JPH06349109A - 光記録媒体、その製造方法及びその使用方法 - Google Patents

光記録媒体、その製造方法及びその使用方法

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JPH06349109A
JPH06349109A JP5137430A JP13743093A JPH06349109A JP H06349109 A JPH06349109 A JP H06349109A JP 5137430 A JP5137430 A JP 5137430A JP 13743093 A JP13743093 A JP 13743093A JP H06349109 A JPH06349109 A JP H06349109A
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JP
Japan
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optical recording
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JP5137430A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Takahashi
正悦 高橋
Hiroko Iwasaki
博子 岩崎
Yukio Ide
由紀雄 井手
Masato Harigai
眞人 針谷
Osamu Nonoyama
治 野々山
Yoshiyuki Kageyama
喜之 影山
Koji Deguchi
浩司 出口
Katsuyuki Yamada
勝幸 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射率、コントラストが向上した情報記録媒
体、その製造方法および使用方法を提供しようとするも
のである。 【構成】 電磁波のエネルギーを利用して記録、消去を
行う光記録媒体において、記録層の主成分が下記一般式
で表わされる組成を有する光記録媒体。 一般式 AgxGaySez ただし、x+y+z=100 15≦X≦40 15≦Y≦40 30≦Z≦70

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光記録媒体、特に相変化
形光記録媒体に関するものであって、光ビームを照射す
ることにより記録層材料に相変化を生じさせ、情報の記
録、再生を行い、かつ書換が可能である光記録媒体に関
するものであり、コンパクトディスク関連機器に応用さ
れる。
【0002】
【従来の技術】電磁波、特にレーザービームの照射によ
る情報の記録、再生および消去可能な光メモリー媒体の
一つとして、結晶−非結晶相間、あるいは結晶−結晶相
間の転移を利用する、いわゆる相変化形記録媒体がよく
知られている。特に光磁気メモリーでは困難な単一ビー
ムよるオーバーライトが可能であり、ドライブ側の光学
系もより単純であることなどから、最近その研究開発が
活発になっている。特に同一の光学系を用いることがで
きるという利点から、高反射率、高コントラストといっ
た特性をあわせ持った、書き換えのできるコンパクトデ
ィスク(CD)としての応用が期待されている。
【0003】相変化形記録材料の代表的な例として、U
SP3530441に開示されているように、Ge−T
e,Ge−Te−Sn,Ge−Te−S,Ge−Se−
S,Ge−Se−Sb,Ge−As−Se,In−T
e,Se−Te,Se−Asなどのいわゆるカルコゲン
系合金材料があげられる。また安定性、高速結晶化など
の向上を目的に、Ge−Te系にAu(特開昭61−2
19692)、SnおよびAu(特開昭61−2701
90)、Pb(特開昭62−19490)などを添加し
た材料の提案や、記録/消去の繰り返し性能向上を目的
にGe−Te−Se−Sb,Ge−Te−Sbの組成比
を特定した材料(特開昭62−73438、特開昭63
−228433)の提案などもなされている。しかし、
そのいずれもが元来コードデータファイル用の書き換え
可能光ディスクとして設計されており、相変化形書換可
能コンパクトディスクとして要求される諸特性のほとん
どを満足できていないのが現状である。特に反射率、コ
ントラスト、記録感度が解決すべき最重要課題となって
いる。これらの事情から反射率、コントラストが高く、
高感度の記録、消去に適する記録材料の開発が望まれて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
に比較して反射率、コントラストの飛躍的向上を達成す
る情報記録媒体とその製造方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、反射率、コン
トラストが高く、低パワーで記録−消去の繰り返しが可
能な書換可能コンパクトディスクを提供するものであ
る。そこで本発明者らは改善に鋭意研究を重ねた結果、
前述目的に合致する記録材料を見いだした。即ち、本発
明は(1)電磁波のエネルギーを利用して記録消去を行
う情報記録媒体であり、記録層中の主成分がAgxGay
Sez(x+y+z=100,15≦x≦40,15≦
y≦40,30≦z≦70)で表される光記録媒体、
(2)記録層の安定状態にカルコパイライト構造を持つ
AgGaSe2微結晶相を含む上記(1)の光記録媒
体、(3)記録層の膜厚dが100Å≦d≦1200Å
である上記(1)または(2)の光記録媒体、(4)基
板と記録層の間に下部耐熱性保護層を、記録層と反射層
の間に上部耐熱性保護層を有し、かつ電磁波の波長が7
70〜790nmのとき記録媒体の未記録部の反射率が
70%以上、記録部と未記録部の反射率のコントラスト
が60%以上である(1)ないし(3)の何れかに記載
の光記録媒体、(5)下部耐熱性保護層が主にZnSと
SiO2の混合物からなり、上部耐熱性保護層が主に窒
化アルミニウム、またはZnSとSiO2の混合物から
なる上記(1)ないし(4)の何れかに記載の光記録媒
体、(6)下部耐熱性保護層の膜厚d1が 500Å≦d1≦500+(7800/n1)Å (n1:下部耐熱性保護層の屈折率)である上記(1)
ないし(5)の何れかに記載の光記録媒体、(7)上部
耐熱性保護層の膜厚d2が 50Å≦d2≦50+(3800/n2)Å (n2:上部耐熱性保護層の屈折率)である上記(1)
ないし(6)の何れかに記載の光記録媒体、(8)記
録、消去および再生のうちの何れかのとき、光記録媒体
と電磁波ビームスポットとの相対速度が1.2〜1.4
m/sまたはその整数倍である上記(1)ないし(7)
の何れかに記載の光記録媒体の使用方法、(9)カルコ
パイライト構造を有するAgGaSe2を原材料として
記録層を成膜する上記(1)ないし(7)の光記録媒体
の製造方法に関するものである。以下本発明を添付図面
に基づき説明する。図1は本発明の構成例を示すもので
ある。基板1上に下部耐熱性保護層2、記録層3、上部
耐熱性保護層4、反射放熱層5、環境保護層6が設けら
れている。
【0006】本発明の記録層は各種気相成長法、例えば
真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光
CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法
などによって形成できる。気相成長法以外にゾルゲル法
のような湿式プロセスも適用可能である。記録層の膜厚
としては100〜1200Å、好適には200〜100
0Åとするのがよい。100Åより薄いと光吸収能が著
しく低下し、記録層としての役割を果たさなくなる。ま
た1300Åより厚いと反射率、コントラストが高いデ
ィスク構成がとれなくなる。
【0007】記録層の安定状態にカルコパイライト構造
を有する化合物を含むことで、高速で安定な記録消去の
可逆転移が可能となる。同時に記録相中に含まれる相の
種類が限定され、記録層の不必要な相分離または物質移
動を防ぐことができる。請求項中に規定されているx,
y,zはこのようなカルコパイライト構造を有する化合
物を得るために必要な元素濃度範囲を示している。
【0008】耐熱性保護層は各種気相成長法、たとえば
真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、光
CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法
などによって形成できる。また、必要に応じて不純物を
含んでいてもよい。但し耐熱性保護層の融点は記録層の
融点よりも高いことが必要である。
【0009】下部耐熱性保護層の膜厚の果たす主な役割
として、耐熱性を確保する効果と、干渉を利用し入射光
・反射光を効率的に利用する光学的効果とがある。耐熱
性の観点から言えば、薄すぎる耐熱性保護層では隣接す
る基板、および層に過剰な熱が伝わる。このため、下部
耐熱性保護層として主にZnSとSiO2の混合物から
なる層を用いたとき、最小膜厚は500Å、上部耐熱性
保護層として主に窒化アルミニウム、またはZnSとS
iO2の混合物からなる層を用いたときは50Å以上で
なければその機能をはたせなくなる。
【0010】また、光学的観点から言えば、電磁波の波
長をλ、耐熱性保護層の屈折率をnとすれば、膜厚がλ
/2n毎の周期で同一の光学的条件が現われる。従っ
て、最適な最小膜厚を仮にd0とすると、 d0+(mλ/2n)(m=0,1,2,3…)……式
1 で再び最適条件が得られる。しかし、耐熱性保護層が厚
すぎると界面の剥離や、ひずみを起こしやすくなる。特
に上部耐熱性保護層は反射放熱層へと熱を逃がす役割を
担うため、これが厚すぎると記録膜に余剰な熱が蓄積さ
れ、ディスクとしての記録消去特性が劣化し、層分離や
物質移動等を引き起こすので好ましくない。これらの事
情から、式(1)中のmは下部保護層は0〜2、上部保
護層は0〜1が最適膜厚範囲である。本発明の光記録情
報媒体は書き換えのできるコンパクトディスクに関する
ものであるから、波長770〜790nmでのm×λ/
2nを考えればよい。従って、下部耐熱性保護層(屈折
率n1)の膜厚d1は 500Å≦d1≦500+(7800/n1)Å 上部耐熱性保護層(屈折率n2)の膜厚d2は 50Å≦d2≦50+(3900/n2)Å が最適である。
【0011】本発明に対して最適な上部耐熱性保護層及
び下部耐熱性保護層の膜厚は、計算によりあらかじめ予
想することができる。図2は本発明の構成を用いて得ら
れる反射率及びコントラストを示したものである。各薄
膜での多重反射を考慮して、未記録部(結晶)及び記録
部(アモルファス)の反射率を計算し、両者の反射率の
比からコントラストを計算した。計算に用いた条件は表
1の通りである。
【0012】
【表1】
【0013】なお、計算では基板における多重反射は含
めない。また、記録層のn,kはAgGaSe2の実測
した数値を用いた。横軸は上部耐熱性保護層の膜厚、縦
軸は下部耐熱性保護層の膜厚である。図中に網掛で示し
た部分が反射率が70%以上かつコントラストが60%
以上の膜厚の領域である。
【0014】基板の材料は通常樹脂、ガラス、あるいは
セラミックスであり、樹脂基板が成形性、コストの点で
好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、
アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン系樹脂、フッ素
系樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂などがあげられる
が、加工性、光学特性などの点でポリカーボネート樹
脂、アクリル系樹脂が好ましい。
【0015】反射放熱層としては、Al,Au,Agな
どの金属材料、またはそれらの合金などを用いることが
できる。このような反射放熱層は各種気相成長法、たと
えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD
法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビーム
蒸着法などによって形成できる。
【0016】このようにして構成された記録媒体は、コ
ンパクトディスク規格のディスク回転速度である1.2
m/s〜1.4m/s、またはその整数倍の線速で、再
生、記録、消去できる。また再生時の未記録部のレーザ
ー光反射率、記録部と未記録部のコントラストもCD規
格を満たしている。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。但しこれらの実施例は本発明をなんら制限するも
のではない。 実施例1 120mmφのグルーブ付きポリカーボネート基板上に
ZnS−SiO2(2000Å)、Ag25Ga25Se50
(400Å)、ZnS−SiO2(300Å)、Ag
(700Å)を順次スパッタ法にて積層し、UV−re
sinを塗布した。Ag−Ga−Seの光学定数は記録
部でn=2.635,k=1.63、未記録部でn=
4.11,k=0.368である。ZnS・SiO2
の光学定数はn=2.0,k〜0である。
【0018】線速1.2m/s、再生光パワー1.0m
W、半導体レーザー波長770nm、対物レンズのNA
=0.5の条件下で、反射率が飽和するまで初期化し
た。この時、反射率75%を得た。オーバーライトモー
ドにおける記録パワー、消去パワーとCNR、消去比、
記録前と後との反射率から計算されるコントラストを図
2に示す。これより、十分なCNRと消去比が得られる
パワー領域で十分なコントラストが得られていることが
わかる。
【0019】実施例2 実施例1と同様にしてディスクを作製した。ZnS−S
iO2を2100Å、Ag25Ga25Se50を400Å、
窒化アルミニウムを2100Å、Agを700Å、順次
スパッタ法にて積層し、UV−resinを塗布した。
Ag−Ga−Seの光学定数は記録部でn=2.63
5,k=1.63、未記録部でn=4.11,k=0.
368である。窒化アルミニウム層の光学定数はn=
2.0,k〜0である。このディスクで初期化後のミラ
ー部における反射率70%を得た。
【0020】オーバーライトモードにおける記録パワ
ー、消去パワーとCNR、消去比、コントラストを図5
に示す。低パワーで高CNR、高消去比、高コントラス
トが得られている。このディスクのCD2倍速、3倍速
におけるCNR、消去比、コントラストを図3,4に示
す。いずれの線速に於ても良好な特性が得られている。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって反
射率、コントラストの飛躍的向上を達成する情報記録媒
体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光記録媒体の構成の一例を示す説明
図、
【図2】本発明の光記録媒体の反射率及びコントラスト
と耐熱性保護層の関係を示すグラフ、
【図3】1.2m/sにおけるディスク特性を示すグラ
フ、
【図4】同上、
【図5】オーバーライトモード(2.4m/s)におけ
るディスク特性を示すグラフ、
【図6】3.6m/sにおけるディスク特性を示すグラ
フ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 針谷 眞人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 野々山 治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 影山 喜之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 出口 浩司 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山田 勝幸 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁波のエネルギーを利用して記録、消
    去を行う光記録媒体において、記録層の主成分が下記一
    般式で表わされる組成を有することを特徴とする光記録
    媒体。 一般式 AgxGaySez ただし、x+y+z=100 15≦X≦40 15≦Y≦40 30≦Z≦70
  2. 【請求項2】 記録層が、その安定状態のときに、カル
    コパイライト構造のAgGaSe2微結晶相を含有する
    ことを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 記録層の厚さ(d)が100Å〜120
    0Åであることを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 基板と記録層との間に下部耐熱性保護層
    を、記録層と反射層との間に上部耐熱性保護層を有し、
    かつ、電磁波の波長が770〜790nmのときに記録
    媒体の未記録部の反射率が70%以上、記録部と未記録
    部の反射率のコントラストが60%以上であることを特
    徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の光記
    録媒体。
  5. 【請求項5】 下部耐熱性保護層が主としてZnSとS
    iO2との混合物からなり、上部耐熱性保護層が主とし
    てZnSとSiO2との混合物または窒化アルミニウム
    からなることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何
    れかに記載の光記録媒体。
  6. 【請求項6】 下部耐熱性保護層の膜厚d1が 500Å≦d1≦500+(7800/n1)Å (ただし、n1;下部耐熱性保護層の屈折率)であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載
    の光記録媒体。
  7. 【請求項7】 上部耐熱性保護層の膜厚d2が 50Å≦d2≦50+(3900/n2)Å (ただし、n2;上部耐熱性保護層の屈折率)であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載
    の光記録媒体。
  8. 【請求項8】 記録、消去および再生のうちの何れかの
    とき、光記録媒体と電磁波ビームスポットとの相対速度
    が1.2〜1.4m/sまたはその整数倍であることを
    特徴とする請求項1ないし請求項7の何れかに記載の光
    記録媒体の使用方法。
  9. 【請求項9】 記録層を成膜するときの原料としてカル
    コパイライト構造を有するAgGaSe2を用いること
    を特徴とする請求項1ないし請求項7の何れかに記載の
    光記録媒体の製造方法。
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