JPH0384749A - 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、光記録素子、光ディスク、文書画像ファイル
、光カード等に利用できる書換可能型情報記録媒体に関
する。

【従来の技術］ 電磁波、特にレーザービームの照射により、情報の記録
、再生および消去可能な情報記録媒体として、結晶−結
晶あるいは結晶−非晶間の相変化を利用したカルコゲン
系薄膜がよく知られている。相変化型記録媒体は光磁気
記録媒体では困難な単一ビームによるオーバーライドが
可能であり、ドライブ側の光学系も単純であることなど
から、最近その研究開発が活発になっている。その代表
的な材料として、ＵＳＰ３５３０４４１号明細書に開示
されているＧｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−５ｂ％Ｇｅ−Ｔｅ
−５％　Ｇｅ−８ｅ−８ｓＧｅ−３ｅ−ＳｂＳＧｅ−Ａ
ｓ−８ｅ、Ｉｎ−Ｔｅ５Ｓｅ−Ｔｅ、５ｅ−Ａｓなどが
知られている。また、安定性、高速結晶化等の向上を目
的に、Ｇｅ−Ｔｅ系にＡｕ（特開昭６１−２１９８９２
）ＳｎおよびＡｕ（特開昭６ｌ−２７０１９０）　、Ｐ
　ｂ（特開昭６２−１９４９０）等を添加した材料の提
案や、記録−消去の繰返し性能向上を目的に、Ｇｅ−Ｔ
ｅ−９ｅ−８ｂの組成比を特定した材料（特開昭８２−
７３４３８）の提案等も成されている。しかし、そのい
ずれもが相変化型書換可能情報記録媒体として要求され
る緒特性のすべてを満足し得るものとは言えない。特に
記録感度、消去感度の向上、オーバーライド時の消し残
りにより消去比低下の防止ならびに記録部、未記録部の
長寿命化が解決すべき最重要課題となっている。

上記の課題を解決すべき方法の一つに相変化物質を透光
性マトリックスに分散し、消し残りの原因である相変化
物質の結晶粒径の巨大化等の非可逆変化を防止した情報
記録媒体の提案がなされている。

マトリックスとしてはシリコン、アルミニウム、チタン
、マグネシウムの各酸化物が特開昭５７−２０８８４８
に提案されている。さらに、特開昭６３−１７３２４０
では、マトリックスとして熱伝導性の小さいＳｉＯ２，
５ＩＯＳＳｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、Ｚｎ５ＳＺｎＯ，Ａｌ
２Ｏ３、ＡＩＮ、　Ｍｇｏ、Ｇｅｍ、ＳｉＣ，Ｚｒ０ｓ
ＮｂｚＯｓなどの金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物
、金属炭化物が検討されている。また、マトリックスと
して耐熱性の有機材料を検討した例が特開昭ＢＧ−１２
４０３８、特開昭８３−２０５８３２、および特開昭６
３−２０６９２１に述べられている。

しかし、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭
化物等の無機材料によるマトリックスは、記録−消去の
繰返しによる結晶核の生成および結晶成長が生じてしま
い、やはり消し残りの原因や粒界ノイズによるＣ／Ｎの
低下をもたらした。

一般に、情報記録媒体における記録膜は、それ単独では
大気中の水分、酸素、光等によって劣化することから、
記録膜の上下ないしは上に保護膜を形成することが知ら
れている。又、相変化型光記録では、記録膜が加熱溶融
されることから保護膜は必要不可欠なものである。保護
膜に用いられる材料としては、５ｉ０２、Ｓｉ３Ｎ４　
　ＺｎＳ、ＡＩＮ、ＳｉＣ。

Ｚ　ｒ０２などの金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物
、金属炭化物が検討されている。又、ＺｎＳとＳ　ｉ　
Ｏｘ　　（ｘ　−１〜１．８）の混合物が特開昭８（−
２７８７２４号に開示されている。

さらに、最近では記録・消去の高速化のために放熱層を
有する情報記録媒体も提案されている。これらの放熱層
は５ｉＯｚ、Ｔｉ０ｚ、Ｓｉ３Ｎ＋、Ｔａ２０５．Ｚｎ
Ｓ等の誘電体にｔｏｏ　〜２００　ＸのＡＩ、Ａｕ５Ｃ
ｕ等の金属材料を分散させた薄ＪＪＩ（特開昭６３−２
４４４２３）や反射層を兼ねた金属薄膜（８２年秋応物
１８Ｐ　２Ｐ　１２．７３Ｂ頁）が用いられている。し
かし、上記金属あるいは金属化合物は、記録・消去の繰
り返しによって結晶核の生成および結晶成長が生じてし
まい、やはり消し残りの原因や粒界ノイズによるＣ／Ｎ
の低下をもたらした。また、記録膜にＴｅ系のカルコゲ
ンを使用する場合、カルコゲンが活性であることから保
護膜材料と化学反応をおこし、金属カルコゲン化物を生
じ、記録のＣ／Ｎ、寿命の低下をもたらした。

一般に放熱層は熱伝導率が小さすぎる場合、急冷効果が
得られず、また、大きすぎる場合、熱の有効利用ができ
ず記録・消去感度の低下をもたらした。この様に放熱層
は記録膜に適応した熱伝導率に制御する必要がある。し
かし、上記材料群では広範囲な熱伝導率の制御は困難で
あった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は従来技術における以上の問題を全て解消し、高
い記録感度及び消去比を有し、従つて高速記録・高速消
去が可能で、しかも記録・消去の繰返しによるＣ／Ｎ劣
化もなく、長寿命の記録が可能な上、複雑なシステムも
必要としない書換可能型情報記録媒体を提供しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の情報記録媒体は基本的には基板上に、電磁波の
照射により光学的に可逆的な変化をする物質からなる記
録膜を設け、さらにその上に、金属微粒子が分散してい
る炭素系物質からなる放熱層を設けたものである。

本発明の情報記録媒体において放熱層を構成する金属微
粒子が分散した炭素系物質としては炭化水素の重合体、
五−カーボン、ゲラフィト、ダイヤモンド及びそれらの
複合体にＡｕＳＡｇ。

Ｃｕ、ＡＩ等の微粒子が分散したものが挙げられる。こ
れらの炭素系物質はＣを主成分とし、必要に応じてＨ，
Ｎ、Ｏ等を含有させることができる。炭素系物質の熱分
解温度は６００℃以上、好ましくは８００℃以上、さら
に好ましくは１０００℃以上である。

本発明の放熱層は炭素と金属の種類と構造に、ｋ　つ’
ｔｌ”　Ｏ，ｌＷｍ−’　ｋ　−’　カら２０００Ｗｍ
−’　ｋ　−’　（３００ｋ）ノ広範囲で熱伝導率が制
御される。

この金属微粒子が分散した炭素系薄膜は、有機物質と金
属の共蒸着あるいはスパッタ、有機物質のプラズマＣＶ
Ｄと金属の蒸着あるいはスパッタ、有機金属複合物質（
有機金属化合物、有機金属錯体、金属アルコキシド）の
プラズマＣＶＤ、有機物質と金属ハロゲン化物のプラズ
マＣＶＤ等の方法により行うことができる。膜厚は特に
限定されないが通常１０〜１０００ｒｖｓ好ましくは２
０〜５００ｎａ＋の範囲である。膜中の微粒子の大きさ
は５０ｎａ＋以下、特に３０ｎｍ以下が好ましい。

−万雷磁波の照射により光学的に可逆的な変化をする物
質（以下、光学的可逆性物質という）とは、照射される
電磁波のパワーあるいは波長の違いによって、２つ以上
の構造体を可逆的に変化し、その２つ以上の構造体の反
射率、吸収率、透過率、屈折率などの光学特性が異なる
ものである。

具体的に例を挙げると有機物質、無機物質、金属及び半
金属のうち、前述の性質をもつものならいずれでもよく
、通常はＴｅ、８６等のカルコゲン及びその合金、Ｚｎ
−Ａｇ、Ｃｕ−Ａ　Ｉ　−Ｎ　ｉ等のマルテンサイト変
態をする物質、フタロシアニン系顔料等の結晶形の変化
をする物質、ジフェニルテルル、ジフェニルセレン、ジ
メチルテルル、ジメチルセレン、テルルジイソプロポキ
シアセチルアセトナート、セレンジイソプロボロキシジ
アセチルアセトナート等の有機カルコゲン物質のプラズ
マＣＶＤ薄膜が使用される。

記録膜を形成させる基板の材質には特に制約はなく、各
種プラスチック（例えば、ポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネートなと）、ガラス、セラミックス、金属
などであってもよい。又、基板の表面にはアドレス信号
などのプレフォーマット、案内溝のプレグルーブが形成
されていてもよい。基板の形状は使用用途に応じてテー
プ、ディスク、ドラム、ベルトなどの任意のものでよい
。

本発明の記録媒体には目的に応じて更に他の層（例えば
紫外線硬化性樹脂等の接着層：ポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート等の保護板；Ａｌ５Ｃｒ、Ａｕ等
の反射層）を配置することができる。また、記録膜を炭
素系薄膜でサンドイッチした層構成も可能である。例え
ば光ディスクとして利用する場合の一例を第１図に示す
。図中１は基板、２は保護膜、３は記録膜、４は金属微
粒子５が分散した炭素系物質（放熱層）、６は保護板で
ある。

記録、再生及び消去に用いる電磁波としてはレーザー光
、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ
波等、種々のものが採用可能であるが、ドライブに取付
ける際、小型でコンパクトな半導体レーザーのビームが
最適である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 情報記録媒体の記録・消去特性を評価するために、基板
／保護膜／記録膜／放熱層／接着層／保護板構成の光デ
ィスクを作製した。

保護膜は、第２図のプラズマＣＶＤ装置内部を油拡散ポ
ンプ１５および油回転ポンプ１６を用いてＩ　Ｘ　１０
’　Ｔｏｒｒまで排気したのち、メタンガスをボンベ７
より５ＳＣＣＭの流量、Ｈ２ガスをボンベ８より１１０
０５ＣＣの流量で供給し、反応器内をＬＸ　１０’　Ｔ
ｏｒｒにしたのち５０Ｗの電力でプラズマを発生させ、
ＲＦ電極ｌｌ上にセットされた８５ｍ層φのプレグル−
ブ付ポリカーボネート１上に　１００ｒｖ厚で合成した
。

記録膜は保護膜を合成した後、反応器内を再びＬＸ　１
０−’　Ｔｏｒｒまで排気し、ジフェニルテルルを８５
℃に加熱されたボンベ９より、またＨ２ガスをボンベ８
より　１００Ｓ　ＣＣＭの流量で、ＡｒガスをボンベＩ
ＯよりＩＯ９ＣＣＭの流量で供給し、反応器内部をｌＸ
ｌ０’　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒにしたのち５０Ｗの電力でプラ
ズマを発生させ、保護膜上に１００ｒｖ厚で積層した。

記録膜は５０五程度のＴｅ超微粒子が超高密度に架橋し
た炭素膜中に分散した構造をとっていた。

放熱層は保護膜と同様に炭素系物質を合成する際にＭｏ
ヒーター１８よりＡｇを加熱昇華させてＡｇ分散炭素系
薄膜を用いた。その組成はＡｇ：Ｃ−５０：５Ｇとなる
ように制御した。

接着層は紫外線硬化樹脂を用いて塗布法により形成し、
保護板としては０．５ｇｍ厚のポリカーボネートを用い
た。

光デイスク作製時に、ガラス上に合成した放熱層を高感
度ＤＳＣ１ＴＧＡにより熱分析した結果、〜６００℃に
おいて、熱分解と考えられる発熱ピークや重量減少は認
められなかった。

こうして作製した光ディスクに線速１１ｓ／ｓでパワー
変調したレーザービームを照射し、記録・消去を繰返し
たところ、５０ｄＢのＣ／Ｎと一３０ｄＢの消去比が得
られ、充分な記録消去特性が得られた。

実施例２ 記録膜にＨｎｇ厚のＡｇ１ｎＴｅ２スパツタ膜を用い、
かつ放熱層に組成比７０：３０のＡＩ−Ｃ膜を用いた以
外は実施例１と同様に情報記録媒体を作製した。こうし
て作製した光ディスクに線速１１ｍ／ｓでパワー変調し
たレーザービームを照射し、記録・照射を繰返したとこ
ろ、５３ｄＢのＣ／Ｎと一８０ｄＢの消去比が得られ、
充分な記録消去特性が得られた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば情報記録媒体にお
ける放熱層に熱伝導率が任意に広範囲で制御される金属
微粒子が分散した炭素系薄膜を使用しているため、記録
・消去の速度と感度を最適化することができる。また、
記録、消去のくり返しによる放熱層と記録膜との化学反
応も生じないため記録の長寿命化が図れる。

記録膜が電磁波の照射により光学的に可逆な変化をする
物質からなる微粒子が分散した炭素系物質の薄膜である
場合、放熱層および記録膜がともに、炭素系物質から成
るため、放熱層と記録膜の接着性が良好であり、熱等に
よるハクリ等がなくなり、記録の寿命を一層長くするこ
とができる。

さらに、本発明の金属微粒子を含有した炭素系薄膜は、
放熱機能だけでなく反射機能を兼ねそなえており、記録
・消去感度の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録媒体の一具体例の説明図、 第２図は、本発明の情報記録媒体を作製するための装置
の説明図である。 ｌ・・・基板、２・・・保護膜、３・・・記録膜、４・
・・炭素系薄膜、５・・・金属微粒子、６・・・保護板
、７・・・メタンガスボンベ、８・・・Ｈ２ガスボンベ
、９・・・ジフェニルテルル用容器、 ｌＯ・・・Ａｒガスボンベ、１１・・・ＲＦ電極、１２
・・・ＲＦ電源、１３・・・対向電極、１４・・・真空
計、１５・・・油拡散ポンプ、１６・・・油回転ポンプ
、１７・・・基板温度調節ユニット、１ｇ・・・Ｍｏヒ
ーター１９・・・Ｍｏヒーター温度調節ユニット。 朱 図 第２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁波の照射によって可逆的な光学的変化をする記録膜
   と炭素系物質に金属微粒子が分散している放熱層を有す
   る情報記録媒体。