JPH0554428A

JPH0554428A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH0554428A
Application number: JP3212346A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kawakami; 春雄川上; Kenji Ozawa; 賢治小沢; Yoshikazu Sato; 嘉一佐藤; Tanio Urushiya; 多二男漆谷; Yutaka Ideno; 裕出野
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】相変化型などの光記録媒体において、高融点
の材料により反射冷却層を構成し、書換の繰り返し耐久
性の高い光記録媒体を実現する。【構成】反射冷却層を、ＡｌにＴｉを添加した合金系
により形成する。Ｔｉを２アトミック％添加したケース
Ｂ、およびＴｉを５アトミック％添加したケースＣにお
いて、書換の繰り返し回数が１０⁵回に達した場合であ
っても、急激なエラーレートの増加がなく、さらに、エ
ラーレート自体の値も１０^-5未満である、実用上問題の
無い光記録媒体を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録材料の反射率変
化、屈折率変化または形状変化、さらには、磁気特性の
変化などの光学的手法による特性の変化を記録手段とす
る追記型或いは書換型等の光記録媒体に関し、さらに詳
しくは、光記録媒体に照射されるレーザー光を反射し、
また、記録材料層の冷却を兼ねた反射冷却層の構成に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録の高密度化、大容量化に
対する要求が高まり、国内外でその研究が盛んに行われ
ている。とくに光記録媒体は、従来の磁気記録媒体に比
べ高い記録密度を有し、さらに記録、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、加えて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、再生する高密
度、大容量の記録方式として有望視されている。この光
記録媒体は用途に応じ再生専用型、追記型、書換型の３
種類に大別することができる。再生専用型は情報の読出
しのみが可能な再生専用記録媒体であり、一方、追記型
は、必要に応じて情報を記録し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光記録媒体である。
これに対し書換型は情報の記録、再生と、さらに記録済
の情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体で
あり、コンピュータ用のデータファイル等としての利用
などに、最も期待の大きいものである。

【０００３】光記録材料としては、穴あけ型、バブル型
あるいはテキスチャ型といった形状の変化、有機系ある
いは相変化型といった反射率、屈折率の変化と言った光
学的な変化により情報を記録するタイプと、磁化方向の
変化等の磁気光学効果により情報を記録するタイプなど
が知られている。例えば、書換型の光記録媒体について
は、光磁気方式と相変化方式の２つの記録方式の開発が
進められており、いずれの方式も記録材料や書込み機構
などの点で研究、開発の途上である。上記方式のうち、
相変化方式は一般に、パルス出力及びパルス幅の制御さ
れたレーザー光を媒体の記録表面に集光して加熱する。
光記録媒体の表面の光記録材料は、このレーザー光の加
熱により相変化し、結晶状態から非結晶状態への移行又
は相転移などを起こす。光記録媒体は、相変化した状態
の、例えば結晶状態と非結晶状態の、各状態における反
射率の違いで情報の記録と消去を行うものである。

【０００４】このような光記録媒体の内、相変化型の光
記録ディスクの構成を図３に示す。

【０００５】光磁気ディスク１０は、トラッキング溝１
１の形成されたポリカーボネート製などの基体１の表面
に、ＺｎＳなどのセラミックによる保護層２が形成され
ている。そして、この保護層２の上に、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔ
ｅ₅などにより光記録材料層３が形成されており、さら
に、ＺｎＳなどのセラミックによる保護層４、Ａｌ製の
反射冷却層５、および有機系の表面保護層６が形成され
ている。反射冷却層５は、一般に、光記録材料層３に積
層、すなわち、光記録材料層３上に、あるいは保護層４
などを介して積み重ねられた層であって、ディスク１０
の基体１側から入射されたレーザー光を反射してレーザ
ー光の利用効率の向上を図ると共に、光記録材料層の冷
却速度を上げて、結晶状態から非結晶状態への相変化を
促している。このように相変化型光記録媒体において
は、初期状態では光記録材料が結晶状態であり、情報記
録時に、レーザー光が照射されて照射部が溶融した後急
冷され、その照射部が非結晶状態となる。従って、レー
ザー光の照射された箇所のみ反射率が異なり、この反射
率の差により情報が記録される。そして、書換時には、
低出力のレーザー光の照射により、アニールされて結晶
状態に戻るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような相変化型の
光記録媒体を用いて記録を行う際に問題となることの一
つに、書換の繰り返し耐久性がある。すなわち、このよ
うな書換型の光記録媒体を実用化するためには、１０⁵
回程度の繰り返し回数において、書換のエラーレートが
急激に増加しないことが要求されるが、従来の光記録媒
体においては、繰り返し回数が１０⁵回に達する以前
に、急激にエラーレートが増加してしまうと言う問題が
ある。

【０００７】このようなエラーレートが急増する原因
に、反射冷却層の熱損傷の影響が考えられる。反射冷却
層は、上述したその目的より、レーザー光の反射率が高
いこと、耐蝕性が高いこと、熱伝導率が高いこと、さら
に、安価であることが要求される。このため、材料とし
ては、従来用いられているＡｌの他に、Ａｕ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ合金などの採用が考えられる。そして、Ａｕは高価で
あること、Ｎｉ−Ｃｒは熱伝導率が低いことなど、種々
検討の結果、Ａｌが反射冷却層の材料として採用されて
いるのである。しかしながら、Ａｌ製の反射冷却層は、
融点が低いという問題点を残している。

【０００８】上述した相変化型の光記録ディスク１０に
おいて、下部保護層２、光記録材料層３、上部保護層
４、および反射冷却層５のそれぞれの厚みが、１５０、
２０、２０、５０ｎｍである場合に、熱解析により反射
冷却層５の温度を求めてみると、周速度９ｍ／ｓ、レー
ザー出力１６ｍＷの条件下における書込み状態におい
て、その温度は、瞬間的に４００°Ｃまで上昇する。こ
の温度は、純Ａｌの融点６６０°Ｃに近く、Ａｌ製の反
射冷却層は軟化していると考えられる。そして、この反
射冷却層には、結晶状態と非結晶状態とで密度の異なる
光記録材料層による応力、光記録媒体を構成している各
層の熱膨張率の違いによる熱応力、また、光記録媒体の
製造時の残留応力など種々の応力が印加されているの
で、軟化した反射冷却層は、これらの応力により変形し
てしまうことが考えられる。従って、変形した反射冷却
層により、光記録材料層の膜厚などに変化が生じるた
め、相変化による反射率に有為な差がでないなどのエラ
ーが発生することが予想されるのである。

【０００９】そこで、本発明においては、反射冷却層の
耐熱性を向上し、書換の繰り返し耐久性に優れた光記録
媒体を実現することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、反射冷却層をＡｌ−Ｔｉ合金
により形成するようにしている。すなわち、本発明に係
る光学的特性に基づき情報を記録する光記録材料層と、
この光記録材料層に積層された反射冷却層とを少なくと
も有する光記録媒体においては、反射冷却層が、Ａｌお
よびＴｉを主体とした合金により形成されていることを
特徴としている。

【００１１】そして、この反射冷却層の膜厚を、Ｔｉの
比率に呼応して増加することが有効である。また、光記
録材料層がＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅により形成されている光
記録媒体においては、反射冷却層がＡｌを主体に、Ｔｉ
の添加された合金により形成されていることを特徴して
いる。

【００１２】

【作用】このようなＡｌとＴｉとを主体とする合金系
は、純Ａｌと比較し、急激に融点が上昇する。例えば、
ＡｌにＴｉを５アトミック％添加した合金は、融点が１
２００°Ｃとなり、融点が６６０°Ｃである純Ａｌのほ
ぼ２倍の耐熱性を有する。

【００１３】従って、レーザー光が照射されても、Ａｌ
−Ｔｉ合金系の反射冷却層は軟化することがないので、
熱変形を生ずることも少ない。このため、書換を繰り返
した場合であっても、書換のエラーレートが急激に上昇
することもなく、実用可能な光記録媒体を実現すること
ができる。

【００１４】このＡｌ−Ｔｉ系の合金は、純Ａｌと比較
すると、若干熱伝導率が低下する。

【００１５】従って、従来と同様の冷却速度を保持する
ためには、反射冷却層の膜厚みを増加すれば良い。

【００１６】

【実施例】以下に、添付図を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００１７】本実施例の光記録ディスクは、先に説明し
た従来の光記録ディスクと同様の構成であり、ＲＦマグ
ネトロンスパッタにより作製した。先ず、ポリカーボネ
ート製のディスク基体１に、膜厚１４０ｎｍでＺｎＳＳ
ｉＯ₂製の保護層２を形成し、この上に、膜厚２０ｎｍ
でＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅製の光記録材料層３、膜厚２０ｎ
ｍでＺｎＳＳｉＯ₂製の保護層４を形成した。さらに、
この保護層４の上に、表１の条件で、ケースＡ〜Ｃの３
種類のＡｌ−Ｔｉ合金製の反射冷却層を有する光ディス
クを作製した。このディスクは、直径８６ｍｍであり、
初期化後、回転数３６００ｒｐｍで回転させながら、波
長８３０ｎｍの半導体レーザーによりオーバーライトの
繰り返しを行い、エラーレートを測定した。書込みの条
件は、周波数５．８ＭＨｚ、パルス幅６０ｎｓで、ピー
クパワー１６ｍＷ、バイアスパワー８ｍＷとした。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１に示すように、Ｔｉの添加量により、
低下する反射冷却層の熱伝導率を補償するため、反射冷
却層の膜厚をＴｉの量に基づき厚くしている。その結
果、ＣＮ比、および消去比に示すように、従来の同様の
記録特性を確保することができる。また、反射冷却層の
反射率、熱伝導率の違いにより、書込みのピークパワー
および消去のバイアスパワーの最適値に若干の変化が見
られる。

【００２０】図１に、これらのケースＡ〜Ｃの光ディス
クにおいて実測した書換の繰り返しによるエラーレート
の変化を示してある。本図にてわかるように、従来の光
ディスクと同様に純Ａｌ製の反射冷却層により構成され
たケースＡの光ディスクにおいては、繰り返し回数が１
０⁵回に達する前に急激にエラーレートが増加し、１０
⁵回においては、エラーレートが１０^-5以上となる。こ
れに対し、ＡｌにＴｉが２アトミック％添加された合金
により反射冷却層が形成されているケースＢの光ディス
クにおいては、繰り返し回数が１０⁵回において緩やか
なエラーレートの上昇を示すが、急激なエラーレートの
増加はなく、１０⁵回においても、エラーレートは１０
^-5未満である。そして、ＡｌにＴｉが５アトミック％添
加された合金により反射冷却層が形成されているケース
Ｃの光ディスクにおいては、繰り返し回数が１０⁵回に
おいて、ケースＢよりさらにエラーレートの増加は緩や
かであり、１０⁵回においても、エラーレートはケース
Ｂよりさらに小さい。このように、Ｔｉの添加された合
金により反射冷却層の形成された光ディスクにおいて
は、１０⁵回の書換を繰り返した場合であっても、急激
なエラーレートの増加はなく、さらに、エラーレート自
体の値も１０^-5未満であり、実用上問題の無い光ディス
クを実現することができた。

【００２１】図２にＡｌ−Ｔｉ合金系の組成と融点の関
係を示してある。本図よりわかるように、ＡｌにＴｉを
添加することにより、急激に融点が上昇する。そして、
Ｔｉを５アトミック％添加した合金においては、融点が
約１２００°Ｃであり、融点が６６０°Ｃである純Ａｌ
のほぼ２倍の融点となる。図１に示したエラーレートの
実験結果と、Ａｌ−Ｔｉ系合金の融点との関係より、高
融点の材料を用いて反射冷却層を形成することにより、
エラーレートの増加を抑制でき、書換の繰り返し耐久力
に優れた光記録媒体が実現可能であることが判明した。
反射冷却層を形成する材料としては、上記の高融点に加
え、高熱伝導性、高反射率、高耐蝕性を有し、さらに安
価であることが必要であることは勿論である。このよう
な条件下において、本実施例において示したＡｌ−Ｔｉ
系合金は有望な材料であるということができる。

【００２２】なお、このような反射冷却層を用いること
により繰り返し耐久性の向上を図ることのできる光記録
媒体としては、本例のＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系を光記録材料
として用いた光記録媒体に限らず、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−
Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｉ−Ｃｏ系など、レーザー光によ
る可逆型の相変化などにより情報を記録する光記録媒体
をあげることができる。また、光記録材料によっては、
保護層と反射冷却層が兼用されるものであっても良い。
さらに、光磁気ディスクのように、レーザー光により磁
気特性を変化させて情報を記録する光磁気媒体において
も、本例の反射冷却層は有効である。

【００２３】

【発明の効果】以上において説明したように、本発明に
係る光記録媒体は、ＡｌおよびＴｉを主体とした高融点
の合金系により反射冷却層を形成し、書換における繰り
返し耐久性の向上を図ることができる。従って、このよ
うなＡｌ−Ｔｉ合金系による反射冷却層を用いて光記録
媒体を作製することにより、書換を繰り返し回数が１０
⁵回以上においても、急激なエラーレートの増加がな
く、さらに、エラーレート自体の値も１０^-5未満であ
る、実用上問題の無い光記録媒体を実現することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】書換の繰り返し回数とエラーレートとの関係を
示すグラフ図である。

【図２】Ａｌ−Ｔｉ合金系の組成と融点の関係を示すグ
ラフ図である。

【図３】相変化型の光記録ディスクの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１・・・基体２・・・保護層３・・・光記録材料層４・・・保護層５・・・反射冷却層６・・・表面保護層１０・・・光ディスク１１・・・トラッキング溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者漆谷多二男神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者出野裕神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的特性に基づき情報を記録する光記
録材料層と、この光記録材料層に積層された反射冷却層
とを少なくとも有する光記録媒体において、前記反射冷
却層が、ＡｌおよびＴｉを主体とした合金により形成さ
れていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】請求項１において、前記反射冷却層の膜
厚が、Ｔｉの比率に呼応して増加していることを特徴と
する光記録媒体。
【請求項３】請求項１または２において、前記光記録
材料層がＧｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅により形成されており、前
記反射冷却層がＡｌにＴｉが添加された合金により形成
されていることを特徴とする光記録媒体。