(57)【要約】【課題】  可視光域のみならず、紫外線領域においても使用可能で、レーザ光の波長や記録前後の反射率差を任意に選定できる光記録材料を提供する。【解決手段】  光記録媒体の記録層として用いることができる書き込み型（追記型）の光記録材料をフッ化物薄膜よりなるものとし、そのフッ化物薄膜の加熱による結晶化の進行に伴って生ずる反射率の変化を利用する。膜の厚さや種類等を選択することで、任意の記録波長に対応することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の記録層として用いることができる書き込み型の光記録材料であって、
フッ化物薄膜よりなり、そのフッ化物薄膜の加熱による結晶化の進行に伴って生ずる反射率の変化を利用することを特徴とする光記録材料。
【請求項２】
光記録媒体の記録層として用いることができる書き込み型の光記録材料であって、
２種類以上のフッ化物薄膜が積層されてなる多層膜とされ、その多層膜の加熱により各フッ化物薄膜の結晶化が進行して生ずる反射率の変化を利用することを特徴とする光記録材料。
【請求項３】
請求項１記載の光記録材料において、
上記フッ化物がＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＹＦ３，ＣａＦ２，ＭｇＦ２，ＡｌＦ３，Ｎａ３ＡｌＦ６のうちのいずれかであることを特徴とする光記録材料。
【請求項４】
請求項２記載の光記録材料において、
上記多層膜が２種類のフッ化物薄膜の交互積層よりなり、その２種類のフッ化物はＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＹＦ３を第１群、ＭｇＦ２，ＡｌＦ３，Ｎａ３ＡｌＦ６を第２群とした時、第１群のいずれか１つと第２群のいずれか１つとの組み合わせあるいはＣａＦ２と第１、第２群のいずれか１つとの組み合わせよりなることを特徴とする光記録材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はレーザ光を照射して加熱することにより情報を書き込むことができ、光記録媒体の記録層として用いることができる光記録材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録は記録層（記録膜）にレーザ光を集光して局部的に加熱し、物理的あるいは化学的に記録層の状態を変化させることにより情報を書き込むもので、大別して情報を１回だけ書き込むことができる追記型と、情報の書き換えができる書き換え型とがあり、さらに書き換え型には相変化型と光磁気型とがある。
追記型の光記録媒体としてはＣＤ−Ｒ（Compact Disc Recordable）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）などの光ディスクが現在使用されており、これら光ディスクはレーザ光でディスク上の有機色素を熱変形させて記録するものとなっている。一方、書き換え型の光記録媒体としてはＣＤ−ＲＷ（CD ReWritable）やＤＶＤ−ＲＷなどの相変化光ディスクやＭＯ（Magneto Optical）ディスクが現在使用されている。
【０００３】
これら光ディスクにおいて使用されているレーザ光の波長（記録波長）はＣＤでは７８０ｎｍ（赤外光）であり、これに対し、ＤＶＤでは６５０ｎｍ／６３５ｎｍ（可視光，赤色）とＣＤより短波長化されている。また、ＭＯディスクでは波長６８０ｎｍや７８０ｎｍのレーザ光が用いられている。
光記録媒体の高容量化・高密度化を図るにはレーザ光の波長が大きく作用する。即ち、一般に光をレンズで絞ったときに、回折限界で決まるスポットの大きさ（スポット径）ｄは、
ｄ＝０．５λ／ＮＡ  （λ：光の波長，ＮＡ：レンズの開口数）
となり、スポット径ｄを小さくして高密度化を図るためには、ＮＡを大きくするか、波長を短くしなければならない。
【０００４】
現在実用化されている光ディスクでは使用レーザは上記したように赤色レーザが主流であり、高密度化を図るべく、青紫色レーザの採用等、レーザ光の短波長化が盛んに検討され、研究開発が進められている（例えば、非特許文献１、特許文献１参照）。
【非特許文献１】佐藤勝昭、「大容量情報記録技術の最近の進歩−総論−」、応用物                理学会結晶工学分科会 第１１４回研究会テキスト、2001年6月29日
【特許文献１】特開２００１−３３１３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、レーザ光の短波長化の検討が進められているものの、一方でそのような短波長レーザに適した光記録材料も望まれている。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、光記録機能を有する新しい材料を提供することにあり、特に追記型の光記録媒体の記録層として用いることができる光記録材料であって、可視光のみならず、紫外線領域においても使用できる光記録材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、光記録媒体の記録層として用いることができる書き込み型の光記録材料は、フッ化物薄膜よりなり、そのフッ化物薄膜の加熱による結晶化の進行に伴って生ずる反射率の変化を利用するものとされる。
請求項２の発明によれば、光記録媒体の記録層として用いることができる書き込み型の光記録材料は、２種類以上のフッ化物薄膜が積層されてなる多層膜とされ、その多層膜の加熱により各フッ化物薄膜の結晶化が進行して生ずる反射率の変化を利用するものとされる。
【０００７】
請求項３の発明では請求項１の発明において、フッ化物がＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＹＦ３，ＣａＦ２，ＭｇＦ２，ＡｌＦ３，Ｎａ３ＡｌＦ６のうちのいずれかとされる。
請求項４の発明では請求項２の発明において、多層膜が２種類のフッ化物薄膜の交互積層よりなり、その２種類のフッ化物はＧｄＦ３，ＬａＦ３，ＹＦ３を第１群、ＭｇＦ２，ＡｌＦ３，Ｎａ３ＡｌＦ６を第２群とした時、第１群のいずれか１つと第２群のいずれか１つとの組み合わせあるいはＣａＦ２と第１、第２群のいずれか１つとの組み合わせよりなるものとされる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、紫外から可視光域において透明であって、熱印加により反射率が変化するフッ化物薄膜を光記録材料として用いるものであり、光記録媒体の高密度化を図るべく、レーザ光の短波長化の検討が進む中で、例えば紫外線領域のレーザ光の使用に適した光記録材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による光記録材料よりなる記録層を備えた光記録媒体の構成を示したものであり、基板１１上に吸収層１２が形成され、その吸収層１２上に記録層１３が積層形成されている。
記録層１３はフッ化物薄膜によって構成され、この例ではフッ化物としてＭｇＦ２（フッ化マグネシウム）を用い、ＭｇＦ２を蒸着により成膜して記録層１３を形成している。なお、最近、半導体レーザの短波長化が進み、波長４０５ｎｍの半導体レーザが出現していることから、ここでは使用レーザ光の波長を４０５ｎｍとして説明する。
【００１０】
ＭｇＦ２膜よりなる記録層１３の厚さは約１．０μｍとした。吸収層１２は照射されたレーザ光を吸収し、発熱するもので、この例ではアモルファスシリコンを蒸着して吸収層１２とした。吸収層１２の厚さは１８ｎｍ程度である。基板１１には厚さ１ｍｍ程度のガラス基板を用いた。なお、基板１１はガラスに限らず、例えば樹脂製とすることもできる。
図２は上記のような構成を有する光記録媒体の分光反射率を示したものであり、波長４０５ｎｍにおいて、反射率は３３％程度となっている。
【００１１】
この光記録媒体に対する記録は図３に示したようにレーザ光２１を照射することによって行われ、レーザ光２１の照射により吸収層１２に局所的に熱が発生し、この熱が記録層１３に印加される。
図４は高強度のレーザ光２１を照射し、約３００℃の熱が記録層１３に印加された時の分光反射率を記録後の分光反射率として、図２に示した記録前の分光反射率と共に示したものであり、図４に示したように分光反射率のスペクトルは熱印加によって大きく変化する。波長４０５ｎｍでの反射率は３３％程度であったものが５５％程度にまで上昇しており、つまり記録層１３はレーザ光２１の照射による加熱により反射率が大きく変化するため、この反射率の変化（反射率差）を利用して情報を書き込むことができ、光記録を行うことができる。
【００１２】
なお、このような反射率の変化は記録層１３を構成するＭｇＦ２膜の加熱による結晶化の進行に起因するものである。即ち、成膜形成されたＭｇＦ２膜はバルク材と比べて密度が小さく、アモルファスに近い状態となっており、熱を印加することで格子振動が促進され、結晶化が進行する。結晶化の進行に伴い、ＭｇＦ２膜は密度が変化し、膜厚の減少及び屈折率の変化が生じる。よって、このような膜厚及び屈折率の変化により、これら屈折率と膜厚の積で決まる反射率が変化することになる。
このように、この例では記録層１３を構成する光記録材料として、密度の低いＭｇＦ２膜を用い、熱印加によるアモルファス状態から結晶（多結晶）状態への変化に伴って生じる反射率の変化を利用して光記録を行うものとなっており、このようなＭｇＦ２膜を作製する上で、成膜には蒸着を用いるのが好ましい。
【００１３】
光記録材料として用いるフッ化物薄膜はこの例ではＭｇＦ２膜とし、つまりフッ化物としてＭｇＦ２を使用しているが、これに限らず、例えばＧｄＦ３（フッ化ガドリニウム）、ＬａＦ３（フッ化ランタン）、ＹＦ３（フッ化イットリウム）、ＣａＦ２（フッ化カルシウム）、ＡｌＦ３（フッ化アルミニウム）、Ｎａ３ＡｌＦ６（クリオライト）等のフッ化物を用いることもできる。このようなフッ化物薄膜は紫外線領域においても光学的に透明であり、よって紫外から可視光域において光記録材料として使用することができる。
なお、上述した例で用いているＭｇＦ２膜は波長２００ｎｍ程度の紫外線においても透明な膜であって、紫外から可視光域において光吸収が小さく、また物理的に固い材料であり、耐久性、耐湿性に優れ、無害な材料であるため、光記録媒体に用いる光記録材料として好適な材料であると言える。
【００１４】
次に、記録前後での反射率の差をより大きくすることができる構成について説明する。
図５はこの構成の一例を示したものであり、この例では記録層１３を構成する光記録材料が２種類のフッ化物薄膜が交互積層されてなる多層膜よりなるものとされる。２種類のフッ化物にはこの例では高屈折率材料であるＧｄＦ３と低屈折率材料であるＭｇＦ２とを用いた。図５中、１３ａはＧｄＦ３膜を示し、１３ｂはＭｇＦ２膜を示す。なお、基板１１及び吸収層１２は図１と同様の仕様とした。
ＧｄＦ３膜１３ａの膜厚を７２ｎｍとし、ＭｇＦ２膜１３ｂの膜厚は８０ｎｍとした。これらＧｄＦ３膜１３ａ及びＭｇＦ２膜１３ｂをこの例では合計で２１層、蒸着により積層形成して記録層１３を構成した。
【００１５】
図６はこの図５に示した構成を有する光記録媒体の分光反射率を示したものであり、波長４０５ｎｍにおける反射率は２７％程度となっている。
図７はこの光記録媒体に対し、レーザ光を照射して加熱し、約３００℃の熱を記録層１３に印加した時の分光反射率を記録後の分光反射率として、記録前の分光反射率と共に示したものであり、分光反射率は大きく変化し、波長４０５ｎｍにおける反射率は記録前に２７％程度であったものが、記録後では７９％程度まで上昇しており、極めて大きな反射率差が得られるものとなっている。
【００１６】
なお、このような多層膜よりなる記録層１３の反射率の変化も、前述した場合と同様、ＧｄＦ３膜１３ａ及びＭｇＦ２膜１３ｂの加熱による結晶化の進行に起因して生ずる。
以上、波長４０５ｎｍを例にとって説明したが、次にＮｄ−ＹＡＧレーザの４倍波の２６６ｎｍでの光記録について説明する。
光記録媒体の構成はＧｄＦ３膜１３ａとＭｇＦ２膜１３ｂの各膜厚が異なることを除いて、図５と同一仕様とした。ＧｄＦ３膜１３ａの膜厚はここでは５２ｎｍとし、ＭｇＦ２膜１３ｂの膜厚は４６ｎｍとした。
【００１７】
図８はこのような仕様の光記録媒体の記録前後（約３００℃の熱印加前後）の分光反射率を示したものであり、波長２６６ｎｍにおける反射率は記録前において３０％程度であったものが、記録後では９０％程度にまで上昇し、極めて大きな反射率差が得られ、よってこのような波長２６６ｎｍといった紫外線領域においても光記録を行えることがわかる。
なお、図７及び図８にそれぞれ示した分光反射率は図５に示した多層膜よりなる記録層１３において、ＧｄＦ３膜１３ａとＭｇＦ２膜１３ｂの各膜厚を変えることのみによって得られるものであり、このように多層膜の各層の厚さ（膜厚）を選択することで、任意の波長での記録前後の大きな反射率変化を得ることができる。
【００１８】
多層膜は上述した例のように２種類のフッ化物薄膜を用いた積層構造に限らず、３種類以上のフッ化物薄膜を用いた積層構造とすることもできる。また、２種類のフッ化物薄膜の交互積層構造とする場合には各フッ化物の屈折率より以下のような組み合わせとするのが好ましい。
即ち、屈折率によってフッ化物を下記のように分ける。（  ）内は波長４００ｎｍ程度での屈折率を示す。
・高屈折率材料：ＧｄＦ３（１．５４）、ＬａＦ３（１．５５）、ＹＦ３（１．５０）
・中間屈折率材料：ＣａＦ２（１．４４）
・低屈折率材料：ＭｇＦ２（１．４０）、ＡｌＦ３（１．３７）、Ｎａ３ＡｌＦ６（１．３５）
高屈折率材料を第１群、低屈折率材料を第２群とした時、２種類のフッ化物薄膜の交互積層は第１群のいずれか１つと第２群のいずれか１つとの組み合わせとする。なお、ＣａＦ２と第１、第２群のいずれか１つとの組み合わせとしてもよい。
【００１９】
以上説明したように、この発明では紫外から可視光域において透明であって、熱印加により膜厚と屈折率が共に変化し、つまり反射率が変化するフッ化物薄膜を光記録材料として用いるものであり、膜の厚さや種類を選択することで、あるいは２種類以上の膜の多層膜構造とすることで、紫外から可視光域における任意の波長において任意の反射率を有するものを形成することができ、レーザ光の波長や記録前後の反射率差を任意に選択することが可能となる。
従って、この発明による光記録材料は次世代のＣＤ，ＤＶＤ等、光記録媒体の高密度化による短波長化において使用することが可能な材料であると言える。
【００２０】
なお、上述した例ではいずれも熱印加による反射率の上昇によって情報を書き込むものとしているが、レーザ光の波長（記録波長）における初期（記録前）の反射率を高くし、熱を印加することで反射率を低下させて情報を書き込むといったこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明による光記録材料の一実施例を記録層として備えた光記録媒体の構成を示す断面図。
【図２】図１に示した光記録媒体の記録前の分光反射率を示す図。
【図３】図１に示した光記録媒体に記録が行われる様子を模式的に示した図。
【図４】図１に示した光記録媒体の記録後の分光反射率を記録前の分光反射率と共に示した図。
【図５】この発明による光記録材料の他の実施例を記録層として備えた光記録媒体の構成を示す断面図。
【図６】図５に示した光記録媒体の記録前の分光反射率を示す図。
【図７】図５に示した光記録媒体の記録後の分光反射率を記録前の分光反射率と共に示した図。
【図８】波長２６６ｎｍでの光記録を説明するための記録前後の分光反射率を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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