JPH05242525A

JPH05242525A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH05242525A
Application number: JP4041713A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Maesaka; 明弘前坂; Shunichi Hashimoto; 俊一橋本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【構成】光記録媒体において、基板２と光記録層４の
間に基板側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導率よりも大
なる誘電体層１を設ける。【効果】光記録層に高温熱記録を行っても、基板が損
傷せず、繰り返し良好な記録再生を行うことが可能な光
記録媒体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の照射により
情報の記録・再生を行う光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ光の照射により情報の記録
・再生を行う光記録媒体としては、光磁気ディスク，各
種追記型光ディスク，デジタルオーディオディスク（い
わゆるコンパクトディスク），光学式ビデオディスク
（いわゆるレーザーディスク）等の各種媒体が実用化さ
れており、このうち、特に光磁気ディスクは、ユーザに
よる繰り返し記録再生が可能なことから注目されてい
る。

【０００３】上記光磁気ディスクでは、膜面と垂直方向
に磁化容易軸を有し且つ磁気光学効果の大きな磁性薄膜
を記録磁性層として使用する。そして、情報の記録に際
しては、この磁性薄膜にレーザー光を照射して該磁性薄
膜を部分的にキュリーまたは温度補償点を越えて昇温
し、この部分の保磁力を消滅させて外部から印加される
記録磁界の方向に磁化の向きを反転させる。一方、記録
された情報を再生するには、磁性薄膜にレーザ光を照射
して、磁気光学効果による反射光あるいは透過光の偏光
面の回転を検出する。また、上記光磁気ディスクは、通
常、上記記録磁性層とともに耐蝕性の向上や多重反射に
よるカー回転角の増大を目的としてＳｉ₃Ｎ₄等よりな
る誘電体層が設けられる。すなわち、具体的には、基板
上に誘電体層、記録磁性層、保護層等が順次積層された
構成とされ、基板側からレーザ光を照射することによっ
て記録再生が行われる。

【０００４】ところで、上記光磁気ディスクにおいて記
録磁性層に使用される材料としては、従来よりＧｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ等の希土類元素とＦｅ，Ｃｏ等の遷移元素とを
組み合わせた非晶質合金膜が代表的なものとされてい
る。この非晶質合金膜において、特に希土類元素として
Ｔｂを含むＴｂＦｅＣｏ膜やＧｄＴｂＦｅ膜等は大きな
垂直磁気異方性を示し、既に実用化されている。

【０００５】しかし、上記非晶質合金膜の構成成分であ
る希土類元素やＦｅは非常に酸化され易く、空気中の酸
素とも容易に結合して酸化物を形成する性質がある。こ
のため、このような酸化の進行により腐食や孔食が発生
し、記録信号の脱落を誘起する虞れがある。また、特に
希土類元素が選択的に酸化を受けると、保磁力や残留磁
気カー回転角の低下に伴ってＣ／Ｎ比が劣化するという
問題が生ずる。このような問題は、希土類元素を使用す
る限り免れることはできない。

【０００６】そこで、希土類元素の代わりにＰｔやＰｄ
等の貴金属を使用したＣｏ−Ｐｔ系材料、或いはＣｏ−
Ｐｄ系材料が記録磁性層として検討されている。たとえ
ばＣｏ層とＰｔ層とを交互に積層したＣｏ−Ｐｔ系多層
金属薄膜は、良好な耐食性を有し、かつ全厚の薄い領域
で優れた磁気光学特性を有することが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記Ｃｏ−
Ｐｔ系多層金属薄膜は、キュリー温度が２５０〜３００
℃とＴｂＦｅＣｏ膜と比べて１００℃程度高い。このた
め、Ｃｏ−Ｐｔ系多層金属薄膜を記録磁性層とする光磁
気ディスクでは、記録に際して磁性薄膜を２５０〜３０
０℃とかなり高い温度にまで温度上昇させる必要がある

【０００８】ところが、従来の構成の光磁気ディスクで
は、磁性薄膜が２５０〜３００℃以上にまで温度上昇す
ると、それに伴って基板温度も２００〜２８０℃にまで
上昇する。通常、この種の光磁気ディスクでは、基板と
してポリカーボネート基板が使用されているが、このポ
リカーボネート基板の軟化温度は１５０℃程度であるた
め、上述のように温度上昇した場合には、基板が熱損傷
し、たとえば、情報記録後、記録消去処理を行っても未
消去信号が検出されるといった不都合が生じてしまう。

【０００９】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、光記録層に対して高温熱
記録を行った場合でも基板に熱損傷が生じない光記録媒
体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光記録媒体は、基板、誘電体層、光記録
層を順次積層してなる光記録媒体において、前記誘電体
層の基板側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導率よりも大
きいことを特徴とするものである。

【００１１】本発明は、特に、熱量印加によって情報記
録が行われる光記録層を有してなる光記録媒体に適用さ
れる。熱量印加により記録が行われる光記録層として
は、光磁気記録媒体において形成されるＴｂＦｅＣｏ非
晶質系薄膜等の希土類−遷移金属非晶質合金膜、Ｃｏ層
とＰｔ層とを交互に積層してなるＣｏ−Ｐｔ系多層金属
薄膜、あるいは追記型光記録媒体において形成される低
融点金属薄膜，相変化膜，有機色素を含有する膜等が挙
げられる。

【００１２】これら、光記録層を有する光記録媒体に対
して安定な情報記録を行うには、光記録層を所定温度に
まで上昇させるに足る熱量を印加する必要がある。特
に、Ｃｏ−Ｐｔ系多層金属薄膜を記録層とする光磁気記
録媒体では、光記録層を２５０℃〜３００℃にまで温度
上昇させることによって良好な情報記録が得られる。と
ころが、光記録層で発生した熱は誘電体層を通して基板
に伝導し、基板の温度を上昇させる。このとき基板の温
度がその軟化点を越えた場合には、基板が熱損傷し、光
記録媒体の特性が劣化する。

【００１３】そこで、本発明においては、このような基
板の温度上昇を抑えるために、基板と記録層の間に基板
側の熱伝導率が記録層側の熱伝導率よりも大きい誘電体
層を設ける。このような誘電体層を設けると、光記録層
が効果的に温度上昇するとともに光記録層から基板への
熱伝導が抑えられる。したがって、高温熱記録が必要な
光記録層を有する場合でも、記録に際して基板を熱損傷
させることなく、良好な信号記録がなされるようにな
る。

【００１４】上記誘電体層としては、熱伝導率が膜厚方
向に連続的に変化するもの、あるいは熱伝導率の異なる
複数の誘電体膜を、基板側の誘電体膜の熱電率が光記録
層側の誘電体膜の熱伝導率よりも常に大きくなるように
積層した多層構成のものがあるが、形成の容易さの点か
ら後者の多層構成の誘電体層の方が実用的である。

【００１５】誘電体層を多層構成とする場合、各誘電体
層の層厚ｄ_nはカー効果エンハンスメントを得る点から
０Å＜ｄ_n＜３０００Åとすることが望ましい。また、
各誘電体層の層厚比によって光記録媒体の感度が変化す
るので、各誘電体層の層厚比は、所望の感度に併せてを
調整することが望ましい。また、誘電体層の光学干渉層
厚Ｄ（＝Σｄ_n）は、０Å＜Ｄ＜５０００Åとすること
が好ましい。光学干渉層厚Ｄをこの範囲とすることによ
り、カー回転角と反射率の積が大きくなり、高感度化が
達成される。

【００１６】上記誘電体層としては、酸化物や窒化物等
が使用可能であり、誘電体層の熱伝導率は、組成，膜の
形態，成膜方法等をコントロールすることにより所望の
値とすることができる。

【００１７】なお、上記誘電体層、記録層が形成される
基板としては、アクリル樹脂基板，ポリカーボネート樹
脂基板，ポリオレフィン樹脂基板，エポキシ樹脂基板
等，通常、この種の光記録媒体に使用されている基板が
いずれも使用可能である。

【００１８】また、本発明の光記録媒体は、上記光記録
層上にさらに誘電体層，反射層等を形成するようにして
もよい。ただし、光記録層上に形成する上記誘電体層に
ついては、熱伝導率を規制しても特に効果はないので、
誘電体層として通常の組成，膜形態の酸化物、窒化物を
使用すればよい。

【００１９】また、反射層は、熱的に良導体であること
が好ましく、入手の容易さ成膜の容易さ等を考慮すると
アルミニウムが適している。

【００２０】

【作用】光記録媒体において、基板と光記録層の間に基
板側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導率よりも大なる誘
電体層を設けると、レーザ光を照射したときに光記録層
が効果的に温度上昇し、しかも光記録層で発生した熱の
基板への伝導が抑えられる。したがって、高温熱記録が
必要な光記録層を有する場合でも、記録に際して基板に
熱損傷を生じさせることなく、良好な信号記録がなされ
る。

【００２１】

【実施例】本発明の好適な実施例について実験結果に基
づいて説明する。実施例１本実施例は、図１に示すように２層構成の誘電体層１を
有し、基板２側の第１の誘電体層３の熱伝導率が光記録
層４側の第２の誘電体層５の熱伝導率よりも大とされた
光ディスクの例である。

【００２２】＜光ディスクの温度分布の検討＞ポリカー
ボネート（ＰＣ）基板上に、第１の誘電体層として表１
に示す膜を、第２の誘電体層としてＳｉＯ₂膜を成膜し
て誘電体層を形成し、さらにこの誘電体層上に光記録層
としてＣｏ−Ｐｔ多層金属薄膜を順次成膜して光ディス
ク（ディスク１，ディスク２，ディスク３）を作製し
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】なお、誘電体層は高周波反応性スパッタリ
ングによって成膜し、第１の誘電体層および第２の誘電
体層の膜厚はともに５００Åである。また、Ｃｏ−Ｐｔ
多層金属薄膜は、直流マグネトロンスパッタリングによ
ってガス圧４×１０^-3ＴｏｒｒのＸｅガス雰囲気中で成
膜した。Ｃｏ−Ｐｔ多層金属薄膜の膜厚構成は、Ｃｏ層
が４Å，Ｐｔ層が１３Å，全膜厚が２００Åである。

【００２５】このようにして作製された各光ディスクに
ついて、レーザ光をカットオフした直後の膜厚方向にお
ける温度分布を熱シミュレーションにより調べた。図２
にその結果を示す。なお、熱シミュレーションは、数１
の３次元熱伝導方程式を用いて行った。また、シミュレ
ーション条件は、線速１．４ｍ／秒、記録パワー５ｍ
Ｗ、マーク長１μｍである。誘電体層，ポリカーボネー
ト基板，Ｃｏ−Ｐｔ多層金属薄膜の比熱，密度，熱伝導
率は表２に示す通りである。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【表２】

【００２８】図２からわかるように、ディスク１〜ディ
スク３においては、光記録層と基板間の温度差は１５０
〜２００℃であり、基板と光記録層の間に大きな温度勾
配が生じる。このことは、キュリー温度が２５０〜３０
０℃のＣｏ−Ｐｔ多層金属薄膜に対して最適記録パワー
で熱磁気記録を行った場合にも基板温度はその軟化点で
ある１５０℃を越えず、基板に熱損傷が生じないことを
意味している。したがって、基板と光記録層の間に基板
側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導率よりも大とされた
誘電体層を設けることは、基板の熱損傷を防止する上で
有効であることがわかった。

【００２９】また、ディスク１〜ディスク３を比較する
と、基板と光記録層の間の温度勾配は、第１の誘電体層
と第２の誘電体層の熱伝導率の比が大きくなるのに伴っ
て増大している。このことから、上記誘電体層を有する
光ディスクでは、誘電体層の熱伝導率を制御することに
より、温度勾配を調整することが可能であることがわか
った。

【００３０】次に、誘電体層の膜厚構成と光ディスクの
温度分布の関係について調べた。第１の誘電体層として
ＡｌＮ膜を、第２の誘電体層としてＳｉＯ₂膜を成膜
し、誘電体層の全体の膜厚が１０００Åとなるように、
第１の誘電体層を２００Å，５００Å，８００Å、第２
の誘電体層の膜厚を８００Å，５００Å，２００Åと変
化させる以外は上述の場合と同様にして光ディスクを作
製した。

【００３１】そして、作製された光ディスクについて上
述の場合と同様にして、膜厚方向における温度分布を熱
シミュレーションによって調べた。その結果を図３に示
す。

【００３２】図３からわかるように、上記光ディスクの
温度分布曲線は、第１の誘電体層と第２の誘電体層の層
厚比を変えることによって平行移動する。このことか
ら、上記光ディスクにおいては、第１の誘電体層と第２
の誘電体層の層厚比を選択することによって、温度勾配
をほとんど変えずに、所望の熱感度を持たせることが可
能であることがわかった。

【００３３】＜光ディスクの記録再生特性の検討＞上述
の結果から、Ｃｏ−Ｐｔ多層金属薄膜を光記録層とする
光ディスクにおいて、温度勾配，感度が最適となる誘電
体層の構成は、第１の誘電体層がＡｌＮ膜、第２の誘電
体層がＳｉＯ₂膜であり、ＡｌＮ膜の膜厚が７００Å，
ＳｉＯ₂膜の膜厚が３００Åであることが推測された。

【００３４】そこで、次に、上記構成の誘電体層を有す
る光磁気記録媒体について実際に記録消去を行い再生信
号を検討した。

【００３５】まず、第１の誘電体層として膜厚７００Å
のＡｌＮ膜を、第２の誘電体層として膜厚３００ÅのＳ
ｉＯ₂膜を成膜する以外は上述の場合と同様にして光デ
ィスクを作製した。このようにして作製された光ディス
クについて、７８０ｎｍ波長のレーザ光源を用いた評価
装置によって信号記録後、および記録信号消去後の再生
信号のＣＮ比を調べた。その結果を図４に示す。

【００３６】なお、評価条件は、ディスク回転数６００
ｒｐｍ，線速３ｍ／秒，記録周波数１．５ＭＨｚ，記録
磁界２００Ｏｅ，再生パワー１ｍＷである。また、消去
処理は、上記光磁気ディスクの保磁力（１ｋＯｅ）を考
慮して、光磁気ディスクにこの保磁力よりも十分大きい
１０ｋＯｅの磁界を一方向から印加することによって行
った。

【００３７】図４からわかるように、上記光ディスクに
おいては、記録パワーが３〜９ｍＷで一定のＣ／Ｎ比が
えられる。したがって、信号記録には少なくとも３ｍＷ
以上の記録パワーが必要である。一方、記録信号消去後
のＣＮ比を見ると、記録パワーを３ｍＷ以上とした場合
にも、未消去信号は出現しない。また、基板を観察した
ところ、熱損傷は確認されなかった。

【００３８】したがって、これらの結果から、基板と光
記録層の間に基板側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導率
よりも大とされた誘電体層が設けられた光ディスクは、
記録パワーを高くした場合にも未消去信号が残存するこ
とがなく良好な記録再生を繰り返し行うことが可能であ
ることがわかった。

【００３９】比較例１図５に示すように、光記録層２１と基板２２の間に熱伝
導率が膜厚方向に均一な誘電体層２３が介在されてなる
光記録媒体の例である。

【００４０】ポリカーボネート基板上に、誘電体層とし
てＳｉ₃Ｎ₄膜、光記録層としてＣｏ−Ｐｔ多層金属薄
膜を成膜して２層構造の光ディスクを作製した。なお、
Ｓｉ₃Ｎ₄膜は、高周波反応性スパッタリングによって
ガス圧２×１０ ^-3ＴｏｒｒのＸｅガスとＮ₂ガスを１：
１で混合した混合ガス雰囲気中、Ｓｉターゲットを用い
て成膜した。また、Ｓｉ₃Ｎ₄膜の膜厚は、１０００Å
（光学シミュレーションにより７８０ｎｍ波長用に最適
化した値）である。

【００４１】Ｃｏ−Ｐｔ多層金属薄膜は、直流マグネト
ロンスパッタリングによってガス圧４×１０^-3Ｔｏｒｒ
のＸｅガス雰囲気中で成膜した。Ｃｏ−Ｐｔ多層金属薄
膜の膜厚構成は、Ｃｏ層が４Å、Ｐｔ層が１３Å、全膜
厚が２００Åである。このようにして作製された光ディ
スクについて、実施例１と同様にして膜厚方向における
温度分布を熱シミュレーションによって調べた。その結
果を図６に示す。

【００４２】図６を見ると、上記光磁気ディスクにおい
ては、光記録層と基板との温度差は約２０℃である。し
たがって、キュリー温度が２５０〜３００℃のＣｏ−Ｐ
ｔ層に対して最適パワーで熱磁気記録を行った場合に
は、ＰＣ基板の温度はＰＣ基板の軟化温度（〜１５０
℃）を越えて２２０℃以上に達し、基板が熱損傷を来す
ものと推測される。

【００４３】次に、上記光ディスクについて、実施例１
と同様にして記録再生特性および未消去信号の出現を調
べた。その結果を図７に示す。

【００４４】図７からわかるように、記録パワーのしき
い値は３ｍＷであり、記録パワーを４ｍＷ以上にするこ
とにより再生信号のＣ／Ｎが飽和する。したがって、上
記光ディスクでは、記録パワーは少なくとも３ｍＷ以上
必要である。一方、３ｍＷ以上の記録パワーで記録を行
った場合、この光ディスクでは、未消去信号（消し残
り）が出現する。このことから、上記光ディスクは、良
好な繰り返し記録再生が不可能であることがわかった。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光記録媒体は、基板と光記録層の間に基板側の熱伝
導率が光記録層側の熱伝導率よりも大なる誘電体層を設
けるので、光記録層に高温熱記録を行っても、基板が熱
損傷せず、繰り返し良好な記録再生を行うことが可能で
ある。

【００４６】したがって、本発明によれば、たとえばＣ
ｏ−Ｐｔ多層金属薄膜等の記録に際して高温とすること
が必要な光記録層を有する光記録媒体の実用性を向上さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の一構成例を示す断面図で
ある。

【図２】光記録媒体の膜厚方向における温度分布を示す
特性図である。

【図３】誘電体層の膜厚構成を変化させた場合の光記録
媒体の温度分布を示す特性図である。

【図４】光記録媒体の記録パワーとＣ／Ｎ比の関係を示
す特性図である。

【図５】従来の光記録媒体の構成を示す断面図である。

【図６】従来の光記録媒体の膜厚方向における温度分布
を示す特性図である。

【図７】従来の光記録媒体の記録パワーとＣ／Ｎ比の関
係を示す特性図である。

【符号の説明】１・・・誘電体層２・・・基板３・・・第１の誘電体層４・・・光記録層５・・・第２の誘電体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、誘電体層、光記録層を順次積層し
てなる光記録媒体において、前記誘電体層の基板側の熱伝導率が光記録層側の熱伝導
率よりも大きいことを特徴とする光記録媒体。