JPS63179430A - 情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、例えばレーザビーム等の光ビームを照射す
ることにより記録層に層変化を生じさせて情報を記録消
去する情報記録媒体に関する。

（従来の技術） 従来、情報の消去が可能な光ディスクとして相変化型の
ものが知られている。この相変化型の光ディスクにおい
ては、記録層にレーザビームを照射することにより、記
録層が例えば結晶質と非晶質との間で可逆的に相変化す
ることを利用して情報を記録消去する。

このような相変化する材料としては、例えば、Ｔｅ、Ｇ
ｅ、ＴｅＧｅ、ＩｎＳｅ、５ｂＳｅ。

５ｂＴｅ等の半導体、半導体化合物又は金属間化合物が
ある。これらは、その温度により、結晶質相と非晶質相
との２つの状態を選択的にとり、各状態においてＮ−ｎ
−Ｌｋで現される複索屈折率が相違するので、レーザビ
ームによる熱処理でこれら２つの状態を可逆的に変化さ
せて情報を記録消去する（　Ｓ　、　Ｒ、Ｏｖｓｈｌｎ
ｓｋｙ　　Ｍ　ｅｔａｌ　ｌｕｒｇｌｃａｌＴｒａｎｓ
ａｃｔｉｏｎｓ　２　６４１１９７１）。

一方、上述の方式と異なり、レーザビームの照射により
相異なる結晶質間で可逆的に相変化させて情報を記録消
去する技術もある。このような相変化をする材料として
はＩｎＳｂが知られている。

ＩｎＳｂ合金薄膜は、比較的パルス幅が大きいレーザビ
ームの照射により微細な結晶構造が短時間に比較的大き
な結晶に成長する。これら２つの結晶構造は異なる複素
屈折率を有し、レーザビームを照射して再生する場合に
、例えば、反射光量の差として結晶状態を区別する。

前述の結晶質−非晶質間で相変化させて情報を記録消去
する技術の場合には、記録部分の非晶質の安定性が低い
が、この結晶質間の相変化により情報を記録消去する技
術の場合には、記録部分の安定性は良好であり、一度記
録したＩ　ｎＳｂ薄膜記録層を温度が７０℃、相対湿度
が９０％の環境下で約３か月装置しても記録マークが安
定に存在している。この点で、相異なる結晶質間の相変
化により情報を記録する技術のほうが優れている。

ところで、相変化型の光ディスクにおいては、結晶質−
非晶質間の相変化の場合、結晶質間の相変化の場合のい
ずれにおいても、例えば第２図で示す層構成を存してい
る。即ち、ガラス又は有機樹脂で形成された透光性を有
する基板１上に、化学的及び熱的に安定な誘電体材料か
らなる保護層２を形成し、この保護層２の上に記録層３
を形成し、この記録層３の上に保護層２と同様な材料か
らなる保護層４を形成し、更に、取扱い上で生じる傷を
防止するために保護層４の上に紫外線硬化樹脂でつくら
れた保護層５を形成する。

この中で、保護層２．４は以下のような役割を有してい
る。

■レーザビームを記録層３に照射する場合に、記録層３
が加熱されて蒸発することにより穴が形成されることを
防止し、記録消去の繰返しによる記録層３の変形を防止
する。

■光学的な干渉を利用して再生時に信号の増大を図るエ
ンハンスメント効果を有する。

■結晶質と非晶質との間で相変化するタイプの場合には
、レーザビームの照射時に、記録層３からの熱の放出を
容易にして急冷非晶質化を容易にする。

■相異なる結晶質間で層変化するタイプの場合に、記録
層３を断熱して記録層３からの熱の放出を抑制し、記録
層３が溶融した後徐冷して凝固するのを補助する。

このような保護層としては一般的に５ｉ０２が使用され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、相異なる結晶質の間で１口変化させるタ
イプの光ディスク、特に、記録層をＩｎＳｂ合金で形成
した光ディスクの場合には、保護層２．４を５ｉ０２で
形成して成膜直後の非晶質膜をレーザビームの連続照射
により初期結晶。

化しようとすると、例えば、光ディスクの回転数が１０
０乃至１５０　ｒ　ｐｍと遅い場合には、６ｍＷ程度の
出力のレーザビームを１乃至２回同じトラック部分に照
射することにより初期化されるが、この回転数が９００
乃至１１０００ｒｐになると１０ｍＷと大出力のレーザ
ビームであっても、同じトラック部分を６乃至８回も照
射する必要があるという問題点がある。

一方、消去に関しても同様に、光ディスクの回転数が３
００ｒｐｍ以下であれば６ｍＷ程度の低出力のレーザビ
ームを一回照射することにより記録部分を消去すること
ができるが、１１０００ｒｐ以上になると、１０ｍＷの
レーザビームを２乃至３回同じ記録部分に照射しても消
去残りが生ずるという問題点がある。

このような問題点はレーザビームの出力を大きくするこ
とにより解消するが、現在商品化されている小形半導体
レーザでは出力が３０ｍＷで限度であり、実際の出力が
３０ｍＷであっても光学系を通過してディスク面に照射
される有効出力は前述した出力と同様な１０ｍＷ程度に
なってしまう。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
記録層の初期化及び記録した情報の消去を高速化するこ
とができ、初期化不良及び消去残りの発生を抑制するこ
とができる情報記録媒体を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームが照
射されることにより相異なる結晶相の間で相変化して情
報が記録消去される記録層と、基板と記録層との間に形
成された第１の保護層と、記録層の上に形成された第２
の保護層とを有する情報記録媒体において、前記第１の
保護層はその少なくとも記録層に隣接する部分がアモル
ファスシリコンで形成されており、前記第２の保護層は
有機樹脂で形成されていることを特徴とする。

（作用） 相異なる結晶質間の相変化により情報を記録消去する情
報記録媒体において、記録層の基板側の保護層の少なく
とも記録層に隣接する部分をアモルファスシリコンで形
成し、記録層の外側を有機樹脂製とした。アモルファス
シリコンは５ＬＯ２よりも熱拡散率が低く、また、有機
樹脂は更に熱拡散率が小さいので、記録層を保温する能
力が高く、相変化の際に記録層を徐冷凝固させることが
でき、初期化特性及び消去特性を向上させることができ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。

結晶質間の相変化により情報を記録消去する光ディスク
の場合には、記録層を挟む保護層の断熱能力が大きいほ
ど、即ち熱放出を抑制する能力が大きいほど相変化を高
速化することができ、初期結晶化特性及び消去特性を向
上させることができる。記録層から熱が放出することを
抑制する能力は熱拡散率が小さいほど大きいが、従来、
５ｉ０２よりも熱拡散係数が小さい材料で保護層として
適用可能な材料を見出すことができなかった。

しかし、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、記録層の基
板側の保護層をアモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと
記載する）で形成し、記録層の外側の保護層を表面コー
トに使用する紫外線硬化樹脂で形成することにより記録
層を断熱する能力が著しく向上し、初期結晶化及び消去
特性が改善されるばかりでなく、記録特性も改善される
ことが判明した。

熱拡散率は、例えば、５ｉ０２の場合には、０．０１４
ｃｍ２／秒であり、結晶質シリコンは０．１ｃｏ＋２／
秒と５ｉ０２よりも大きい。しかし、本願発明者がＳｉ
をターゲットとしてスパッタ法によりａ−Ｓｉ膜を作成
した結果、このａ−８Ｌの熱拡散率が０．００５ｃｍ２
／秒と極めて小さいことが判明した。また、有機樹脂は
これらの材料よりも更に熱拡散率が小さい。一方、記録
層の外側の保護層を従来のような誘電体ではなく有機樹
脂で形成することができることが判明した。従って、上
述のように保護層を形成することにより所望の特性を得
ることができる。

この実施例に係る情報記録媒体は、例えば第１図に示す
ように構成されている。基板１１は透明で材質上の経時
変化が少ない材料、例えば、ガラス又はポリカーボネー
ト樹脂等の材料でつくられている。基板１１には、保護
層１２、記録層１３及び保護層１４がこの順に形成され
ている。保護層１２．１４は記録層１３を挟むように配
設されており、記録層１３が溶融することを防止すると
共に、記録層１３を断熱して記録層１３からの熱の放出
を抑制するようになっている。この保護層１２はａ−Ｓ
Ｌでつくられており、保護層１４は紫外線硬化樹脂で形
成されている。この保護層１４はディスクの取扱い上表
面に傷等が発生することを防止する役割を兼備えている
。記録層１３は例えばＩｎ−５ｂ合金で形成されており
、レーザビームの照射条件の相違により異なった２つの
結晶間で相変化する。

このような光ディスクは以下のように製造される。先ず
、基板１１を３元スパッタ装置内に設置し、Ｓｉターゲ
ットを使用してアルゴン雰囲気下でスパッタリングし、
ａ−８ｉ製の保護層１２を形成する。次いで、同じ雰囲
気を維持したまま、Ｉｎターゲット及びｓｂツタ−ット
に同時にラジオフリークエンシー（Ｒ，Ｆ、”）ｍ力を
印加して、例えばＩｎ４７Ｓｂ５３製の記録層１３を形
成する。その後、基板をスパッタ装置から外して、スビ
ンコート法により記録層１３の上に紫外線硬化樹脂を塗
布し、これに紫外線を照射して保護層１４を形成する。

次に、このような光ディスクの動作について説明する。

初期化 記録層１３は成膜直後に非晶質であるため、この記録層
にレーザビームを連続光照射して、記録層１３を溶融徐
冷して凝固させ、比較的微細な結晶構造を有する結晶質
に相変化させる。

記録 初期化された記録層１３の上に短いパルス状のレーザビ
ーム１８を照射して微細結晶を急激に結晶成長させて比
較的大きな結晶構造を有する記録ビット１９を形成する
。

再生 −記録層１３に比較的弱いレーザビームを照射し、記録
ビットの反射光の強度を検出することにより情報を読取
る。

消去 レーザビームの照射条件を、基本的に初期化の場合の条
件と同様にして、記録ピット１９に照射する。記録ピッ
ト１９は初期化の場合と同様に溶融徐冷されて凝固し、
微細結晶化する。

次に、この発明に係る情報記録媒体を製造して特性を試
験した試験例について説明する。

アルゴンスパッタにより、グループ付のポリカーボネー
ト基板の上にａ−８ｉ層を１１００人成膜し、次いで、
その上にＩｎ４７Ｓｔ）ｓ３製の記録層を７００人成膜
した。その後、この記録層の上に紫外線硬化樹脂層を１
０μｍ形成し、この光ディスクをサンプルＡとした。比
較のため、基板の上に５ｉ０２保護層を１１００人形成
し、その上に記録層を７００人形成し、その上に再度５
ｉ０２製の保護層を１１００人形成し、更に、その上に
紫外線硬化樹脂で形成された保護層を形成した光ディス
クをサンプルＢとした。これらのサンプルを動特性評価
装置により特性評価した。

波°長が８３０ｎｍの半導体レーザを使用し、初期化に
際しては、出力８ｍＷで連続光照射し、記録に際しては
、出力が１０ｍＷでパルス幅が２００ｎｓ、デユーティ
比が５０％のレーザビームをパルス照射し、消去に際し
ては初期化と同様の出力で連続照射した。その結果を第
１表に示す。

第１表 ここで、ディスクの回転数は２００，４００゜８００，
１２０Ｏｒｐｍとした。表中、初期化回数とあるのは、
初期化に際し、１つのトラックを結晶化するのに要した
レーザビームの照射回数を示し、記録マークの再生信号
とあるのは、記録部分の再生において直流成分に対する
交流信号の振幅を示す。また、消去残りとあるのは、レ
ーザビームを１回照射した後の交流信号の残存量を示す
。

この表で示すように、サンプルＡはサンプルＢに比較し
、特に、ディスクを高速回転する場合において、初期化
におけるレーザビームの照射回数が著しく減少し、消去
残りも極めて少ないことがわかる。また、記録特性にお
いても、サンプルＡは、回転数の増加によっても再生信
号の低下量がサンプルＢに比較して小さく、実用に際し
十分なＣ／Ｎを期待することができることがわかる。

［発明の効果］ この発明によれば、光ビームの照射により相異なる結晶
質間で相変化して情報を記録消去する記録層を有する情
報記録媒体の場合に、記録層の基板側の保護層の少なく
とも記録層と隣接する部分を熱拡散率が小さいアモルフ
ァスシリコンで形成し、記録層の外側の保護層を有機樹
脂で形成したので、記録層の熱放出を抑制することがで
き、結晶質間の相変化に際し、記録層を徐冷凝固させる
ことができる。このため、初期化及び消去特性を著しく
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第２図は従来の情報記録媒体を示す断面図である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、光ビームが照射されることにより相異な
   る結晶相の間で相変化して情報が記録消去される記録層
   と、基板と記録層との間に形成された第１の保護層と、
   記録層の上に形成された第２の保護層とを有する情報記
   録媒体において、前記第１の保護層はその少なくとも記
   録層に隣接する部分がアモルファスシリコンで形成され
   ており、前記第２の保護層は有機樹脂で形成されている
   ことを特徴とする情報記録媒体。
2. （２）前記記録層は、ＩｎＳｂ合金で形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情報記録
   媒体。