JPH07220305A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JPH07220305A
JPH07220305A JP6027316A JP2731694A JPH07220305A JP H07220305 A JPH07220305 A JP H07220305A JP 6027316 A JP6027316 A JP 6027316A JP 2731694 A JP2731694 A JP 2731694A JP H07220305 A JPH07220305 A JP H07220305A
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JP
Japan
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film
recording
photothermal
optical
recording medium
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Pending
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JP6027316A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Kawanishi
義隆 川西
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録膜の薄膜化を可能とし、記録感度向上と
記録ピットのコントラスト比の向上を両立させ、熱的ダ
メージが少なく、繰り返しオーバライト耐性に優れた特
性を得る。 【構成】 光記録媒体は、相変化により光学的な性質が
変化する記録膜3が基板1上に設けられて成るものであ
る。記録膜3の少なくとも一方の面に光熱調整膜4が設
けられている。光熱調整膜4は、記録膜3の融点及び熱
伝導率よりも高い融点及び熱伝導率を有し、かつ記録膜
3の熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する光透過性材料
で形成されている。

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、電子線等の記
録用のエネルギービームによって、たとえば電子計算機
のデータ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光記録媒体
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】相変化を利用した光記録媒体は、非晶質
状態及び結晶状態における可逆的な相変化とレーザ光反
射率の差異とを利用して、情報の記録及び消去を行うも
のである。すなわち、結晶状態になっている一部にレー
ザ光を照射すると、その部分のみが急熱急冷されること
により非晶質状態に変化し、他の部分とは反射率の異な
るマークが形成される。続いて、このマークが形成され
た部分に記録時よりも弱いレーザ光を照射すると、その
部分が緩やかに加熱冷却されて結晶状態に戻る。
【0003】このような光記録媒体としては、エス・ア
ール・オブシンスキー(S.R.Ovshinsky)氏等により開
発されたカルコゲン材料であるGe15Te81Sb22
のGe−Sb−Te系が一般的に用いられている。
【0004】図9に、従来の光記録媒体の概略断面図を
示す。この光記録媒体は、基板1上に、下地保護膜2、
記録膜3、光干渉保護膜5、金属反射膜6、紫外線硬化
樹脂膜7を順次積層したものである。このような構成に
よる相変化光ディスクが現在市販されている。
【0005】ところで、光記録媒体の書換可能回数は、
オーバライトの繰り返しで生じる記録膜流動によって制
限されている。この、記録膜流動は、記録膜の膜厚変化
やボイドの発生によって引き起こされる。このような記
録膜の膜厚変化やボイドの発生は、保護膜の熱変形や温
度勾配による界面エネルギー差が原因と考えられてい
る。
【0006】記録膜の安定性を得るための従来技術とし
て以下の例が知られている。第一例は、記録膜の上面及
び下面に、耐熱性の優れた誘電体膜を保護膜として形成
したものである(例えば、特開昭57−141034号
公報、特開昭59−40336号公報)。第二例は、片
面に金属膜、透明誘電性膜を保護膜として形成したもの
である(例えば特開平2−89237号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一例
では、熱膨張率は小さく優れているが熱伝導率が小さ
く、記録膜を非晶質化するために必要な、融点以上に昇
温後の記録膜の急冷については配慮されていない。この
ため記録膜の急冷が行えず、信号が良好に記録できない
等の課題を有する。また、第二例では、金属膜では熱伝
導率が大きく優れている。しかし、記録膜と反射膜との
間に光学的なコントラストをつけるための光干渉膜とし
ての誘電体保護膜が存在せず、光学的に安定した再生信
号を得るための光学設計による配慮がされていない。こ
のため、再生信号振幅が小さくなり十分なS/Nが得ら
れない等の課題を有する。
【0008】
【発明の目的】本発明の目的は、上記課題を解決し、光
記録媒体の記録膜の薄膜化を可能とし、記録感度向上と
記録ピットのコントラスト比の向上を両立させ、熱的ダ
メージが少なく、繰り返しオーバライト耐性に優れた光
記録媒体を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に記録
膜と、少なくとも該記録膜の片面に接して形成された光
熱調整膜とを有し、該記録膜と該光熱調整膜を挟むよう
に、あるいは片面に接するように形成された保護膜を有
し、熱伝導率の良い金属反射膜を有してなる情報記録媒
体において、光熱調整膜を該記録膜の融点、熱伝導率よ
りも高い融点と熱伝導率を有し、かつ該記録膜の熱膨張
率よりも低い熱膨張率を持った光透過性材料で形成する
ことにより、達成される。光熱調整膜として、Si,ダ
イヤモンドカーボンが特に望ましい。
【0010】
【作用】
[1.光熱調整膜の光学的作用]本発明の光記録媒体
は、基板上に記録膜と、少なくとも該記録膜の片面に接
して形成されたレーザ光に対して高い光透過率を有する
光熱調整膜とを有し、該記録膜と該光熱調整膜を挟む
か、あるいは片面に形成された保護膜と熱伝導率の良い
金属反射膜を有してなる媒体構成を用いることで、光学
的干渉効果を利用でき、記録膜の薄膜化による記録感度
の向上、および非晶質と結晶質のコントラスト比の向上
による再生信号の安定性が確保できる。また、屈折率が
光学干渉保護膜よりも大きな屈折率を有する光熱調整膜
を使用することで、記録膜の膜厚による光学干渉の周期
性が短くなり、より薄い記録膜の膜厚でも十分な非晶質
と結晶質のコントラスト比を得ることができる。記録膜
の膜厚を薄くすることにより記録感度は向上する。
【0011】記録膜の膜厚が薄くなると以下のような作
用が現れる。 u=(dp/dx)*(dp2/4μ)・・・・・
(1) u :流動速度(cm/s) (dp/dx):圧力勾配 de :有効直径 μ :材料の粘性係数 de=4*(流路断面積)/ねれぶちの長さ =4**ρ/2(a+ρ)=2ρ(a<<ρ)・・・(2) a :記録マーク幅(〜103) ρ :記録材料膜の膜厚 流動の推進力に相当する圧力勾配は(1),(2)式に
よりρの二乗に比例し、μに反比例する。
【0012】上記の理由により、記録膜の膜厚を薄くす
ると記録・消去の繰り返しに伴う記録膜材料が案内溝に
沿って移動する現象を制御することができる。
【0013】[2.光熱調整膜の熱力学的作用]光熱干
渉調整膜として高融点かつ低熱膨張率材料の膜、例えば
高融点かつ低熱膨張率の半導体膜を用いることにより、
記録時の熱履歴に対する記録膜や保護膜の変形あるいは
酸化の防止を図ることができるが、さらに、この高融点
かつ低熱膨張率半導体膜としてその熱伝導率が記録膜の
熱伝導率よりも大きなものを用いることによって、記録
時に記録膜に発生する熱を記録膜中に滞留させること無
く光熱調整膜を通して保護膜や反射膜中に拡散させるこ
とができるので、記録膜をその融点以上に加熱し急冷し
非晶質化させるときの記録膜の急冷を促進し、オーバラ
イト用の結晶化速度の速い記録膜においても結晶化時間
内での急冷を可能として、冷却過程での再結晶化を抑止
することができる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明に係る光記録媒体の第一実施
例を示す断面図である。光ビームが入射する下部から例
えばポリカーボネイト製の透明基板1、SiO2下地保
護膜2、InSe記録膜3、Si光熱調整膜4、SiO
2光干渉保護膜5、Cu反射膜6、紫外線硬化樹脂7の
順に構成され、それぞれの厚みを1.2nm,100n
m,110nm,30nm,10nm,60nm,50
μmとした。また、図9は光記録媒体の従来例を示す断
面図であり、光熱調整膜4が含まれていない。なお、以
下の説明において従来例ではSiO2光干渉保護膜5の
膜厚を40nmとした。
【0015】図2は図9、又は図3乃至図6は図1に示
した光記録媒体において、InSe記録膜の膜厚と記録
前後の反射率と吸収率の変化を830nmのレーザ光の
波長に対して示した光学計算結果である。図中、□と■
は未記録部の反射率と吸収率、○と●は記録部の反射率
と吸収率を示す。
【0016】図2の従来例の光学計算結果と、図3の光
熱調整膜Si30nm、光干渉保護膜SiO210nm
としたときの光学計算結果との比較より、InSe記録
膜110nmでは、従来例で未記録部の反射率82%、
吸収率16%、記録部の反射率30%、吸収率68%と
なり、記録部と未記録部の反射率差は52%、本発明の
光熱調整膜Siで未記録部の反射率62%、吸収率19
%、記録部の反射率2%、吸収率82%となり、記録部
と未記録部の反射率差は60%である。本発明の光熱調
整膜にSiを用いても、光学的に十分なコントラスト
(記録部と未記録部の反射率差)を得られることを示し
た。また、図3の光熱調整膜をSiとしたときの光学計
算結果より、InSe記録膜が100nmのとき、未記
録部の反射率72%、吸収率13%、記録部の反射率1
9%、吸収率64%となり、記録部と未記録部の反射率
差は53%となり、InSe記録膜の膜厚を薄くしても
従来例と同様のコントラストを得られることを示した。
【0017】図4は、図1に示した光記録媒体の媒体構
成において、光熱調整膜をC(ダイヤモンドカーボン)
30nm、光干渉保護膜SiO210nmとしたときの
光学計算結果である。InSe記録膜110nmでは、
未記録部の反射率82%、吸収率16%、記録部の反射
率25%、吸収率72%となり、記録部と未記録部の反
射率差は57%である。本発明の光熱調整膜にC(ダイ
ヤモンドカーボン)を用いても、光学的に十分なコント
ラスト(記録部と未記録部の反射率差)を得ることを示
した。
【0018】図5は、図1に示した光記録媒体の媒体構
成において、光干渉保護膜SiO2を取り除き光熱調整
膜をC(ダイヤモンドカーボン)40nmとしたときの
光学計算結果である。光学計算結果は光干渉保護膜を有
する図4とほぼ同等な計算結果を示しており、光熱調整
膜のC(ダイヤモンドカーボン)が光干渉保護膜SiO
2を取り除いても十分な光学干渉効果を有することを示
した。
【0019】図6は、図1に示した光記録媒体の媒体構
成において、光干渉保護膜SiO2を取り除き光熱調整
膜をC(ダイヤモンドカーボン)220nmとしたとき
の光学計算結果である。InSe記録膜が25nmのと
き、未記録部の反射率72%、吸収率16%、記録部の
反射率26%、吸収率60%となり、記録部と未記録部
の反射率差は46%となり、熱調整膜C(ダイヤモンド
カーボン)を220nmと厚くしたことにより、InS
e記録膜が1/4以下の膜厚でできることを示した。
【0020】図7は、図3乃至図6に示す媒体構成につ
いて、温度履歴(温度上昇最高点)のシミュレーション
結果を示したものである。図中(1)は、光熱調整膜無
しの媒体構成、(2)は、Siの光熱調整膜を有し、光
干渉保護膜SiO210nmの媒体構成、(3)はC
(ダイヤモンドカーボン)の光熱調整膜を有し、光干渉
保護膜SiO210nmの媒体構成、(4)は、C(ダ
イヤモンドカーボン)光熱調整膜を有し、光干渉保護膜
SiO2を取り除いた媒体構成の温度履歴シミュレーシ
ョン結果を示した。光熱調整膜のSi,C(ダイヤモン
ドカーボン)を用いると温度上昇最高点が低下した。媒
体構成に光熱調整膜を用いることにより、熱衝撃が緩和
されることを示した。
【0021】図8は、図9に示した媒体構成について、
InSe記録膜膜厚25nm、光干渉保護膜SiO2
膜厚を220nmとした媒体構成と、図1に示した媒体
構成について、InSe記録膜膜厚25nm、C(ダイ
ヤモンドカーボン)の光熱調整膜220nm、光干渉保
護膜SiO2を取り除いた媒体構成とに対する温度履歴
シミュレーションの比較結果を示した。図中(5)は、
光干渉保護膜SiO2の膜厚220nm、(6)は、光
熱調整膜220の温度履歴シミュレーション結果であ
る。熱伝導率の低い光干渉保護膜SiO2 を有する
(5)は、温度上昇最高点が大幅に上昇しているのに対
して、熱伝導率の低い光熱調整膜C(ダイヤモンドカー
ボン)は、220nmの厚い膜厚にも係わらず温度上昇
最高点が低く抑えられており、光熱調整膜の膜厚が厚く
とも温度上昇を抑えることが可能であることを示した。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光熱調整
膜を相変化光記録媒体に用いれば、光学干渉条件を損な
うこと無く、熱によるダメージの緩和と記録・消去の繰
り返しに伴う記録膜材料が案内溝に沿って移動する現象
を制御し、記録・消去の繰り返し特性を向上できる。
【0023】また、光熱調整膜にダイヤモンドカーボン
を用いれば、記録膜の膜厚を薄くすることが可能とな
り、記録感度の向上と記録・消去の繰り返しに伴う記録
膜材料が案内溝に沿って移動する現象を制御し、記録・
消去の繰し返し特性をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す断面図である。
【図2】従来例における記録膜膜厚と記録前後の反射率
及び吸収率との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の第一実施例における記録膜膜厚と記録
前後の反射率及び吸収率との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の第二実施例における記録膜膜厚と記録
前後の反射率及び吸収率との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の第三実施例における記録膜膜厚と記録
前後の反射率及び吸収率との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の第四実施例における記録膜膜厚と記録
前後の反射率及び吸収率との関係を示すグラフである。
【図7】本発明の第一乃至第三実施例について、温度履
歴(温度上昇最高点)を示したグラフである。
【図8】従来例と本発明の第四実施例とについて、温度
履歴(温度上昇最高点)を比較したグラフである。
【図9】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 下地誘電体膜 3 記録膜 4 光熱調整膜 5 光干渉保護膜 6 反射膜 7 紫外線硬化樹脂

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相変化により光学的な性質が変化する記
    録膜が基板上に設けられて成る光記録媒体において、 前記記録膜の少なくとも一方の面に光熱調整膜が設けら
    れ、この光熱調整膜は、前記記録膜の融点及び熱伝導率
    よりも高い融点及び熱伝導率を有し、かつ前記記録膜の
    熱膨張率よりも低い熱膨張率を有する光透過性材料で形
    成されたことを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記記録膜と前記熱調整膜との積層体の
    少なくとも一方の面に保護膜が設けられたことを特徴と
    する請求項1記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記光熱調整膜の屈折率nと前記保護膜
    の屈折率niとが、n<niの関係で表わされることを
    特徴とする請求項2記載の光記録媒体。
  4. 【請求項4】 前記光熱調整膜がシリコンであることを
    特徴とする請求項1記載の光記録媒体。
  5. 【請求項5】 前記光熱調整膜がダイアモンドカーボン
    であることを特徴とする請求項1記載の光記録媒体。
JP6027316A 1994-01-31 1994-01-31 光記録媒体 Pending JPH07220305A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6320742A (ja) * 1986-07-11 1988-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光記録媒体
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JPH0636352A (ja) * 1992-07-22 1994-02-10 Asahi Chem Ind Co Ltd 相変化型光ディスク

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980421