JPS63253550A - 光学情報記録媒体 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ線を用いた情報記録再生装置に用いる
記録媒体、例えば光ディスク、とりわけ書き換え可能な
光ディスクに関し、その書き換え特性を向上させる構成
全提供する。

従来の技術 信号を記録、再生、及び消去可能な光ディスクとして、
記録材料にカルコゲン化物を用いた相変化型の光ディス
クが知られている。記録材料が結晶状態の場合を未記録
状態とし、レーザスポットの照射で急熱急冷して非晶質
状態にすることで信号を記録する。又、急熱徐冷で再び
結晶状態となシ、記録信号は消去される。

記録層を酸素や水などの周囲成分から保護する目的で記
録層に隣接して保護層を設けることがある。又、記録・
消去の繰り返し特性を向上させる目的で記録材料を母材
中に分散させた構造が提案されている（例えば特開昭６
７−２０８６４８号公報）。

発明が解決しようとする問題点 光学情報記録媒体において、記録材料を母材中に分散さ
せた混合層に隣接して、少なくとも片側、或いは両側に
保護層を設けた構成とした場合においても、期待される
ほどの繰シ返し寿命の向上が得られなかった。これは主
に、混合層−保護層界面において熱伝導塵、線膨張係数
等の物理的性質の急激な変化が存在し、記録・消去に伴
う温度変化によって局所的に歪が集中する事に起因する
。

歪が著しく蓄積されると、混合層−保護層界面で剥離が
生じたり、混合層や保護層にクラックが生じ、記録・消
去が不可能となる。

問題点を解決するための手段 本発明は、上述の問題を解決するための手段として混合
層の母材及び保護層に注目し、両材料を同一のものとし
たものである。

作　　用 光学情報記録媒体において、混合層の母材及び保護層材
料を同一のものとすることにより、従来構造で両層境界
面において存在した熱伝導塵、線膨張係数等の物理的性
質の急激な変化がなくなる。

その結果記録・消去の繰９返しに伴う歪の局所的な集中
がなくなり繰り返し寿命が著しく改善される。

実施例 以下図面に基づいて本発明を説明する。

第１図に本発明の光学情報記録媒体の構成例を示す。第
１−（ａ）図は母材に占める記録材料の体積比が混合層
の厚さ方向で不連続に変化している例であり、第１−申
）図は連続的に変化している例である。又、第１−（ｃ
）図に示すように反射層を有する構造とすることによシ
入射光を効率よく記録材料に吸収させて感度の高い記録
媒体を得ることができる。

基板１として、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート等の樹脂或
いはガラス等、表面の平滑なものを用いる。光ディスク
の場合、通常基材平面７はレーザ光を導くためにスパイ
ラル又は同心円状のトラックで覆われている。混合層２
は、母材３と母材中に分散する記録材料４からなる。母
材３は、物理的・化学的に安定、すなわち記録材料よシ
も高い融点をもち、かつ記録材料と固溶しない材料であ
ることが望ましい。例えば、Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉｎ。

Ｓ　ｉ　ＯＧ　ｅ　ＯＴ　ｅ　ＯＭ　ｏ　Ｏｓ　＊　Ｗ
Ｏｓ　。

２Ｐ　　　　　２夛　　　　　２＃ ＢｉＦ　　　ＰｂＦ　　　Ｍ９Ｆ２．　　ＺｎＳ、　　
ＳｉＮ等の誘３＃　　　　　２ｐ 電体或いはこれらの適当な組合せからなる。母材３は誘
電体や透明である必要はない。例えば可視光及び赤外線
に対して光吸収性をもりＺｎＴｅで形成してもよい。母
材３に分散させる記録材料４としては、例えばＧｏ、Ｔ
ｏ、Ｓｅ　等をペースとするカルコゲン化物合金のよう
に、結晶状態とアモルファス状態との間で熱的プロセス
に基づき可逆的な構造変化をおこす物質、或いは光磁気
記録媒体に用いられる希土類元素と遷移金属元素とをベ
ースとする物質を用いることができる。結晶状態とアモ
ルファス状態との間で熱的プロセスに基づき可逆的な構
造変化をおこす物質を記録材料として用いた場合には、
記録材料が結晶状態にある時が未記録状態で、レーザス
ポットの照射で急熱急冷で再び結晶状態となシ、記録信
号は消去される。

記録材料を非晶質化し信号を書き込むレーザ光を記録ビ
ーム、結晶化し信号を消去するレーザ光を消去ビームと
呼ぶ。保護層６は母材３と同一材料で形成する。反射層
８としては、Ａｕ、Ｎｉ、Ｆｅ。

Ｏｒ等の金属元素、或いはこれらの合金からなり、記録
材料４への光吸収効率を高める働きをする。

保護基板６は、樹脂をスピンコードしたり、基材と同様
の樹脂板、ガラス板或いは金属板等を接着剤を改いて貼
シ合わせることによって形成する。

さらには、２組の記録媒体全中間基板或いは反射層を内
側にして接着剤を用いて貼り合わせることにより、両面
から記録、再生、消去可能な構造としてもよい。

光学情報記録媒体を、記録材料を母材中に分散させ、か
つ母材と保護層を同一材料で形成した構成とすることに
より、記録・消去の繰り返し寿命が著しく向上すること
が、実験的に確かめられた。

又、混合層及び保護層を同一蒸着装置内でしかも連続的
に形成できることにより量産性をはかることができ、信
頼性の高い光ディスクを安価に量産することができると
いう効果がある。

以下に具体的な例をもって本発明を詳述する。

（実施例１） 第２−（ａ）図に示す構成の試験片を用意した。基板９
として１．２ｍｍ厚のポリカーボネイト樹脂、第１、第
２の保護層１０，１１、及び混合層１２の母材１３の材
料としてＴｅＯ及びＳＩＯ？記録材料１４としてＧｏＴ
ｏを用いた。基板上に、第１の保護層、混合層、第２の
保護層を順次電子ビーム蒸着法によシ形成した。混合層
は、２つの蒸着源から母材材料及び記録材料を同時蒸着
して形成した。混合層に占める記録材料の体積比は５０
％とした。各層の膜厚は、記録・消去に用いるレーザ光
の波長λ（８３０ｎ　ｍ　）と各層の屈折率ｎとを基準
に選んだ。第１の保護層の膜厚を５λ／１６ｎ。

混合層の膜厚を２００　ｎ　ｍ　、第２の保護層の膜厚
をλ／　２　ｎとした。

第２−（ａ）図の構成で保護層及び混合層の母材材料の
組合せを種々にかえた試験片の記録・消去の繰シ返し特
性を、第３図に示す構成の評価装置を用いて調べた。

第３図において、半導体レーザ１６を出た光１６は、第
１のレンズ１７で平行光とされた後、第２のレンズ系１
８で丸いビームに整形され、ビームスプリッタ−１９，
λ／４板２ｏを介して第３のレンズ２１で収束され、Ｘ
Ｙステージ２２上の試験片２３上に照射される。この際
、半導体レーザはパルスジェネレータ２４で直接駆動す
る。適当な照射パワー、照射時間を選んで試験片の変化
を調べた。レーザ照射部の変化は、記録の前後にレーザ
パワーを弱くして照射し、その反射光２６をレンズ２１
及びビームスプリッタ−１９を介して第４のレンズ２６
に導き、光デイテクタ−２７に集光して、その出力変化
で評価する。

第１表に示す記録ビーム及び消去ビームを交互に試験片
に照射することによシ、操シ返し記録・消去ができるこ
とが確認された。ここで、１回目の記録及び消去後の反
射率をそれぞれＲｒｌ　、Ｒｅ１、記録・消去をｎ回縁
シ返した後の記録及び消去後の反射率をそれぞれＲｒｎ
、Ｒａｎ、又ΔＲ１＝Ｒｅ１−Ｒｎ１　、ΔＲｒｎ＝　
ｌ　Ｒｒｌ−Ｒｒｎ　ｌ。

ΔＲｅｎ　＝　ｌ　Ｒｅ１−Ｒｅｎ　ｌ　　とする。記
録−消去の繰シ返しに伴う反射率変化を測定し、ΔＲｒ
ｎもしくはΔＲａｎがΔＲ１／１０を越えた時の繰シ返
し回数ｎを繰シ返し寿命と呼ぶことにする。実験結果を
第２表に示す。

第１表　　記録φ消去ビームの構成 第２表から、保護層及び混合層の母材を同一材料とする
ことによシ繰シ返し寿命が著しく向上することがわかる
。

又、記録・消去を１００万回繰シ返した試験片について
、レーザ照射部の光学顕微鏡観察を行った結果、保護層
及び混合層の母材を同一材料とした試験片については破
れが観察されなかったが、保護層及び混合層の母材が異
なる材料からなる試験片についてはレーザ照射部に破れ
が観察された。

（実施例２） 第２−（ａ）及び（ｂ）図に示す構成の試験片において
、保護層１０及び混合層１２の母材１３を同一材料とし
、５ｉ０２で形成した。記録材料１４はＧ　ｅ　Ｔ　ｅ
とし、混合層中に６０％の体積比で分散させた。

各層の膜厚は、記録−消去に用いるレーザ光の波長λ（
８３０ｎｍ　）と各層の屈折率ｎとを基準に選んだ。第
２−（ａ）図に示す構成の試験片では、第１の保護層の
膜厚を６λ／１ｅｎ、混合層の膜厚を２００　ｎ　ｍ　
、第２の保護層の膜厚をλ／　２　ｎとした。第２−（
ｂ）図に示す構成の試験片では、各層の膜厚は２０ｎｍ
とし、保護層、混合層、保護層と交互に２０層積層した
。前述の評価装置を用い、記録及び消去ビームの構成を
種々変えて各試験片の繰シ返し寿命を調べた。記録ビー
ムをＡｍＷｏ、３μｓ、消去ビームをＡｍＷ　０．３　
ｐ　ｍ　−３ｍ　ｇの間隔−４ｍＷ　２μａ　とした時
のビームパワーＡと記録・消去の繰シ返し寿命の関係を
調べた。この結果を（実施例１）の結果とあわせて第４
図に示す。

母材及び記録層からなる混合層と保護層を交互に設ける
構成とすることにより、記録−消去の繰り返し寿命がさ
らに向上することが第４図かられかる。

（実施例３） 第２−（荀及び（Ｃ）図に示す構成の試験片において、
保護層１０．１１及び混合層１２の母材１３をともにＴ
　ｅＯ２で形成した。記録材料１４はＧ　ｏ　Ｔ　ｏと
し混合層中央部では６０％の体積比で分散させるが、第
２−（ａ）図に示す構成の試験片では保護層との境界付
近で連続的に記録材料の体積比を変えである。各層の膜
厚は、記録・消去に用いるレーザ光の波長λ（８３０ｎ
　ｍ　）と各層の屈折率ｎとを基準に選んだ。第１の保
護層の膜厚１に５λ／１６ｎ。

混合層の膜厚を２００　ｎ　ｍ　、第２の保護層の膜厚
をλ／　２　ｎとした。前述の評価装置を用い、記録及
び消去ビームの構成を種々変えて試験片の記録・消去の
繰シ返し寿命を調べた。記録ビームをＡｍＷ　Ｏ，３ｔ
ｔｓ　、消去ビームをＡ　ｍＷ　０．３　ｐ　ｓ　−３
ｍｓの間隔−４ｍＷ２μ８　とした時の、ビームパワー
Ａと記録寿命の関係を調べた。この結果を第６図に示す
。混合層中に占める記録材料の体積比が膜厚方向で連続
的に変化している構造にすると、記録材料の体積比が膜
厚方向で不連続に変化している場合に比べて、記録・消
去の繰シ返し寿命が長くなることが第６図かられかる。

（実施例４） 第２−（ａ）図に示す構成の試験片において、保護層１
０．１１及び混合層１２の母材１３を同一材料とし、Ｔ
ｅＯ２，５ｉｏ２及びＺｎＴｅで形成した。

記録材料１４はＧ　ｏ　Ｔ　ｏとし、混合層中に６０％
の体積比で分散させた。各層の膜厚は、記録・消去に用
いるレーザ光の波長λ（ｌＢ３０ｎｍ）と各層の屈折率
ｎとを基準に選んだ。第１の保護層の膜厚を６λ／１ｅ
ｓｎ、混合層の膜厚を２００ｎｍ。

第２の保護層の膜厚をλ／　２　ｎとした。前述の評価
装置を用い、記録及び消去ビームの構成を種々変えて各
試験片の繰り返し寿命を調べた。記録ビームをＡｍＷ　
０．３　μｓ　、消去ビームをＡｍＷｏ、３４１−３　
ｍｓの間Ｗ４−４ｒｎＷ２μ８とした時の、ビームパワ
ーＡと記録−消去の繰り返し寿命の関係を各試−片につ
いて調べた。この結果を第６図に示す。

母材材料としてＺｎＴｅを用いた試験片の方が、Ｔ　ｅ
　Ｏｆ３　ｉ　０２　　を用いた試験片に比べて低パワ
−で長寿命であることが、第６図かられかる。分光器に
よる光学定数の測定結果、Ｚ　ｎＴ　ｅ　、　Ｔ　ｓｏ
２゜５１０２薄膜の消衰係数はそれぞれ０＃　Ｏ＊　Ｏ
−１であった。母材’ｒ　ｅ　Ｏ２＊　Ｓ　ｉ　Ｏ２が
透光性であるのに対して、母材ＺｎＴｅは光を吸収する
ので入射光を効率よく熱に変換する。光吸収性のある材
料を混合層の母材とすることによυ高感度な記録媒体が
得られることが第６図かられかる。

発明の効果 本発明によれば、従来の光学情報記録媒体よシも記録・
消去の繰り返し寿命が著しく向上した光学情報記録媒体
が提供される。又、記録媒体作成上の工程が大幅に削減
されるので、信頼性、量産性、経済性ともに向上する。

この効果に基づき、例えば画像処理用のコンピューター
用ファイル・メモリー等への応用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学情報記録媒体の基本構造を示す断
面図、第２図は記録・消去の繰り返し寿命測定用の試験
片の断面図、第３図は本発明の記１・・・・・・基板、
２・・・・・・混合層、３・・・・・・母材、４・・・
・・・記録材料、５・・・・・・保護層、６・・・・・
・保護基板。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 甘　免 第　２　図 Ｉ３（！−計 第３図 第　４［！１ 第５図 ビームパワー　Ａ（ｍＷＪ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光、熱に対して安定な母材中に、光、熱等を吸収
   しその結果として物理的又は化学的変化を生ずる記録材
   料を分散させた混合層と、前記混合層に隣接して保護層
   を有する光学情報記録媒体において、前記母材材料と前
   記保護層材料を同一材料で形成したことを特徴とする光
   学情報記録媒体。
2. （２）母材及び記録材料からなる混合層と保護層を交互
   に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学情報記録媒体。
3. （３）母材及び記録材料からなる混合層の厚さ方向で、
   混合層中に占める記録材料の体積が連続的に変化する部
   分をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学情報記録媒体。
4. （４）記録ビームに対して光吸収性のある材料を母材と
   して用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光学情報記録媒体。