JPS60187950A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ光の照射によシ物理的または化学的変
化によ多情報を記録する光記録媒体に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、このような媒体は、Ｔｅ、　Ｂｉ等の低融点金属
、有機色素などの薄膜を記録層として用いてきた。低融
点金属を用いる媒体は、比較的高感度であるが、化学的
に不安定であるために媒体の長期保存性に問題があるこ
とが知られている。一方、有機色素を用いる媒体は化学
的に安定で無害のものが多いが、一般に有機色素は金属
はど大きな複素屈折率を有さないので、その膜の反射率
は小さい◎そのため記録前後の反射率変化即ち変調量が
小さいという問題を有している。

化学的に安定な金属は、一般にその融点が高く、又熱伝
導率も高いのでレーザ光加熱による記録感度は低い。こ
のような金属膜を記録層として用い、高感度媒体を形成
する方法として、三層構造媒体が知られている。これは
、基板上に、反射層、スペーサー、記録層を順次積層し
、スペーサーと記録層の厚さを調整することによシ、干
渉効果を利用して効率良く光エネルギーを記録層に吸収
させる媒体構造である。このような媒体構造を採用すれ
ば、Ｔｉなどの高融点、無害金属も記録層として使用で
きるが、この構造の欠点としてスペーサーと記録層の厚
さを精度良く制御しなければならないという仁とが挙げ
られる口 （発明の目的） 本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を改良し、化学
的に安定で高感度な光記録媒体を提供することである。

（発明の構成） すなわち本発明の光記録媒体は、基板の片側または両側
に記録層が設けられ、レーザ光線によって情報の記録、
読み取シがおこなわれる光記録媒体において、記録層が
シリコン酸化物膜と金属膜の繰り返し多層構造であるこ
とを特徴とする。

（構成の詳細な説ＢＡ） レーザ光の照射によシ、記録層の形状変化（孔形成）あ
るいは結晶、粒子状態変化（光学濃度変化）によシ情報
を記録する、いわゆるＤＲＡＷ型光記録媒体の記録層は
、通常単層で形成される。単層の場合、その記録何生特
性は、材料の物性で決定される場合が多い。金属を記録
層として用いる媒体では、当初Ｔｅ、Ｂｉ等の半金属早
急素膜が用いられていた。これは、これら半金属膜が、
高い記録感度を示すからである０しかし、半金属早急素
膜では耐候性が劣シ、媒体の長期保存性に問題があるこ
とが判った。これを改善するために合金あるいは化合物
が検討され、一応の効果は認められている０ 本発明者らは化学的安定で高感度な記録層の研究を鋭意
、重ねた結果本発明を完成するに到った。

即ち、Ｓ　ｉｏｘと金属の多層膜を記録層とすることに
よシ、比較的高感度で、耐候性に優れた媒体を形成する
ことができた。この媒体の記録モードは、主に光学濃度
変化である０この記録モードが得られるのは、本発明の
記録層の構造によるものであると考えられ、金属単体媒
体ではこのようなモードは得られず、又記録感度も本発
明の媒体より低かった０記録層度の向上は、ＳｉＯｘに
より金属層が多層に分離されていることによシ、膜厚方
向の熱の流れが阻止されているためであると考えられる
。

５ＩＯｘによる金属の層間分離はＸ線回折で確認するこ
とができる。即ち、８　ｉｏｘと金属の積層周期を一定
とした場合、その周期をＸ線回折によシ固定できる口こ
のような周期構造は、任意の材料を周期積層するだけで
は必ずしも得られるものではない。

それは、内積Ｍ膜が連続膜を形成し得ることに加えて相
互拡散を起さないことが必要となるからである。このよ
うな要件を満し、広い膜厚範囲で良好な周期性が得られ
る層材料としてＳ　ｉｏｘを見い出した。ＳｉＯｘを用
いると、その厚さを１５Ｘとしても周期構造によるＸ線
回折ピークが明瞭に得られた。このことは、８ｒＯｘの
層間分離能力が高いことを示し、熱の拡散阻止層として
有効に作用することが予想し得る。又、Ｓ　ｉｏｘを用
いることによシ、金属の耐候性も著しく向上することが
明らかとなった。８　ｉｏｘは５ｉ０２あるいはＳｉＯ
をソース材料として、真空蒸着、スパッタリング、イオ
ンビームデポジション、イオンブレーティングなどの真
空付着法によ多形成された膜を意味する０通常このよう
に形成された膜は、必ずしも５ｉ０２あるいは８ｉ００
膜が得られるとは限らず、成膜条件によ）、化学量論か
らずれた膜が得られるＯここでは、これらを総称して５
ＩＯｘとする。

檀１−の繰り返し回数は、必要なメモリ特性に応じて選
択することができるが、（ＳｉＯｘ／金属）を単位とし
て、最低２回以上の繰り返えしが望ましい。積層を繰シ
返す場合、Ｓ　ｉｏｘ及び金属の厚さは、各繰シ返しに
おいて同一である必要はない。

ＳｉＯｘの厚さを１５Ｘ以下とすると、その膜厚が±５
０チ変化しても積層膜の光学特性には大きな変化を与え
ない０即ち、このような積層膜の光学特性は、８　ｉｏ
ｘで挾まれた金属層の総膜厚に等しい単層金属膜の光学
特性とほぼ一致する。したがって、金属膜の光学特性を
変えることなく、即ち、大きな反射率と吸収率を維持し
て、ＳｉＯｘによる層間分離が可能となる。一方’、’
　ＳｉＯｘを厚くすると、媒体反射率、吸収率を単層金
属膜のそれよシ変えることができる。これは、多層膜中
での光の干渉を積極的に利用するものであるが、これま
で知られている三層構造媒体よシ、光学特性の膜厚依存
性が低いという優れた特性を有している。このような干
渉型周期多層膜では、反射率を適度に低めることによシ
、吸収率を大きくすることができ、媒体感度を高めると
とができるＯ加えて、光学濃度変化型の記録モードでは
、記録前後の反射率変化が大きくなシ、良好な再生出力
が得られる０本発明ノ実施例で用いた金属はＣｏ、Ｉ’
ｔ、Ｔｅ、　８ｂ！Ｔｅ３　。

Ｔｉでおるが、Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｖ、　Ｍｎ、　Ｙ、　
Ｒｅ、　Ｐｄ、　Ｃｒ、　Ｃｕ。

Ｚｎ、　Ｇｅ、　Ｓｎ、　Ｍｏ、　Ａｕ、　Ｔａ、　Ｗ
、　ｚｒ、　Ａｓ、　８ｅ、　Ｉｎ、　８ｂ。

Ｔｅ、　Ｂｉ、　Ｐｂ、　Ｎｄ、　８ｍ、　Ｅｕ、　Ｇ
ｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、　Ｂｒ、　ＴｍＹｂ、　
Ｌｕ及びこれらの多元合金も同様に使用することができ
る。これら金属膜の形成は、蒸着、スパッタ、イオンビ
ームデボジシーン、イオンブレーティング等によシ形成
される。その膜厚は、一層当り２〜２００ｍである。８
ｉ０ｘは、８ｉ０をソース材料とする抵抗加熱蒸着法で
形成されるのが望ましい。その膜厚は１〜４０　ｎｍの
範囲で選択される０記録媒体は、上記ＳｉＯｘと金属の
周期多層膜を基板の片側又は両側に付着することによシ
形成される。基板材料としては１種々のものが使用でき
るが、一般にはガラス、Ａ／、合成樹脂が望ましいＯ合
成樹脂としてはポリメチルメタクリル（ＰＭＭＡ　）、
ポリビニールクロライド（ＰＶＣ）、ボリカーボネー）
　（ＰＣ）、エポキシ樹脂等があるＯ基板形状としては
円板形状、テープ形状、シート形状が適用できる。

記録再生時の光の入射方向としては、記録層側と基板側
の２通電がある０本例の如き媒体では、両方向の配置と
も使用可能である。基板側入射の場合、記録層上に付着
した塵埃に影響されることなく記録再生が可能であシ、
よシ望ましい形態である。なお、記録層が形成されてい
ない基板面上に付着した塵埃及びその面のキズ等の欠陥
は、基板厚さがｌ　ｍｍ以上であれば、その面でのビー
ム径が充分大きいので、記録再生に与える影響は少ない
口 情報の記録は、ディスク形状の媒体の場合、同心円状又
はスパイラル状の多数のトラックを形成するようになさ
れる。再生する場合、光ビームを特定トラック上を精度
良く追跡させる必をがある。

これを冥現する望ましい手段として、基板上に光の案内
溝を設ける方法が知られている０本発明の媒体も、溝付
基板上に周期多層記録層を設けることによシ、光ビーム
のトラッキングを可能とする。

以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する０ （実施例１） 厚さ１．２ｍｍのアクリル円板上に抵抗加熱の真空蒸着
法で８　ｉｏｘとＣｏの周期多層膜を形成した。２個の
ボートにそれぞれ８ｉ０とＣｏを入れ、真空チャンバー
を５　Ｘ　１０　Ｔｏｒｒ以下に排気後、それぞれのボ
ートに通電して蒸着速度が両者ともＩＸ／ｓｅｃとなる
ようにボートを加熱した。）　ＳｉＯとＣｏが独立に蒸
着できるように、それぞれのボート上には独立に駆動し
得るシャッターが設けられている。このシャッターを交
互に開閉することによシ、所望の厚さのＳ　ｉｏｘとＣ
ｏの周期多層膜を得た。なお、蒸着されたＳｉＯは必ず
しもソース材料の組成と一致しないのでＳｉＯｘと表わ
す。

上記の方法によシ、アクリル円板上に１．５　ｎｍ厚の
８ｔＯｘ層と６ｎｍ厚ＯＣｏ層をこの順序で２周期分蒸
着した後、最上層に１０ｎｍの８　ｉＯｘ層を形成して
媒体とした。図はこのようにして形成された媒体の断面
形状を示し、アクリル円板１０上に８ｉ（）ｘＮ２０．
　４０．　６０とＣｏ１３０．５０が積層されている。

この媒体の矢印１００の方向から測定した波長８３０　
ｎｍでの反射率は３７％、吸収率は４０％であシ、これ
らの値は、１２ｎｍ厚のＣＯ単層に１３ｎｍ厚のＳｉＯ
ｘ層を付着した膜の反射率及び吸収率と＃なは等しい値
であった口この媒体に矢印１００の方向から波長８３０
　ｎｍの半導体レーザ光を光学系（図示せず）で収光し
て照射し、記録再生を行なった。媒体の回転数は記録再
生位置での線速が２．５ｍ／ｓｅｃとなるように選択し
た。記録周波数を０．５　ＭＨｚとした場合、記録パワ
ーが５ｍＷ以上で記録後の反射率が増加するモードで記
録できた０記録パワ一６ｍＷで記録された情報を、再生
パワー１　ｍＷで再生した時の信号出力から、記録前後
の反射率変化をめると６％であシ、充分大きな信号が得
られた口このようにして記録された媒体を反射型の光学
顕微鏡で観察すると、記録部の反射率は高く、記録部が
白いパターンとして明瞭に識別できた。この媒体を走査
型電子顕微鏡で観察すると、記録部の表面状態は記録前
後で変化しておらず、孔の形成は認められなかった。こ
れらの観察よシ、本媒体の記録モードは記録部の反射率
が増加する光学濃度変化型であることが判った。

なお、情報の記録は、図の矢印２００の方向から行なっ
てもほぼ同様な結果が得られた。

本媒体の耐候性は充分に高く、通常環境に１年以上放置
しても伺ら変化が認められなかった。比較のために同様
の作成条件で得られたＣｏ単層膜の耐候性を調べると１
〜２週間の放置で酸化による劣化が認められた。

（実施例２） 実施例１と同様な作成方法によシ、３５　ｎｍ厚のＳｉ
Ｏｘ層と８　ｎｍ厚の００層をこの順序でアクリル円板
上に４周期付着し、最後に１０　ｎｍ厚のＳ　ＩＯｘを
付着して記録層を形成し、媒体とした０この媒体の記録
層側から測定した波長８３０　ｎｍでの反射率は２３チ
、吸収率は７１％であった。これらの値を、同じ厚さの
Ｃｏ単層膜（３２層ｍ　）と比較すると、反射率で３３
％減、吸収率で３６％増であったＯこの光学特性の差異
は、本記録層の周期構造によるものであシ、記録層内で
光が干渉するためであると考えられる。

上記媒体を実施例１と同様条件で記録再生を行なった所
、記録前後の反射率変化として１２％が得られた。この
場合も、実施例１と同様に記録部の反射率が増加するモ
ードで記録される光学濃度変化型であった。

本媒体も通常環境に１年以上放置しても何ら変化が認め
られず、Ｃｏ単層膜よりも著しく耐候性が向上した０ （実施例３） 実施例１と同様な作成方法によ如、１１−５ｎ厚のＳｉ
Ｏｘ層と１０　ｎｍ厚のＰｔ層をこの順序でアクリル円
板上に４周期付着し、最後に１０　ｎｍ厚の８ｉ０ｘを
付着して記録層を形成し、媒体とした０この媒体の記録
層側から測定した波長８３０　ｎｍでの反射率は５２％
、吸収率は３６％であった。

上記媒体を実施例１と同様条件で記録再生を行なった所
、記録部の反射率が増加するモードで記録され、記録前
後の反射率変化は７％であったＯ（実施例４） 実施例１と同様藩作成方法によシ、１．５ｎｍ厚のＳｉ
Ｏｘ層と１０　ｎｍ厚のＴｅ層をこの順序でアクリル円
板上に４周期付着し、最後に１０　ｎｍ厚のＳ　ｉｏｘ
を付着して記録層を形成し、媒体としだ。この媒体の記
録層側から測定した波長８３０　ｎｍでの反射率は４７
％、吸収率は３５％であったＯ上記媒体を実施例１と同
様条件で記録再生を行なった所、記録部の反射率が増加
するモードで記録され、記録前後の反射率変化は１３チ
であった。

なお、本媒体では、記録パワーを高めると孔が形成され
、孔形成記録も可能であった０ 本隊体の耐候性は、Ｔｅ単層媒体に比較して充分高く、
通常環境に１年以上放置しても何ら変化が認められなか
った０ （実施例５） 実施例１と同様な作成方法により、１１−５ｎ厚のＳｉ
Ｏｘ層と１０　ｎｍ厚の８ｂｔＴｅＢ層をこの順序でア
クリル円板上に４周期付着し、最後に１０　ｎｍ厚のＳ
　ｉｏｘを付着して記録層を形成し、媒体とした。

この媒体の記録層側から測定した波長８３０　ｎｍでの
反射率は５２％、吸収率は３４％であった。

上記媒体を実施例１と同様条件で記録再生を行なった所
、記録部の反射率が増加するモードで記録され、記録前
後の反射率変化は１０％であった。

（実施例６） 実施例１と同様な作成方法によシ、１．５ｎｍ厚のＳｉ
Ｏｘ層と１０　ｎｍ厚のＴｉ層をこの順序でアクリル円
板上に４周期付着し、最後に１０　ｎｍ厚のＳ　ｉＯｘ
を付着して記録層を形成し、媒体とした。この媒体の記
録層側から測定した波長８３０　ｎｍでの反射率は２９
％、吸収率は４０％であった。

上記媒体を実施例１と同様条件で記録再生を行なった所
、記録部の反射率が増加するモードで記録され、記録前
後の反射率変化は５％であった。

なお、以上の実施例においてＳ　ｉｏｘ層と金属層の形
成順序を逆にしても特性に有意差はなく、両構造とも同
等に使用できた。また最上層には保護膜を付けることが
望ましく、ＳｉＯｘ膜を形成するときは層間の８ｉＣ）
ｘ膜よシやや膜厚の厚いものとすることか望ましい０ （発明の効果） 上記実施例から明らかなように、本発明により化学的に
安定で高感度な光記録媒体が得られる０

【図面の簡単な説明】

図は本発明の光記録媒体の一実施例の断面図を示し、図
において、ｌＯは基板、２０，４０゜６０はＳ　ｉｏｘ
層、３０．５０は００層、１００．２００は入射する光
の方向を示す０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板の片側または両側に記録層が設けられ、レーザ光線
   によって情報の記録、読み増シがおこなわれる光記録媒
   体において、前記記録層がシリコン酸化物膜と金属膜の
   繰シ返し多層構造を有していることを特徴とする光記録
   媒体。