JPH09226247A - 相変化型光記録媒体 - Google Patents

相変化型光記録媒体

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JPH09226247A
JPH09226247A JP8040205A JP4020596A JPH09226247A JP H09226247 A JPH09226247 A JP H09226247A JP 8040205 A JP8040205 A JP 8040205A JP 4020596 A JP4020596 A JP 4020596A JP H09226247 A JPH09226247 A JP H09226247A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録感度が高く、しかも、オーバーライトが
可能な高反射率、高コントラストのＣＤ完全互換用相変
化型光記録媒体を得る。 【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、該記録層がＡｇ
およびＳと、ＳｂまたはＡｓのいずれかとからなる３種
の元素と、Ｚｎ、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎからなる群から
選択された少なくとも１種の元素とを主成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は書き替え可能な光記
録媒体の分野に応用可能な相変化型光記録媒体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＤ（コンパクトディスク）の完
全互換をめざしたものが注目されている。例えば、
（１）Ｉｎ−Ｓｅを記録層、ＳｉＯ2を耐熱保護層、Ｃ
ｕを反射層に利用したもの（第４回相変化記録研究会シ
ンポジウム予稿集 ｐ．８２〜８６）、（２）Ｇｅ−Ｓ
ｂ−Ｔｅを記録層として、耐熱保護層にＺｎＳ・ＳｉＯ
2やＳｉＯ2を用い、反射層としてＡｕを利用したもの
（第５回相変化記録研究会シンポジウム予稿集 ｐ．９
〜１４）、そして（３）記録層にＧｅＴｅ、耐熱保護層
にＴａ2Ｏ5やＳｉＯ2を利用し、反射層にＡｕを用いた
ものが提案されている（たとえば，特開平５−２４２５
３１号公報）。
【０００３】以上の発明はいずれも光記録媒体の層構成
による多重干渉効果を利用して高反射率、高コントラス
トを実現しようとしているが、ＩｎＳｅを記録膜とした
系は消去をＤＣ光で行っており、オーバーライトはでき
ない。一方、ＧｅＳｂＴｅ、ＧｅＴｅを記録層とした系
は記録に高パワーを必要とするため記録感度に問題を有
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
感度が高く、しかも、オーバーライトが可能な高反射
率、高コントラスト、すなわち、ＣＤ完全互換用相変化
型光記録媒体を提供することにある。ＣＤと完全互換で
あるためには初期化状態または消去状態（共に結晶相）
での反射率Ｒ1が７０％以上、かつ、記録後（アモルフ
ァス相）の反射率Ｒ1に対するコントラスト（Ｒ1−
Ｒ2）／Ｒ1が０．６以上あることが要求されている。そ
してこれを実現するために、一般に、記録媒体の層構成
による多重干渉効果を利用する方法が提案されており、
例えば、ＩｎＳｅを記録層とし、これをＳｉＯ2の誘電
体層でサンドイッチし、Ｃｕを反射層とした記録媒体が
第４回相変化記録研究会予稿集（ｐ．８２）に記載され
ている。
【０００５】しかし、この記録媒体は高い反射率（〜７
０％）とコントラスト（０．６）を有し、１３ｍｗとい
うパワーで記録されているものの消去ができておらず実
用的でない。一方、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅを記録層とし、Ｚ
ｎＳ・ＳｉＯ2を誘電体層、Ａｕを反射層とした構成の
記録媒体が提案（第５回相変化記録研究会予稿集ｐ．
９）されており、この記録媒体は反射率、コントラスト
の点で問題ないが、記録に要するレーザパワーをディス
ク上で３０ｍｗ近く必要とし極めて記録感度が悪くこれ
また実用的でない。また、オーバーライトは可能である
が高パワーを必要とするため、熱ダメージが大きく、繰
り返し特性が悪い。さらに、ＧｅＴｅを記録層、Ｔａ2
Ｏ5を誘電体層、そしてＡｕを反射層とした構成のもの
も提案されている（たとえば，特開平５−２４２５３１
号公報）がＧｅＴｅは融点が７２５℃あり、これも記録
に要するパワーが高いことが予想され実用的でない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、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、該記録層がＡｇおよび
Ｓと、ＳｂまたはＡｓのいずれかとからなる３種の元素
と、Ｚｎ、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎからなる群から選択さ
れた少なくとも１種の元素とを主成分としてなることを
特徴とする相変化型光記録媒体が提供される。
【０００７】第二に、記録材料の安定相と準安定相との
間の相変化を利用することにより記録および消去を行う
光記録媒体において、該記録材料の安定状態がＡｇ3Ｓ
ｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3である記録層を設けることを
特徴とする相変化型光記録媒体が提供される。
【０００８】第三に、上記第二に記載した相変化型光記
録媒体において、記録時は準安定状態としてのアモルフ
ァス状態であるが、初期化および消去時には安定状態と
して化学量論組成のＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3が
結晶状態であることを特徴とする相変化型光記録媒体が
提供される。
【０００９】第四に、上記第一に記載した相変化型光記
録媒体において、記録状態の安定相がＡｇ3ＳｂＳ3また
はＡｇ3ＡｓＳ3である記録材料にＺｎ、Ｓｉ、Ｇｅおよ
びＳｎからなる群から選択された少なくとも１種の元素
が添加された記録層を有する光記録材料であって、前記
Ｚｎはドナーとして、また、前記Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ
からなる群から選択された少なくとも１種の元素はアク
セプタとして機能することを特徴とする相変化型光記録
媒体が提供される。
【００１０】第五に、記録材料の結晶状態とアモルファ
ス状態の相変化を利用する光記録媒体において、記録層
の組成比（百分率）が下記式（I）または（II）で表さ
れることを特徴とする相変化型光記録媒体が提供され
る。
【化１】（Ａｇ3ＳｂＳ3）XＭ100-X ……（I）
【化２】（Ａｇ3ＡｓＳ3）XＭ100-X ……（II） 上記式（I）および（II）において、ＭはＺｎ、Ｇｅ、
ＳｉおよびＳｎの群から選ばれた少なくとも１種の元
素、Ｘは９２≦Ｘ≦９９で表される整数を示す。
【００１１】第六に、上記第一ないし第五記載のいずれ
かの相変化型光記録媒体において、前記記録層の上面お
よび下面に耐熱保護層としてＺｎ（Ｓ，Ｏ）・ＳｉＯ2
からなる誘電体層を設けることを特徴とする相変化型光
記録媒体が提供される。
【００１２】第七に、上記第六に記載した相変化型光記
録媒体において、前記誘電体層の組成比（百分率）が下
記式（III）で表されることを特徴とする相変化型光記
録媒体が提供される。
【化３】 （ＺｎＳ）α（ＺｎＯ）β（ＳｉＯ2）γ ……（III） 式中、αは３０ないし８０、βは１０ないし５０、γは
５ないし３０までのいずれかの整数であり、かつ、α＋
β＋γ＝１００の関係を有する。
【００１３】第八に、上記第一ないし第七記載のいずれ
かの相変化型光記録媒体において、上記最上層にＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ合金からなる反射放熱層を有することを特徴
とする相変化型光記録媒体が提供される。
【００１４】
【作用】上記第一ないし第四に記載した構成によれば、
相変化を行う際の安定状態に対応する結晶状態が化学量
論組成のＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3である。従っ
てその物性はＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3とほぼ同
等であるため融点が４７３℃、４８０℃と相変化材料の
中では極めて低温であることから高パワーを必要とする
ことなく記録が行える。
【００１５】さらに、添加するＺｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎ
の各元素のうち、ＺｎはＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3Ａｓ
Ｓ3の構造中でドナーとして作用し、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎ
はアクセプタとして作用することから、この不純物レベ
ルを通しての光吸収が期待されるため一層の記録感度の
向上が図れる。
【００１６】また、Ａｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3の
バンドギャップは〜１．８ｅＶ程度と比較的広いため各
層間による干渉効果を利用できるので高反射率、高コン
トラストの相変化型光記録媒体が得られる。
【００１７】上記第五に記載した構成によれば、記録膜
の組成比が（Ａｇ3ＳｂＳ3）XＭ100 -X、または、（Ａｇ
3ＡｓＳ3）XＭ100-X、ただし、ＭはＺｎ、Ｇｅ、Ｓｉお
よびＳｎの中から選ばれた少なくとの１種の元素であ
り、その組成比が９２≦Ｘ≦９９であることから、Ｘが
この範囲にある限り融点がＡｇ3ＳｂＳ3単独の４７３℃
またはＡｇ3ＡｓＳ3単独の４８０℃に近い値をとるこ
と、また、添加物としてＺｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎがドナ
ー、アクセプタとして十分な効果が期待できるため光吸
収能が向上し記録感度が改善される。
【００１８】上記第六に記載した構成によれば、耐熱保
護層としての誘電体層を設けることにより干渉効果が大
きくなり、高反射率、かつ、高コントラストが図れる。
また、誘電体材料としてＺｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ2を用
いることにより従来よりも高い熱伝導率を得ることがで
きる。すなわち、ＺｎＯは熱伝導率５０Ｗ／Ｋ・ｍと誘
電体材料の中では大きく、熱伝導率の小さなＺｎＳ・Ｓ
ｉＯ2と組み合わせることにより大きな熱伝導率が得ら
れる。従って記録媒体は急冷構造となるため線速が遅い
ＣＤに応用する場合アモルファス化が容易となる。
【００１９】上記第七に記載した構成によれば、前記式
（III）の組成耐熱保護層として高い熱伝導率が得ら
れ、しかも、耐熱保護層としての機能を十分に得ること
ができる。
【００２０】上記第八に記載した構成によれば、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｍｇ合金を利用することにより極めて安定な耐食
性と高熱伝導性を有する反射層が形成するため繰り返し
特性の向上した記録媒体が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の記録媒体の構成を図面を
参照して説明する。図１は本発明の記録媒体の構成例を
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
熱保護層は必ずしも記録層の両側に設ける必要はない
が、基板１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層を設けることが望ましい。
【００２２】基板１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−スチレン共重合樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フ
ッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる
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。
【００２３】誘電体層は本発明によるＺｎＳ・ＺｎＯ・
ＳｉＯ2を用いてスパッタ法により膜形成を行なう。本
誘電体層は耐熱保護層としての機能と光干渉層としての
機能も有することから、これらの機能を最大限に活かす
ことが必要であり、そのためには膜厚を２００〜３００
０Å、好ましくは３５０Å〜２０００Åとする。２００
Å以下の場合は耐熱保護層としての機能が失われ、ま
た、３０００Å以上になると界面剥離が生じやすくな
る。
【００２４】反射放熱層は本発明においてはＡｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ合金が用いられる。一般的にはスパッタ法により
膜形成を行う。膜厚は５００Å〜２０００Å、好ましく
は７００Å〜１５００Åである。
【００２５】また、本発明の記録層は、一般的にはスパ
ッタ法により膜形成が行われ、その膜厚は１００Å〜１
０００Å、好ましくは２００Åから３５０Åがよい。１
００Åより薄いと光吸収能が低下し記録層としての機能
を失う。一方、１０００Åより厚いと透過光が少なくな
るため干渉効果を期待できなくなる。
【００２６】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 〔実施例１〕ピッチ１．６μｍ、深さ６００Åの溝付
き、厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍφのポリカーボネ
ート基板上に表１に示す構成の下部耐熱保護層、記録
層、上部耐熱保護層および反射放熱層を順次スパッタ法
により積層し相変化型光記録媒体を作製した。また、表
２に使用した保護層膜の熱伝導率を示す。熱伝導率は光
交流法により測定した。
【００２７】本実施例では、記録層に本発明のＡｇ3Ｓ
ｂＳ3を用い、保護層および反射層は従来の（ＺｎＳ）
80（ＳｉＯ2）20およびＡｌ合金を用いた。なお、記録
層には不純物は添加していない。各層の膜厚は高反射
率、高コントラストが得られる条件をシュミレーション
により求めたものを利用した。表１に各実施例で使用し
た各層材料を示す。また、表２に使用保護層膜の熱伝導
率を示す。熱伝導率は光交流法により測定した。
【００２８】〔実施例２〕記録層にＺｎを添加した以外
は実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を作製
した。
【００２９】〔実施例３〕記録層にＺｎを添加し、ま
た、耐熱保護層に本発明のＺｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ2を
使用した以外は実施例１と全く同様にして相変化型光記
録媒体を作製した。
【００３０】〔実施例４〕記録層にＺｎを添加し、ま
た、耐熱保護層に本発明のＺｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ2を
使用し、さらに、反射層に本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉを
使用した以外は実施例１と全く同様にして相変化型光記
録媒体を作製した。
【００３１】〔実施例５〕記録層にＡｇ3ＡｓＳ3とＧｅ
を用い、耐熱保護層に本発明のＺｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ
2を使用し、反射層に本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉを使用
した以外は実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒
体を作製した。
【００３２】〔実施例６〕記録層にＺｎ、Ｓｎを添加
し、耐熱保護層に本発明のＺｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ2を
使用し、反射層に本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉを使用した
以外は実施例１と全く同様にして相変化型光記録媒体を
作製した。耐熱保護層にはＺｎＯを増量した。
【００３３】〈評価〉以上のようにして得られた記録媒
体のディスク特性を評価した。ディスクを初期化後、線
速１．２ｍ／ｓ、記録周波数ｆ1＝０．４ＭＨＺで記録
した後、ｆ2＝０．７２ＭＨＺでオーバーライトを行っ
た。このときのＣ／Ｎと消去比を表２に示す。記録用レ
ーザパワーは７８０ｎｍである。また、表３に反射率、
コントラストおよびオーバーライトの繰り返し回数を示
す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】表３の実施例１の結果から記録層にＡｇ3
ＳｂＳ3を用いると反射率、コントラストともＣＤ完全
互換用として使用可能性が高くなることが分かる。
【００３８】また、実施例２からＡｇ3ＳｂＳ3にＺｎを
添加すると記録感度が大幅に向上することが分かる。こ
れはＺｎがＡｇ3ＳｂＳ3の中でドナー準位を作り、これ
により吸収が促進され光の吸収効率が向上したためと考
えられる。この高感度化によりオーバーライトの繰り返
し回数も４０回程度に向上した。
【００３９】実施例３によれば記録層にＺｎを添加し、
さらに、誘電体層にＺｎＳＺｎＯＳｉＯ2を用いたこと
により記録感度が一層向上することが分かる。これはＺ
ｎＳ・ＺｎＯ・ＳｉＯ2の熱伝導率がＺｎＳ・ＳｉＯ2よ
りも大きいためアモルファス化（記録）しやすくなって
いるものと考えられる。オーバーライトの繰り返し回数
は６０回に向上した。保護層の熱伝導率が大きいたため
熱ダメージの影響が少なくなったためと考えられる。
【００４０】実施例４は実施例３の場合と基本的なディ
スク特性、反射率、コントラストが同じであること、ま
た、オーバーライトの繰り返し回数は８０回に向上して
いることからＣＤ完全互換用として使用可能であること
が分かる。
【００４１】実施例５は記録層にＡｇ3ＡｓＳ3とＧｅを
用いたところ、反射率およびコントラストの結果、ま
た、オーバーライトの繰り返し回数から使用可能である
ことが分かる。
【００４２】実施例６は記録層にＡｇ3ＳｂＳ3にＺｎお
よびＳｎを用いたことによりドナー、アクセプタ両準位
が形成され、この準位を通して光吸収が促進されたもの
と考えられる。また、保護層のＺｎを増量した結果、膜
の熱伝導率が向上し、よりアモルファス化しやすくなっ
たことが考えられる。即ち、ＺｎＯの熱伝導率は誘電体
膜の中でも比較的大きいことが知られており、このＺｎ
Ｏの割合が増加した結果、誘電体膜の熱伝導率が増大し
たものと考えられる。また、オーバーライトの繰り返し
回数は９５回となった。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、上記第一ないし第四に記
載した記録媒体によれば、記録層に融点が極めて低いＡ
ｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3を使用したことから高パ
ワーを必要とせず記録が行える相変化型光記録媒体が得
られる。また、これにＺｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎを添加す
ることによりＺｎがドナー準位を、Ｇｅ、ＳｉまたはＳ
ｎがアクセプタ準位を形成するため、この準位を通して
光吸収が可能となり、記録時の入射光を効率的に吸収す
ることが可能となるため記録感度を向上することができ
る。
【００４４】上記第五に記載した相変化型光記録媒体に
よれば、記録膜の組成比をＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3Ａ
ｓＳ3に近い値をとることができ、高い記録感度が期待
できる。
【００４５】上記第六および第七に記載した相変化型光
記録媒体によれば、耐熱保護層の熱伝導率を従来のそれ
よりも大きくすることが可能であり、これによりアモル
ファス化しやすくなり記録感度を向上することができ
る。
【００４６】上記第八に記載した相変化型光記録媒体に
よれば、反射層にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉを用いることにより
反射層の耐熱性が向上し、しかも熱伝導率も比較的大き
いため熱の放散性を高めることができ記録媒体に対する
熱ダメージを低減することができるため繰り返し特性を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録媒体の構成例を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 下部耐熱保護層 ３ 記録層 ４ 上部耐熱保護層 ５ 反射放熱層
【表１】
【表２】
【表３】

Claims (8)

    【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、該記録層が
    ＡｇおよびＳと、ＳｂまたはＡｓのいずれかとからなる
    ３種の元素と、Ｚｎ、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎからなる群
    から選択された少なくとも１種の元素とを主成分として
    なることを特徴とする相変化型光記録媒体。
  2. 【請求項２】 記録材料の安定相と準安定相との間の相
    変化を利用することにより記録および消去を行う光記録
    媒体において、該記録材料の安定状態がＡｇ3ＳｂＳ3ま
    たはＡｇ3ＡｓＳ3である記録層を設けることを特徴とす
    る相変化型光記録媒体。
  3. 【請求項３】 記録時は準安定状態としてアモルファス
    状態であるが、初期化および消去時には安定状態として
    化学量論組成のＡｇ3ＳｂＳ3またはＡｇ3ＡｓＳ3が結晶
    状態であることを特徴とする請求項２記載の相変化型光
    記録媒体。
  4. 【請求項４】 記録状態の安定相がＡｇ3ＳｂＳ3または
    Ａｇ3ＡｓＳ3である記録材料にＺｎ、Ｓｉ、Ｇｅおよび
    Ｓｎからなる群から選択された少なくとも１種の元素が
    添加された記録層を有する光記録媒体であって、前記Ｚ
    ｎはドナーとして、また、前記Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎか
    らなる群から選択された少なくとも１種の元素はアクセ
    プタとして機能することを特徴とする請求項１記載の相
    変化型光記録媒体。
  5. 【請求項５】 記録材料の結晶状態とアモルファス状態
    の相変化を利用する光記録媒体において、記録層の組成
    比（百分率）が下記式（I）または（II）で表されるこ
    とを特徴とする相変化型光記録媒体。 【化１】（Ａｇ3ＳｂＳ3）XＭ100-X ……（I） 【化２】（Ａｇ3ＡｓＳ3）XＭ100-X ……（II） 上記式（I）および（II）において、ＭはＺｎ、Ｇｅ、
    ＳｉおよびＳｎの群から選ばれた少なくとも１種の元
    素、Ｘは９２≦Ｘ≦９９で表される整数を示す。
  6. 【請求項６】 前記記録層の上面および下面に耐熱保護
    層としてＺｎ（Ｓ，Ｏ）・ＳｉＯ2からなる誘電体層を
    設けることを特徴とする請求項１ないし５記載のいずれ
    かの相変化型光記録媒体。
  7. 【請求項７】 前記誘電体層の組成比（百分率）が下記
    式（III）で表されることを特徴とする請求項６記載の
    相変化型光記録媒体。 【化３】 （ＺｎＳ）α（ＺｎＯ）β（ＳｉＯ2）γ ……（III） 式中、αは３０ないし８０、βは１０ないし５０、γは
    ５ないし３０までのいずれかの整数であり、かつ、α＋
    β＋γ＝１００の関係を有する。
  8. 【請求項８】 最上層にＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ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ないし７
    記載のいずれかの相変化型光記録媒体。
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