JPH04113529A - 光記録媒体 - 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〕 本発明はオーバーライド可能な書き換え型の光記碌媒体
（元ディスク）に関する。

〔従来の技術〕

近年、情報記録の高密度化、大容量化ｌこ対する要求が
高まり、国内外でその研究開発が盛んに行なわれている
が、特にレーザを光源として用いる光記録媒体は従来の
磁気記録媒体に比べておよそ１０〜１００倍の記録密度
を有し、しかも記録、再生ヘッドと記録媒体とが非接触
状態で情報の記録。

再生ができるために記録媒体の損傷も少なく、長寿命で
あるなどの特徴があることから、膨大な情報量を記録、
再生する手段として有望である。

この元記碌媒体は用途に応じて再生専用製、追記型、書
き換え型の３種類に大別することができる。再生専用型
は情報の読み出しのみが可能な再生専用記録媒体であり
、追記型は必ｌ！に応じて情報を記録、再生することは
できるが、記録した情報の消去は不可能なものである。

これに対して書き換え型は情報の記録、昇生とさらに記
録済みの情報を消去して書き換えることが可能であり、
コンピュータ用のデータファイルとしての利用が望まれ
最も期待の大きいものである。

書き換え型の光記録媒体は、光凪気方式と相変化方式の
二つの記録方式の開発が進められているが、ここではこ
れら二つの記録方式のうち、相変化方式について述べる
。

相変化方式は一般にレーザ光を光記録媒体の記録面ｌこ
集光して加熱し、レーザ光のパルス出力とパルス幅を制
御することによりて生ずる記録材料の相変化、即ち結晶
状態から非結晶状態への移行または相転移などを起こさ
せ、それぞれの状態における反射率の違いから情報の記
録と消去を行なうものである。

この相変化方式を用いる光記録媒体の構造の一例を第２
図の模式断面図に示す。第２図において。

この光記録媒体は、多くのトラッキング溝を設け１こポ
リカーボネートなどの透明基板ｌの上に。

ＺｎＳなどのセラミ・ｌクスからなる第１の誘電体保護
膜２．この第１の誘電体保護膜２の上着こ記録用材料即
ちＧｅ５ｂＴｅなどの相変化記録膜３．さらにその上に
第１の誘電体保護膜２と同じセラミックスなどの第２の
誘電体保ｍ膜４および有機物の表面保護＠５を４１１２
次積層９た構造としたものである。

また、第３図（こは第２のｇ重体保護膜４と界面保護膜
５との間に、　ｈ１３などの冷却＠６を設けることも行
われている例を模式断面図として示し１こ。冷却膜６は
相変化記録膜３が結晶状態から非結晶状態へ変化する際
、溶融状態からの冷却速度を上げるためのものであり、
このとき二つの誘電体保護膜２．４は断熱層としての役
割も果たす。さらに冷却ｌＩ！［６は冷却効果のはかに
、入射した光の反射膜としての機能も有すものであり、
その効果については、Ａｌａｎ、　Ｅ、　Ｂｅ１ｌらの
”　ＡｎｔｉｒｅｆｌｅｃＨｏｎ　５ｔｒ−ｕＣ１ｕｒ
ｅ８　ｆｏｒ　０ｐｔｌｃａｌ　ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ″
により、雑誌ＩＥＥＥ、　Ｊ、　Ｑｕａｎｔ、　Ｅｌｅ
ｃｔ、　、　ＱＥ−１４巻、７号、４８７Ｊｊ　（１９
７８）に言及されている。そしてレーザ光は基板の積層
暎を有する側と反対の面から入射させるのが普通であり
、レーザ光は１ｐｆｒＬ程度のスポット状に透明基板１
のトラッキング溝に来光される。

通常の相変化型光記録媒体では、初期状態は相変化記録
膜３を結晶状態としておき、情報記録時にこれにレーザ
光を照射し、営射都を溶融した後急冷却して非結晶状態
のスポットを形成する。消去時にはＣの非結晶状態のス
ポットをレーザ光によりアニールして結晶状態へ戻すの
である。

孔質化ｍｆｔ、記録媒体においては、１本のレーザ光源
を用いてオーバーライドを行なうことが可能である。即
ち、光源のパワーを時間とともに変調することによりて
、既ｌこ薔き込まれたデータの上に消去、再書き込みと
いう２段階の過程を経て新しいデータに書き換えるので
はなくて、消去過程を経ることなく１回で、新しいデー
タに書き換えてしまうことができる。第３図は光源のパ
ワーを時間とともに変調することと記録しようとする２
僅化データとの対しを示した関係図である。第３図にお
いてデータ１は記録パワー、データ０は消去パワーとな
る時間系列に対してｆ調された元がスポット状に回転し
ている光記録媒体に照射されてオーバーライドがなされ
る。７はウィンドウ幅を表わす。

〔発明が解決しようとする課題〕

光記録媒体を用いた装置では、コードデータを記録する
ディジタル記録Ｉこおいては、その記録の書き換えが１
００万回程度は必要とされている。しかしながら、現状
では相変化型光記録媒体のデータの書き換えは１０万回
程度が限度である。その原因は可逆的相変化を生ずる相
変化記録膜３にかかる熱がこの媒体の透明基板１のトラ
ッキング溝の面まで伝達され、この熱によって耐熱性の
低いポリカーボネートなどの透明基板１を劣化させ、と
くｌこトラッキング溝の形状が損なわれることなどにあ
る。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり。

その目的は耐熱用保護膜を備えた構造とすることにより
、記録の省き換えに際して基板が劣化することなく、１
００万回程夏の書き換え可能な光記録媒体を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するために１元記録媒体の基
板と第１の誘電体保１ｉ［との間に耐熱用保護膜を介在
させたものである。

〔作用〕

本発明の光記録媒体は上記のように、基板と第１の誘電
体保護膜との関に、耐熱用保護膜を設けるように構成し
たために、基板側から照射されるレーザ光の相変化記録
膜に必要な熱が基板のトラッキング溝まで伝達されるの
を抑制し、記録の書き換えに対して１００万回程度は基
板の健全性を保持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明による光記録媒体の構成を示す模式断面
図であり、第２図、第３図と共通部分奢こ同一符号を用
いである。本発明の光記録媒体は透明基板１と第１の舖
電体保鏝膜２との間に耐熱用保護＠８を設けてあり、そ
の他は基本的ｆこは第２図、第３図に示したものと同じ
構造を有するが、ここでは冷却＠６を備えた第３図の光
記録媒体を改良したものとして示した。耐熱用法ｌ！Ｉ
膜８が第２図の構造を持つ光記録媒体にも適用し得るこ
とは勿論である。

第１図の光記録媒体は通常のＲＦまたはＤＣマグネトロ
ンスパッタ法ｌこより容易ζこ作製するＣとができ、そ
の作製手順は次の如くである。先ず１（Ｆマグネトロン
スパッタ法によりポリカーホネートの透明基板１上に、
膜厚２０７ａｍの５ｔＯａ、ｓを耐熱用保護膜８として
形成し、この上に膜厚１２０ｎｍのＺｎＳを＠１の誘電
体保護膜２として形成した後、相変化記録膜３としてＧ
ｅｚＳｂｚＴｅｓ　＋第２の誘電体保護膜４として膜厚
１８０ｎｍのＺｎＳを順次形成する。次いでυをターゲ
ットとして、アルゴンガス中でＤＣスパッタを行ない、
膜厚Ｚｏｏ　ｎｍのＡＪ冷却膜６を形成し、さらにスピ
ンコード法によりＵ■４１Ｉ脂を塗布した後、紫外線硬
化させて１ＯＰｆＦ１　厚の表面保護１［１５を設ける
。光記録媒体の直径は１３０雪冨である。

この際、基板１のポリカーボネートの屈折率が１．５８
であり、第１の誘電体保＠ｇｊ２の屈折率が２．３３で
あるから、耐熱用保護膜８はこれらの中間の屈折率とな
るように、屈折率２．０を持つ５ｉＯｏ、ｓを用い、そ
の膜厚は使用レーザ光波長（λ）をその２倍の屈折率（
ｎ）で除した値、λ／２ｎとした。

次にこのようにして得られた光記録媒体を周速ｇ　２ｃ
ｎ／　ｓｅｃで回転させながら、波長８３０　ｎｍ　ｒ
出力１０ｍＷのレーザ光を照射して初期化を行なった。

光記録媒体面のレーザスポット径は約１μ情である。ス
パッタ＠後の相変化記録膜３は非結晶状態であり、その
光反射率は約６％であったが、レーザ光の照射番こより
光反射率は約１８％にまで上昇した。光記録媒体の同じ
場所を同様の条件で再度レーザ光照射したとき１反射軍
は１８％から変化が認められない。反射率が変化するの
は相変化記録膜３が非結晶状態から結晶状態へ変化した
からであり、再度のレーザ光照射で反射率が変化しなか
ったのは、最初のレーザ光照射により結晶化が十分（こ
行なわれたことを示している。

以上の初期化を行なった後、光記録媒体の回転数を３．
６０Ｏｒｐｍとし第４図に示した記録レベルとして１１
ｍＷ、消去レベルとして６ｍＷのパワー：に論を行ない
、第４図に示すウィンドウ幅７を６７ｎ’ｓｆこ設定シ
て（２，７）　ＲＬＩ、コードで記録を行なった。

情報の書き込みを行なった後の東ね書きも上記と同じ条
件で行ない、光記録媒体の再生出力としてＣＮ比で４８
ｄＢの値が得られた。これを上記と同じパワーで前の情
報を消去すると、消え残りの信号レベルは１３ｄＢまで
低下し、はぼ完全に消去することができた。

また、（２，７）ＲＬＬ　　コードのランダムなパター
ンでオーバーライドを行なった結果から、耐熱用保護膜
８を備えていない従来の光記録媒体が１万回オーバーラ
イドを行なった時点で書き込み及び読み出しエラーが生
ずるのに対して１本発明の光記録媒体は１００万回のオ
ーバーライドを行なっても、書き込み及び読み出しエン
−が生じないことも確認された。

さらに本発明の光記録媒体と従来の光記録媒体との両者
について、比較のため１０万回オーバーライドを行なっ
た後、これらを弗酸中に浸漬して、透明基板１のみを残
してその他の部分を完全に除去した試料を炸裂し、これ
を観察した結果、従来の光記録媒体の基板１はトラッキ
ング溝の形状が漬れていたのに対して１本発明の光記録
媒体に用いられた基板１では、トラッキング溝の形状は
初期の状態と全く変化していなかった。このことからも
１本発明の光記録媒体の方が書き換えの寿命が著しく長
くなることがわかる。

〔発明の効果〕

相変化型光記録媒体は、相変化記録膜に与える熱によっ
てポリカーボネートなどの基板が劣化し、そのトラッキ
ング溝に変形を生ずることなどに起因して、＝−ドデー
タのディジタル記録の書き換えがｌＯ万同程度しかでき
なかったが、本発明の光記脅媒体では冥施例で述べた如
く、基板と第１のＩ電体保護膜との間に耐熱用保！！！
膜を介在させたために、記録膜の結晶・非結晶の相変化
の際、基板のトラッキング溝まで熱が伝達されるのを抑
制し、トラッキング溝に変形を起こすことなく、記録の
書き換えを１００万回行なうことができるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光記録媒体のＳ成を示す模式断面
図、第２図、第３図は従来の光記録媒体の構成を示す模
式断面図、第４図はレーザ九と時系列の関係で示したパ
ワー変調の睨明図である。 １：透明基板、２：第１のき電体保睡膜、３：相変化記
録膜、４：第２の瀦を体保１ｉ膜。 ５：表面保護＠、６：冷却膜、７：ウインドウ幅、ネ１
　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に第１の誘電体保護膜、相変化記録膜、第２
   の誘電体保護膜、反射冷却膜、表面保護膜がこの順に積
   層形成され、前記基板側からレーザ光を入射して前記相
   変化記録膜に可逆的相変化を起こさせることにより情報
   の記録、再生、消去を行なう光記録媒体の前記基板と前
   記第１の誘電体保護膜との間に耐熱用保護膜を形成した
   ことを特徴とする光記録媒体。 ２）請求項１記載の光記録媒体において、耐熱用保護膜
   の屈折率が基板の屈折率と第１の誘電体保護膜の屈折率
   との間の値を有することを特徴とする光記録媒体。 ３）請求項１または２記載の光記録媒体において、耐熱
   用保護膜の厚さをλ／２ｎ（λは使用するレーザ光の波
   長、ｎは耐熱用保護膜の屈折率）とすることを特徴とす
   る光記録媒体。 ４）請求項１ないし３記載の光記録媒体において、基板
   がポリカーボネート、耐熱用保護膜がＳｉＯ＿０＿．＿
   ６からなることを特徴とする光記録媒体。