−Te−Se−Sb、Ge−Te−Sbの組
成比を特定した材料の提案もなされている(特開昭62
−73438号、特開昭63−228433号)。しか
しながら、上記のいずれの媒体も、相変化形光記録媒体
として要求される諸特性のすべて満足しているものとは
いえない。特に記録感度、消去感度、そして消去比等は
解決すべき課題であるといえる。
【0003】一方、コンパクトディスクの完全互換をめ
ざした相変化形記録媒体もいくつか提案されており、そ
の一つとして、In−Seを記録層に、SiO2を誘電
体層に、そしてCuを反射放熱層に用いた構成(第4回
相変化記録研究会シンポジウム予稿集)のものがある。
また、GeSbTeを記録材料として誘電体干渉膜を利
用したものも提案されている(第40回応用物理学会予
稿集)。しかし、このタイプのいずれの媒体も記録感度
やオーバーライト特性において解決すべき課題を有して
いる。
【0004】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、レーザ光照射前後において極めて
大きな光学定数の変化が得られ、記録感度、消去感度を
向上させることができる相変化形光記録媒体を提供する
ことを目的とする。
【0005】上記目的を達成するため、本発明によれ
ば、光の照射前後で光学定数が変化する特性を持つ記録
層を有する光記録媒体において、前記記録層が、Ga
と、Se及びTeの中から選ばれる少なくとも一種のカ
ルコゲナイド元素と、Au、Ag、Cu、Co、Ni、
Mn、Zn、Cd、Sb、Tm,Tb及びCeの中から
選ばれた少なくとも一種の金属元素からなることを特徴
とする光記録媒体が提供される。また、本発明によれ
ば、上記構成において、Ga、カルコゲナイド元素及び
金属元素の組成比をそれぞれα、β及びγ(原子%)と
したとき、下記条件を満足することを特徴とする光記録
媒体が提供される。 41≦α≦68 31≦β≦58 0.1≦γ≦2 α+β+γ=100 また、本発明によれば、上記構成において、記録層の上
面及び下面に、無機酸化物、無機硫化物及び無機窒化物
の中から選ばれる少なくとも一種の材料からなる耐熱保
護層を有することを特徴とする光記録媒体が提供され
る。また、本発明によれば、上記構成において、無機酸
化物、無機硫化物又は無機窒化物の光学定数の振幅減衰
係数が350nmから850nmの波長範囲で0.3以
下であることを特徴とする光記録媒体が提供される。さ
らに、本発明によれば、上記構成において、最上層にA
g−Pd合金から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。
【0006】以下、具体的に本発明を説明する。本発明
は相変化形光記録媒体に係り、その記録層が、Gaとカ
ルコゲナイド元素K(KはSe及びTeの中から選ばれ
た少なくとも一種の元素)とM(MはAu、Ag、C
u、Co、Ni、Mn、Zn、Cd、Sb、Tm、Tb
及びCeの中から選ばれた少なくとも一種の元素)から
なることを特徴とする。このような材料からなる記録層
を有する光記録媒体は、記録層における組成比及び膜厚
を調整することにより、レーザ照射前後に極めて大きな
光学定数の変化を得ることができ、しかも誘電体層との
組合せによって光学的な干渉が利用しやすくなるため、
高い反射率と大きなコントラスト(記録の前後)を得る
ことが可能となる。上記効果は、記録層の組成をGaα
βγで表したとき、41≦α≦68、31≦β≦5
8、0.1≦γ≦2(原子%)となる場合に特に顕著と
なる。
【0007】上記記録材料において、元素Mはその組成
比を制御することにより結晶成長をコントロールするこ
とができるため(この理由は明らかでないが、Mが結晶
核として働いたり、カルコゲナイド元素に対してターミ
ネータとして機能することが考えられる。)消去同度を
向上させることができる。また、Gaとカルコゲナイド
元素は、例えばGaとSeを考えた場合、相図によれば
GaとSeの1:1の組成比でGaSeを形成するが、
この時Ga又はSeの組成比を1:1から小さい方にず
らしても、大きい方向にずらしても共晶の方向に進行す
るため、融点は低下する方向に動く。但し、この時は単
一なGaSeの相が得られず、Ga相、GaSe相、G
2Se3相、Se相が混在して形となってくるが、この
ことは記録材料としての特性に大きな影響を与えること
はなく、このようにしてGaとカルコゲン元素の組成比
を調整することにより融点を下げて記録感度を向上させ
ることができる。この効果は記録材料の相状態が3相以
下の場合にすぐれている。
【0008】また、上記記録材料は前述したように、光
の照射の前後において極めて大きな光学定数の変化を示
す。即ち、通常の真空蒸着法、スパッタ法等により得ら
れた膜は、非晶質状態であり、屈折率nは組成比、膜厚
により2.16から4.91の範囲内で、また振幅減衰
係数kは0.11から1.62の広い範囲内で調整でき
る。そしてこれを結晶化させると屈折率nは1.44か
ら4.07まで振幅減衰係数kは0.26から1.44
の範囲内で調整できる。複素屈折率がこのような広い範
囲で変化する理由は今のところ明確でないが、GaSe
及びGaTeの構造が層状構造を有していることに関係
していることも考えられる。また、層状構造を有する系
は構造相転移しやすいという特徴を持つ。以上のように
本材料系は大きな光学定数の変化を示すので記録材料と
して使用するのに好都合である。即ち、他の耐熱保護層
として使用する誘電体層等との併用により、膜厚を調整
することで多重干渉効果が利用しやすく、反射率及びコ
ントラストが制御しやすいという特徴を有する。この時
の誘電体層に使用される材料としては、SiO、SiO
2、ZnO、SnO2、Al23、TiO2、In23
ZrO2等の無機酸化物、Si34、AlN、TiN、
BN、ZrN等の無機窒化物、ZnS等の無機硫化物等
を用いることができる。これらの材料を用いた誘電体層
は耐熱保護層の役目と同時に多重干渉層としての役目も
はたす。干渉層としての重要な必要特性の1つに、でき
るだけ透明であることが挙げられる。即ち、与えられた
波長域内でできるだけ光を吸収しないで透過する能力が
大きいことが要求される。この能力は材料のバンドギャ
ップで決定されるが、光学的な目安としては複素屈折率
の虚数部の振幅減衰係数で示される。ある波長域で振幅
減衰係数が大きい材料は、吸収が大きいか又は反射が大
きい。従って、対象としている波長域で、できるだけ振
幅減衰係数kが小さいことが望ましい。本発明の記録材
料においては、350nm〜850nmの波長域におい
て、誘電体層の振幅減衰係数kが0.3以下であれば十
分に干渉効果を利用できる。
【0009】さらに本発明の記録媒体は反射放熱層を有
することも可能である。これは入射するレーザ光を熱的
に制御する働きと記録層、誘電体層を透過した光を反射
させ干渉を向上させる働き及び記録層に再吸収させる機
能を持つ。反射放熱層材料としては、各種金属、合金材
料が使用可能であるが、熱伝導率が高く、反射率が青色
から赤色の波長範囲で80%以上を有する銀が特に好適
である。また、Ag−Pd、Ag−Ni、Ag−Ti、
Ag−Mn、Ag−Al、Ag−Au等も好適であり、
この中でもAg−Pd合金は特に耐環境性にもすぐれて
いる。
【0010】次に、本発明の具体的構成を図面を参照し
て説明する。図1は本発明の構成例を示すもので、基板
1上に下部耐熱保護層2、記録層3、上部耐熱保護層
4、反射放熱層5が設けられている。耐熱保護層はかな
らずしも記録層の両側に設ける必要はないが、基板がポ
リカーボネート樹脂のように耐熱性が低い材料の場合に
は下部耐熱保護層2を設けることが望ましい。
【0011】基板の材料は、通常、ガラス、セラミック
スあるいは樹脂であり、樹脂基板が成形性、コストの点
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、ウレタン樹脂などがあげら
れるが、加工性、光学特性などの点でポリカーボネート
樹脂が好ましい。また、基板の形状はディスク状、カー
ド状あるいはシート状であってもよい。
【0012】耐熱保護層としては、前述したような無機
酸化物、無機窒素化物、無機硫黄化物を用いることがで
きるが、その他SiC、TaC、WC、TiC、ZrC
等の炭化物やダイヤモンド状カーボンあるいはそれらの
混合物がを用いることもできる。これらの層は真空蒸着
法、スパッタ法、プラズマCVD法、CVD法、イオン
プレーティング法、電子ビーム法等により形成される。
これらの層の膜厚は、その機能即ち耐熱保護層、多重干
渉層によっても異なるが耐熱保護層として考えた時は2
00〜5000Å、好適には500〜3000Åとする
のがよい。200Å以下の場合は耐熱保護層としての機
能がなくなり、また、5000Åより厚くなると感度の
低下や界面剥離が生じやすくなる。
【0013】反射放熱層としては、前述したような金
属、合金材料を用いることができる。これらの層は、真
空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、イオ
ンプレーティング法、電子ビーム法等により形成でき
る。また、膜厚は200〜3000Å、好適には500
Å〜2000Åがよい。
【0014】また、本発明の記録層は各種気相成長法、
例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD
法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法等によ
り形成できる。この時の膜厚としては、100〜100
00Å、好適には200〜3000Åがよい。100Å
より薄いと光吸収能が著しく低下し、記録層としての機
能を失う。一方、10000Åより厚いと感度が低下す
る。
【0015】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。
【0016】実施例1 ピッチ1.6μm、深さ700Åの溝付き、厚さ1.2
mm、直径120mmφのポリカーボネート基板上に表
1に示す構成により、下部耐熱保護層、記録層、上部耐
熱保護層及び反射放熱層を順次スパッタ法により積層し
た。この時、記録層単独の光学定数を測定するため、5
0×50×1mmのガラス基板をセットしておいた。
【0017】
【表1】
【0018】50×50×1mmのガラス基板にスパッ
タされた記録層の光学定数を測定した結果を表2に示
す。この測定値は、スパッタ後の状態(非晶質)と25
0℃で30分熱処理後のものである。これらの光学定数
はエリプソメーターで測定した。測定波長は633nm
である。
【0019】
【表2】 表1より非晶質と結晶質の間で光学定数が大きく変化し
ていることがわかる。
【0020】次にディスク特性を評価した。先ず得られ
たディスクを初期化した後、波長830nm、線速度7
m/s、周波数4MHz、50%デューティー比で記録
した後、周波数5MHz、50%デューティー比でオー
バーライトを行なった。この時、周波数4MHzの信号
のC/N、消去比を測定した。この時の結果を表3に示
す。ただし、Pw:記録パワー、Pe:消去パワーであ
る。
【0021】
【表3】
【0022】実施例2 実施例1と同様な方法で表4に示す構成のディスクを作
製した。そしてこの時記録層単独の光学定数を測定した
値を表5に、そして、ディスク特性を表6に示す。ディ
スク評価条件は実施例1と同じである。
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】実施例3 実施例1、2と同様な方法で表7に示す構成のディスク
を作製した。そしてこの時の記録層の単独の光学定数を
測定した値を表8に、そしてディスク特性を表9に示
す。
【0027】
【表7】
【0028】
【表8】
【0029】
【表9】
【0030】実施例4 実施例1、2、3と同様な方法な方法で表10に示す構
成のディスクを作成した。そしてこの時の記録層単独の
光学定数を測定した値を表11に、そしてディスク特性
を表12に示す。
【0031】
【表10】
【0032】
【表11】
【0033】
【表12】
【0034】以上、実施例1〜4より、本発明の相変化
形記録材料は、レーザ照射前後における光学定数の変化
が極めて大きく、記録感度、消去感度がすぐれているこ
とが確認された。さらに、上記各光ディスクを10pp
m、H2S雰囲気下、50℃、80%環境内で1000
時間保存した後においてAg−Pd膜の変色及びディス
ク特性の変化は認められなかった。但し、この場合に
は、Ag−Pd反射放熱層の上に有機樹脂の環境保護層
を設けた。
【0035】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
記録媒体の記録層に用いる相変化形記録材料は記録前後
において極めて大きな光学的変化を有するので、光記録
に好適である。また、記録層の上面及び下面に、無機酸
化物、無機硫化物あるいは無機窒化物からなる耐熱保護
層を設けると、熱ダメージを防止できるのみならず、光
学的な多重干渉層としての機能を発揮することが可能と
なる。この場合、特定の波長域において振幅減衰係数が
0.3以下の無機材料を用いると光のロスを少なくする
ことができる。さらに、最上層に反射放熱層を設けた構
造とすると、入射光を有効に利用でき、しかも放熱効果
を上げることができるので好ましい。この時の反射放熱
層材料は短波長の光源にも対応できるAg合金が望まし
く、特にAg−Pd合金は耐硫化特性にもすぐれるため
大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光記録媒体の構成例を示すための断面
の模式図である。
【符号の説明】
1 基板 2 耐熱保護層 3 記録層 4 耐熱保護層 5 反射放熱層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 7/24 538 D 7215−5D N 7215−5D L 7215−5D (72)発明者 出口 浩司 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 山田 勝幸 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 (72)発明者 林 嘉隆 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 井手 由紀雄 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 (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光の照射前後で光学定数が変化する特性
    を持つ記録層を有する光記録媒体において、前記記録層
    が、Gaと、Se及びTeの中から選ばれる少なくとも
    一種のカルコゲナイド元素と、Au、Ag、Cu、C
    o、Ni、Mn、Zn、Cd、Sb、Tm、Tb及びC
    eの中から選ばれた少なくとも一種の金属元素からなる
    ことを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 Ga、カルコゲナイド元素及び金属元素
    の組成比をそれぞれα、β及びγ(原子%)としたと
    き、下記条件を満足することを特徴とする請求項1に記
    載の光記録媒体。 41≦α≦68 31≦β≦58 0.1≦γ≦2 α+β+γ=100
  3. 【請求項3】 記録層の上面及び下面に、無機酸化物、
    無機硫化物及び無機窒化物の中から選ばれる少なくとも
    一種の材料からなる耐熱保護層を有することを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 無機酸化物、無機硫化物又は無機窒化物
    の光学定数の振幅減衰係数が350nmから850nm
    の波長範囲で0.3以下であることを特徴とする請求項
    3に記載の光記録媒体。
  5. 【請求項5】 最上層にAg−Pd合金からなる反射放
    熱層を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか
    一項に記載の光記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006215574A (ja) * 1997-04-02 2006-08-17 Gentex Corp 第三表面金属反射体が組込まれているエレクトロクロミックバックミラー

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006215574A (ja) * 1997-04-02 2006-08-17 Gentex Corp 第三表面金属反射体が組込まれているエレクトロクロミックバックミラー

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