JPH05234130A

JPH05234130A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH05234130A
Application number: JP4030659A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Ito; 広宣伊藤; Sadaaki Shigeta; 定明重田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】繰り返し記録消去による情報誤り率の劣化の
ない光記録媒体を提供する。【構成】基板上に第１の保護層、記録層、第２の保護
層および反射層を順次積層してなる相変化型光記録媒体
において、少なくとも第１の保護層と記録層との間にＺ
ｎＳ層を設ける。【効果】記録層が結晶化するときに、ＺｎＳ層の存在
により結晶核が多数発生し小さな結晶粒となるため、繰
り返し記録消去による記録層のボイドの発生が抑制され
情報誤り率が劣化しなくなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光の照射によ
り引き起こされる記録層の相変化を利用して情報の記録
消去を行なう書換え型光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク、相変化型光ディスクに
代表される光記録媒体では、レーザービームを集光して
情報の記録再生を行なう方法が用いられるため、従来の
記録媒体に比較して記録密度、記録容量が飛躍的に向上
した。現在、３．５インチの光磁気ディスクでは１２８
メガバイトの容量を有するものが市販されており、磁気
ディスクをはるかに凌ぐ記録容量を有している。同時に
大容量でありながら、フロッピーディスクのように持ち
運びに便利であるという利点を合わせ持つ。また、光記
録媒体では記録再生が非接触で行われる為に、磁気ディ
スクのようにヘッドクラッシュで記録情報が失われる心
配がない。このような利点を有する光記録媒体は、情報
ファイリングシステム等の分野で新たな市場を形成しつ
つある。

【０００３】このような光記録媒体のうち、相変化型光
ディスクは、記録層の相変化により情報の記録を行なう
ことを特徴とした記録媒体である。すなわち、相変化型
光ディスクの構成は、一般に図２に示されるものであ
り、片面にレーザー光の案内溝を有したポリカーボネー
ト等のプラスチックもしくはガラスからなる基板１上に
誘電体材料からなる第１の保護層２、相変化材料からな
る記録層４が設けられ、さらに第２の保護層５、反射層
６が順次積層された構成となっている。このような膜構
成において、以下の如く記録再生がなされる。まず、基
板側から入射したレーザー光は、透明な第１の保護層２
により集光され、１μｍ程度の光スポットとなって記録
層４へ到達する。その一部は記録層４を透過するが、透
過光は第２の保護層５を経て反射層６にて記録層４へ反
射される。従って、記録層へはレーザー光の照射が効率
よく行われ、高エネルギー密度のレーザー光を吸収して
記録層４は昇温する。この時、第１の保護層２と第２の
保護層５は断熱層として働き、記録層４が昇温すること
を補助し、さらに基板１もしくは反射層等に熱的非可逆
的な変化が及ぶことを防ぐ。こうして記録層４は融点以
上に昇温し、その温度は、一般に４００度以上に達す
る。融点以上に達した記録層では、物質移動が起こり、
記録層の冷却過程において急冷されると、アモルファス
相、徐冷されると結晶相となり、情報の記録がなされ
る。一方、情報の再生時には、アモルファス相と結晶相
との反射率が異なることを利用し、反射光の強弱がデジ
タル信号として再生される。相変化型光ディスクでは、
記録層の材料を選択することにより単一ビームオーバー
ライトが可能なことから、大きな注目を集めている。

【０００４】このような相変化型光ディスクの保護層に
は、上記の理由から小さな熱拡散率と良好な耐熱性、高
い屈折率が要求される。しかしながら、従来用いられて
きたＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＺｎＳ等の単独膜では、このよ
うな役割を同時に果たすには不十分であった。例えば、
ＳｉＯ₂は屈折率が小さすぎ、ＺｒＯ₂は屈折率は大きい
ものの熱拡散率も大きい。また、ＺｎＳもＺｒＯ₂ と同
様に大きな屈折率を有するが耐熱性に乏しい。そこで保
護層の性能向上を図るために、さまざまな試みがなされ
ている。例えば、特開平２−７２４０号公報では、Ｓｉ
Ｏ_x の組成を選択することで必要な屈折率と熱拡散率を
確保することが提案されている。また、特開平２−２２
３０３３号公報においては、ＳｉＯ_x にＣｕ、Ａｌ、Ｔ
ｉ等の他金属元素を加え、屈折率と熱拡散率をさらに改
善しようとする試みがなされている。

【０００５】一方、相変化型光ディスクは、書き換え型
記録媒体として利用されるために、記録情報の信頼性確
保の意味合いから、記録消去の繰り返し安定性が要求さ
れている。これに対し、前記のように、相変化型光ディ
スクでは記録層が４００度以上の高温に昇温するため
に、記録層材料の酸化や保護層材料との化学反応、また
基板や保護材料への不可逆的な変化が生じ、記録消去の
繰り返しに伴い情報誤り率が増大していくという問題を
引き起こしていた。そこで、特開昭６２−７６０３８号
公報では、保護層を軟質の誘電体膜と硬質の誘電体膜を
積層したものとすることが提案されている。また、特開
平３−５２１３８号公報では、記録膜の酸化を防ぐため
に、記録膜材料の窒化物薄膜、不動態金属酸化物薄膜等
を保護層に用いることが提案されている。更にまた、特
開平２−２７０１４４号公報では、ＡｌＮにＳｉＯ₂ を
混合した複合保護膜が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されてきた保護層を用いた場合、記録層が結晶化する
際に、結晶核の発生密度が小さくなり、その結果、結晶
粒が粗大になり、記録ビット付近に空隙（ボイド）が生
じるという問題があった。さらに、記録消去を繰り返す
とともに記録層表面のボイドが成長し大きな空隙とな
り、ついには再生信号にノイズとして現れるため、繰り
返し記録消去安定性に問題が生じていた。例えば、保護
層としてＳｉＯ₂ を用いたディスクにおいて記録消去を
繰り返すと、記録層表面にサブミクロン大のボイドが発
生していた。

【０００７】本発明が解決しようとする課題は、有効な
保護層材料を提供することにより、繰り返し記録消去に
よるボイドの発生を抑制し、十分な繰り返し記録消去特
性を有する光記録媒体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、基板上に第１の保護層、記録層、第２の保
護層及び反射層を順次積層してなる光記録媒体におい
て、レーザー光照射により記録層が結晶相とアモルファ
ス相との間で相変化を生じることを利用して情報の記録
がなされる光記録媒体であって、第１の保護層と記録層
との間にＺｎＳから成る蒸着層（以下、ＺｎＳ層とい
う。）を設けたことを特徴とする光記録媒体を提供す
る。

【０００９】

【構成】以下、本発明について詳細に説明する。本発明
の光記録媒体の層構成を図１に示した。ポリカーボネー
トやガラス等からなる基板１上には、第１の保護層２が
製膜される。第１の保護層は、従来と同様、基板への熱
的な影響を防ぐ役割をなすので、熱拡散率の小さな誘電
体材料が良好である。加えてレーザー光を絞る為に、屈
折率はできる限り大きくする方が好ましい。ただし、記
録膜へレーザー光が入射するために、ＺｎＳの屈折率
（ｎ＝２．３）よりも小さいことが必要である。更に、
第１の保護層２は、基板への熱伝導を抑制するために十
分な膜厚を有する必要がある。保護層の製膜にあたって
は、緻密な膜を形成すると水分等の進入を防ぐと同時
に、ボイドの発生もある程度抑制するので効果的であ
る。この保護層上に、ＺｎＳ層３が蒸着法により製膜の
うえ設けられる。ＺｎＳ層によって記録膜が冷却される
ときに結晶核が高密度に発生するので、ボイドの発生が
抑制される。また、屈折率の大きなＺｎＳ層を記録膜に
接して設けることは、レーザー光を絞る点でも有効であ
る。ＺｎＳ層の製膜にあたっては、第１の保護層と同
様、緻密な膜とすると良好な特性が得られる。ＺｎＳ膜
の膜厚は０．５〜１００nmの範囲が好ましい。膜厚が
０．５nmよりも薄い場合、島状となり易く、均一な膜を
得ることが難しい傾向にあり、膜厚が１００nmよりも厚
い場合、第１の保護層２と第１のＺｎＳ層３双方の膜厚
を記録消去特性上、光学的に有利な膜厚とする必要があ
るので、第１の保護層２の膜厚を薄く設定する必要が生
じ、その結果、有効な耐熱性が得られなくなる傾向にあ
るので好ましくない。このように基板上に積層されたＺ
ｎＳ層３上に相変化型記録層４が製膜され、第２の保護
層５、反射層６の順に蒸着法により製膜のうえ積層され
る。第２の保護層５と相変化型記録層４との間に同様に
ＺｎＳ層を設けると、前述の効果が相乗されさらに良い
特性が得られる。第２の保護層５については、記録層を
結晶化する際には断熱層として働き、アモルファス化す
る際には反射層へ熱を逃がす働きをするという相反する
役割をなすので、適切な膜厚とする必要がある。

【００１０】本発明で使用する基板としては、例えば、
ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、アモル
ファスポリオレフィンの如き樹脂又はガラスに直接案内
溝を形成した基板、ガラス又は樹脂の平板上にフォトポ
リマー法により案内溝を形成した基板が挙げられる。

【００１１】第１及び第２の保護層の材料としては、一
般に光学定数及び透過率が大きく、記録層を保護する効
果の大きいＳｉＮ_X、ＳｉＯ_X、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂ
Ｎ、ＺｎＳｅ、ＧｅＯ₂、ＴｅＯ₂、ＴｉＮ、ＺｎＴｅ、
ＳｎＯ₂、ＳｉＣ等が挙げられる。

【００１２】相変化型記録層を構成する材料としては、
例えば、ＧｅＴｅＳｂ、ＧｅＴｅ、ＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ
Ｓ、ＧｅＳｂＴｅＳｅ、ＴｅＧｅＳｎＡｕ、ＩｎＳｅ、
ＩｎＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＳｅ等が挙げられる。

【００１３】反射層の材質としては、Ａｌ、Ａｌ、Ａｕ
と他の金属との合金等が挙げられるが、記録膜を保護す
る効果が大きいＡｌにＴｉを加えた合金が特に好まし
い。

【００１４】第１及び第２の保護層、相変化型記録層及
び反射層は、スパッタリング、イオンプレーティング等
の物理蒸着法（ＰＶＤ）、プラズマＣＶＤ等の化学蒸着
法（ＣＶＤ）等によって形成する。

【００１５】反射層上に、必要に応じて保護コート層を
設けることもできる。

【００１６】保護コート層の材料には有機系、無機系の
双方が用いられている。有機系の保護コート層を形成す
る場合には、ディッピング法、スピンコート法、ロール
コーター法、蒸着法等の手法が用いられている。一方、
無機系の保護コート層を形成する場合には、スパッタリ
ング法や蒸着法、含浸法等の手法が用いられる。

【００１７】これらの保護コート法のうち、紫外線硬化
樹脂を用いたスピンコート法は簡便で迅速な方法である
ので好ましい。この方法は、ディスペンサーを用いて基
板上に紫外線硬化樹脂を吐出し、光磁気記録媒体を高速
回転して遠心力により樹脂を広げて塗布を行なう。塗布
された樹脂は、その後、紫外線照射によって硬化させ
る。また、スピンコート法は、紫外線硬化樹脂以外の樹
脂に対しても好適に用いることができる。いずれの場合
においても、保護コート層に用いる樹脂は、硬化後に鉛
筆硬度でＨ以上の硬度を有するものが好ましい。

【００１８】プラスチック製基板は、耐擦傷性が不十分
であり、このような欠点を克服するために、記録層とは
反対側の面に硬度の高い透明材質を用いてハードコート
層を設けることが望ましい。ハードコートの手段として
はスピンコート法、２Ｐ法等により多官能ウレタンアク
リレート及び光重合開始剤を含有する紫外線硬化樹脂等
の有機高分子を塗布、硬化する方法、析出法やスパッタ
リング法等により二酸化珪素等のセラミックハードコー
ト層を設ける方法が挙げられるが、セラミック製のハー
ドコート層は、生産性が悪いため、大量生産には不向き
であるので、紫外線硬化樹脂を用いたハードコート層が
好ましい。

【００１９】このようにして製膜した光ディスクは、単
体で使用しても良く、２枚を貼り合わせて使用しても良
い。

【００２０】

【作用】以上のように記録層の表面に均一なＺｎＳ層を
設けると、繰り返し記録消去の際にボイドの発生が抑制
されると同時に、ＺｎＳ層単独では問題のあった耐熱性
についても、耐熱性に優れた保護膜を積層することによ
って十分な特性が確保できた。このようにして、本発明
による光記録媒体は記録消去の繰り返しによるノイズの
増大がないために情報誤り率の劣化がなく、良好な繰り
返し特性が得られた。

【００２１】（実施例１）１３０mmφのポリカーボネー
ト製のディスク基板上に、図１に示したように、第１の
保護層としてＳｉＮ_x 層９０nm、ＺｎＳ層１０nm、相変
化型記録層としてＧｅＴｅＳｂ層１００nm、第２の保護
層としてＳｉＮ_x 層１００nm、反射層としてＡｌ層５０
nmを順に蒸着法により製膜して相変化型光記録媒体を製
造した。

【００２２】この光記録媒体について、１８００ｒｐｍ
の回転速度にて、ｆ１−３．４３ＭＨｚの信号、ｆ２−
１．０ＭＨｚの信号を用い、高いパワーレベル１４ｍ
Ｗ、低いパワーレベル６ｍＷのパワーレベル間の変調で
繰り返し記録消去を１００万回行った。このとき、高い
パワーレベルでアモルファスマークを形成し、低いパワ
ーレベルでアモルファスマークを結晶化して消去する方
法でオーバーライトを行った。その結果、繰り返し記録
消去により情報誤り率の変化は見られなかった。

【００２３】（実施例２）実施例１において、相変化型
記録層と第２の保護層の間にＺｎＳ層１０nmを設け、第
２の保護層の膜厚を９０nmとした以外は、実施例１と同
様にして相変化型光記録媒体を製造した。

【００２４】この光記録媒体について、実施例１と同様
にして、繰り返し記録消去を１００万回行ったが情報誤
り率の変化は見られなかった。

【００２５】（比較例１）ポリカーボネート製のディス
ク基板上に、図２に示したように、第１の保護層として
ＳｉＮ_x 層１００nm、相変化型記録層としてＧｅＴｅＳ
ｂ層１００nm、第２の保護層としてＳｉＮ_x 層１００n
m、反射層としてＡｌ層５０nmを順に蒸着法により製膜
して相変化型光記録媒体を製造した。

【００２６】この光記録媒体について、実施例１と同様
にして、繰り返し記録消去を１０万回行ったところ、ビ
ット形成部分と初期化部分の界面にボイドが発生してい
るのが確認された。

【００２７】（比較例２）比較例１において、第１の保
護層および第２の保護層としてＺｎＳ層を用いた以外は
比較例１と同様にして相変化型光記録媒体を製造した。

【００２８】この光記録媒体について、実施例１と同様
にして、繰り返し記録消去を１００万回行ったところ、
積層構造に変形が生じているのが確認された。

【００２９】以上について、記録消去の繰り返し回数と
情報誤り率の関係を図３に示した。

【００３０】

【発明の効果】本発明の相変化型光記録媒体によれば、
記録層と保護層との間にＺｎＳ層を設けた結果、記録層
が結晶化する際にＺｎＳ層の存在により結晶核が高密度
で発生するため結晶粒が小さくなり、記録消去を繰り返
しても、記録層表面におけるボイドの発生が抑制され、
情報誤り率の劣化しなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の相変化型光記録媒体の層構成の一例を
示した模式断面図である。

【図２】従来の相変化型光記録媒体の層構成の一例を示
した模式断面図である。

【図３】各実施例及び各比較例の相変化型光記録媒体の
繰り返し記録消去回数と情報誤り率の関係を示した図表
である。

【符号の説明】

１基板２第１の保護層３ＺｎＳ層４相変化型記録層５第２の保護層６反射層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に第１の保護層、記録層、第２の
保護層及び反射層を順次積層してなる光記録媒体におい
て、レーザー光照射により記録層が結晶相とアモルファ
ス相との間で相変化を生じることを利用して情報の記録
がなされる光記録媒体であって、第１の保護層と記録層
との間にＺｎＳから成る蒸着層を設けたことを特徴とす
る光記録媒体。
【請求項２】記録層と第２の保護層との間にＺｎＳか
ら成る蒸着層を設けたことを特徴とする請求項１記載の
光記録媒体。