JPH07262615A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JPH07262615A
JPH07262615A JP6053347A JP5334794A JPH07262615A JP H07262615 A JPH07262615 A JP H07262615A JP 6053347 A JP6053347 A JP 6053347A JP 5334794 A JP5334794 A JP 5334794A JP H07262615 A JPH07262615 A JP H07262615A
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JP
Japan
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layer
recording
thickness
substrate
Prior art date
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Withdrawn
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JP6053347A
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English (en)
Inventor
Keigo Takeguchi
圭吾 竹口
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JPH07262615A publication Critical patent/JPH07262615A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーバーライト時の消去率の改善及び、ジッ
ター値の低減が可能となると供に生産性が良く、製造コ
ストの低減も可能となる光情報記録媒体を提供するもの
である。 【構成】 記録層の結晶状態と非晶質状態の2つの状態
を可逆的に相変化させることにより情報を記録および消
去する光情報記録媒体において、透明な基板上に、少な
くとも第一の保護層、記録層、第二の保護層および反射
層を順次形成した構成で、少なくとも第一の保護層が硫
化亜鉛とチタン酸化物の混合物からなることを特徴とす
る光情報記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な光記録情報媒
体、さらに詳しくは、単一ビームのオーバーラートにお
いて、ジッターの少ない良質な再生信号を得られ、かつ
生産性が良く、製造コストの低減が可能な光情報記録媒
体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光情報記録媒体は、膨大な情報を
記録・再生・消去する手段として盛んに研究開発が行わ
れている。特に、光学記録層が結晶と非晶質との二状態
間で可逆的に相変化することを利用して情報の記録・消
去を行ういわゆる相変化型光ディスクは、レーザー光の
パワーを変化させるだけで古い情報を消去しながら同時
に新たな情報を記録(以下オーバーライトと称する)す
ることが出来るという利点を有していることから、有望
視されている。
【0003】このオーバーライト可能な相変化型光ディ
スクの記録材料としては、溶融状態から急冷することに
よって非晶質状態になり、かつこの非晶質状態が短時間
の加熱で結晶化するIn-Se 系合金(Appl.Phys.Lett. 第
50巻、667ページ、1987年)やIn-Sb-Te(App
l.Phys.Lett. 第50巻、16ページ、1987年)、G
e-Te-Sb合金(特開昭62−53886号公報)等のカ
ルコゲン合金が主として用いられている。
【0004】これらカルコゲン合金を用いて実際に記録
・消去を行う場合は、記録・消去時の熱による基板の変
形を防止したり、光学記録層の酸化を防止するために、
通常該光学記録層の直下と直上のいずれか一方または双
方に金属あるいは半金属の酸化物、炭化物、フッ化物、
硫化物、窒化物から選ばれた保護層を設けている。そし
てカルコゲン合金からなる記録層と記録層の直下および
直上に設けた保護層と、記録層の基板とは反対に設けた
冷却層を兼ねた反射層(例えばAl合金)とからなる構
造が記録・消去特性の点で好適であるために相変化型光
ディスクの主流となっている。
【0005】しかしながらこのような構造の相変化型光
ディスクにおいて、光ディスクの光透過率をほぼ0(即
ち反射層を透過する光が0)とした構成では、大きな信
号出力を得るために反射率差Rcry −Ramo を大きくす
るよう設計されており、その結果、次の(1)式で示す
ように非晶質状態での光吸収率Aamo.と結晶質状態での
光吸収率Acry.の差が大きくなる。(Ramo.、Rcry.は
それぞれ非晶質状態、結晶状態における反射率を意味す
る) Rcry.−Ramo.=(1−Acry.)−(1−Aamo.)=Aamo.−Acry.…(1) 一方、従来の相変化型光ディスクではRcry >Ramo の
関係を利用していたためAamo.>Acry.の関係にあり、
非晶質状態の方がレーザー光の吸収が多かった。更に一
般的に非晶質状態の熱伝導率は結晶状態の熱伝導率より
小さいため、記録層で発生した熱が放散しにくい状態で
ある。これらのことから、単一ビームでオーバーライト
を行う場合、同じ強度のレーザー光が照射されても、前
の状態が記録状態と消去状態とで温度上昇が異なるとい
う現象が生じていた。このように温度上昇が異なると、
形成されるマークの大きさが不揃いになったり、マーク
の位置が正規の位置からずれたり、或いは前に記録され
ていた情報の消し残りが発生してしまうという問題があ
った。
【0006】高密度に記録する場合は、このような記録
されるマークの位置ずれやマークの長さの不揃い(以下
ジッターと呼ぶ)が情報の正確な再生を阻害し、エラー
の原因となる。特に、マークの前端と後端の位置を情報
として記録する、いわゆるマークエッジ記録と呼ばれる
高密度記録再生方法では、マーク長およびマーク前後端
位置を正確に制御する必要がある。結晶質部分に記録す
る場合と、非晶質部分に記録する場合とでは、記録ピッ
トの大きさ・形状、即ち記録状態が異なるという問題が
生じ、消去特性に悪影響を及ぼしたり、またピットエッ
ジ記録などを用いた高密度化の際、情報を正しく再生で
きない等の問題が生じている。
【0007】この様なオーバーライト時の消去率改善及
びジッター値の低減を解決する手段として、結晶状態と
非晶質状態の吸収率の関係をAcry.>Aamo.とする方法
が提案されている。具体的な提案としては、反射層の膜
厚を薄くしたり、反射層に吸収係数の小さい物質を用い
て反射層に入射してきた光の一部を透過させ、この透過
光量を非晶質状態の方が大きくなるように調節すること
によってAcry.>Aamo.を実現したり、あるいは従来と
異なりRamo.>Rcry.の関係になるような構造が検討さ
れている。
【0008】Ramo.>Rcry.の関係は、基板上に少なく
とも第1の保護層、記録層、第2の保護層、反射層を順
次形成した構成において、基板と第1の保護層の界面と
反射層の間で多重反射を発生させることにより実現でき
る。さらには基板と第1の保護層との間に金属または半
金属の薄膜を設けて効率良く多重反射を発生させること
によっても実現できる。
【0009】これらの構成において、Ramo.とRcry.の
差、すなわちコントラストを大きくとるためには、第1
の保護層に用いる材料としては、屈折率の高い材料が望
まれる。例えば、図2に示す構造で効率良く多重反射を
発生させるためには、基板の屈折率と第1の保護層の屈
折率の差を大きくすることが必要である。これは一般的
に、屈折率n2 の媒質から屈折率n1 の媒質に光が入射
する時の反射率は次式であらわされ、界面での反射率を
大きくするためには、n1 とn2 の差を大きくする必要
があるからである。また、基板と第1の保護層の間に金
属または半金属の薄膜を設けた構成では、第1の保護層
の屈折率が小さい場合には、コントラストを大きくする
ためには記録層の膜厚を薄くする必要があるが、記録膜
の膜厚を薄くし過ぎると結晶化しにくいという問題点が
あった。
【0010】 R=(n2 −n1 2 /(n2 +n1 2 一方、相変化記録材料に用いる保護層としては、従来Z
nSとSiO2 との混合物が用いられてきており、この
材料ではZnSの屈折率より低屈折率のものしか得られ
なかった。他方、屈折率の高い透明性の材料としては、
Si,Ge,GaSb等の半導体や、TiO2 ,CuO
等の化合物があるが、これらの材料を用いると、記録・
消去を繰り返した場合にS/N比や消去率が低下した
り、部分的な欠陥が発生して読みとりエラーが生じると
いう問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、単一ビーム
でオーバーライトを行う場合に生ずるジッターを低減
し、良質な再生信号を得られると供に生産性が良く、製
造コストの低減が可能な光情報記録媒体を提供するもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、記録層の
結晶状態と非晶質状態の2つの状態を可逆的に相変化さ
せることにより情報を記録および消去する光情報記録媒
体において、透明な基板上に、少なくとも第一の保護
層、記録層、第二の保護層および反射層を順次形成した
構成で、少なくとも第一の保護層が硫化亜鉛とチタン酸
化物の混合物からなることを特徴とする光情報記録媒体
である。
【0013】次に本発明を詳細に説明する。本発明にお
ける光情報記録媒体は、透明基板上に少なくとも第1の
保護層、記録層、第2の保護層および反射層を順次形成
した構造をとる。本発明によれば、基板上に第1の保護
層、記録層、第2の保護層、および反射層を設けた構造
では、第1の保護層に硫化亜鉛とチタン酸化物の混合物
を用いることで、基板と保護層での屈折率差を持たせ、
基板と保護層の界面と反射層の間で効率良く多重反射を
発生させることにより、オーバーライト時の消去率の向
上、ジッター値の低減が可能となる。また前記の構造に
加えて基板と第1の保護層の間に金属または半金属を設
けた構造では、第1の保護層に硫化亜鉛とチタン酸化物
の混合物を用いることで、記録層の膜厚を厚くした状態
でコントラストを大きくすることが可能となり、高いS
/N比と同時に、オーバーライト時の消去率の向上、ジ
ッター値の低減が可能となる。
【0014】透明基板として、ポリメチルメタクリレー
ト(PMMA)、ポリカーボネート(PC)を用いるこ
とが好ましい。記録層としては、レーザー光のパワーに
より結晶と非晶質との二状態間で可逆的に相変化する材
料であればよい、好ましい態様として、In-Se 系合金、
In-Sb-Te系合金、Ge-Te-Sb系合金、Ag-In-Sb-Te 系合金
等が挙げられ、その内でもGe-Te-Sb系合金(特開昭62
−53886号公報に記載のもの)が特に好ましい。
【0015】保護層の硫化亜鉛は、化学式でZnS、チ
タン酸化物は、化学式でTiOX (X=1〜2)で示さ
れる。Xが1未満では、酸素と化合しない金属チタンが
膜中に多く含まれる結果、保護層の透明性が失われ、記
録層に到達する光量が少なくなり感度の低下を生じる。
ZnSとTiOx は互いに固溶および化合しない状態で
互いに分散し合った状態で混合していることが望まし
い。また保護層全体に対するTiOx の量は10〜90
mol %の範囲が好ましい。10mol %以下では記録・消
去の繰り返しに対する特性劣化が大きく、また90mol
%以上では温湿度に対する安定が不十分となる。
【0016】反射層としては、例えばAl、Ni、Cr、Au、
Ag、Mn、W 、Mo、Ti、Co等、またはこれ等のうち、二種
類以上からなる合金を用いることができる。これらの層
は、透明基板上に、例えば、蒸着法やスパッタ法やイオ
ンプレーティング法によって、第1の保護層、記録層、
第2の保護層、反射層を順次積層する。
【0017】記録層の膜厚は、1nm 〜50nmの範囲が好ま
しい。1nm 未満では十分な記録感度が得られず、50nmよ
り大きいと結晶・非結晶の二状態間におけるコントラス
トが低下する。第1の保護層の膜厚は記録層の光学定数
と膜厚によって規定される。記録層の光学定数(n、
k)を結晶状態(4.4,4.33) 、非結晶状態(4.3,1.64)
の記録膜で、膜厚を10nmとした場合、第1の保護層の膜
厚は、5nm 〜80nm15nm〜225nm とするのが好ましい。第
2の保護層の膜厚は、5nm 〜80nmが好ましい。5nm 以下
では記録感度が低下する。80nm以上では繰り返し特性が
低下する。更に反射層の膜厚については5nm 以上が好ま
しい。
【0018】また記録層の直下と直上のいずれか一方、
または双方に設ける保護層の厚さは基板の変形防止や、
記録層の酸化防止の観点からだけでなく、記録媒体に要
求される反射率、吸収率やコントラスト等の光学特性か
ら決められる。相変化記録型光ディスクにおいて光学設
計がなされる際、その光学的膜厚はd(実膜厚)×n
(膜の屈折率)で表される。したがってnが大きな材料
ほど膜厚を薄くでき、製造コストの低減を図ることが可
能である。そうした観点からも硫化亜鉛とチタン酸化物
の混合物を保護層として用いるのは効果的である。
【0019】本発明は上記した構成により、入射した光
が基板面と保護層の界面と反射層との間を多重反射し、
その間に挟まれた記録層での結晶状態と非晶質状態での
吸収率Acry.、Aamo.の関係をAcry.>Aamo.とするこ
とにより、オーバーライト時の消去率改善、及びジッタ
ー値が低減するものである。また同時に生産性を高め、
製造コストの低減も可能となる。保護層としては硫化亜
鉛とチタン酸化物の混合物を用いることを特徴とする。
各層の膜厚については各層の屈折率、消衰係数により規
定される最適範囲が存在する。
【0020】
【実施例】以下の実施例では、記録層として相変化型記
録材料を用い、かつ四層構造とした場合について説明す
る。
【0021】
【比較例1】案内溝を設けた直径90mm、厚さ0.6mm のポ
リカーボネート基板1上にZnS-SiO2(SiO2 30mol %)(n
=2.12) からなるターゲットからRFスパッタリング法に
よりおよそ130mm の第1の保護層2を形成した。次にこ
の保護層の上に、Ge-Te-Sb系合金からなる膜厚30nmの光
学記録層3、及びZnS-SiO2からなる第2の保護層4を40
nm、Alからなる反射層5を180nm 順次スパッタリング法
により形成した。さらにその上にUV硬化樹脂をスピンコ
ート法により塗布し、光情報記録媒体を作製した。層の
膜厚を表2に示す。
【0022】表1に実験から求められた各層の屈折率、
消衰係数を示し、表3にレーザー波長680nm を用いた場
合の多層膜の光学計算により求めたこの記録媒体におけ
る反射率差と吸収率差の値を示す。表のように結晶状態
と非晶質状態の吸収率の関係は従来のようにAcry.<A
amo.となっている。
【0023】
【実施例1】比較例と同様の基板1上にZnS-TiO2(TiO2
30mol %)(n=2.54) からなるターゲットからRFスパッ
タリング法により50nmの第1の保護層2を形成した。次
にこの保護層の上に、Ge-Te-Sb系合金からなる膜厚10nm
の光学記録層3、及びZnS-TiO2からなる第2の保護層4
を20nm、Alからなる反射層5を150nm 順次スパッタリン
グ法により積層し、光情報記録媒体を作製した。層の膜
厚を表2に示す。
【0024】表1に実験から求められた各層の屈折率、
消衰係数を示し、表3にレーザー波長680nm を用いた場
合の多層膜の光学計算により求めたこの記録媒体におけ
る反射率差、吸収率差の値を示す。表のように結晶状態
と非晶質状態の吸収率の関係は従来とは逆にAcry.>A
amo.となっている。
【0025】
【実施例2】比較例と同様の基板1上にAuからなるター
ゲットからRFスパッタリング法によりおよそ10nmのAu膜
を形成した。次にZnS-TiO2(TiO2 30mol %)(n=2.54)
からなるおよそ88nmの第1の保護層2、この保護層の上
に、Ge-Te-Sb系合金からなる膜厚15nmの光学記録層3、
及びZnS-TiO2からなる第2の保護層4を40nm、Alからな
る反射層5を150nm 順次スパッタリング法により積層
し、光情報記録媒体を作製した。
【0026】表1に実験から求められた各層の屈折率、
消衰係数を示し、表3にレーザー波長680nm を用いた場
合の多層膜の光学計算により求めたこの記録媒体におけ
る反射率差、吸収率差の値を示す。表のように結晶状態
と非晶質状態の吸収率の関係は従来とは逆にAcry.>A
amo.となっている。このようにして作製した光情報記録
媒体を、回転しながら半導体レーザービームを照射する
ことによって、記録媒体全面を結晶状態にした。この
後、回転数1800rpm で3.79MHz の信号を記録した後、図
3のような強度変調されたレーザー光で1.08MHz の信号
を重ね書きして、新たに記録した1.08MHz の信号のジッ
ターを測定した。ジッターは記録したマークの長さのば
らつきやマークの位置ずれに比例する。
【0027】その結果、吸収率差ΔA=Acry.−Aamo.
が正である実施例1、実施例2が消去率、ジッター特性
において比較例1より優れていることが分かる。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】
【発明の効果】本発明による光情報記録媒体を用いるこ
とにより、オーバーライト時の消去率の改善及び、ジッ
ター値の低減が可能となると供に生産性が良く、製造コ
ストの低減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光情報記録媒体の一例を示す断面図で
ある。
【図2】図1の構造において入射光の経路を簡単に示し
たものである。
【図3】実施例1で記録に用いたレーザー光の変調を示
した模式図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録層の結晶状態と非晶質状態の2つの
    状態を可逆的に相変化させることにより情報を記録およ
    び消去する光情報記録媒体において、透明な基板上に、
    少なくとも第一の保護層、記録層、第二の保護層および
    反射層を順次形成した構成で、少なくとも第一の保護層
    が硫化亜鉛とチタン酸化物の混合物からなることを特徴
    とする光情報記録媒体。
JP6053347A 1994-03-24 1994-03-24 光情報記録媒体 Withdrawn JPH07262615A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6053347A JPH07262615A (ja) 1994-03-24 1994-03-24 光情報記録媒体

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JP6053347A JPH07262615A (ja) 1994-03-24 1994-03-24 光情報記録媒体

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867868A2 (en) * 1997-03-27 1998-09-30 Mitsubishi Chemical Corporation Optical information recording medium
WO2003067587A1 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Rewritable optical storage medium and use of such medium

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