JP2592800B2 - Optical information recording member - Google Patents

Optical information recording member

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JP2592800B2
JP2592800B2 JP61053033A JP5303386A JP2592800B2 JP 2592800 B2 JP2592800 B2 JP 2592800B2 JP 61053033 A JP61053033 A JP 61053033A JP 5303386 A JP5303386 A JP 5303386A JP 2592800 B2 JP2592800 B2 JP 2592800B2
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Japan
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recording
composition
film
amorphous
information recording
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昇 山田
邦夫 木村
正敏 高尾
進 佐内
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光、熱などを用いて高速かつ高密度に情報
を記録、消去、再送可能な光学情報記録部材に関するも
のである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information recording member capable of recording, erasing, and retransmitting information at high speed and high density using light, heat, and the like.

従来の技術 近年、情報量の増大化、記録、再生の高速化、高密度
化に伴い、レーザ光線を利用した光ディスクが注目され
ている。光ディスクには、一度のみ記録可能な追記型
と、記録した信号を消去し何度も使用可能な書き換え可
能なものがある。追記型光ディスクには、記録信号を穴
あき状態として使用するものや、凹凸を生成させて再生
するものがある。書き換え可能なものとして、アモルフ
ァスと結晶間の可逆的変化を利用したTe−Ge系カルゴナ
イド薄膜などがよく知られている(例えば特公昭47−26
897号公報)。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical disk using a laser beam has attracted attention with an increase in the amount of information, a higher speed of recording and reproduction, and a higher density. Optical discs include write-once optical discs that can be recorded only once, and rewritable optical discs that can erase recorded signals and can be used many times. Some write-once optical disks use a recording signal in a perforated state, and others reproduce information by generating irregularities. As a rewritable material, a Te—Ge-based carbonide thin film utilizing a reversible change between amorphous and crystal is well known (for example, Japanese Patent Publication No. 47-26).
No. 897).

本発明者らは、先にTe−TeO2のような酸化物を含んだ
系の相転移による反射率変化を信号とする方式を提案し
た。さらに、相転移を利用した書き換え可能な光ディス
クとして、Te−TeO2に対し各種添加物を添加(Sn,Ge,B
i,In,Pb,Tl,Seなど)した例がある(特開昭59−185048
号公報)。これらの記録部材は、C/Nが高く、耐湿性に
対しても優れるという特徴を有している。
The present inventors have previously proposed a system in which a change in reflectance due to phase transition of a system containing an oxide such as Te—TeO 2 is used as a signal. Further, as a rewritable optical disc that utilizes a phase transition, adding various additives to the Te-TeO 2 (Sn, Ge , B
i, In, Pb, Tl, Se, etc.) (JP-A-59-185048).
No.). These recording members are characterized by high C / N and excellent moisture resistance.

発明が解決しようとする問題点 従来のカルコゲン化物よりなる書き換え可能な情報記
録部材は、一般的に、記録、消去の繰り返しに対する安
定性が悪いといった欠点を有する。
Problems to be Solved by the Invention A rewritable information recording member made of a conventional chalcogenide generally has a disadvantage that stability against repeated recording and erasing is poor.

この理由は、Te,Geとその他の添加成分が、数度の繰
り返しによって、膜中で相分離を生じてしまい、初期と
繰り返し後では膜の構成成分が部分的に異なることに起
因すると思われる。
The reason for this seems to be that Te, Ge and other additional components cause phase separation in the film by repeating several times, and the components of the film are partially different between the initial stage and after the iteration. .

消去可能な光ディスクで相転移を利用する場合、通常
は、未記録、消去状態を結晶質とし、記録状態を非結晶
とする方法がとられる。この場合、記録時にはレーザ光
を用いて、一旦、膜を溶融させ急冷によって非晶質にす
る訳であるが、現在の半導体レーザにはパワーの限界が
あることから、できるだけ融点の低い膜が記録感度が高
いという点では望ましかった。このために、上述したカ
ルコゲン化物よりなる膜は、記録感度を向上させるため
に、できるだけ融点の低い組成、すなわちTeが多い膜組
成となっている。ところが、Teが他の添加成分より多い
ということは、繰り返し時においてそれだけ相分離を起
こし易いことを意味する。したがって融点を下げるため
に添加した過剰のTeをいかに固定して動きにくい組成に
するかが、繰り返し特性や、CNR、消去率の経時変動に
大きな影響を及ぼすことになる。
When phase transition is used in an erasable optical disk, usually, a method is used in which the unrecorded and erased state is made crystalline and the recorded state is made amorphous. In this case, at the time of recording, the film is temporarily melted by using a laser beam and becomes amorphous by rapid cooling. However, since the current semiconductor laser has a power limit, a film having a melting point as low as possible is recorded. It was desirable in terms of high sensitivity. For this reason, the film made of the above-described chalcogenide has a composition having a melting point as low as possible, that is, a film composition containing a large amount of Te in order to improve the recording sensitivity. However, the fact that Te is larger than the other additive components means that phase separation is more likely to occur during repetition. Therefore, how to fix the excess Te added to lower the melting point and make the composition hard to move has a great effect on the repetition characteristics, the CNR and the erasure rate over time.

酸化物を含んだ記録部材にも、以下に記述する欠点が
ある。すなわち、消去率が録再消去の繰り返しによって
低下することである。
Recording members containing oxides also have the disadvantages described below. That is, the erasing rate is reduced by the repetition of recording / rewriting.

書き換え可能な光ディスクは、通常、初期状態を結晶
状態とし、記録状態を非晶質として記録を行なう。消去
は初期状態と同様に結晶質とする。この記録部材の結晶
質−非晶質間の相転移は、レーザの徐冷−急冷の条件変
化によって達成される。すなわち、レーザ光による加熱
後、徐冷によって結晶質となり、急冷によって非結晶と
なる。したがって記録、消去の繰り返しによって、膜は
何度も結晶質、非晶質状態を経ることになる。この場
合、膜に酸化物が存在すると、膜の粘性が高いので、カ
ルコゲン化物の泳動性が少なくなり、膜組成に偏析が生
じ易くなる。さらに、酸化物の存在は膜自身の熱伝導を
低下させるので、レーザ光の入射側と反対側の膜間で温
度分布差を生じ、膜組成の偏析はやはり生ずる。こうし
た理由により、酸化物を含んだ膜は、記録、消去の繰り
返しによって次第に特性が変化するなどの欠点を有して
いた。
Generally, a rewritable optical disk performs recording with an initial state being a crystalline state and a recording state being amorphous. The erasure is made crystalline as in the initial state. The phase transition between crystalline and amorphous of the recording member is achieved by changing the condition of slow cooling and rapid cooling of the laser. That is, after heating by the laser beam, it becomes crystalline by slow cooling and becomes amorphous by rapid cooling. Therefore, the film goes through a crystalline or amorphous state many times by repeating recording and erasing. In this case, if an oxide is present in the film, the viscosity of the film is high, so that the migration property of the chalcogenide is reduced and segregation is likely to occur in the film composition. Further, since the presence of the oxide lowers the heat conduction of the film itself, a temperature distribution difference occurs between the film on the side where the laser beam is incident and the opposite side, and segregation of the film composition still occurs. For these reasons, a film containing an oxide has a drawback that its characteristics gradually change due to repetition of recording and erasing.

本発明は、上述した酸化物を含む膜の繰り返し特性を
向上させることを目的とし、さらに、カルコゲン化物よ
りなる従来組成の欠点(C/Nが低い、消去率が充分では
ない、耐湿性、耐熱性が悪い、繰り返し特性が充分では
ない)を克服した光学情報記録部材を提供するものであ
る。
An object of the present invention is to improve the repetition characteristics of the above-mentioned oxide-containing film, and furthermore, the disadvantages of the conventional composition comprising a chalcogenide (low C / N, insufficient erasing rate, moisture resistance, heat resistance) The present invention provides an optical information recording member which overcomes the problem of poor reproducibility and insufficient repetition characteristics.

問題点を解決するための手段 本発明は、基板上に、レーザ光線の照射によってアモ
ルファス相−結晶相間の可逆的な相転移を生じ光学特性
の変化を呈する記録薄膜層を備え、前記記録薄膜層の組
成が、少なくともTe,GeおよびBiの3元素からなり、Te
・Ge・Biの3角ダイヤグラムにおいて、 B1:(Te55Ge5Bi40)、C1:(Te45Ge15Bi40)、 D1:(Te45Ge40Bi15)、E1:(Te57Ge40Bi3)、 E2:(Te60Ge30Bi10)、B2:(Te62Ge8Bi30) の組成点で囲まれた範囲内にある材料で構成されてい
る。
Means for Solving the Problems The present invention comprises, on a substrate, a recording thin film layer which exhibits a change in optical characteristics by causing a reversible phase transition between an amorphous phase and a crystalline phase by irradiation with a laser beam, Is composed of at least three elements of Te, Ge and Bi,
In the Ge · Bi triangular diagram, B 1 : (Te 55 Ge 5 Bi 40 ), C 1 : (Te 45 Ge 15 Bi 40 ), D 1 : (Te 45 Ge 40 Bi 15 ), E 1 : ( Te 57 Ge 40 Bi 3 ), E 2 : (Te 60 Ge 30 Bi 10 ), and B 2 : (Te 62 Ge 8 Bi 30 ).

作用 本発明の特徴は、Te−Ge系にBiを添加して過剰のTeを
固定することにある。このBiはTeと化合して化合物Bi2T
e3を形成し、Te濃度が50at%以上のTe−Ge−Bi系におい
て、その融点は550℃近傍になる。
Action A feature of the present invention is that Bi is added to a Te—Ge system to fix excess Te. This Bi combines with Te to form the compound Bi 2 T
forming a e 3, Te concentration in 50at% or more Te-Ge-Bi-based, its melting point is in the vicinity of 550 ° C..

この温度は共晶組成のTe−Ge,Te−Snなどと比較して2
00℃近く高い。このことは、上記構成の組成物の熱転移
温度(加熱によってアモルファス状態より結晶状態へ転
移する温度)が高くなり、熱的な安定性が高いことを意
味し、Te,Ge,Bi系薄膜を書き換え可能なメモリー媒体と
して用いる場合(結晶状態を加熱急冷してアモルファス
化し、これを記録媒体として用いるのが通例である)、
このアモルファス状態の記録部が加熱に対して安定にな
り、これによって、記録情報の長期に亘る安定性が確保
されることになる。
This temperature is lower than that of eutectic Te-Ge, Te-Sn, etc.
High near 00 ° C. This means that the composition having the above-mentioned composition has a high thermal transition temperature (the temperature at which the composition changes from an amorphous state to a crystalline state by heating) and has high thermal stability. When used as a rewritable memory medium (it is customary to heat and quench the crystal state to make it amorphous and use this as a recording medium)
The recording portion in the amorphous state becomes stable against heating, thereby ensuring long-term stability of recorded information.

一方、化学量論組成Te−Ge,Te−Sn、すなわちTe50Ge
50,Te50Sn50組成に比べると融点が150℃近く低い。この
ことは、結晶状態のメモリー薄膜の微小部分を加熱溶融
後、急冷してアモルファス化し、記録を行なう場合、記
録に要するエネルギーが少なくてすむことを意味する。
On the other hand, the stoichiometric composition Te-Ge, Te-Sn, that is, Te 50 Ge
The melting point is lower by about 150 ° C. compared to the composition of 50 , Te 50 Sn 50 . This means that the energy required for recording is small in the case where a minute portion of the crystalline memory thin film in a crystalline state is heated and melted, rapidly cooled to become amorphous, and recording is performed.

以上のことから、レーザ光などによる記録感度を著し
く低下させることなく、記録信号の熱的安定性に優れた
書き換え可能なメモリー媒体が得られる。
From the above, it is possible to obtain a rewritable memory medium having excellent thermal stability of a recording signal without significantly lowering the recording sensitivity by a laser beam or the like.

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本
発明の光学情報記録部材は、Te−Ge−Biを少なくとも含
み構成される。本発明において、Teは単独またはGeある
いはBiと結合し、これがアモルファス状態及び結晶状態
における光学濃度変化を主として担う成分と考えられ
る。Te−Ge系において、化学量論組成のTe50Ge50ではそ
の融点が約725℃であり、これを加熱溶融し、急冷して
アモルファス化するには大きなエネルギー、例えばレー
ザ光を用いる場合は大きなレーザパワーを必要とする。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The optical information recording member of the present invention includes at least Te-Ge-Bi. In the present invention, Te alone or combined with Ge or Bi is considered to be a component mainly responsible for the change in optical density in the amorphous state and the crystalline state. In the Te-Ge system, the melting point of Te 50 Ge 50 having a stoichiometric composition is about 725 ° C., which is heated and melted, and rapidly cooled to become large energy, for example, a large energy when laser light is used. Requires laser power.

また、共晶組成の例えばTe85Ge15のようなTe−Ge系で
は、その融点は約375℃であり、記録に要するレーザパ
ワーは少なくてすむが、前述したようにこの系には過剰
のTeが存在するためTe−TeGeの分離を生じ易く、これが
アモルファス化及び結晶化を繰り返した場合、膜組成の
不均一さを生じ、この不均一さが光学情報記録媒体のノ
イズ成分となる。
Further, in the Te-Ge-based, such as, for example, Te 85 Ge 15 eutectic composition, its melting point is about 375 ° C., but requires only a laser power less required for printing, the excess of this system as described above The presence of Te tends to cause the separation of Te-TeGe, and when this is repeated amorphization and crystallization, the film composition becomes non-uniform, which becomes a noise component of the optical information recording medium.

Te−Ge−Bi系においては、その融点は組成によって多
少異なるが、およそ550℃〜630℃である。したがって、
Te−Ge系に比べて記録レーザパワーが少なくてすむ。
In the Te-Ge-Bi system, its melting point is about 550 ° C. to 630 ° C., depending on the composition. Therefore,
It requires less recording laser power than the Te-Ge system.

また、TeがBiと結合することによって結晶化速度が向
上する。これはフリーのTeが存在する場合、その融液か
ら徐冷することによって結晶化する際、融液状態のTeに
は3配位が存在し、これが徐冷されるときに保持される
ためと考えられる。つまり、結晶状態では2配位が安定
であるために、一旦凍結された3配位の結合を2配位に
する必要があるため、結晶化速度が遅いのであろう。し
かしながら、Biを添加することで融液から固化する際
に、直ちにTe−Biの結合をつくり、安定化する。このた
めに、結晶化速度が向上し、実用可能な書き換え型メモ
リー媒体を実現できる。
In addition, the crystallization speed is improved by the combination of Te and Bi. This is because, when free Te is present, when crystallized by slow cooling from the melt, Te in the molten state has three coordinations, which are retained when the crystal is slowly cooled. Conceivable. In other words, since the two-coordinates are stable in the crystalline state, it is necessary to convert the once frozen three-coordinate bonds into the two-coordinates, so that the crystallization speed may be low. However, when solidifying from the melt by adding Bi, the bond of Te-Bi is immediately formed and stabilized. For this reason, the crystallization speed is improved, and a practical rewritable memory medium can be realized.

Biは、Geと結合した残りの過剰Teを固定するので、そ
の必要な濃度(添加量)はTe/Geの量に支配される。
Since Bi fixes the remaining excess Te bonded to Ge, the required concentration (addition amount) is governed by the amount of Te / Ge.

第1図に、Te−Ge−Biを主成分として構成される記録
部材の適正範囲を示した。第1図において、各点は以下
の組成である。
FIG. 1 shows an appropriate range of a recording member composed mainly of Te-Ge-Bi. In FIG. 1, each point has the following composition.

A1点:(Te80Ge5Bi15) B1点:(Te45Ge5Bi40) C1点:(Te45Ge15Bi40) D1点:(Te45Ge40Bi15) E1点:(Te57Ge40Bi3) 上述したように、Biの添加量はTe−Ge系の組成比によ
り異なる。例えば、Geが高濃度域では、Te−Geの結晶化
速度が大きいので、Bi濃度は比較的低く、Ge成分の少な
い領域では、結晶化速度が小さいため、比較的高濃度の
Bi添加を必要とする。
A 1 point: (Te 80 Ge 5 Bi 15 ) B 1 point: (Te 45 Ge 5 Bi 40 ) C 1 point: (Te 45 Ge 15 Bi 40 ) D 1 point: (Te 45 Ge 40 Bi 15 ) E 1 Point: (Te 57 Ge 40 Bi 3 ) As described above, the amount of added Bi differs depending on the composition ratio of the Te—Ge system. For example, in the high Ge concentration region, the crystallization speed of Te-Ge is high, so the Bi concentration is relatively low, and in the region with a small Ge component, the crystallization speed is low,
Requires Bi addition.

上記範囲外にある場合、例えばGe(rich)側では、高
融点のGe−TeGeが母体となるため、記録に要するレーザ
に非常に高いパワーが必要となり、メモリー材料として
不適である。
When the ratio is outside the above range, for example, Ge-rich Ge—TeGe having a high melting point becomes a base material on the Ge (rich) side, so that a very high power is required for a laser required for recording, which is unsuitable as a memory material.

また、Te(rich)側では、アモルファスから結晶への
熱転移温度が100℃近傍まで低下し、熱安定性に優れた
メモリー媒体が得られない。
On the Te (rich) side, the thermal transition temperature from amorphous to crystalline decreases to around 100 ° C., and a memory medium with excellent thermal stability cannot be obtained.

さらに、Bi(rich)側では、記録部と未記録部の信号
の光学的コントラストが得難くなり、充分な記録特性が
得られない。
Further, on the Bi (rich) side, it is difficult to obtain the optical contrast of the signal between the recorded portion and the unrecorded portion, so that sufficient recording characteristics cannot be obtained.

以上述べた理由により、第1図において、点A1−B1
C1−D1−E1で囲まれた範囲内に限定される。すなわち、
この範囲内のTe−Ge−Biの組成物を用いた場合、実用上
での結晶質と非晶質との可逆性を利用し、情報の記録、
消去、書換えを可能とする光学情報記録媒体が実現でき
る。
For the reasons described above, the points A 1 -B 1-
It is limited to the range surrounded by C 1 -D 1 -E 1 . That is,
When the composition of Te-Ge-Bi in this range is used, information recording, utilizing the reversibility of crystalline and amorphous in practical use,
An optical information recording medium that can be erased and rewritten can be realized.

次に、第1図の点A2−B2−C2−D2−E2によって囲まれ
た領域について述べる。この領域は、第1図の点A1−B1
−C1−D1−E1で囲まれた範囲より、より実用的な組成範
囲を示してある。第1図において、A2,B2,C2,D2,E2の各
点の組成を以下に示す。
Next, we describe a region surrounded by points A 2 -B 2 -C 2 -D 2 -E 2 of Figure 1. This region corresponds to the point A 1 -B 1 in FIG.
Than the range surrounded by -C 1 -D 1 -E 1, there is shown a more practical composition range. In FIG. 1, the composition of each point of A 2 , B 2 , C 2 , D 2 and E 2 is shown below.

A2点:(Te78Ge8Bi14) B2点:(Te62Ge8Bi30) C2点:(Te50Ge20Bi30) D2点:(Te50Ge30Bi20) E2点:(Te60Ge30Bi10) この領域のアモルファスから結晶への熱転移温度は13
0℃〜200℃である。転移温度はA2が最も低く、B2,C2,
D2,E2の方向にGeあるいはBi濃度が増大するにしたがっ
て熱転移温度は上昇する。特にGe濃度への依存性が大き
い。したがって、この点A2−B2−C2−D2−E2で囲まれた
領域内では、点A1−B1−C1−D1−E1で囲まれた領域に比
べると相対的に熱的安定性及びレーザ光記録感度ともに
優れている。
A 2 points: (Te 78 Ge 8 Bi 14 ) B 2 points: (Te 62 Ge 8 Bi 30 ) C 2 points: (Te 50 Ge 20 Bi 30 ) D 2 points: (Te 50 Ge 30 Bi 20 ) E 2 Point: (Te 60 Ge 30 Bi 10 ) The thermal transition temperature from amorphous to crystalline in this region is 13
0 ° C to 200 ° C. The transition temperature of A 2 is the lowest, B 2 , C 2 ,
As the Ge or Bi concentration increases in the directions of D 2 and E 2, the thermal transition temperature increases. In particular, the dependence on the Ge concentration is large. Therefore, in the area surrounded by the point A 2 −B 2 −C 2 −D 2 −E 2 , the relative area is smaller than the area surrounded by the point A 1 −B 1 −C 1 −D 1 −E 1. It is excellent in both thermal stability and laser beam recording sensitivity.

第1図中、A2−B2−C2−D2−E2の範囲外であって、か
つA1−B1−C1−D1−E1の範囲内の組成物に関しては、用
途、目的に応じた使い分けが必要である。
In FIG. 1 , for a composition outside the range of A 2 -B 2 -C 2 -D 2 -E 2 and within the range of A 1 -B 1 -C 1 -D 1 -E 1 , It is necessary to use them properly according to the purpose and purpose.

すなわち、上記組成物のうち、例えばD1またはE1のよ
うにGe(rich)側では、融点や結晶化温度が高くなるた
め、多少大きいレーザパワーを必要とするが、熱的安定
性に優れている。
That is, in the above composition, for example, on the Ge (rich) side such as D 1 or E 1 , the melting point and the crystallization temperature are high, so that a somewhat large laser power is required, but the thermal stability is excellent. ing.

また、例えばA1のようにTe(rich)側では、融点や結
晶化温度が低くなるため、熱的安定性はやや劣るが、極
めて高感度のメモリ媒体が得られる。この傾向について
はA2でも共通である。
Further, for example, Te (rich) side as A 1, the melting point and the crystallization temperature is lowered, thermal stability slightly inferior, but a memory medium of extremely high sensitivity. This trend is the same in A 2.

Te−Ge系に対するBiの添加効果は、一般的にメモリー
媒体の熱的安定性を意味する熱転移温度を上昇させると
ともに、膜の融点を下げ、アモルファス化を容易にす
る。但し、上述したように、Biの添加は過剰のTeをBi2T
e3として固定するが、Te−Ge−Bi系の融点を550℃近傍
にするためには、例えば点C2と点D2を結ぶ線以上のTe成
分が必要である。
The effect of adding Bi to the Te—Ge system generally raises the thermal transition temperature, which means the thermal stability of the memory medium, lowers the melting point of the film, and facilitates amorphization. However, as described above, the addition of Bi reduces the excess Te to Bi 2 T
fixed as e 3, but to 550 ° C. vicinity of the melting point of the Te-Ge-Bi-based, it is necessary to line or more Te component connecting for example a point C 2 and the point D 2.

以上述べた理由により、本発明のTe−Ge−Biの最適組
成は限定される。
For the reasons described above, the optimum composition of Te-Ge-Bi of the present invention is limited.

次に、本発明による光学情報記録部材の製法について
述べる。
Next, a method for producing the optical information recording member according to the present invention will be described.

第2図は、本発明の記録層を用いて構成した光ディス
クの断面模式図である。第2図において、1,5は基板を
示し、材質はポリカーボネート、アクリル樹脂、ガラ
ス、ポリエステルなどの透明な基材を用いることが可能
である。2,4はその間に介装された記録膜3の記録、消
去の繰り返しによる基材の熱劣化を防ぐものであり、さ
らに記録膜3を湿度より保護するものである。したがっ
て、保護層2,4の材質、膜厚は、上述した観点より決定
され、例えば種々の酸化物、硫化物、炭化物等が適宜適
用される。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an optical disc constituted by using the recording layer of the present invention. In FIG. 2, reference numerals 1 and 5 denote substrates, and the material may be a transparent base material such as polycarbonate, acrylic resin, glass, polyester, or the like. Reference numerals 2 and 4 are for preventing thermal deterioration of the substrate due to repeated recording and erasing of the recording film 3 interposed therebetween, and for protecting the recording film 3 from humidity. Therefore, the material and the film thickness of the protective layers 2 and 4 are determined from the viewpoint described above, and various oxides, sulfides, carbides and the like are appropriately applied.

記録層3は蒸着、スパッタリングなどによって形成さ
れる。蒸着で行なう場合は、各組成を単独に蒸着可能な
3ソース蒸着機を用いるのが、均一膜を作成できるので
望ましい。
The recording layer 3 is formed by vapor deposition, sputtering, or the like. In the case of vapor deposition, it is desirable to use a three-source vapor deposition machine that can vapor-deposit each composition independently since a uniform film can be formed.

記録膜3の膜厚は、保護層2,4の光学特性とのマッチ
ング、すなわち記録部と未記録部との反射率の差が大き
くとれる値とする。
The thickness of the recording film 3 is set to a value that matches the optical characteristics of the protective layers 2 and 4, that is, the difference in reflectance between the recorded portion and the unrecorded portion is large.

以下、具体的な例で本発明を詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples.

実施例1 3源蒸着が可能な電子ビーム蒸着機を用いて、Te,Ge,
Biをそれぞれのソースから基材上に同時に蒸着した。用
いた基材は、厚さ0.3mm×φ8mmのガラス板で、蒸着は真
空度が1×10-5Torr、基材の回転速度150rpmで行ない、
膜厚は1000Åとした。なお、各ソースからの蒸着速度を
様々に変化させ、記録膜中のTe,Ge,Biの原子数の割合を
調整した。
Example 1 Using an electron beam evaporation machine capable of three-source evaporation, Te, Ge,
Bi was simultaneously deposited on the substrate from each source. The substrate used was a glass plate having a thickness of 0.3 mm × φ8 mm, and the evaporation was performed at a vacuum degree of 1 × 10 −5 Torr and a rotation speed of the substrate of 150 rpm.
The film thickness was 1000 mm. In addition, the rate of the number of atoms of Te, Ge, and Bi in the recording film was adjusted by variously changing the deposition rate from each source.

第1表の組成の割合は、この蒸着の速度より換算した
値であるが、代表的な組成をX線マイクロアナライザー
(XMA)で行なったところ、仕込値とほぼ同様の定量結
果が得られた。したがって、表中の仕込組成は、膜中で
も同じと思われる。
The composition ratio in Table 1 is a value converted from the deposition rate. When a typical composition was measured with an X-ray microanalyzer (XMA), quantitative results almost the same as the charged values were obtained. . Therefore, the charged composition in the table seems to be the same in the film.

上記製法によって作成した試験片の評価方法を以下に
記す。
The evaluation method of the test piece prepared by the above manufacturing method is described below.

[転移温度] 転移温度とは、蒸着直後の非晶質状態の膜が熱によっ
て結晶状態になる開始温度を意味する。
[Transition temperature] The transition temperature refers to the temperature at which an amorphous film immediately after vapor deposition becomes crystalline due to heat.

測定は、膜の透過率の測定が可能な装置を用い、ヒー
ターにより試験片の温度を昇温速度1℃/secで上昇させ
た場合の透過率が減少を開始する温度を測定し評価し
た。転移温度が高いことは、膜が熱的に安定であること
を意味する。
The measurement was performed using a device capable of measuring the transmittance of the film, and the temperature at which the transmittance started to decrease when the temperature of the test piece was increased at a heating rate of 1 ° C./sec by a heater was measured and evaluated. A high transition temperature means that the film is thermally stable.

[黒化 白化特性] 黒化特性とは、非晶質から結晶質への変態に対しての
転移速度を示したもので、白化特性とは、結晶質から非
晶質への転移速度を示したものである。
[Blackening Whitening Characteristic] The blackening characteristic indicates the transition speed for transformation from amorphous to crystalline, and the whitening characteristic indicates the transition speed from crystalline to amorphous. It is a thing.

測定は、φ8mmのガラス片上の記録膜にレンズを用い
てレーザ光を集光させ、サンプル片を上下、左右移動可
能とした装置を用いて行なった。但し、レーザ光のスポ
ットは45×0.4μm、パルス巾200ns、パワー密度10.6mW
/μm2、波長は900nmを用いた。
The measurement was carried out by using a device in which laser light was condensed on a recording film on a φ8 mm glass piece using a lens and the sample piece could be moved up, down, left and right. However, the laser beam spot is 45 × 0.4μm, pulse width 200ns, power density 10.6mW
/ μm 2 and a wavelength of 900 nm.

黒化特性は、試験片を比較的緩やかに移動させた場合
の変態(非晶質から結晶質)の速度を観察し、速度が充
分早く、かつ未記録部分と記録部分のコントラスト比が
充分大きいものを◎とした。×は緩やかに移動させて
も、黒化しないもの、あるいは、コントラスト比が小さ
いものを示す。○,△は◎と×との中間に位置する。こ
の定性的な表現において、実用可能な黒化特性は○以上
である。
As for the blackening characteristics, the speed of transformation (from amorphous to crystalline) when the test piece is moved relatively slowly is observed, the speed is sufficiently fast, and the contrast ratio between the unrecorded portion and the recorded portion is sufficiently large. The thing was marked as ◎. × indicates a substance that does not turn black even if moved gently, or a substance with a small contrast ratio. △ and △ are located between ◎ and ×. In this qualitative expression, the practical blackening characteristics are ○ or more.

次に白化特性について述べる。白化特性を観る場合
は、まず、一旦黒化し、その上を試験片を速やかに移動
させて急冷状態を作り、白化(結晶質から非晶質)させ
る。白化状態が◎のものは、移動速度が比較的緩やかで
も白化し、しかも非晶質部分と結晶質部分のコントラス
ト比が大きいものを示す。×は全く白化しないものを示
している。○と△とは、◎と×の中間に位置する。
Next, the whitening characteristics will be described. When observing the whitening characteristics, first, the sample is blackened first, and the test piece is quickly moved thereon to create a quenched state, thereby causing whitening (from crystalline to amorphous). When the whitening state is ◎, the whitening occurs even when the moving speed is relatively slow, and the contrast ratio between the amorphous portion and the crystalline portion is large. X shows what does not whiten at all. ○ and △ are located between ◎ and ×.

上述した表現によれば、黒化、白化特性とも非常に優
れている場合は◎,◎となるが、実際問題としては同じ
移動速度でどちらも◎となることはあり得ず、望ましい
材料としては、◎,○あるいは◎,△と多少黒化特性が
優れているものである。
According to the above expression, when both the blackening and whitening characteristics are very excellent, ◎ and ◎ are obtained. However, as a practical problem, both cannot be ど ち ら at the same moving speed. , ,, あ る い は or ◎, △, which are somewhat superior in blackening characteristics.

第1表に、第1図に示した範囲の膜の転移温度、黒
化、白化特性の結果を示す。
Table 1 shows the results of the transition temperature, blackening and whitening characteristics of the film in the range shown in FIG.

第1表の結果より明らかなように、第1図に示した範
囲にあるTe−Ge−Bi系記録薄膜は、黒化及び白化がそれ
ぞれ可能である。すなわち、この範囲内にある記録部材
は、加熱条件、例えば照射するレーザ光線の照射強度、
照射時間を適正に選ぶことで、非晶質状態と結晶質状態
の何れも状態をもとることが可能であり、換言すると、
光学的に情報を記録し、記録された情報を消去すること
が可能である。
As is clear from the results in Table 1, the Te-Ge-Bi-based recording thin film within the range shown in FIG. 1 can be blackened and whitened, respectively. That is, the recording member within this range, heating conditions, for example, the irradiation intensity of the laser beam to be irradiated,
By properly selecting the irradiation time, it is possible to take both the amorphous state and the crystalline state, in other words,
It is possible to record information optically and erase the recorded information.

発明の効果 以上本発明によるTe−Ge−Bi系記録薄膜は、耐熱性及
び耐湿性に極めて優れ、記録、消去を繰り返しても膜が
破壊されることがなく、実用上、極めて優れた光学情報
記録部材が得られる。
As described above, the Te-Ge-Bi-based recording thin film according to the present invention has extremely excellent heat resistance and moisture resistance, and does not break even when recording and erasing are repeated. A recording member is obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による光学情報記録部材の組成範囲を示
す組成図、第2図は本発明の一実施例における光学情報
記録部材の構成を示した断面図である。 1,5……基板、2,4……保護層、3……記録膜。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a composition diagram showing a composition range of an optical information recording member according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the optical information recording member according to one embodiment of the present invention. . 1,5 ... substrate, 2,4 ... protective layer, 3 ... recording film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐内 進 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−31291(JP,A) 特開 昭59−68850(JP,A) 特開 昭58−203096(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Susumu Sunai 1006 Kazuma Kadoma, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-61-31291 (JP, A) JP-A-59-68850 (JP) , A) JP-A-58-203096 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に、レーザ光線の照射によってアモ
ルファス相−結晶相間の可逆的な相転移を生じ光学特性
の変化を呈する記録薄膜層を備え、前記記録薄膜層の組
成が少なくともTe,GeおよびBiの3元素からなり、Te・G
e・Biの3角ダイヤグラムにおいて、 B1:(Te55Ge5Bi40), C1:(Te45Ge15Bi40), D1:(Te45Ge40Bi15), E1:(Te57Ge40Bi3), E2:(Te60Ge30Bi10), B2:(Te62Ge8Bi30), の組成点で囲まれた範囲内にあることを特徴とする光学
情報記録部材。
1. A recording thin film layer having a reversible phase transition between an amorphous phase and a crystalline phase upon irradiation with a laser beam to exhibit a change in optical characteristics, wherein the composition of the recording thin film layer is at least Te, Ge. Te and G
In the triangular diagram of e · Bi, B 1 : (Te 55 Ge 5 Bi 40 ), C 1 : (Te 45 Ge 15 Bi 40 ), D 1 : (Te 45 Ge 40 Bi 15 ), E 1 : (Te Optical information recording characterized by being within a range surrounded by the composition points of 57 Ge 40 Bi 3 ), E 2 : (Te 60 Ge 30 Bi 10 ), and B 2 : (Te 62 Ge 8 Bi 30 ). Element.
【請求項2】記録層の少なくとも一方の面に保護層を有
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の書換
え可能な光学情報記録部材。
2. The rewritable optical information recording member according to claim 1, further comprising a protective layer on at least one surface of the recording layer.
【請求項3】保護層として酸化物、硫化物、炭化物の中
から選ばれるいずれかを用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の光学情報記録部材。
3. The optical information recording member according to claim 2, wherein any one selected from oxides, sulfides, and carbides is used as the protective layer.
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