CN1230816C - 光记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明的主要目的是提供由除硫族之外的其它元素形成相变型记录层这样一个以全新概念为基础而构成的光记录介质。本发明为具有利用非晶相和结晶相之间可逆的相变的相变型记录层(5)的光记录介质，上述记录层(5)含有作为主成分的Sb，同时含有作为副成分的选自除VIb族以外的其它族及稀土类金属的至少1种元素。该情况下，上述副成分以选自Mn及Ge的至少1种元素为宜。

Description

光记录介质
技术领域
本发明涉及具有相变型记录层的光记录介质。
背景技术
近年来，可进行高密度记录且可进行记录信息的多次记录和更新(重写)的光记录介质引起了人们的注目。该可多次记录型和可重写型的光记录介质中的相变型光记录介质，是通过激光照射使记录层的结晶状态发生变化来进行记录信息的记录，随着上述状态的变化，记录层的反射率发生变化，通过测出该反射率的变化进行记录信息的重放。该相变型光记录介质特别引起注目的在于，可通过调制单一的激光强度进行重写，另外与光磁记录介质用的光学系统相比，可用简单结构的光学系统进行记录信息的记录重放。
一般情况下，在对可多次记录型和可重写型的相变型光记录介质将记录信息进行记录时，首先，进行初始化处理，使全部记录层成为结晶状态，用可使记录层升温至熔点以上的大功率(记录功率)的激光照射。这时，被记录功率的激光照射的部位，记录层熔融后迅速冷却，从而形成非晶态的记录标记。而另一方面，在从可重写型的相变型光记录介质擦除记录标记时，用可使记录层升温至晶化温度以上功率(擦除功率)的激光照射。这时，被擦除功率的激光照射的部位，记录层被加热至晶化温度以上后，缓慢冷却，从而使记录标记(非晶态部分)恢复到结晶体(记录标记擦除)。如上所述，可重写型的相变型光记录介质可通过调制单一的光束强度进行重写。
构成相变型记录层的记录材料已知有，GeTe、GeTeSe、GeTeS、GeSeS、GeSeSb、GeAsSe、InTe、SeTe、SeAs、Ge-Te-(Sn、Au、Pd)、GeTeSeSb、Ge-Sb-Te、Ag-In-Sb-Te等。特别是最近，由于结晶状态和非晶状态的反射率之差较大，非晶状态的稳定性比较高等，因此，主要使用Ge-Sb-Te系材料或Ag-In-Sb-Te系材料等的在作为主要成分的Sb中含有Te或Se等属于VIb族元素(硫族)的硫族化合物。如上所述，现在，构成含有硫族的相变型记录层在本领域技术人员中已成为一般的常识。
发明内容
本发明者在对含有Sb的记录层中的其它组成元素其种类及各组成元素的组成比进行改变而制成各种相变型光记录介质进行评价的过程中，发现即使不使用硫族，也可与迄今为止使用的含有硫族的相变型记录层同样地进行记录信息的记录。
本发明的主要目的是提供由除硫族之外的其它元素形成相变型记录层这样一个以全新概念为基础而构成的光记录介质。
可达到上述目的的本发明的光记录介质具有利用非晶相和结晶相之间可逆的相变的相变型记录层，上述记录层含有作为主成分的Sb，同时含有作为副成分的选自除VIb族以外的其它族及稀土类金属的至少1种元素。
该情况下，上述副成分以选自Mn及Ge的至少1种元素为宜。
以上述被选择元素的含有率在5原子％以上、40原子％以下为宜。该情况下，更为理想的是上述被选择元素的含有率在10原子％以上、30原子％以下。
此外，较理想是在上述各光记录介质中，选自In及Ag的至少1种元素M在记录层中以超过0原子％、15原子％以下的含有率形成记录层。
附图说明
〔图1)
表示记录介质1构造的截面图。
〔图2)
表示各样品记录层的组成和重写速度之间关系的实验结果图。
〔图3〕
表示记录层5的组成和重写速度之间关系的3成分组成图。
〔符号说明〕
1光记录介质
2基片
3反射层
4a第1介质层
4b第2介质层
5记录层
6透光层
具体实施方式
本发明的光记录介质的记录层含有作为主成分的Sb，同时含有作为副成分的选自除VIb族以外的其它族及稀土类金属的至少1种元素(作为一例为Mn及/或Ge)。
如果作为主要成分的Sb的含有率(原子％)过小，则结晶转移速度急速变缓，从而使记录信息的擦除、即重写困难。此外，如果Mn、Ge的含有率(原子％)过小，则提高非晶状态的热稳定性的效果不理想，保存特性降低。该情况下，如果Mn、Ge的含有率不足5原子％，则提高热稳定性的效果不理想。因此，以将Mn、Ge的含有率设定在5原子％以上为宜。为了进一步完全确保足够的热稳定性，以设定在10原子％以上为宜。而另一方面，如果Mn、Ge的含有率过大，则由于Sb的含有率的降低，使结晶转移速度急速变缓。因此，较好是将Mn、Ge的含有率设定在40原子％以下，为了将结晶转移速度维持在高速状态，更好是设定在30原子％以下。
在记录层中，除上述主成分及副成分之外，根据需要还可含有其它元素。该添加元素可列举选自In及Ag的至少1种元素。该添加元素具有提高晶化温度、进一步提高保存特性的功能。记录层中该添加元素的含有率以超过0原子％、15原子％以下为宜。如果该添加元素的含有率过高，则由相变引起的反射率的变化变小，难以得到理想的调制度。
记录层的厚度比较好的在4nm以上50nm以下的范围，更好在13nm以上30nm以下的范围。如果记录层过薄，则结晶相难以生长，由相变引起的反射率的变化不理想。相反，如果记录层过厚，则记录层的热容量变大，同时反射率及调制度降低，难以记录。
记录层的组成可用EPMA(电子探针显微分析仪)、x射线微量分析仪、ICP(感应耦合等离子体)进行测定。记录层以溅射法形成为宜。该情况下，对溅射条件没有特别限定，例如，用含有多个元素的材料进行溅射时，可使用合金靶，也可使用多个靶的多元溅射法。
本发明除记录层的组成之外，即，对光记录介质的构造没有特别限定。例如，一般的相变型光记录介质1的构成例如图1所示，在基片2上，由反射层3、第2介质层4b、记录层5、第1介质层4a及透光层6依次层叠而成。该光记录介质1是通过透光层6照射记录重放用激光。也可采用通过基片2照射记录重放用激光的构造。该情况未图示，是从基片2开始，按照第1介质层、记录层、第2介质层及反射层的顺序层叠，最后是保护层。
以下，用实施例对本发明进行详细说明。
采用通过注射成形同时形成沟槽的直径120mm、厚度1.1mm的聚碳酸酯制盘片作为基片2，制成在其表面依次形成如图1所示的反射层3、第2介质层4b、记录层5、第1介质层4a及透光层6的多个光记录盘片的样品No.1-No.13。各样品No.1-No.13中的各记录层5含有作为主成分的Sb及作为副成分的选自Mn及Ge的至少1种元素。图2表示其组成。上述样品No.1-No.13中，样品No.1-No.12作为实施例，样品No.13作为比较例。
反射层3在Ar的气氛中用溅射法形成。靶使用Ag，Pd，Cu(＝98∶1∶1)。反射层3的厚度为100nm。
第2介质层4b是使用Al2O3靶在Ar的气氛中通过溅射法形成。第2介质层4b的厚度为7nm。记录层5是使用Sb、Mn、Te各元素的靶，在Ar的气氛中通过3元溅射法形成。记录层5的厚度为14nm。第1介质层4a是使用ZnS(80摩尔％)-SiO2(20摩尔％)靶，在Ar的气氛中通过溅射法形成。第1介质层4a的厚度为110nm。透光层6是使用紫外线硬化性丙烯树脂通过旋涂法形成。
将上述样品的各记录层5用消磁装置进行初始化(晶化)后，依次装入光记录介质评价装置上，以激光波长：405nm、数值孔径NA：0.85、记录信号：(1，7)RLL调制信号的条件进行记录。改变记录·擦除的线速度以使各样品处于最佳状态。对记录了数据的各样品，一边改变线速度，一边照射激光，进行数据擦除，测定到-30dB为止被擦除时的线速度，通过这样算出最大重写速度(Mbps)。各样品的最大重写速度在图2中表示。此外，以图2为基础，绘制表示记录层5的组成和重写速度之关系的3成分组成图(参照图3)。
根据图2、3，可理解为只要Sb的含有率a在56≤a≤95，Mn、Ge的副成分某一个的含有率b，c在5原子％以上40原子以下的范围，即可确保在记录信息重写中的理想的结晶转移速度。还可理解为通过将Mn、Ge的副成分含有率(b+c)设定在30％以下，可实现25Mbps以上的高速的重写速度。此外，如样品No.1、No.2、No.5，可理解为通过将Mn、Ge的副成分含有率(b+c)设定在上述范围的下限附近(5原子％以上10原子％以下)，可实现超过200Mbps的高速的重写速度。而另一方面，如样品No.13，可理解为将Mn、Ge的副成分含有率(b+c)设定在不到上述范围的下限(5原子％)时，不能进行重写。对全部样品实施高温保存试验，其结果确认了样品No.1-No.12具有理想的保存特性。而样品No.13在实施高温保存试验之后，不能读出记录的数据(记录的数据晶化后消失)。因此，为了更进一步确保理想的保存特性，以使Mn、Ge的副成分的含有率(b+c)在10原子％以上为宜。
如上所述，根据本发明的光记录介质可形成具有下述特点的记录层，即，含有作为主成分的Sb，同时含有作为副成分的选自除VIb族以外的其它族及稀土类金属的至少1种元素(作为一例为选自Mn及Ge的至少1种元素)，通过这样可利用除硫族之外的其它元素形成相变型记录层。即，可不使用硫族，实现可进行信息重写的相变型光记录介质。
根据本发明的光记录介质，通过使被选择的元素在记录层中的含有率在5原子％以上40原子％以下，可确保非晶状态的理想的热稳定性，同时可得到所需要的结晶转移速度。例如，可确保理想的热稳定性，同时能够以10Mbps以上的速度进行信息重写。更理想的是通过使被选择的元素在记录层中的含有率在10原子％以上30原子％以下，从而进一步确保非晶状态的理想的热稳定性，同时可将结晶转移速度维持在更高速的状态。
此外，通过使选自In及Ag的至少1种的元素M在记录层中以超过0原子％、15原子％以下的含有率形成记录层，可得到理想的调制度，同时提高晶化温度，更进一步增强保存特性。

Claims (2)

1.光记录介质，它具有利用非晶相和结晶相之间可逆的相变的相变型记录层，
其特征在于，所述记录层含有56-95原子％的Sb、30原子％以下的Mn和40原子％以下的Ge，Mn和Ge之和在5原子％以上，且不含VIb族元素。
2.根据权利要求1所述的光记录介质，其特征在于，所述记录层还含有选自In及Ag的至少1种元素M，其含有率在超过0原子％、15原子％以下的范围。
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