JPH0562244A - 情報の記録用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板上に保護層、光記録膜、中間層、反射層の
順に形成した構造の相変化型光ディスクにおいて、中間
層および反射層の膜厚を最適化することにより、書き換
えによる流動を防止する。 【構成】中間層ｄ₁および反射層ｄ₂として熱伝導率の大
きい材料を用い、それぞれの膜厚を、図３の斜線の領域
とする。 【効果】流動によるノイズの上昇が抑制され、多数回の
書き換えが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光等の記録用ビー
ムによって、たとえば映像や音声などのアナログ信号を
ＦＭ変調したものや、電子計算機のデータや、ファクシ
ミリ信号やディジタルオーディオ信号などのディジタル
情報を、リアルタイムで記録することが可能な情報の記
録用部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】書き換え可能な記録膜への記録・消去方
法は、例えば、記録するレーザ照射時間とほぼ同じ程度
の時間で結晶化が行える高速消去が可能な相変化型光デ
ィスク用記録膜を用いた場合に、一つのエネルギビーム
のパワーを、いずれも読み出しパワーレベルより高い複
数のレベル、すなわち高いパワーレベルと中間のパワー
レベルとの間で変化させることにより行っていた。この
方法では、既存の情報を消去しながら新しい情報を記録
する、いわゆる、オーバーライト（重ね書きによる書き
換え）が可能になるという利点がある。

【０００３】従来技術を用いて記録を行う場合、２−７
変調マークエッジ検出記録方式のように、記録信号（原
信号）として高いレベルの部分が長く続くことがある記
録波形で情報の書き換えを多数回繰り返した場合に、記
録膜の一方向への流動により記録膜の膜厚が変動し、こ
れによりノイズレベルが上昇するという問題があった。
これの解決案の一つとして、反射層の膜厚を従来よりも
厚くすることにより流動を抑える方法が、第二回相変化
記録研究会シンポジウム講演予稿集ｐ８〜ｐ１９で報告
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の解決案のディス
クの場合、流動を抑えるため反射層であるＡｌの膜厚が
２００ｎｍと厚くなっている。このように膜厚が厚くな
ると、高温高湿度の環境に置かれた場合には反射膜の界
面が剥がれやすくなり書き換えによるノイズ上昇が現わ
れてくる可能性がある。また、膜の形成にも時間がかか
り大量生産時に問題となってくる。

【０００５】本発明の目的は、多数回の書き換えが可能
となる情報の記録方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、基板上に保
護層を形成し、その上にエネルギビームの照射によって
情報の記録が可能な光記録膜、中間層、反射層の順に形
成した構造の光記録用部材を用いている。そして、レー
ザ光照射によって記録膜で発生した熱を適当な速度で中
間層を通して反射層側へ逃がし、記録膜をどちらの方向
にも流動しにくくすることにより書換えによるノイズ上
昇をある程度抑制する。本発明では、中間層の膜厚を５
ｎｍ以上、反射層の膜厚を１８０ｎｍ以下とし、中間層
と反射層との膜厚を下記の範囲となるようにした。すな
わち、中間層の膜厚をｄ₁、反射層の膜厚をｄ₂とする
と、６ｄ₁≦ｄ₂≦１８ｄ₁を満たすそれぞれの膜厚とす
る。ここで保護層への熱の逃げは、中間層側への逃げに
比べて十分小さいため、上記式には保護層の膜厚は含ま
れていない。

【０００７】

【作用】中間層の膜厚が５ｎｍより薄い場合、記録時に
記録膜と中間層が相互拡散し、書き換えを繰り返す毎に
特性が変化してくる。そこで、中間層を５ｎｍ以上の膜
厚とすることにより良好な特性が得られた。また、反射
層が厚くなりすぎると環境条件によっては反射層が剥が
れやすくなり、書き換えによるノイズの上昇が問題とな
る。そこで、反射層の膜厚を１８０ｎｍ以下とすること
によりこれを解消した。また、中間層と反射層の膜厚を
上記の関係とすることにより、書換えによる流動が押さ
えられ、記録膜中での熱の蓄積も少ない。

【０００８】相転移（変化）によって記録を行う場合、
記録膜の全面をあらかじめ結晶化させておくのが好まし
い。その場合、スポット径２μｍ以下まで集光したレー
ザ光の照射、キセノンランプ、水銀ランプなどの紫外線
照射と加熱、フラッシュランプの照射、高出力ガスレー
ザまたは半導体レーザからの大きな光スポットによる光
の照射、あるいは加熱とレーザ光照射との組み合わせ、
フラッシュランプの照射とレーザ光照射との組み合わせ
などを行うのが好ましい。一方、複数の蒸発源からの回
転蒸着によって形成した場合、蒸着直後には各元素がう
まく結合していない場合が多い。また、スパッタリング
によって形成した場合も原子配列が極めて乱れた状態に
なる。このような場合は、まず、高いパワー密度のレー
ザ光を記録トラック上に照射して、場合によっては膜を
融解させるのがよい。さらに記録トラック上に低いパワ
ー密度のレーザ光を照射するかフラッシュ光を照射し、
結晶化させるとトラック一周にわたっての反射率が均一
になりやすい。結晶化するパワーレベルと非晶質に近い
状態にするパワーレベルとの間でパワー変調したレーザ
光で記録することは初期化後、どの様な状態であっても
可能である。上述のイニシャライズ方法は、本発明の記
録用部材ばかりでなく、他の組成の記録用部材に対して
も有効である。

【０００９】本発明に用いる中間層は、たとえば、熱伝
導率の高いＡｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｚ
ｎＳなどに近い組成の材料を主成分とする材料、また
は、それらの混合物を用いるか、ＳｉＯ₂などの熱伝導
率が中程度（０．０２Ｗ／ｃｍ・ｄｅｇ以上０．１Ｗ／
ｃｍ・ｄｅｇ以下）の材料を用い、中間層の膜厚は薄く
するのが特に好ましい。

【００１０】反射層には、金属、半金属及び半導体が使
用可能であるが、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、
Ｉｒ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｚｎの単体、または、これらを主成
分とする合金、あるいはこれら同士の合金の層、これら
と酸化物などの他の物質との複合層などが好ましい。そ
してＡｕやＡｌなどの、熱伝導率が２．０Ｗ／ｃｍ・ｄ
ｅｇ以上の高熱伝導率材料を主成分とするものを用いる
と、熱伝導率を高め、高速結晶化する記録膜を用いても
高パワーレーザ光を照射したときには確実に非晶質化す
るようにする効果もある。

【００１１】以上の作用の説明は、高速結晶化が可能な
結晶−非晶質相変化光記録媒体を用いる場合について行
ったが、非晶質−非晶質間変化を利用する記録媒体、結
晶系や結晶粒径の変化などの結晶−結晶間相変化記録媒
体にも有効である。

【００１２】記録用エネルギビームは、レーザなどの光
ビームに限らず、可逆性の記録膜の性質に応じ、その他
電子ビーム、イオンビームなどのエネルギビームも使用
可能であり、また、記録媒体もディスク状の他、テープ
状、カード状などの他の形態の記録媒体にも適用可能で
ある。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例によって詳細に説明す
る。

【００１４】図１は、本実施例の記録膜を用いた場合の
ディスク構造断面図の一例を示したものである。まず、
直径１３ｃｍ、厚さ１．２ｍｍのトラッキング用の溝を
もつポリカーボネート基板１上にマグネトロンスパッタ
リングによって厚さ約１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂保
護層２を形成した。このＺｎＳ−ＳｉＯ₂保護層２上に
Ｇｅ₁₃Ｓｂ₃₀Ｔｅ₅₆Ｃｏ₁の組成の記録膜３を約３０ｎ
ｍの膜厚に形成した。次に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂の中間層
４を約１０ｎｍの膜厚に形成した。さらに、この上に同
一スパッタリング装置内でＡｌ反射層５を１２０ｎｍつ
けた。さらに、この上に紫外線硬化樹脂保護層６を設け
た。その後、この上に接着剤層７を介して、同じ構造の
もう一枚のディスクとの貼りあわせを行った。

【００１５】このように作製したディスクには次のよう
にして記録・再生・消去を行った。ディスクを１８００
ｒｐｍで回転させ、半導体レーザ（波長８３０ｎｍ）の
光を記録が行われないレベル（約１ｍＷ）に保って、記
録ヘッド中のレンズで集光して基板を通して記録膜に照
射し、反射光を検出することによって、トラッキング用
の溝と溝の中間に光スポットの中心が常に一致するよう
にヘッドを駆動した。もちろん、溝の中心に光スポット
の中心をほぼ一致させても大きな問題はない。このよう
にトラッキングを行いながら、さらに記録膜上に焦点が
来るように自動焦点合わせを行い、まず、全面初期結晶
化のため、記録トラック上にパワー８ｍＷの連続レーザ
光を五回照射した。この照射は６〜１０ｍＷの範囲でよ
い。これらの照射は、半導体レーザアレイで行うか、ガ
スレーザからの光ビームを複数に分割したもので行うと
ディスクの一回転で行うこともできる。この場合、複数
の光スポットを同一トラック上に配置せず、たとえば、
トラックとそれに隣接するトラック間に配置すれば、両
方を同時にイニシャライズすることができ、消え残りが
少なくなるなどの効果がある。また、予めディスク全面
にＸｅランプ照射によるフラッシュアニール（短時間で
の全面結晶化）を行っても良い。次に、記録を行う部分
では、レーザパワーを中間パワーレベル８ｍＷと高いパ
ワーレベル１８ｍＷとの間で図２に示したように変化さ
せることにより記録を行った。記録された部分の非晶質
に近い部分を記録点と考える。記録を行う部分を通り過
ぎた時点で、レーザパワーを１ｍＷに下げてトラッキン
グ及び自動焦点合わせを続けた。なお、記録中もトラッ
キング及び自動焦点合わせは継続される。このような記
録方法は、既に記録されている部分に対して行っても記
録されていた情報が相変化によって新たに記録した情報
に書き換えられる。すなわち、単一の円形光スポットに
よるオーバーライトが可能である。これらの方法は本発
明の記録膜ばかりでなく他の記録膜にも有効である。

【００１６】ＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間層４の膜厚を１０ｎ
ｍ一定とし、Ａｌ反射層５の膜厚を変化させた場合の書
き換え十万回後のエラーレートを調べた。

【００１７】 この結果より、Ａｌ反射層の膜厚が６０ｎｍ以上１８
０ｎｍ以下の範囲で良好な特性が得られることがわかっ
た。

【００１８】また、同様にＺｎＳ−ＳｉＯ₂の中間層４
の膜厚を１０ｎｍ一定とし、Ａｌ反射層５の膜厚を変化
させた場合の書き換え十万回後のエラーレートを調べた
ところ、Ａｌ反射層の膜厚が１２０ｎｍ以上３６０ｎｍ
以下の範囲で良好な特性が得られることがわかった。

【００１９】これらの結果より、エラーレートが１／１
０⁵以下となるＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間層の膜厚とＡｌ反射
層の膜厚との関係は下記の式となる。すなわち、ＺｎＳ
−ＳｉＯ₂中間層の膜厚をｄ₁、Ａｌ反射層の膜厚をｄ₂
とすると、６ｄ₁≦ｄ₂≦１８ｄ₁である。また、ＺｎＳ
−ＳｉＯ₂中間層が５ｎｍ以下の場合には、Ａｌ反射層
の膜厚によらず書き換えを繰り返すことによりＣ／Ｎが
低下してきた。これは、記録により記録膜とＡｌ反射層
とが相互拡散したものと考えられる。ＺｎＳ−ＳｉＯ₂
中間層が１０ｎｍ以上がより好ましい。

【００２０】また、Ａｌ反射層の膜厚が１８０ｎｍ以上
のディスクを６０℃、９５％の環境下に一週間放置した
後、これに書き換えを行ったところ、書き換えによりノ
イズの上昇がみられた。これは、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間
層とＡｌ反射層との界面が書き換えにより剥がれてきた
ものと考えられる。Ａｌ反射層は、１５０ｎｍ以下がよ
り好ましい。

【００２１】以上の結果から、下記のすべての式に示す
範囲の膜厚で良好な特性を示すことがわかった。すなわ
ち、６ｄ₁≦ｄ₂≦１８ｄ₁、ｄ₁≧５ｎｍ、ｄ₂≦１８０
ｎｍである。図３に良好な領域を斜線で示した。

【００２２】ＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間層以外でも、熱伝導
率の高いＡｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄に近い
組成の材料を用いても、同様な結果が得られた。また、
Ａｌ反射層以外でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなど
の単体、またはこれらを主成分とする合金、たとえば、
Ａｕ₉₀Ｓｎ₁₀、あるいはこれら同士の合金、たとえばＡ
ｌ₉₆Ｃｕ₄を用いても同様な結果が得られた。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、中間層と反射層の膜厚
を最適化することにより、流動によるノイズの上昇を抑
制することができるため、多数回の書き換えが可能な記
録用部材が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスクの構造断面図

【図２】記録レーザパワーの時間的推移の説明図

【図３】中間層の膜厚と反射層の膜厚を変えた場合の良
好な領域の説明図

【符号の説明】

１、１’…ポリカーボネート基板、２、２’…ＺｎＳ−
ＳｉＯ₂保護層、３、３’…Ｇｅ₁₃Ｓｂ₃₀Ｔｅ₅₆Ｃｏ₁記
録膜、４、４’…ＺｎＳ−ＳｉＯ₂中間層、５、５’…
Ａｌ反射層、６、６’…紫外線硬化樹脂保護層、７…接
着剤層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡峯 成範 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に直接もしくは無機物および有機物
   のうちの少なくとも一つからなる保護層を形成し、その
   上にエネルギビームの照射によって情報の記録が可能な
   光記録膜、中間層、反射層の順に形成し、前記中間層の
   膜厚をｄ₁、前記反射層の膜厚をｄ₂としたとき、６ｄ₁
   ≦ｄ₂≦１８ｄ₁、ｄ₁≧５ｎｍ、ｄ₂≦１８０ｎｍである
   ことを特徴とする情報の記録用部材。
2. 【請求項２】請求項１において、前記中間層として、Ａ
   ｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄およびＺｎＳに近
   い組成の材料を主成分とする材料またはそれらの混合物
   を用いる情報の記録用部材。
3. 【請求項３】請求項１において、前記反射層として、Ａ
   ｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｍｇ、Ｒｈ、
   Ｚｎの単体、またはこれらを主成分とする合金、あるい
   はこれら同士の合金の層のうちの少なくとも一つを用い
   る情報の記録用部材。