JP2650868B2

JP2650868B2 - 書換え可能な光学的情報記録方法

Info

Publication number: JP2650868B2
Application number: JP7066622A
Authority: JP
Inventors: 昇山田; 邦夫木村; 正敏高尾; 進佐内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH07266706A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光線を用いて、
相変化型の記録部材上に情報信号を高速かつ高密度に記
録、消去、再生することを可能にする光学的情報記録方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報量の増大化、記録、再生の高
速化、高密度化に伴ない、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再生するものや、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
ては、アモルファスと結晶間の可逆的相変化を利用した
Ｔｅ−Ｇｅ系カルコゲナイドガラス薄膜などがよく知ら
れている（例えば特公昭４７−２６８９７）。

【０００３】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。また、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，Ｂｉ，Ｉｎ，Ｐｂ，Ｔｌ，Ｓ
ｅなど）した例がある（特開昭５９−１８５０４８）。
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。

【０００４】Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料を記録媒体に適用
することに関する提案は、特開昭６１−８９８８９に開
示されている。特開昭６１−８９８８９明細書中には、
ポリカーボネイト等の樹脂基板上にＧｅ_1-x Ｓｂ_4xＴｅ
_1+5x（0<x<1.0）の組成式で表わされる記録材料を真空
蒸着、スパッタ等の方法で形成したこと、その記録材料
層にレーザ光線を照射することで非晶質から結晶質への
転移を生起させ、大きな反射率変化を得ることが可能な
ことが開示されている。発明の主旨は、ＧｅＴｅを基準
に、これよりも結晶化転移温度の低い材料を構成したこ
と、それによって結晶化転移に必要なエネルギーを下げ
得ること、すなわち記録感度の高い記録材料が得られる
ということにある。ただし、上記組成が結晶質から非晶
質への転移を生起しうるものであるか否か、もし生起し
うるならいかなる方法でそれを実現するかについての記
載は一切ない。また、くりかえして記録消去を行なう際
に必要な構成上の要件、例えば繰返しによる基板の劣化
を防止するための耐熱層に関する記載もない。

【０００５】Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料を記録媒体に適用
することに関する別の提案は、特開昭６２−５３８８６
に開示されている。特開昭６２−５３８８６の原明細書
では、基板上に（Ｓｂ_x Ｔｅ_1-x ）_y Ｇｅ_1-y （ただ
し、ｘは０．０５〜０．７、ｙは０．４〜０．８）の組
成式で表わされる記録材料を蒸着、スパッタ等により形
成すること、この記録層にレーザ光線を照射することで
透過率の減少する変化（吸収係数が大きくなる変化）が
生起されること、記録層の経時変化を防ぐ目的で記録膜
の上下に金属酸化物または窒化物を形成する可能性が開
示されている。ただし、この出願の場合も、変化の方向
は吸収係数が大きくなる方向、すなわち非晶質の結晶化
に付随する特性の変化のみが開示されているだけであっ
て、上記組成が逆に結晶質から非晶質への転移を生起し
うるものであるか否か、もし可ならいかなる方法でそれ
を実現するかについての記載は一切開示されていない。

【０００６】Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料を用いた書換可能
な記録媒体に関しては特開昭６２−１９６１８１に開示
されている。ここでは樹脂基板上にＧｅ₂₃Ｓｂ₄₆Ｔｅ₃₁
を代表組成とするＧｅＳｂＴｅ記録材料層を蒸着、スパ
ッタ等の方法で設けること、この材料薄膜の両側にＳｉ
Ｏ₂ 、ＳｉＮ等の保護層を設けること、上記記録材料層
は、記録時および消去時のいずれの場合においても、レ
ーザ光線の照射によって完全に結晶化することなく、Ｓ
ｂが析出する（ＧｅＴｅ₂ ＋Ｓｂ）相とＧｅが析出する
（Ｇｅ＋Ｓｂ₂ Ｔｅ₃ ）相という２つの相の間の構造変
化を生起せしめ反射率変化を生起させることが開示され
ている。ただしＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ材料組成で結晶相−ア
モルファス相間の可逆的な相変化が生起するか否かにつ
いて、またそれを生起させる具体的方法については記載
がない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、カルコゲン化物
よりなる情報記録部材を用いた書き換え可能な情報記録
方法では、一般的に、記録、消去のくり返しに対する安
定性が悪いといった欠点があった。この理由は、主成分
であるＴｅ、Ｇｅとその他の添加成分とが、記録消去の
くり返しの際、膜中でなんらかの相分離を生じ、初期と
くり返し後では局所的に膜の構成成分が異なってしまう
といったことに起因していたと思われる。

【０００８】また、光ディスクでアモルファス−結晶間
の相転移を可逆記録に利用する場合には、記録手段とし
てはレーザ光を用い、レーザ照射によって記録膜を一旦
溶融させ、その後、急冷することによってアモルファス
化するが、現在の半導体レーザにはパワーの上限があ
り、できるだけ融点の低い膜が記録感度上は望ましいこ
とになる。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目的で、できるだけ融点
の低い組成、すなわちＴｅがかなり多い共晶点近傍の膜
組成となっていた。ところが、Ｔｅが他の添加成分より
多いということは、くり返し時においてそれだけ相分離
を起して、Ｔｅだけの相を形成し易いことを意味する
（例えばＴｅ₉₀Ｇｅ₁₀は必ずＴｅとＧｅＴｅに分離す
る）。Ｔｅ相は結晶化温度が室温以下のため、アモルフ
ァス相を不安定にするという課題を生じる。また、相分
離の結果として、系全体の融点や結晶化速度が変化し、
記録感度や消去感度が変化するという課題が生じる。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、くり返し特性
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。すなわち従来例のＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系記録膜
の場合においても、単に３つの元素が含まれていればこ
と足りるということはなく、書換え特性を考慮してその
構成比を選ばなければならないという課題があった。

【０００９】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くり返
しによって低下することである。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、急冷によって非晶質となる。したがって記
録、消去のくり返しによって、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、膜の粘性が高いためにカルコゲン化物の泳動性
が少なくなり、膜組成の偏析が生じやすくなる。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厚方向間で温度分布差を
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、消去のくり返しによっ
て次第に特性が変化するなどの欠点を有していた。

【００１０】本発明は、酸化物材料やカルコゲン化物よ
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、くり返し性が充分では
ない）を克服し、書換え特性に優れた光学情報記録方法
の提供を行なうものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、基板上に、少なくともＴｅ、Ｇｅならびに
Ｓｂの３元素からなり、かつそのＴｅ、ＧｅおよびＳｂ
の各原子数比が、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｓｂを頂点とする組成図
において、Ａ ₁ 点：（Ｔｅ ₈₀ Ｇｅ ₅ Ｓｂ ₁₅ ）Ｂ ₁ 点：（Ｔｅ ₅₅ Ｇｅ ₅ Ｓｂ ₄₀ ）Ｃ ₁ 点：（Ｔｅ ₄₅ Ｇｅ ₁₅ Ｓｂ ₄₀ ）Ｄ ₁ 点：（Ｔｅ ₄₅ Ｇｅ ₄₀ Ｓｂ ₁₅ ）Ｅ ₁ 点：（Ｔｅ ₅₇ Ｇｅ ₄₀ Ｓｂ ₃ ）とし、Ｔｅが５０％の組成線と上記Ｂ ₁ とＣ ₁ とを結ぶ
組成線の交点をＦ ₁ 、Ｔｅが５０％の組成線と上記Ｄ ₁
とＥ ₁ とを結ぶ組成線の交点をＧ ₁ とすると、Ａ ₁ −Ｂ
₁ −Ｆ ₁ −Ｇ ₁ −Ｅ ₁ で囲まれた組成範囲内に属する材
料薄膜を記録層として備えた光学情報記録部材を用いる
ようにしたものである。

【００１２】記録消去に際しては、記録時と消去時とで
同じパルス幅でレーザ照射を行なうか、もしくは結晶化
の場合にアモルファス化に比して相対的に長いパルス幅
のレーザ照射を行ない、記録時にはレーザ光線を照射し
て加熱した後、急冷して照射部の記録層を局部的にアモ
ルファス状態に転換し、消去時にはレーザ光線を照射し
て加熱した後、徐冷することでアモルファス部を結晶状
態に転換する。

【００１３】

【作用】本発明の光学的情報記録方法に適用する記録材
料薄膜の特徴は、Ｔｅ−Ｇｅ系にＳｂを添加して過剰の
Ｔｅを固定することにある。つまり、Ｔｅの濃度が５０
％よりも十分に多いＴｅ−Ｇｅ系では、系の安定な構造
はＧｅＴｅ−Ｔｅという形になり、融点の低いＴｅ（融
点４５０℃）と融点の高い化学量論的化合物ＧｅＴｅ
（融点７２５℃）という、特性の大きく異なる２相に分
離してしまう。そこで、Ｓｂを添加すると、このＳｂは
Ｔｅと化合して化学量論的化合物Ｓｂ₂ Ｔｅ₃ を形成す
べく機能する。

【００１４】この過剰ＴｅがＳｂ₂Ｔｅ₃として固定され
た時、Ｔｅ濃度が５０at％以上のＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ系に
おいて、その融点は６００℃近傍になる。すなわち、こ
の近傍で安定に存在し得る材料相は、３元化合物である
Ｇｅ₂ Ｓｂ₂ Ｔｅ₅ （融点６３０℃）、ＧｅＳｂ₂ Ｔｅ
₄ （融点６１５℃）、ＧｅＳｂ₄ Ｔｅ₇ （融点６０５
℃）、２元化合物のＳｂ₂ Ｔｅ₃ （融点６２２℃）とそ
れぞれ融点が非常に近く、溶融−凝固のプロセスを繰返
しても相分離を生じにくいことが予想される。またＴｅ
を固定した残りのＳｂが存在しても、これも融点が６３
０℃であり、上記化合物群と混じりやすいという利点が
ある。

【００１５】この温度（６００℃近傍）は共晶近傍組成
のＴｅ−Ｇｅ系（共晶点３７５℃），Ｔｅ−Ｓｎ系（共
晶点４０５℃）などの融点と比較して２００℃近く高い
が、通常ガラス物質の結晶化転移温度は絶対温度にし
て、融点の１／２から２／３といわれ、融点と結晶化転
移温度とは強い相関性があることが知られている（作花
済夫著「ガラス非晶質の科学」Ｐ５１）。すなわち、融
点を高くすることで、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）が上昇し、熱的な安定性も高められる。すなわ
ち、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ系薄膜を書き換え可能なメモリー
媒体として用いると（結晶状態を加熱急冷してアモルフ
ァス化し、これを記録状態として用いるのが通例である
が）、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、したが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。

【００１６】一方、上記融点６００℃は化学量論組成の
Ｔｅ−Ｇｅ．Ｔｅ−ＳｎすなわちＴｅ₅₀Ｇｅ₅₀（融点７
２５℃）、Ｔｅ₅₀Ｓｎ₅₀（融点７５０℃）の融点に比べ
ると１５０℃近く低い。このことは、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ
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、アモルファス化記録（結晶状態にあるメモリー薄膜
の微小部分を加熱後、急冷してアモルファス化する）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。

【００１７】以上のことから、Ｔｅ−Ｇｅ系にＳｂを添
加して過剰のＴｅを固定することによって、しかもＴｅ
の濃度を５０％以上にすることによって、レーザ光照射
による記録感度（アモルファス感度）を著しく低下させ
ることなく、記録信号の熱的安定性にすぐれ、かつ記録
（アモルファス化）、消去（結晶化）の過程で相分離が
進行する可能性の少ない書き換え可能なメモリー媒体が
得られ、これを用いて記録消去の繰返し特性に優れた書
き換え記録を行なうことが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の光学情報記録方法に用いる記録
部材について、その１実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１９】本発明の光学的情報記録方法に適用される
光学情報記録部材の記録層はＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂにより構
成される。本発明において、ＴｅはＧｅあるいはＳｂと
結合して存在する。これがアモルファス状態および結晶
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。

【００２０】Ｔｅ−Ｇｅ系において、化学量論組成のＴ
ｅ₅₀Ｇｅ₅₀ではその融点が約７２５℃であり、これを加
熱融解し、急冷してアモルファス化するには大きなエネ
ルギー、たとえばレーザー光を用いる場合は大きなレー
ザパワーを必要とする。一方、共晶組成点では、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。ただし、前述したようにこの共晶組成では
過剰なＴｅが存在するためにＴｅ−ＴｅＧｅの分離を生
じやすく、これが記録（アモルファス化）及び消去（結
晶化）をくり返した場合膜に部分的な組成の不均一を生
じる原因となる。組成が異なれば光学的な特性も異なる
のは当然であるから、上記組成の不均一性は、光学的に
ノイズとして検出されることになる。

【００２１】上述したようにＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ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
６００℃〜６３０℃である。したがって、Ｔｅ−Ｇｅ系
に比べて記録に必要なレーザパワーが少なくてすむ。ま
た、ＴｅがＳｂと結合することによって結晶化速度が向
上するというメリットも生じる。これは例えば共晶組成
においては、Ｔｅ−ＧｅもしくはＴｅ−Ｓｂのいずれの
結合にもあずからないフリーのＴｅが存在するが、Ｔｅ
の配位が融液中では３配位を含み、結晶中では２配位の
み安定であることによる。すなわち、融液から除冷する
ことによって結晶化する際、融液状態のＴｅには３配位
が存在するが、これが冷却されるときに一時的に保持さ
れるためと考えられる。Ｔｅは結晶状態では−Ｔｅ−Ｔ
ｅ−Ｔｅ−という２配位のチェーン構造が安定であるた
めに、いったん凍結された３配位の結合を２配位に組み
直すという時間的経過を必要とし結晶化速度が遅くな
る。一方、Ｓｂを添加した場合には、融液から固化する
際に、直ちにＴｅ−Ｓｂの結合をつくって固定化するた
めに、結晶化速度が向上すると考えられる。結晶化速度
が向上することで、情報の消去に要する時間が短縮で
き、実用可能な書き換え型メモリー媒体を実現できる。

【００２２】Ｓｂの添加量はＧｅと結合した残りの過剰
Ｔｅを固定するので、その必要な濃度はＴｅ／Ｇｅの量
に支配される。図１に本発明のＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂにより
構成される記録部材の適正範囲を示した。図１におい
て、各点は以下の組成である。

【００２３】Ａ₁ 点：（Ｔｅ₈₀Ｇｅ₅ Ｓｂ₁₅）Ｂ₁ 点：（Ｔｅ₅₅Ｇｅ₅ Ｓｂ₄₀）Ｃ₁ 点：（Ｔｅ₄₅Ｇｅ₁₅Ｓｂ₄₀）Ｄ₁ 点：（Ｔｅ₄₅Ｇｅ₄₀Ｓｂ₁₅）Ｅ₁ 点：（Ｔｅ₅₇Ｇｅ₄₀Ｓｂ₃ ）Ｓｂの添加量はＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂの組成比により異な
る。たとえば、Ｇｅ高濃度域では、Ｔｅ−Ｇｅの結晶化
速度が大きいのでＳｂ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
Ｓｂ添加を必要とする。上記範囲外にある場合、たとえ
ばＧｅ(rich)側では高融点のＧｅ−ＴｅＧｅが母体とな
るために、記録に非常な高パワーを必要とし、メモリー
材料として不適である。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、熱安定性にすぐれたメモリー媒体が得られない。
さらにＳｂ(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にくくなり、充分な記録特性が得ら
れない。

【００２４】以上述べた理由により、本発明は、図１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
−Ｓｂの組成物をもちいた場合、実用上、結晶質と非晶
質の可逆性を利用して、情報の記録、消去、書き換えが
可能となる。

【００２５】次に、図１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、図１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。図１に
おいて、Ａ₂ ，Ｂ₂ ，Ｃ₂ ，Ｄ ₂ ，Ｅ₂ の各点の組成を
以下に示す。

【００２６】Ａ₂ 点：（Ｔｅ₇₈Ｇｅ₈ Ｓｂ₁₄）Ｂ₂ 点：（Ｔｅ₆₂Ｇｅ₈ Ｓｂ₃₀）Ｃ₂ 点：（Ｔｅ₅₀Ｇｅ₂₀Ｓｂ₃₀）Ｄ₂ 点：（Ｔｅ₅₀Ｇｅ₃₀Ｓｂ₂₀）Ｅ₂ 点：（Ｔｅ₆₀Ｇｅ₃₀Ｓｂ₁₀）この領域はＴｅ≧５０ａｔ％の組成範囲であり、アモル
ファスから結晶への熱転移温度は１３０℃〜１９５℃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Ｓｂ濃度が増大するに従って
熱転移温度は上昇する。とくにＧｅ濃度への依存性が大
きい。この点Ａ₂ −Ｂ₂ −Ｃ₂ −Ｄ₂ −Ｅ₂ で囲まれた
領域内では熱的安定性およびレーザ光記録感度ともにす
ぐれている。図１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。すなわち、上記組成物のうち、Ｇｅ(r
ich)側では多少大きいレーザパワーを必要とするが、熱
安定性にすぐれている。また、Ｔｅ(rich)側では熱的安
定性はやや劣るが極めて高感度なメモリー媒体が得られ
る。

【００２７】Ｔｅ−Ｇｅ系に対するＳｂ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。

【００２８】以上述べた理由により、本発明のＴｅ−Ｇ
ｅ−Ｓｂの最適組成は限定される。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。図２は、本発明
の記録層を用いて構成した光ディスクの断面の模式図で
ある。図２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は基
板１，５の内側に設けられた保護層であり、種々の酸化
物、硫化物、炭化物を用いることができる。この保護層
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。従って、保護
層２，４の材質、膜質は、上述した観点より決定され
る。記録膜３は蒸着、スパッタリングなどによって形成
される。蒸着でおこ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。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。

【００２９】以下、具体的な例で本発明を詳述する。（実施例１）３源蒸着が可能な電位ビーム蒸着機を用いて、Ｔｅ，Ｇ
ｅ，Ｓｂ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１
５０rpmで行い、膜厚は１０００Åとした。各ソースか
らの蒸着速度は記録膜中のＴｅ，Ｇｅ，Ｓｂの原子数の
割合を調整するため、変化させた。表１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。こ
の製法によって作成された試験片の評価方法を以下に記
す。［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。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で上昇させたときに透過率
が減少を開始する温度において測定した。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。［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あり、白化特性は結晶質から非晶
質の転移感度を示したものである。測定はφ８ｍｍのガ
ラス片上の記録膜にレンズを用いてレ−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
て行った。レ−ザ光のスポットは４５×０．４μｍの矩
形とし、パルス幅２００ｎｓ，パワー密度１０．６ｍＷ
／μｍ² 、波長は９００ｎｍとした。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×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。

【００３０】次に白化特性について述べる。白化特性を
観る場合は、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つくり、白化（結晶質から非結晶
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△は、◎と×の中間に位置す
る。

【００３１】

【００３２】上述した表現によれば、黒化、白化特性と
も非常にすぐれているときは、◎、◎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。上記条件下で
は、結晶化とアモルファス化のいずれもが同じパルス幅
のレ−ザ照射で実現できた。表１に、本発明の範囲で作
成した膜の転移温度と、黒化、白化特性の結果を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の結果より明らかなように、本発明の
範囲にあるＴｅ−Ｇｅ−Ｓｂ系記録薄膜は、同じパルス
幅のレーザ照射によって黒化およ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
適当に選ぶことで、非晶質状態と結晶質状態のいずれの
状態をもとることが可能であり、光学的に情報を記録
し、かつ消去することが可能である。（実施例２）基材として光ガイド用のトラックを備えた
厚さ１．２ｍｍ×φ２００ｍｍのポリカーボネイト樹脂
基材を用い、記録膜としてＴｅ₆₅Ｇｅ₁₅Ｓｂ₂₀組成の薄
膜を用いて光ディスクを試作した。

【００３５】まず、基材上に耐熱層としてＺｎＳ薄膜を
９００Å蒸着し、その上に記録層を約１０００Åの厚さ
に蒸着し、さらにその上に同じく耐熱層としてＺｎＳ薄
膜を１８００Å蒸着した。この光ディスクの基板側から
光学系を用いて絞り込んだレーザ光線を照射して信号を
記録し、直ちに消去を行った。記録に先だって、スポッ
ト形状が１μｍ×１０μｍの長楕円形のレーザ光線を１
４ｍＷの強さでトラックに沿って照射し、トラック内の
記録膜を結晶化し、次に０．９μｍφに絞り込んだレー
ザ光線を８ｍＷの強さで照射した。記録周波数は２ＭＨ
ｚ、ディスクの回転速度は５ｍ／ｓである。このとき照
射部は非晶質化され、トラックに沿って信号が記録され
た。スペクトラムアナライザーによりＣ／Ｎを測定した
ところ、５０ｄＢが得られた。このトラック上に前述の
長楕円スポットを照射したところ、信号は、完全に消去
された。上記の実施例において、実効照射時間はスポッ
トの長さを回転線速度で除したものと考えられるから、
この場合、アモルファス化の場合には１８０ｎｓ，結晶
化には２μｓのレーザ照射を行なったことになる。（実施例３）実施例２における光ディスクを用いて、寿
命試験を８０℃、８０％ＲＨの条件下で行った。試験方
法は、予め情報を記録しておき、上記条件で保持後のＣ
／Ｎの劣化をみた。１ケ月経過後のＣ／Ｎの低下は、−
０．５ｄＢと，無視できる程度であった。（実施例４）実施例３における光ディスクの記録、消去
の繰り返し特性を評価した。１０万回記録、消去を繰り
返した後のＣ／Ｎの低下は約１ｄＢ程度であった。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、耐熱性
および耐湿性に極めて優れ、記録、消去を繰り返しても
相分離に伴う記録・消去・書換特性変化、ノイズ成分の
増加、及び／または膜の破壊がなく、実用上、極めて優
れた書換え特性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する光学情報記録部材の組成範囲
を示す組成図である。

【図２】本発明を適用する光学情報記録部材の膜構成の
一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板２保護層３記録層４保護層５基板（保護板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐内進大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−196181（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、少なくともＴｅ、Ｇｅならび
にＳｂの３元素からなり、かつそのＴｅ、ＧｅおよびＳ
ｂの各原子数比が、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｓｂを頂点とする組成
図において、Ａ ₁ 点：（Ｔｅ ₈₀ Ｇｅ ₅ Ｓｂ ₁₅ ）Ｂ ₁ 点：（Ｔｅ ₅₅ Ｇｅ ₅ Ｓｂ ₄₀ ）Ｃ ₁ 点：（Ｔｅ ₄₅ Ｇｅ ₁₅ Ｓｂ ₄₀ ）Ｄ ₁ 点：（Ｔｅ ₄₅ Ｇｅ ₄₀ Ｓｂ ₁₅ ）Ｅ ₁ 点：（Ｔｅ ₅₇ Ｇｅ ₄₀ Ｓｂ ₃ ）とし、Ｔｅが５０％の組成線と上記Ｂ ₁ とＣ ₁ とを結ぶ
組成線の交点をＦ ₁ 、Ｔｅが５０％の組成線と上記Ｄ ₁
とＥ ₁ とを結ぶ組成線の交点をＧ ₁ とすると、Ａ ₁ −Ｂ
₁ −Ｆ ₁ −Ｇ ₁ −Ｅ ₁ で囲まれた組成範囲内に選ばれた
材料薄膜を記録層として備えた光学情報記録部材を用
い、上記記録層にレ−ザ光線を照射して照射部を加熱し
た後、急冷することによってアモルファス化し、徐冷す
ることによって結晶化し、もって可逆的相転移を生じる
ことに基づく光学特性の変化を呈させしめることを特徴
とする書換え可能な光学的情報記録方法。
【請求項２】結晶化する際に、アモルファス化すると
きと同等時間、もしくはアモルファス化するときよりも
相対的に長い時間のレ−ザ照射を行なうことを特徴とす
る請求項１記載の書換え可能な光学的情報記録方法。
【請求項３】情報の記録に先立って記録層に長円形の
レ−ザスポットを照射し、記録層を消去状態に転換して
おくことを特徴とする請求項１記載の書換え可能な光学
的情報記録方法。