JPH0264937A - 光学情報記録部材 - 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 本発明は光学的手段を用いて高速かつ高密度に情報を記
録、再生、消去するための光学情報記録部材に関するも
のである。

従来の技術 消去可能で繰り返し記録再生可能な非破壊型の光学情報
記録部材、たとえば光デイスクメモリーにおいて、基材
として用いられるプラスチックがレーザ加熱時に損傷を
受けないように、記録層に接する面に耐熱保護層を設け
ることが提案されている。

従来、相変態型の光学情報記録部材の耐熱保護層として
、窒化ケイ素、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、硫化亜鉛、
セレン化亜鉛などが使用されていた。これらの材料は光
学的性質、熱的性質０機械的性質が優れていた。

発明が解決しようとする課題 前記の耐熱保護層は光学情報記録部材用の条件をほぼ満
たしているが、完全に要求を満足しているとはいえない
、特に書き換え可能な光メモリーの場合、レーザ照射に
よる加熱、冷却の繰り返しによって耐熱保護層に破れ又
は歪みが入るため、再生信号のノイズが増加し記録、消
去の繰り返し特性が十分得られなかった。

本発明は、光学情報記録部材の記録、消去の繰り返し特
性を決定する要因の一つである記録、消去時のノイズの
増加をなくす耐熱保護材料を開発することを目的とする
。

ｉｌ！！題を解決するための手段 耐熱保護層として、記録層に接する部分に高融点の耐熱
保護層を設け、さらにこの耐熱保護層の片面又は両面に
前記の耐熱保護層より体積弾性率が小さい保護層を設け
ることである。

作用 基材上に光吸収性の記録層と耐熱保護層とを有する光学
情報記録部材において、記録層に接して高融点の耐熱保
護層を用い、そして記録層に接しない面に前記耐熱保護
層より体積弾性率の小さい保護層を設けることにより、
記録、消去時の記録層及び耐熱保護層の膨張、収縮の歪
みを従来より低減できる。さらに高融点の耐熱保護層が
記録層に接しているため、耐熱保護層の熱的劣化を抑制
できる。

これにより、耐熱保護層に破れ又は歪みが入りにくくな
り、光学情報記録の記録、消去の繰り返し時のノイズを
低減できる。

実施例 以下本発明の一実施例について添付図面に基づき説明す
る。第１図は本発明において基本となる光学情報記録部
材の断面の概略であり、１が基材、２が高融点の耐熱保
護層、３が保護層、４が記録層であって１の基材を５の
接着剤で貼り合わせている６本発明では、２の耐熱保護
層と３の保護層の材質を特定のものにすることが特徴で
ある。

ここで従来の耐熱保護材料では、上記に記載したように
記録、消去の繰り返しを行うとノイズが増加する欠点が
あった。このノイズ増加の原因を検討した結果、記録、
消去の繰り返しを行うと、記録材料が膨張、収縮を繰り
返し、これにより、耐熱保護層に歪み又は内部応力が蓄
積され、耐熱保護材料が破れるとか、変形を生じること
が観察された。この結果としてノイズが増加したと思わ
れた。

そこで本発明者らは、耐熱保護層として体積弾性率の小
さい材料を用いれば、ノイズを抑制することができると
考えた。しかし体積弾性率の小さい材料は融点が約１０
００　℃以下と低く、熱的安定性に問題があった。つま
り記録材料と耐熱保護層が熱で反応を起こす、又は耐熱
保護層が熱的に劣化する可能性があった。そこで熱的安
定性にすぐれた高融点の耐熱保護層を約５ｎｍから５０
ｎｍ記録層に接する面に設け、さらにこの耐熱保護層の
両側に、前記の高融点の耐熱保護層より体積弾性率の小
さい保護材料つまり、ＺｎＳ。

Ｚｎ５ｅ、ＭｏＳ、、弗化物等を設けることにより、上
記の問題点を解決できると考えて、実験を行った。その
結果、ノイズの増加を低減することができた。

ここで高融点の耐熱保護材料として、炭化ケイ素、窒化
ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムを用いた。

以上のように体積弾性率の小さい保護材料を用いること
で、記録膜の膨張、収縮時に、保護層が従来より記録膜
に追随しやすく、保護層に内部応力が蓄えられないので
、保護層が破れにくく塑性変形しにくくなる。このため
ノイズが低下するものと思われる。

また、この構造で高融点の耐熱保護層の厚さが厚くなる
と、上記の保護層の効果が元厚されない、そして反対に
耐熱保ｔＸ１ｍの厚さが薄くなりすぎると、上記の保護
層と記録膜が反応する。このために高融点の耐熱保護層
は厚さの制限を受ける。実験によると５層ｍから５０ｎ
ｍが最適であった。

一方、光を記録層により多く吸収させるためには、体積
弾性率の小さい保護材料の屈折率（ｎ）が２．０以上で
ある必要があった。そして体積弾性率の値はＺｎＳの８
００Ｋｂａｒ　（文献値）以下の値である保護材料であ
れば繰り返し特性は良好であった。またこの体積弾性率
の小さい保護材料は、高融点の耐熱保護材料の両面でな
く、片面に設けることでも効果があった。

次に高融点の耐熱保護材料が記録膜と反応しないために
は、記録膜の融点以上の必要があり、少なくとも１５０
０″Ｃ以上が必要であった。実験によれば特に融点が１
７００℃以上で繰り返し特性が良好であった。

以上のように本発明では熱的な特性を高融点の耐熱保護
層に分担させ、機械的、光学的な特性を体積弾性率の小
さい保護層に分担させることにより、繰り返しの特性を
飛躍的に向上させることができた。

以下に具体的実施例を示す。

実施例１ ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）よりなる基材上
に蒸着法で、Ｚｎ５ｅの保護層を作成し、さらにこの上
にＳｉＯ□よりなる耐熱保護層を作成した。記録層の成
分は可逆的に結晶状態とアモルファス状態との間を往復
させることにより、記録消去が可能な相変化型の材料の
一種であるＴｅＧｅ５ｎＡｕ系のものを用い、膜厚は１
１００ｎとした。

Ｓ　＋　０２は記録層の基材側及び上側に、それぞれＯ
ｎｍ〜８０ｎｍの範囲で作成した。さらにこの両側にＺ
ｎ５ｅの保護層をそれぞれ１１００ｎ。

２００ｎｍ作成した。ディスクの断面の構成は第１図の
ようにした。この膜厚構成はレーザ光の記録層への吸収
効率の観点からと、光学的変化が大きくなる観点から決
めたものである。

第１表に記録消去の繰り返し１０５回後の、Ｃ／Ｎ値及
び初期に対してのノイズ増加のＳ　ｉ　Ｏ。

耐熱保護層の厚さ依存性を示した。この測定はディスク
上に形成したものを回転しながら動的に測定したもので
ディスクの線速度は約５ｍ／ｓ、記録パワー〇ｍｗ、消
去パワー１２ｍｗであった。

レーザの波長は８３０　ｎｍでビームはディスク上で回
折限界まで絞っている。

第１表に示すように、ＳｉＯ□層の薄い場合はＺｎ５ｅ
の効果が主で、Ｚｎ５ｅが熱的に弱いためにＣ／Ｎの値
が低くなった。そして前記の５ｉｎ２層の厚さが５０ｎ
ｍまではノイズの増加も少なく、Ｃ／Ｎの変化も小さか
った。しかし５ｉ０２屡の厚さが６０ｎｍ以上になると
Ｃ／Ｎがノイズ増加のために低下した。このように３１
０２層の厚さが５層ｍ〜５０ｎｍのとき繰り返しの記録
特性を向上させることができた。

なお、本実施例では第１図に示すように５ｉｎ２層の上
にＺｎ５ｅ層を設けた構造であるが、他の高融点の耐熱
保護層の上にＺｎ５ｅを設けた構造の場合も本実施例と
同様にノイズの低下、及び操り返し特性の向上に効果が
あった。

（以　下　余　白） 第１表、記録消去の繰り返し１０５回後のＣ／Ｎ及びノ
イズ（初期に対しての増加）の ５１０２耐熱保護層の厚さ依存性 実施例２ ポリカーボネイト（ＰＣ）よりなる基材上に、蒸着法で
ＺｎＳの保護層を作成し、さらにこの上に窒化ケイ素（
ＳｉＮｘ）よりなる耐熱保護層をスパッタで作成した。

記録層には記録消去が可能な相変化型材料の１つである
ＴｅＧｅ５ｅＳｂ系のものを用い、記録層の膜厚は１１
００ｎとした。

つまり、第１図に示す構造で前記のＳ　ｉＮｘ層は記録
層の両側に２Ｑｎｍ設け、さらにこの両側にＺｎＳをレ
ーザ入射側にｌｏＯｎｍ、反対側に２００　ｎｍ設ける
構造とした。この膜厚構成はレーザの記録膜への吸収効
率の観点からと、光学変化が大きくなるような観点とか
ら決めたものである。

上記の構成にすることにより、ＺｎＳ又はＳｉＮｘを単
独で用いた場合の記録消去の繰り返し特性より向上する
ことができた。具体的に言えば従来ＺｎＳの場合、Ｚｎ
Ｓが熱的に弱いため繰り返しが良好であったのは数千回
であった。またＳ　ｉＮｘを用いた場合、数千回でノイ
ズが増加した。これに対して本発明の上記の構成にする
ことにより、数万回でも、ノイズの増加が抑制され、繰
り返し特性が良好であった。

実施例３ 実施例２と同様なディスク構成で、保護層として硫化モ
リブデンを用い、記録層に接する面に炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）による耐熱保護層を用いた。

膜厚はＭ　ｏ　Ｓ　２をレーザ入射側に１１００ｎ、反
対側に２００　ｎｍ設け、ＳｉＣの層を３Ｑｎｍ。

記録膜を１１００ｎとした。この場合も、耐熱保護層を
本実施例のような複層構造ではないＭｏＳ２又はＳｉＣ
を単層としたときの繰り返し特性より、ノイズの低減が
図れ繰り返しの回数が１桁以上向上した。

実施例４ 実施例２と同様なディスク構成で、保護層として弗化物
のなかでＣａＦ、を用い、記録層に接する面に酸化アル
ミニウム（Ａｎ！、Ｏ，）による耐熱保護層を用いた。

膜厚はＣａＦ、をレーザ入射側に１１００ｎ、反対側に
２００ｎｍ設け、ＣａＦ２層を２Ｑｎｍ、記録膜を１１
００ｎとした。この場合も、Ａｎ！２０８又はＣａ　Ｆ
　２を単層としたときの繰り返し特性より、ノイズの低
減が図れ繰り返し特性が１桁向上した。

実施例５ 実施例１から４に用いた保護層及び耐熱保護層のバルク
の体積弾性率の文献値を比較するとＭｏＳ　　＜Ｚｎ５
ｅ＜ＣａＦ２　＜ＺｎＳＺｎＳ＜Ａｊ！２０Ｂ＜Ｓ　ｉ
０２　＜ＳｉＮｘ＜ＳｉＣあった。ここでＺｎＳの体積
弾性率は約８００Ｋｂａｒであった。そこで、ＺｎＳの
体積弾性率より小さい材料を保護材料として用いた場合
、上記と同様にノイズの低減が図れ、繰り返し特性が向
上した。しかし保護層の屈折率が２．０より小さいとき
は記録膜の光吸収率が小さくなりレーザパワーが高くな
った。

またここで高融点の耐熱保護材料として用いたＡｊ！２
０ｇ、５ＩＯ１，５ＩＮｘ、ＳｉＣの融点は１７００　
℃以上であった。そこで融点が１７００℃以上の他の材
料を耐熱保護層として用いた場合でも上記と同じ効果が
あつた。

実施例６ 本発明のディスク断面の構成を第１図から第４図に示し
た。実施例１から５までは第１図の構成であった。第２
図から第４図構成のディスクを作成し、記録消去の繰り
返し特性を調べた。保護層３にはＺｎ５ｅ、高融点の保
護層にはＳ　ｉＮｘを用いた。第２図から第４図の構成
の場合すべてノイズを抑制する効果があった。

発明の効果 本発明によれば、保護層の熱的、機械的な特性を記録膜
に接する高融点の耐熱保護層に分担させ、記録消去の繰
り返し時のノイズの抑制を体積弾性率の小さい保護層に
分担させることにより、記録消去の繰り返し特性を飛躍
的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明における光学情報記録媒体の
断面図である。 １・・・・・・基材、２・・・・・・高融点の耐熱保護
層、３・・・・・・２より体積弾性率の小さい保護層、
４・・・・・・記録層、５・・・・・・接着剤、６・・
・・・・反射層。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名Ｔ＃Ｉ和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基材上に記録層と耐熱保護層とを有する光学情報
   記録部材において、光吸収性を有する記録層の片面又は
   両面に、耐熱保護層を設け、さらに前記耐熱保護層の少
   なくとも片面に前記の耐熱保護層より体積弾性率が小さ
   い保護層を設けたことを特徴とする光学情報記録部材。 （２）基材上に記録層と耐熱保護層とを有する光学情報
   記録部材において、光吸収性を有する記録層の少なくと
   も片面に、融点が１５００℃以上の高融点の耐熱保護層
   を設け、さらに前記耐熱保護層の少なくとも片面に前記
   の耐熱保護層の体積弾性率より小さい保護層を設けたこ
   とを特徴とする光学情報記録部材。 （３）高融点耐熱保護層の片面又は両面の膜厚が５ｎｍ
   から５０ｎｍであることを特徴とする請求項（１）記載
   の光学情報記録部材。 （４）高融点の耐熱保護層が炭化ケイ素、窒化ケイ素、
   酸化ケイ素、酸化アルミニウムのうち一種以上で構成さ
   れていることを特徴とする請求項（２）記載の光学情報
   記録部材。（５）体積弾性率の小さい保護層が二硫化モ
   リブデン（ＭｏＳ＿２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン
   化亜鉛（ＺｎＳｅ）、弗化物のうち少なくとも一種以上
   で構成されていることを特徴とする請求項（２）記載の
   光学情報記録部材。 （６）体積弾性率の小さい保護層の屈折率（ｎ）が２．
   ０以上であることを特徴とする請求項（２）記載の光学
   情報記録部材。 （７）体積弾性率の小さい保護層の体積弾性率の値が８
   ００Ｋｂａｒより小とすることを特徴とする請求項（１
   ）記載の光学情報記録部材。 （８）高融点の耐熱保護層の融点が１７００℃以上であ
   ることを特徴とする請求項（２）記載の光学情報記録部
   材。