JPH06155921A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高反射率を損なうことなく、従来生じていた
第二誘電体層の熱的影響を小さくでき、高変調度が得ら
れるとともに、良好なオーバライト記録もできる光記録
媒体を提供する。 【構成】 基板と、該基板の上に形成された第一の誘電
体層と、該第一の誘電体層の上に形成され、前記第一の
誘電体層の屈折率とは異なる屈折率を有する第二の誘電
体層と、該第二の誘電体層の上に形成され、前記第二の
誘電体層の熱伝導率または比熱よりも小さい熱伝導率ま
たは比熱を有する第三の誘電体層と、該第三の誘電体層
の上に形成され、相変化タイプの記録材料を含有する記
録膜と、該記録膜の上に形成された第四の誘電体層と、
該第四の誘電体層の上に形成された反射膜とを備えるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、書込み可能な光記録媒
体、特に基板の上に誘電体層と、相変化タイプの光記録
材料を含有する記録膜と、光反射層を有する光記録媒体
の記録・消去特性および記録感度の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆる情報の記録および消去可
能な光記録媒体としては、例えば、ＧｅＳｂＴｅを光記
録材料として用い、光ビームの照射によって記録膜に誘
起される相変化により記録ないしは消去を行う相変化タ
イプの記録媒体が一例として良く知られている。

【０００３】この媒体を用いた記録方法の一例として
は、例えば記録膜全体を加熱して予め結晶化させてお
き、パルス幅の狭いレーザー光を照射することによって
照射面を非晶質にすることによって行われる。情報の消
去は、例えば、記録膜全体を加熱して記録膜を結晶化さ
せることによって行われる。

【０００４】一方で、このような媒体とは異なり予めす
でにデータが記録されているいわゆるＲＯＭ（read onl
y memory）タイプの媒体も存在し、音声記録と情報処理
の分野で広く実用化されている。しかし、このものには
上記のごとく書込み可能な記録膜が存在しない。すなわ
ち、再生されるべくデータに相当するプリピットはすで
にプラスチック基板の上にプレス成形によって形成さ
れ、この上にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属からなる
反射層が形成され、さらにこの上に保護層が形成されて
いる。このＲＯＭタイプの典型的な媒体は、いわゆるＣ
Ｄと呼ばれるコンパクトディスクである。このＣＤの記
録と読み取りの信号の仕様は規格化されており、この規
格に準じて、ＣＤの再生装置がコンパクトディスクプレ
ーヤー（ＣＤプレーヤー）として広く使われている。

【０００５】ところで、前記書込みないし消去可能な光
記録媒体は、レーザビームを用いる点においてはＣＤと
同様であり、また、媒体の形態もディスク形状をなして
いる点においてはＣＤと同様である。それゆえ、ＣＤ仕
様の規格に適合し、ＣＤプレーヤーにそのまま使える書
込み可能な媒体の開発が活発に行われている。

【０００６】その一例として、、相変化型光記録材料を
用いた媒体であって、ＣＤ規格に合致した反射率を得る
ことができ、さらにはＣＤプレーヤと互換性があり、か
つ、書込み可能な記録媒体が特開平１−２７３２４０号
公報に提案されている。このものは、基板上に、ＺｎＳ
等の第一の誘電体（保護）膜、ＳｉＯ₂ 等の第二の誘電
体（保護）膜、ＳｂＴｅＧｅの記録膜、ＳｉＯ₂ 等の第
三の誘電体（保護）膜、および有機保護膜を順次形成し
た媒体構成をなしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の提案された媒体構成では、高反射率のディスクが
得られるものの、第二の誘電体（保護）膜として用いら
れる低屈折率材料が限定され、主に用いられるＳｉＯ₂
では熱伝導度および比熱とも大きいため、記録時に記録
膜への熱的悪影響を及ぼし、変調度、記録消去特性およ
び感度が悪くなるという不都合が生じていた。

【０００８】すなわち、図６（ａ）に示されるように、
本来、未記録部（結晶質）にレーザビームが照射された
部分は綺麗な略楕円形の相変化記録部分（非晶質）７１
となるはずであるが、図６（ｂ）に示されるように，熱
伝導度および比熱の大きな第二の誘電体（保護）膜が存
在するために、一旦相変化して記録された非晶質部分
（特に、長いピット（例えば１１Ｔ））の一部が、第二
の誘電体（保護）膜に保有された熱によって結晶質に戻
ってしまうという不都合が生じていた。これにより高変
調度が取れなくなってしまう。

【０００９】このような実情に鑑み本発明は創案された
ものであって、その目的は、上記の不都合を解消し、高
反射率高変調度を損なうことなく、第二の誘電体膜の熱
的影響を小さくでき、良好なオーバライト記録ができる
光記録媒体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、基板と、該基板の上に形成された第一の誘電
体層と、該第一の誘電体層の上に形成され、前記第一の
誘電体層の屈折率とは異なる屈折率を有する第二の誘電
体層と、該第二の誘電体層の上に形成され、前記第二の
誘電体層の熱伝導率または比熱よりも小さい熱伝導率ま
たは比熱を有する第三の誘電体層と、該第三の誘電体層
の上に形成され、相変化タイプの記録材料を含有する記
録膜と、該記録膜の上に形成された第四の誘電体層と、
該第四の誘電体層の上に形成された反射膜とを備えるよ
うに構成した。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の光記録媒体の好適な一例を図
１に基づいて説明する。図１は媒体を断面にし、その部
分を拡大して媒体構成が明確にわかるように描いた模式
図である。

【００１２】この図に示されるように、本発明の光記録
媒体１は、基板１０と、該基板１０の上に形成された第
一の誘電体層１１と、該第一の誘電体層１１の上に形成
され、前記第一の誘電体層の屈折率とは異なる屈折率を
有する第二の誘電体層１２と、該第二の誘電体層１２の
上に形成され、前記第二の誘電体層１２の熱伝導率また
は比熱よりも小さい熱伝導率または比熱を有する第三の
誘電体層１３と、該第三の誘電体層１３の上に形成さ
れ、相変化タイプの記録材料を含有する記録膜７と、該
記録膜７上に形成された第四の誘電体層１４と、該第四
の誘電体層１４の上に形成された反射膜１５とを備え
る。さらにこの反射膜１５の上には通常、有機保護膜１
６が形成される。

【００１３】基板１０は、通常、ディスク形状をなし、
基板１０の片側平面には、通常、トラッキング用のプリ
グルーブが、同心円状にまたはスパイラル状に形成され
ている。このようなプリグルーブを有する基板１０は、
生産性向上の観点から、いわゆる一体的に形成された射
出成形樹脂基板を用いることが好ましく、このものは、
例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリメタクリ
ル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の透明材料から形成され
る。また、一体的に形成された射出成形樹脂基板に限ら
ず、いわゆる２Ｐ（photo-polymer ）法で形成した基板
であってもよい。このような基板１０の厚さは１．０〜
１．５mm程度とされる。

【００１４】このような基板１０の上には、第一の誘電
体層１１が形成され、この上に第二の誘電体層１２が形
成される。これらの誘電体層１１，１２の具体的材料と
しては、透明性の高い材料、例えば、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，
Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌａ，Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，
Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂなどの酸化物，窒化物、硫化物、Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａなどのフッ化物、あるいはこれら
の混合物が用いられうる。ただし、第二の誘電体層１２
は、前記第一の誘電体層１１の屈折率よりは低い屈折率
からなる材料であることという条件が付加され、この条
件に合致するように具体的材料が選定される。

【００１５】第二の誘電体層１２のより具体的な好適材
料としては、ＳｉＯ₂ (1.48)、ＭｇＦ₂ (1.38)、Ｎｄ₃
ＡｌＦ₆ (1.35)、ＴｈＦ₄ (1.46)、ＣｅＦ₂ (1.63)、Ａ
ｌ₂Ｏ₃ (1.63)などが挙げられる。なお（ ）内の数値
は屈折率を表わす。

【００１６】第一の誘電体層１１のより具体的な好適材
料としては、ＺｎＳ(2.30)、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂ (20mol%)
(2.11)、ＴｉＯ₂ (2.20)、Ｔａ₂ Ｏ₅ (2.08)などが挙げ
られる。

【００１７】前記第一の誘電体層１１の厚さｄ₁ は、記
録光または再生光の波長をλ、第一の誘電体層の屈折率
をｎ₁ とした場合、ｄ₁ ＝（λ／４ｎ₁ ）（２ｍ＋１）
となるように設定するのが好ましい。ここで上記ｍは０
を含む正の整数を表す。

【００１８】また、前記第二の誘電体層１２の厚さｄ₂
は、記録光または再生光の波長をλ、第一の誘電体層の
屈折率をｎ₂ とした場合、ｄ₂ ＝（λ／４ｎ₂ ）（２ｍ
＋１）となるように設定するのが好ましい。ここで上記
ｍは０を含む正の整数を表す。

【００１９】このような第二の誘電体層１２の上には第
三の誘電体層１３が形成される。第三の誘電体層１３
は、前記第二の誘電体層１２の熱伝導率または比熱より
も小さな熱伝導率または比熱を有する材料から形成され
る。従来の問題となった第二の誘電体層１２の保熱を防
止し、反射膜側への熱拡散を促進させて、良好な記録状
態を維持するためである。第三の誘電体層１３の材料と
しては、ＺｎＳ，ＺｎＯ，ＺｎＳｅ単体や、ＺｎＳ，Ｚ
ｎＯ，ＺｎＳｅに、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ，Ｃｅ，Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｉ
ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂなどの酸化物、窒化
物、Ｌｉ，Ｎｂ，Ｍｇ，Ｃｄなどのフッ化物を１０〜６
０mol%混合させたもの等が挙げられる。より具体的な第
三の誘電体層１３の材料は、第二の誘電体層１２の材料
を考慮しつつ選定される。例えば、第二の誘電体層１２
の材料を、ＳｉＯ₂ とした場合には、第三の誘電体層１
３の材料は、ＺｎＳ、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ （10〜30mol%）
が好ましい。

【００２０】このような第三の誘電体層１３の厚さｄ₃
は、記録光または再生光の波長をλ、第一の誘電体層の
屈折率をｎ₃ とした場合、ｄ₃ ＝（λ／２ｎ₃ ）（２ｍ
＋１）となるように設定するのが好ましい。ここで上記
ｍは０を含む正の整数を表す。

【００２１】このような第三の誘電体層１３の上には相
変化タイプの記録材料を含有する記録膜７が形成され
る。記録膜７の具体的材料としては、ＧｅＴｅＳｂ、Ｇ
ｅＴｅＰｄ、ＧｅＴｅＣｏ、ＧｅＴｅＳｎ、ＧｅＴｅＢ
ｉ、ＧｅＴｅＳｅ、ＩｎＳｂＴｅ等が挙げられる。記録
膜７の膜厚は、１００〜３００Å程度とされる。

【００２２】このような記録膜７の上には、第四の誘電
体層１４が形成される。第四の誘電体層１４の材質は、
前記第一ないし第三の誘電体層に用いられる各材料の中
から適宜選定して用いれば良い。このような第四の誘電
体層１４の厚さｄ₄ は、１００〜３００Å程度が好まし
い。

【００２３】このような第四の誘電体層１４の上には、
光反射率の増大および熱拡散の促進のための反射層１５
が設けられる。反射層１５はＡｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等
の金属から構成され、このものは真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンプレーティング等で成膜される。このよう
な光反射層１４の厚さは、０．０２〜０．２μｍ程度と
される。

【００２４】なお、前記第一ないしは第四の誘電体層１
１，１２，１３，１４および記録膜７もまた、反射層１
５と同様に真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーテ
ィング等で成膜される。

【００２５】反射層１５の上には、通常、記録膜７，誘
電体層１１，１２，１３，１４と反射層１５を保護する
ために保護層１６が設層される。保護層１６は、一般
に、紫外線硬化性樹脂をスピンコートして塗設した後、
紫外線を照射し、塗膜を硬化させて形成する。その他、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタ
ン樹脂等が保護層１６の材質として用いられる。このよ
うな保護層１６の厚さは、通常、０．１〜１００μｍ程
度である。

【００２６】本発明の媒体には、一般に回転下におい
て、記録光が記録膜にパルス状に照射される。このとき
記録膜の一部が相変化を起こし、記録ピットが形成され
る。このように形成されたピット情報の再生は、やはり
媒体の回転下、読出し光の反射光の差を検出することに
よって行われる。

【００２７】以下、具体的実施例を示して本発明をさら
に詳細に説明する。本発明サンプル１の作製 直径１２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）基板１１上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ （20mol%）からな
る第一の誘電体層１１（屈折率：２．１１）をスパッタ
リング法で９２０オングストロームの厚さに設層した。
この上に、ＳｉＯ₂ からなる第二の誘電体層１２（屈折
率：１．４８，熱伝導率：２．２６×１０^-2Cal/cm.s.
k，比熱：１．８０×１０^-1 cal/g.k）をスパッタリン
グ法で１３００オングストロームの厚さに設層した。こ
の上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ （20mol%）からなる第三の誘
電体層１３（屈折率：２．１１，熱伝導率：１．５７×
１０ ^-3Cal/cm.s.k，比熱：１．３４×１０^-1 cal/g.k）
をスパッタリング法で１８５０オングストロームの厚さ
に設層した。この上に、Ｇｅ(29)Ｓｂ(23)Ｔｅ(48)atm%
からなる記録膜を２００オングストロームの厚さにスパ
ッタリング法で設層した。この上に、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂
（20mol%）からなる第四の誘電体層１４を、１５０オン
グストロームの厚さにスパッタリング法で設層した。こ
の上に、Ａｌからなる反射層１５を、１０００オングス
トロームの厚さにスパッタリング法で成膜した。しかる
後、反射層１５の上に紫外線硬化型アクリレート樹脂か
らなる保護膜１６を１０μｍ厚さに形成し、本発明サン
プルを作成した。

【００２８】このサンプルを作製するに際して、同時に
上記のサンプルの記録膜の厚さ、第一の誘電体層の膜
厚、第二の誘電体層の膜厚、および第三の誘電体層の膜
厚の変化に対するの反射率の影響をそれぞれ調べた。結
果を図２〜６に示した。

【００２９】図２に示される結果より、結晶質の状態で
反射率が６０％以上とれ、しかも非晶質との差分が最大
にとれる記録膜膜厚は２００オングストローム近傍であ
ることがわかる。図３および図４に示される結果より、
第一の誘電体層および第二の誘電体層の好適な膜厚は、
それぞれλ／４ｎ1 およびλ／４ｎ2 の奇数倍の膜厚で
あることがわかる。図５に示される結果より、第三の誘
電体層の好適な膜厚は、λ／２ｎ3 の奇数倍の膜厚であ
ることがわかる。

【００３０】次いで、以下の要領で比較サンプルを作成
した。比較サンプルの作製 上記本発明サンプルの構成から第三の誘電体層１３を除
いた。それ以外は、上記本発明サンプルと同様にして、
比較サンプルを作製した。

【００３１】これら２つのサンプルについて、初期結晶
化を行った後、線速１．４ｍ／ｓ，記録パワー３０ｍ
Ｗ，消去パワー１２ｍＷでＥＦＭ信号を記録し、しかる
後、記録信号を再生した。

【００３２】その結果、比較サンプルのものは、、長い
ピットの記録部の先端が再結晶化のために細くなり記録
アモルファス部の再生信号レベルが取れなかった。これ
に対して本発明のサンプルは、このような不都合が生じ
ることなく良好なアイパターンが得られ、さらにオーバ
ライトによる繰り返し記録も可能であった。

【００３３】

【発明の効果】以上の実験結果より本発明の効果は明ら
かである。すなわち、本発明の光記録媒体は、基板と、
該基板の上に形成された第一の誘電体層と、該第一の誘
電体層の上に形成され、前記第一の誘電体層の屈折率と
は異なる屈折率を有する第二の誘電体層と、該第二の誘
電体層の上に形成され、前記第二の誘電体層の熱伝導率
または比熱よりも小さい熱伝導率または比熱を有する第
三の誘電体層と、該第三の誘電体層の上に形成され、相
変化タイプの記録材料を含有する記録膜と、該記録膜の
上に形成された第四の誘電体層と、該第四の誘電体層の
上に形成された反射膜とを備えているので、高反射率を
損なうことなく、従来生じていた第二誘電体層の熱的影
響を小さくでき、高変調度が得られるとともに、良好な
オーバライト記録もできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の概略構成を説明するため
の部分拡大断面図である。

【図２】本発明の光記録媒体の記録膜膜厚と反射率との
関係を示すグラフであり、実線は、非晶質を、点線は結
晶質の状態を示す。

【図３】本発明の光記録媒体の第一の誘電体層の膜厚と
反射率との関係を示すグラフであり、実線は、非晶質
を、点線は結晶質の状態を示す。

【図４】本発明の光記録媒体の第二の誘電体層の膜厚と
反射率との関係を示すグラフであり、実線は、非晶質
を、点線は結晶質の状態を示す。

【図５】本発明の光記録媒体の第三の誘電体層の膜厚と
反射率との関係を示すグラフであり、実線は、非晶質
を、点線は結晶質の状態を示す。

【図６】（ａ）は本発明の光記録媒体を用いて所定の記
録波形の光ビームを照射して記録した場合の、記録ピッ
トの状態および再生波形の状態を模式的に示す図、
（ｂ）は従来の光記録媒体を用いて所定の記録波形の光
ビームを照射して記録した場合の、記録ピットの状態、
特に再結晶化領域が生じた状態およびその再生波形の状
態を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１…光記録媒体 ７…記録膜 １０…光透過性基板 １１…第一の誘電体層 １２…第二の誘電体層 １３…第三の誘電体層 １４…第四の誘電体層 １５…反射層 １６…保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横関 伸一 埼玉県鶴ケ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、 該基板の上に形成された第一の誘電体層と、 該第一の誘電体層の上に形成され、前記第一の誘電体層
   の屈折率とは異なる屈折率を有する第二の誘電体層と、 該第二の誘電体層の上に形成され、前記第二の誘電体層
   の熱伝導率または比熱よりも小さい熱伝導率または比熱
   を有する第三の誘電体層と、 該第三の誘電体層の上に形成され、相変化タイプの記録
   材料を含有する記録膜と、 該記録膜の上に形成された第四の誘電体層と、 該第四の誘電体層の上に形成された反射膜と、を備える
   ことを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記第三の誘電体層の膜厚ｄ₃ は、記録
   光または再生光の波長をλ、第三の誘電体層の屈折率を
   ｎ₃ とした場合、ｄ₃ ＝（λ／２ｎ₃ ）（２ｍ＋１）で
   あることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。ここ
   で上記ｍは０を含む正の整数を表す。