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    公开号:WO1992014616A1
    申请号:PCT/JP1992/000152
    申请日:1992-02-17
    公开日:1992-09-03
    发明作者:Junji Tominaga
    申请人:Tdk Corporation；
    IPC主号:G11B7-00
    专利说明:
    [0001] 発明の名称 光記録媒体
    [0002] 技術分野
    [0003] 明
    [0004] 本発明は書き換え可能な光記録媒体に関する
    [0005] 田 背景技術 大容量情報記録媒体と して、 光記録ディ スク等の光記録媒体 が注目されている。 光記録媒体と しては、 相変化型光記録媒体 や光磁気記録媒体等の書き換え可能タイプ、 あるいはピッ ト形 成型光記録媒体等の追記タイプなどがある。
    [0006] 発明の開示 本発明は、 新規な構成の書き換え可能タイプの光記録媒体を 提供するこ とを目的とする。 しのよ う な目的は下記 （ 1 ) 〜 （ 7 ) の本発明によって達成 される。
    [0007] ( 1 ) 基板表面に、 記録層、 誘電体薄膜および反射薄膜を この順で有し、 前記記録層が、 水素吸蔵合金薄膜と、 この水素 吸蔵合金薄膜の少な く と も一方の側に設けられた形状記憶合金 薄膜とから構成されている光記録媒体。 ( 2 ) 前記形状記憶合金薄膜の厚さが 1 0 0〜 1 0 0 O A であ り、 前記水素吸蔵合金薄膜の厚さが 1 0 0〜 5 0 O A であ る上記 （ 1 ) の光記録媒体。
    [0008] ( 3 ) 前記形状記憶合金薄膜が Cひ一 Z n - A 1系合金か ら構成される上記 （ 1 ) または （ 2 ) の光記録媒体。
    [0009] ( 4 ) 前記水素吸蔵合金薄膜が L a - N i 系合金ま たは F e — T i 系合金から構成される上記 （ 1 ) ないし （ 3 ) のい ずれかの光記録媒体。
    [0010] ( 5 ) 前記誘電体薄膜の厚さが 5 0 0〜5 0 0 0A である ( 4 ) のいずれかの光記録媒体。
    [0011] ( 6 ) 前記誘電体薄膜が、 S i と、 0および または Nと を含む上記 （ 1 ) ないし （ 5 ) のいずれかの光記録媒体。
    [0012] ( 7 ) 前記反射薄膜が A g、 A l 、 A u, P t、 C uまた はこれらの 1種以上を含む合金から構成される上記 （ 1 ) ない し （ 6 ) のいずれかの光記録媒体。 発明の作用および効果
    [0013] 図 1 に示されるよ うに、 本発明の光記録媒体 1 は、 基板 2の 表面に、 記録層 3、 誘電体薄膜 4および反射薄膜 5を有し、 反 射薄膜 5上には保護膜 6が設けられており 、 記録層 3は、 形状 記憶合金薄膜 3 1 1 、 水素吸蔵合金薄膜 3 2および形状記憶合 金薄膜 3 1 2から構成される。 記録時に は 、 基板 2 の裏面側か ら 基板 2 を通 し て記録 レーザー光が照射される。 水素吸蔵合金薄膜 3 2 は、 水素雰囲 気中でのスパッ タなどによ り形成されてお り 、 既に水素を吸蔵 している。 このよ う な水素吸蔵合金薄膜 3 2 を記録レーザー光 によ り加熱する と、 吸蔵されている水素が放出される。 水素吸 蔵合金の体積が水素放出によ り 2 5 %程度減少する と と もに、 記録レーザー光照射部には水素ガスが満ちた空隙 3 2 1 が形成 される。 この空隙 3 2 1 中では屈折率 n (複素屈折率の実部） ゃ消衰係数 k (複素屈折率の虚部） 等の光学定数が水素吸蔵合 金薄膜 3 2 中とは異なるため、 レーザー光照射部において多重 反射条件が変化し、 反射率が低下する。
    [0014] 一方、 形状記憶合金薄膜 3 1 1 ， 3 1 2 は、 冷却、 加熱に 伴つて形状が可逆的に変化する形状記憶合金から構成される。 形状記憶合金は、 熱弾性型のマルテンサイ ト変態 （ M変態） を する ものであり 、 母相を M変態開始温度 （ M s 点） 以下まで冷 却する とマルテ ンサイ 卜相 （ M相） が形成される。 M相が形成 された形状記憶合金を変形させ、 次いで加熱する と、 逆変態開 始温度 （ A s 点） 以上で M相が母相に逆変態し、 このと きの母 相は変形前と全く 同じ結晶方位となるので、 A s 点以上まで加 熱する こ と に よ り 変形前の形状に回復する こ と になる。 そ し て、 形状記憶合金を再び M s 点以下まで冷却して M相に変態さ せても、 形状は変わらない。 記録レーザー光は、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 を加熱し、 これに よ り水素が放出されて水素吸蔵合金薄膜 3 2中には空隙 3 2 1 が形成される。
    [0015] 一方、 記録 レーザー光の照射に よ り 形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 も昇温する。 形状記憶合金の M s 点は組成によ り著し く 異なるが、 本発明では、 記録時の温度よ り も M s 点が 高く なるよ う な組成を選択するこ とが好ま しい。 ただし、 形状 記憶合金薄膜は基板 2や誘電体薄膜 4に接しているため放熱が 速いので、 M s 点は必ずしも水素吸蔵合金薄膜の水素放出に要 する温度よ り も高い必要はない。
    [0016] このよ う な構成によ り 、 形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 は、 M相が形成された状態で空隙 3 2 1 内の水素ガスの圧力に よ り 力を受けて変形して空隙 3 2 1 の厚さが拡大し、 反射率の 低下はよ り大き く なる。
    [0017] また、 形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 は、 加熱されるとそ れ自身反射率が低下するため、 光記録媒体 1 の反射率低下に寄 与する。
    [0018] 本発明の光記録媒体において、 記録された情報を消去する際 には、 形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 を A s 点以上にまで昇 温させる。 この昇温によ り 、 形状記憶合金薄膜は記録レーザー 光照射前の形状に復帰しょ う とするため、 空隙 3 2 1 中の水素 ガスには圧力が印加される。 水素吸蔵合金薄膜 3 2 は、 水素吸 蔵および放出を可逆的に行なう こ とができるので、 形状記憶合 金薄膜 3 1 1 ， 3 1 2 カノらの圧力によ り 、 空隙 3 2 1 中の水素 ガスは水素吸蔵合金薄膜 3 2 中へ再び吸蔵され、 空隙 3 2 1 は ほぼ消滅する。 このよ う にして光記録媒体 1 は記録レーザー光 照射前の状態に復帰し、 再び情報記録が可能となる。
    [0019] なお、 消去用 レーザー光を記録部に照射するこ とによ り消去 を行なえば、 任意の情報を選択的に消去できる。 なお、 形状記 憶合金薄膜 3 1 1 ， 3 1 2 の全面を加熱するこ とによつても消 去は可能であるが、 この場合、 基板 2 は耐熱性を有するこ とが 好ま しい。
    [0020] 図 2 および図 3 にそれぞれ示される光記録媒体 1 は、 記録層 3 が形状記憶合金薄膜 3 1 および水素吸蔵合金薄膜 3 2 の 2層 構成となっているが、 情報の記録および消去作用は図 1 に示さ れる光記録媒体 1 と同様である。 ただし、 図 1 に示される構成 で は 、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 の両側に形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 が存在するので、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 は両側 から圧力をほぼ均等に受けるこ と にな り 、 消去特性が良好であ る。
    [0021] なお、 本発明の光記録媒体は未記録部で 7 5 %以上の反射率 が得られ、 記録部では 4 0 %以下まで反射率が低下するため、 コ ンパク 卜ディ スク規格に対応する再生が可能な書き換え型光 記録ディ スク と して使用するこ とが可能である。 また、 各薄膜 P T 9 0015
    [0022] 6 の厚さを適宜調整するこ とによ り 3 0 0〜 9 0 0 nm程度の波長 範囲においてこのよ う な反射率変化が得られるので、 短波長記 録が可能であり 、 よ り高い記録密度とするこ とが可能である。
    [0023] 図面の簡単な説明
    [0024] 第 1 図は、 本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断面 図である。
    [0025] 第 2図は、 本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断面 図である。
    [0026] 第 3図は、 本発明の光記録媒体の好適実施例を示す部分断面 図である。
    [0027] 発明を実施するための最良の形態
    [0028] 以下、 本発明の具体的構成について詳細に説明する。
    [0029] 図 1 〜 3 に、 本発明の光記録媒体の好適実施例を示す。
    [0030] これら各図に示される光記録媒体 1 は、 基板 2の表面に記録 層 3 、 誘電体薄膜 4、 反射薄膜 5および保護膜 6をこの順で有 する。
    [0031] [基板 2 ]
    [0032] 本発明の光記録媒体 1 では、 基板 2 を通して記録層 3 に記録 光および再生光が照射されるので、 基板 2 はこれらの光に対し て実質的に透明である必要がある。 具体的には、 アク リ ル樹 脂、 ポリ カーボネー ト樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリ オレフイ ン樹 脂等の各種樹脂やガラスなどを用いればよい。 基板 2 の形状および寸法は特に限定されないが、 通常、 ディ スク状であ り 、 その厚さは、 通常、 0 . 5〜 3 mm程度、 直径は 5 0〜 3 6 0 mm程度である。
    [0033] 基板 2 の表面には、 ト ラ ッ キ ング用やア ド レス用等のため に、 グループ等の所定のパターンが必要に応じて設けられる。
    [0034] [記録層 3 ]
    [0035] 図 1 に示される記録層 3 は、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 の両側に 形状記憶合金薄膜 3 1 1 ， 3 1 2 が設けられた構成である。 ま た、 図 2 および図 3 に示される記録層 3 は、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 の一方の側に形状記憶合金薄膜 3 1 が設けられた構成であ る。
    [0036] 形状記憶合金薄膜 3 1 , 3 1 1 ， 3 1 2 は、 形状記憶合金か ら構成される。 用いる形状記憶合金の組成に特に制限はない が、 形状記憶特性に優れ、 しかも製造が比較的容易であるこ と から、 N i — T i 系合金または銅系形状記憶合金を用いるこ と が好ま し い。 銅系形状記憶合金と しては、 特に C u — Z n — A 1 系合金が好ま しい。 これらの形状記憶合金の組成や特性な どについては、 例えば日本伸銅協会発行 （ 1988. 5 ) の 「銅およ び銅合金の基礎と工業技術」 に記載されている。
    [0037] 形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2 の合計厚さ は 1 0 0 〜 1 0 0 0 A 、 特に 3 0 0〜 7 0 0 A である こ とが好ま しい。 合 計厚さが前記範囲未満となる と、 記録情報消去時に空隙 3 2 1 を消滅させる効果が不十分とな り 、 書き換え可能型光記録媒体 と しての使用が困難となる。 合計厚さが前記範囲を超える と、 形犾記憶合金薄膜での光吸収のために反射率が不十分となる。
    [0038] なお、 形状記憶合金薄膜 3 1 1 ， 3 1 2 のそれぞれの厚さ は、 合計厚さが上記範囲となるよ う に適宜選択すればよいが、 通常、 合計厚さに対し一方の薄膜の厚さを 3 0 %程度以上とす るこ とが好ま しい。
    [0039] また、 図 2および図 3 に示されるよ うに、 形状記憶合金薄膜 が 1 層だけである場合、 その厚さは上記した合計厚さ と同範囲 とするこ とが好ま しい。
    [0040] ¾状記憶合金薄膜は、 スパッ タ法ゃ蒸着法などの気相成長法 によ り形成されるこ とが好ま しい。
    [0041] 素吸蔵合金薄膜 3 2 は、 水素吸蔵合金から構成される。 ^ いる水素吸蔵合金は通常の各種水素吸蔵合金から選択すればよ く 、 ί えば、 L a — N i 系合金や F e — T i 系合金を好ま し く ^いる 二 とができ る。
    [0042] で'、雰 ¾蔵合金薄膜 3 2 の厚さは、 1 0 0〜 5 0 0 A 、 特に 1 0 0〜 3 0 0 A とする こ とが好ま しい。 厚さが前記範 E未満 である と空隙 3 2 1 が十分に厚く 形成されず、 十分な反射率低 下が得られに く く なる。 厚さが前記範囲を超える と、 水素吸蔵 台会薄膜による光吸収のため、 十分な反射率が得られに く く な る。
    [0043] 本発明では水素吸蔵合金薄膜 3 2 に予め水素を吸蔵させてお く 必要があるので、 水素ガスを含有する雰囲気中で反応性スパ ッ 夕によ り水素吸蔵合金薄膜 3 2 を形成するこ とが好ま しい。 反応性スパッ タ時の圧力は、 0 . 5〜 1 0 Paとするこ とが好ま し い。 また、 水素ガスは A r等の不活性ガスと併用するこ とが 好ま し く 、 水素ガスの流量は、 全ガス流量の 1 0〜 5 0 % とす る こ とが好ま しい。 水素ガス流量が前記範囲未満である と水素 吸蔵が不十分とな り やすく 、 前記範囲を超える と、 スパッ タ リ ング効率が悪く 水素吸蔵合金の成膜に時間がかかり過ぎる。
    [0044] なお、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 中に形成される空隙 3 2 1 の存 在は、 空隙中の屈折率をほぼ 1 と して算出された反射率と実測 された反射率とがほぼ一致する こ とによ り 間接的に確認するこ とができ る。
    [0045] [誘電体薄膜 4 ]
    [0046] 誘電体薄膜 4 は反射率向上および反射率変化増幅のために設 けられる。 誘電体薄膜 4 を構成する誘電体に特に制限はな く 、 例えば、 S i 0 2 等の酸化ケィ素、 S i a N 4 等の窒化ケィ 素、 LaS i ONや S i A l ON等の各種誘電体、 各種ガラスな ど、 S i と 、 0 およ び Zま たは N と を含む誘電体を用いる こ と ができ る。
    [0047] ま た、 これらの他、 S i Cや Z n S な ども用いる こ とがで き、 さ らには前記各化合物の混合物、 例えば Z n Sを 1 0〜 5 0 %程度含有した S i 02 なども用いるこ と もできる。
    [0048] 誘電体薄膜 4の厚さは、 その構成材質、 形状記憶合金薄膜や 水素吸蔵合金薄膜の光学的条件、 再生レーザー光の波長等の各 種条件に応じて適宜決定すればよ く 特に制限はないが、 通常、 1 0 0 0〜 5 0 0 0 A 、 特に 2 0 0 0〜 3 5 0 0 A 程度とする こ とが好ま しい。
    [0049] 誘電体薄膜 4は、 スパッ タ法ゃ蒸着法等の気相成長法によ り 形成されるこ とが好ま しい。
    [0050] [反射薄膜 5 ]
    [0051] 反射薄膜 5は、 高反射率の金属や合金から構成されるこ とが 好ま し く 、 例えば、 A g、 A l 、 A u、 P t , C u等の金属や これらの 1種以上を含む合金などから適宜選択すればよい。 反射薄膜 5の厚さは、 3 0 0 ~ 1 5 0 0 A とするこ とが好ま しい。 厚さが前記範囲未満である と十分な反射率が得にく く な る。 また、 前記範囲を超えても反射率の向上は小さ く 、 コス ト 的に不利になる。
    [0052] 反射薄膜 5は、 スパッ タ法ゃ蒸着法等の気相成長法によ り形 成されるこ とが好ま しい。
    [0053] [保護膜 6 ]
    [0054] 保護膜 6は、 耐擦傷性や耐食性の向上のために設けられるも のであり 、 種々の有機系の物質から構成されるこ とが好ま しい が、 特に、 放射線硬化型化合物やその組成物を、 電子線、 紫外 線等の放射線によ り硬化させた物質から構成されるこ とが好ま しレヽ。
    [0055] 保護膜 6の厚さは、 通常、 0 . 1 〜 ： L 0 0 m 程度であ り 、 ス ピ ン コー ト 、 グラ ビア塗布、 スプレーコー ト 、 デイ ツ ビング 等、 通常の方法によ り形成すればよい。
    [0056] [媒体構造〗
    [0057] 以上では、 本発明を片面記録型の光記録媒体に適用する場合 について説明したが、 本発明は両面記録型の光記録媒体にも適 用可能である。
    [0058] 両面記録型の光記録媒体に適用する場合、 一対の基板 2 、 2 を、 記録層 3が内封されるよ う に接着する。
    [0059] また、 片面記録型であって、 保護膜 6上に保護板を接着した 構成とするこ と もできる。 この場合の保護板と しては、 通常、 基板 2 と 同質の ものを用いればよいが、 透明である必要はな く 、 その他の材質も用いるこ とができる。
    [0060] 実施例
    [0061] 以下、 本発明の具体的実施例を挙げ、 本発明をさ らに詳細に 説明する。
    [0062] [実施例 1 ]
    [0063] 基板 2 の表面に、 記録層 3 、 誘電体薄膜 4、 反射薄膜 5およ び紫外線硬化型樹脂の保護膜 6 を形成し、 光記録ディ スクサン プル No. 1 を作製した。 記録層 3 は、 図 1 に示される構成、 す なわ ち水素吸蔵合金薄膜 3 2 を 2 層の形状記憶合金薄膜 3 1 1 , 3 1 2が挟む構成と した。
    [0064] 基板 2 には、 射出成形によ り グループを同時形成した直径 1 3 3 mm、 厚さ 1 . 2 mmのディ スク状ポリ カーボネー 卜樹脂を 用いた。
    [0065] 各形状記憶合金薄膜は C u— Z n— A 1 合金と し、 スパッ タ 法によ り厚さ 2 5 0 A に形成した。
    [0066] 水素吸蔵合金薄膜 3 2 は F e — T i 合金と し、 水素ガス と A r ガスを含む雰囲気中で反応性高周波スパ ッ タ法に よ り 1 0 0 A の厚さに形成した。 スパッ タ時の圧力は 1 Paと し、 水 素ガスの流量は 2 SCCM、 A rガスの流量は 1 0 SCCMと した。
    [0067] 誘電体薄膜 4は S i 0 2 と し、 スパッ タ法によ り 3 0 0 0 A の厚さに形成した。
    [0068] 反射薄膜 5 は A g と し、 スパヅ タ法によ り 5 0 0 A の厚さに 形成した。
    [0069] 保護膜 6 は、 紫外線硬化型樹脂をスピンコー ト法によ り塗布 後、 紫外線照射に よ り 硬化 して形成した。 硬化後の厚さ は 5 At m であった。
    [0070] サンブル No. 1 について記録再生を行なった。 なお、 記録時 に は 8 mWの レーザー光を照射 し 、 再生時に は 0 . 5 mWの レ一ザ一光を照射 し た。 こ れ ら の レーザー光の波長は、 7 8 0 nmと した。
    [0071] こ の結果、 未記録部の反射率は 7 5 %、 記録部の反射率は 2 0 %であった。
    [0072] 次いで、 記録部に 1 5 mWのレーザー光を照射し、 再び再生し た と こ ろ、 反射率は 7 0 %まで回復しており 、 記録情報が消去 さ れて いる こ と が確認さ れた。 さ ら に、 消去後に再び記録 レーザー光を照射した と ころ、 反射率は 2 0 %まで低下し、 情 報の書き換えが可能であるこ とが確認された。
    [0073] [実施例 2 ]
    [0074] 形状記憶合金薄膜 3 1 の厚さを 5 0 0 A と した他は実施例 1 と同様に して、 図 2および図 3にそれぞれ示される構成の光記 録ディ スクを作製した。
    [0075] これらのサンプルについても、 実施例 1 のサンプル N 0. 1 と同様に、 記録、 消去および再記録が可能であった。
    [0076] [実施例 3 ]
    [0077] 反射薄膜 5の組成を、 A l 、 A u、 P t、 C uまたはこれら の 1 種以上を含む合金と し、 その他は上記各実施例のサンプル と同様な光記録ディ スクサンプルを作製した。
    [0078] また、 水素吸蔵合金薄膜 3 2 を L a— N i合金と し、 その他 は上記各実施例のサンブルと同様な光記録ディ スクサンプルを 作製した。
    [0079] また、 誘電体薄膜 4を厚さ 2 2 0 0 A の S i 3 N 4 から構成 し、 その他は上記各実施例のサンプルと同様な光記録ディ スク サンプルを作製した。
    [0080] これらの各サンブルについても、 上記各実施例と同様に、 記 録、 消去および再記録が可能であった。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    ( 1 ) 基板表面に、 記録層、 誘電体薄膜および反射薄膜をこの 順で有し、 前記記録層が、 水素吸蔵合金薄膜と、 この水素吸蔵 合金薄膜の少なく と も一方の側に設けられた形状記憶合金薄膜 とから構成されている光記録媒体。
    ( 2 ) 前記形状記憶合金薄膜の厚さが 1 0 0〜 1 0 0 0 A で あ り 、 前記水素吸蔵合金薄膜の厚さが 1 0 0〜 5 0 O A である 請求の範囲 1 の光記録媒体。
    ( 3 ) 前記形状記憶合金薄膜が C u - Z n - A 1系合金から 構成される請求の範囲 1 または 2の光記録媒体。
    ( 4 ) 前記水素吸蔵合金薄膜が L a - N i 系合金 ま た は F e — T i系合金から構成される請求の範囲 1 ないし 3のいず れかの光記録媒体。
    ( 5 ) 前記誘電体薄膜の厚さが 5 0 0〜 5 0 0 0 A である請 求の範囲 1 ないし 4のいずれかの光記録媒体。
    ( 6 ) 前記誘電体薄膜が、 S i と、 0および または N とを 含む請求の範囲 1 ないし 5のいずれかの光記録媒体。
    ( 7 ) 前記反射薄膜が A g、 A 1 、 A u、 P t、 C uまたは これらの 1 種以上を含む合金から構成される請求の範囲 1 ない し 6のいずれかの光記録媒体。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    公开号 | 公开日
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    EP0526647A4|1993-08-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-09-03| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB NL |
    1992-09-29| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1992905015 Country of ref document: EP |
    1993-02-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1992905015 Country of ref document: EP |
    1995-09-13| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1992905015 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP3/47818||1991-02-20||
    JP3047818A|JP2987223B2|1991-02-20|1991-02-20|光記録媒体|EP19920905015| EP0526647B1|1991-02-20|1992-02-17|Optical recording medium|
    DE1992604780| DE69204780T2|1991-02-20|1992-02-17|Optisches aufzeichnungsmedium.|
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