JPS6337834A

JPS6337834A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPS6337834A
Application number: JP61177799A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Nakamura; 直正中村; Katsumi Suzuki; 克己鈴木; Tadashi Kobayashi; 忠小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1988-02-18

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、光ビームの照射等により記録層が可逆的に相
転移することを利用して情報の記録、消去を行なうこと
ができる相変化型の光記録媒体に関するものである。

（従来の技術）相変化型の光記録媒体において、情報の記録は、例えば
記録情報で変調された光ビームを記録層に照射して急速
加熱、急速冷却することにより、光ビーム照射部分の記
録層が例えば結晶から非晶質へと相転移づ′ることでな
される。また、記録の消去は、記録がされた非晶質部分
に消去用の光ビームを照射して加熱した後、徐冷するこ
とにより、再び結晶へ戻すことでなされる。さらに、情
報の再生は再生用の光ビームを照射して、情報が記録さ
れた非晶質部分と記録されていない結晶部分との反射率
の違いを読み取ることでなされる。

ところで従来より相変化型の記録媒体としては、Ｔｅ、
Ｑｅ等のカルコゲナイド系半導体や合金系材料を第２図
に示すように基板３上に積層して記録１！！５としたも
のが知られている。

しかしながら、例えば、Ｔｅ単体は結晶化温度が空温付
近（１０℃前後）に存在するので、記録情報が含まれる
光ビームを照射し、Ｔｅ単体ＷＩＷＡを結晶質から非晶
質へ相変化させて記録を行っても、経時変化により非晶
質部分が結晶質状態に戻り、記録が自然消去されるおそ
れがある。また、Ｑｅ等の上記材料はいずれも薄膜にす
ると化学的安定性に乏しく、大気中で次第に腐食して劣
化するので、記録の安定性がない。

一方、上記従来例では再生時に以下のような作用特性を
示す。

基板３側から照射された光ビームＬは、記録層５の基板
３側界面で反射される光Ａと、記録１１５で吸収される
光と、記録１５の図中の上部界面で反射される光Ｂと、
反射されずに通過してしまう光Ｃとに分けられる。また
、基板３側界面からの反射光量と上部界面からの反射光
Ｂとは記録層５を通過する時間だけ、互いに位相がずれ
、干渉し合う。

記録ｌ！！５において、情報が記録されていない結晶部
分は照射された光の吸収が大きく、干渉は出にくい。こ
れに対して、情報が記録された非晶質部分は光の吸収が
少なく、干渉は結晶部分に比べて大きい。

しかしながら、上記従来の光記録媒体にあっては、記録
層５を通過する光Ｃの量が多く、上部界面からの反射光
Ｂが少ないため干渉効果が充分でないので、いずれの材
料を用いたものであっても結晶部分と非晶質部分との反
射率の変化が１０〜２０％程度と小さいという問題があ
る。

〈発明が解決しようとする問題点）上述のように、従来の光記録媒体にあっては、室温環境
下において記録の安定性がないという問題点や結晶部分
と非晶質部分との反射率変化が小さく、十分な記録感度
が得られないという問題点があった。

本発明は上記事情に基づいたものであり、その目的は、
長期間に自っだ安定した記録状態を維持できるとともに
、再生時の記録感度を向上させることのできる光記録媒
体を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）そこで本発明の光記録媒体は、基体上に積層され、融点
が３００℃乃至８００℃の電子化合物で形成された記録
層と、この記録層上にｆｉｌｌされた反射層とを有する
構成とした。

（作用）融点が３００℃乃至８００℃の範囲にある電子化合物は
、記録情報を含む光ビームの照射による溶解急冷によっ
て照射部分が結晶質から非晶質へ相転移し、記録ビット
部が形成される。また、その結晶化温度は室温以上であ
るので、非晶質化した記録ビット部は室温で安定に存在
する。

情報の再生時には、光ビームを照射して上記記録ビット
部（非晶質部）と記録がされていない結品買部との反射
率の違いを読み取っている。

この場合、本発明では上記記録層上に積層された金属反
射層により２８層を透過した光ビームを反射させ、反射
光量を増大させる。そして、記録層からの反射光と反射
層からの反射光との多重干渉により記録ビット部と結晶
質との反射率変化を増幅させて記録感度を上昇させてい
る。

（実施例）第１図は本発明に係る光記録媒体の一実施例の断面を示
しており、この光記録媒体１は基板３゜記録Ｗ５．反割
層７及び保護１９を順番に積層して円板上に形成したも
のである。

基板３は、アクリル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）、ポリカーボネート、エポキシ等の樹脂またはガ
ラスにより形成された透明基板である。

記録１！Ｊ５は、以下に詳述する融点が３００℃乃至８
００℃の電子化合物を５０〜５０００人の厚さで積層し
たものである。

反射層７は、Ａ吏、　ＣＬＩ　、　Ａｌ１等の消衰係数
が大きく、かつ融点が８００℃以上の金属で形成され、
１０００人程度の厚さで記録層５上に直接積層されてい
る。

保護層９は、反射層７上にＵＶ樹脂を塗布して紫外線で
硬化したもので、この保！１層９により光記録媒体１の
使用時における傷やひび割れ等の機械的損（セが防止さ
れる。

上記記録１５を形成する電子化合物は、金属的性質を示
し、かなり広い範囲にわたる同容領域をもつことが多い
金属間化合物であり、後述するような結晶構造を有して
いる。また、この電子化合物は、合金の中でも特に金属
間の結合が強く、その薄膜はレーザビーム等の光ビーム
による溶融急冷によって非晶質化が可能である。

また、本発明者らの実験結果によれば、その薄膜は、温
度６０℃、相対湿度８０％ＲＨ下の環境試験にＪ３いて
も、反射率、吸収率の化学特性が１力月以上も何ら変化
しないことが確認されている。

非晶質は、液体が急冷された組織であり、金属間の結合
が強いものほど急冷で非晶質化し易い。

また、室温で非晶質が安定に存在するためには結晶化温
度が室温より高くなければならない。

一般に非晶質の結晶化温度は、絶対温度で表したその物
質の融点または液相温度の１／２〜２／３よりやや高い
温度であることが知られている［参照、作花著［ガラス
非晶質の科学Ｊｌ）５１゜内田老鶴１ｉ１ｉｌ（１９８
３）］。従って、非晶質の記録ビットが室温で安定に存
在するためには、電子化合物の融点が３００℃以上であ
ることが望ましい。

また、光記録媒体としての使用を考えると、光記録媒体
上で出力５〜２０ｍＷ程度のレーザビームで記録消去で
きることが必要であり、そのためには電子化合物の融点
は８００℃以下であることが望ましい。

記録ビットを非晶質から結晶へ相変化させて情報を消去
する速度は高速化が望まれている。電子化合物は、非晶
質から結晶への相変化が短範囲の原子の移動によって達
成されるので、その結晶化速度が通常の合金組織よりも
極めて早い。

すなわち、一般に非晶質形成能があるとして知られてい
る共晶組成の合金は、固溶体と固溶体あるいは固溶体と
金属間化合物などの混合組成であるので、その結晶化で
は、それぞれの相の結晶化が起こり、２相分離を伴う。

その２相分離のために非晶質の結晶化では、原子の長笥
囲の移動が必要となり、しかも２段階の結晶化となるた
め、その結晶化速度が遅い。一方、電子化合物では、相
分離を伴わず、短範囲の原子の移動で１段階で結晶化す
るため、結晶化速度は極めて早い。このため記録ビット
へのレーザど一ムパルスの照射により高速消去が可能で
ある。

電子化合物は、一定の価電子濃度のあたりに決まった結
晶構造の中間相として出現するものとして知られ、価電
子１１度が３／２．２１／１３．７／４あたりに出現す
る［参照、阿部著「金属組織学序論Ｊｐ１０９．コロナ
社コ。いずれの結晶構造のものも、短範囲の原子の移動
によって非晶質から結晶への相変化をする。

融点が３００℃から８００℃の範囲にある電子化合物の
代表的な実例を取去に示す。

（日本金属学会ｗＡ「金属データブック」丸首より）以
上の構成によれば、基板３側から記録層５に対して局所
的にレーザビームを短時間τだけ照）１すると、記録層
５を形成する電子化合物はレーザビームのパワーに比例
した温度θまで加熱される。

照射が終ると高温になった電子化合物は周囲への熱の流
出によりＣ＝θ／２τの冷却速度で温度が低下する。し
たがって、照射部内の電子化合物は、レーザビームを強
くして短時間加熱したときは高速に、レーザビームを弱
くして長い時間加熱したときはゆっくりと冷却される。

すなわら、レーザビームの照射条件を選択することによ
り、記録層５の照ｒＪＪ部の電子化合物を複素屈折率の
異なる非晶質層あるいは結晶層のいずれかの所望する状
態にすることができる。その結果、記録層５の照射部を
その部分の複素屈折率で決まる反射率Ｒに変換すること
、ザなわら、情報の記録・消去ができる。また、電子化
合物の非晶質部分は室温で安定しているので、長期間に
口って記録・消去が可能となる。

一方、情報の再生時には、第１図に示すように記録層５
上に積層された反射層７により、基板３側から照射され
たレーザビームＬの内、記録Ｗ！Ｊ５を通過した光がす
べて反射され（反射光Ｂ）、この反射光Ｂと基板３側界
面からの反射光Ａとが、多重干渉し、第２図に示した従
来例に比べ大きな反射光Ｇの変化が得られる。その結果
、結晶部分と非晶質部分との反射率変化も大きくなり、
記録感度が向上する。

以下、具体的な実施例について説明する。

（実施例−１）基板３として、ＰＭＭＡ基板を使用し、このＰＭＭＡ基
板上に、Ａｕ　Ｚｎ　Ｆｉ！ＩＭＪをスパッタ法にて積
層し、記録層５を形成した。

次いで、この記録層５上にスパッタ法にてＡｎを膜厚１
０００人で８１％層し、反射層７を形成した。

さらに、この反射層７上にＵＶ樹脂をスピナーにより塗
布し、紫外線を照射して硬化させ、厚さ２μｍの保ＩＩ
層９を形成した。

成膜直後の記録層５は非晶質状態であるため、基板３側
から出力５ｍＷのレーザビームの連続照射によりアニー
ルし、結晶化して第１図に示した光記録媒体を得た。そ
して、上述のように形成された光記録媒体１の記録層５
の厚さを数１０人から１５０ＯＡまで１００Ａ単位で変
化したサンプルを形成し、記録部の結晶状態と記録後の
非晶質状態との反射率を調べた。なお、各サンプルにお
ける記録層５の非晶質化（記録）は出力１１ｍＷ。

パルス幅１００ｎＳのレーザビームを照射して行なった
。

また、第２図に示した従来例を比較例として、Ｇｅ単体
薄膜で形成された記録層５の各膜厚を変化させたサンプ
ルを作成し、結晶状態と非晶質状態との反射率を再生用
レーザビームを照射して調べた。その結果を第３図に示
す。

同図において■は従来例を、■は本実施例を示し、また
、実線部分は非晶質状態を、破線部分は結晶状態をそれ
ぞれ示している。同図からも理解されるように、膜厚４
００Ａ付近で、非晶質と結晶質との反射率変化は、従来
例■では１０％程度であったが、本実施例では４０％と
非常に大きな値となった。従って、膜厚を薄くしても従
来よりも大きな反射率変化を得ることができた。

［発明の効果］以上説明したように本発明の光記録媒体は、融点が、３
００℃乃至８００℃の電子化合物で記録部を形成すると
ともに、記録１上に反射層を積層する構成とした。この
ため、長期間に自って安定した記録状態を維持できると
ともに、再生時には、照射された光ビームの反射光量が
増大でき、多重干渉効果により記録感度を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光記録媒体の一実施例の構成図、
第２図は従来例の光記録媒体の構成図、第３図は第１図
実施例と第２図従来例の各膜厚に対する非晶質と結晶質
との反射率変化特性を示す図である。１・・・光記録媒体３・・・基板５・・・記録層７・・・反射層９・・・保護層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体上に積層され、融点が３００℃乃至８００℃
の電子化合物で形成された記録層と、この記録層上に積
層された反射層とを有することを特徴とする光記録媒体
。
（２）前記反射層上に保護層を積層したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の光記録媒体。
（３）前記記録層はＭｇＴｌ、ＬｉＰｂ、ＣｕＧａ＿２
、Ｃｕ＿５Ｃｄ＿８、ＭｇＨｇ、ＡｕＺｎのいずれかの
電子化合物で形成されたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の光記録媒体。
（４）前記反射層はＣｕ、Ａｕ、Ａｌのいずれかの金属
で形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の光記録媒体。