JP2827201B2 - 光記録媒体 - Google Patents
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- G11B2007/24314—Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光によって情報の記録再生を行なう光ディ
スク、レーザーコム（COM）などの光記録媒体に関す
る。 ［従来の技術］ 従来の光記録媒体としては、追記型光記録媒体と消去
型光記録媒体がある。追記型記録媒体は、記録の改ざん
ができないため、文書などのデータの保管安全性に優れ
ており、書き換え可能な磁気記録媒体や消去可能型光記
録媒体とは、異なる用途がある。 この追加型光記録媒体としては、従来Te−Ｃ膜（特公
昭59−33320）などのように記録層にピットと呼ばれる
穴を開けて記録する光記録媒体が用いられてきたが、密
着張り合せ構造とすると記録感度が著しく低下するた
め、実用的な記録感度を得るためには、ディスクの構造
を中空構造とする必要があり、構造が複雑なため生産性
が低いという欠点があった。そのため、最近では、ディ
スクを密着張り合せ構造、あるいは記録層に保護層を積
層して保護層を設けただけの単板構造としても記録感度
の低下の少ない相変化型の追記型光記録媒体が注目され
ている。 相変化型の追記型光記録媒体としては、Teの低酸化物
薄膜記録層を基板上に形成したもの（特開昭50−4631
7）、Sb−Se非晶質合金とTe−Bi非晶質合金を交互に多
層に積層した記録層を基板上に形成したもの（特開昭59
−35988）がある。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、かかる従来技術による場合、次のよう
な問題があった。 すなわち、Te低酸化物層を記録層とする光記録媒体の
場合、結晶化温度が110℃程度と低く記録の熱的安定性
が低い欠点があった。またSb−SeとTe−Biの多層膜を記
録層とする場合には、記録層の形成工程が複雑なため生
産性が低いという問題があった。 本発明は、かかる問題点を改善し、記録パワーが低
く、信頼性の高く、かつ記録層の形成の容易な光記録媒
体を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、基板上に形成された記録層に光を照射する
ことによって、非晶相と結晶相の相変化により情報の記
録および再生を行なうようにした相変化型光記録媒体に
おいて、前記記録層が少なくともIn,Sbの２種の金属とS
n酸化物を混合状態で含有するものであり、これらが反
応してIn−Sb−Snが合金を形成することにより記録を行
うことを特徴とする相変化型光記録媒体である。 本発明の光記録媒体における情報の記録は、非晶相か
ら結晶相への相変化と、記録層の結晶の合金化および酸
化還元反応の複合機構によって行なわれるもので、この
記録メカニズムは、以下のように推定される。 本発明の記録層は、成分として少なくともIn、Sbの２
種の金属とSn酸化物を混合状態で含有する。記録前の状
態では、記録層は非晶質である。記録層中のInおよびSb
は、記録前には、主としてIn−Sb非晶質合金としてSn酸
化物を主成分とする酸化物中に存在する。前記のIn−Sb
非晶質合金は、記録時に記録光を吸収し加熱されること
により、Sn酸化物中のSnを一部還元する。還元された金
属SnとIn,Sbが合金化することにより、Sn酸化物を主成
分とするマトリックス中に結晶状態のIn−Sb合金より高
い反射率を持つIn−Sb−Sn3元合金結晶が形成される。
したがって、In−Sb非晶質膜の結晶化のみを利用した記
録に比べコントラストの良好な記録マークが形成され
る。また、本発明の記録層中のSn原子は、記録前におい
ては、酸素と結合しており、比較的低温においてはSnの
固相拡散による合金化が進みにくく、室温付近での、記
録の熱安定性が高いという利点がある。さらに、記録前
の非晶質状態の結晶化温度は、組成にもよるが、おおむ
ね160℃〜240℃程度であり、室温付近では、非晶質状態
は、安定である。 本発明の記録層において、良好な記録感度、高いキャ
リア対ノイズ比の得られる好ましい組成の範囲を記録膜
形成時の仕込み量で形成を定義し以下に示す。 すなわち、In、Sbの２種の金属とSn酸化物（式中では
SnOxと表記）の原子％をそれぞれα，β，γで表わし、
ｘをSnに対する酸素原子の原子数比として表わした場
合、 式 InαSbβ（SnOx）γにおいて、 30≦α≦40 30≦β≦40 20≦γ≦40 1.0≦ｘ≦2.0 かつ、α＋β＋γ＝100である。 Inが30原子％未満、またはSbが30原子％未満の場合に
は、記録感度が低下し用途が限定される。またInが40原
子％以上、またはSbが40原子％以上の場合には、記録再
生信号のコントラストが低下し用途が限定される。また
SnOxのｘが1.0未満の場合には、記録層の熱的安定性が
低下し、用途が限定される。 本発明の記録層の厚さは、通常、10nmから1000nmであ
る。高い記録感度と良好な記録特性を得るためには、20
nmから200nmとすることが好ましい。 本発明の記録層は、記録層の変形、開口により記録す
る記録層とは異なり、記録に際し記録層の変形を要しな
いので、記録層に積層して保護層を形成しても記録感度
の低下は少ない。そのため、保護層を記録層に積層して
設けることにより、記録層の耐酸化性、耐湿熱性を著し
く高めることができる。保護層の材料としては、紫外線
硬化樹脂などの高分子化合物、SiO2などの無機化合物な
どが挙げられる。特に記録層の耐酸化性、耐湿熱性を著
しく高めるには、Si,Ge,Te,Zr,Ti,Alなどの金属酸化物
の保護層を記録層に積層して設けることが好ましい。 本発明における基板としては、プラスチック、ガラ
ス、アルミニウムなどの従来の記録媒体と同様のもので
よい。収束光により基板側から記録することによってご
みの影響を避ける目的からは、基板として透明材料を用
いることが好ましい。上記のような材料としては、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹
脂、ガラスなどが好ましい。更に好ましくは、複屈折率
の小さいこと、成形が容易であることから、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネートおよびエポキシ樹脂
が好ましく用いられる。基板の厚さは、特に限定するも
のではないが、10ミクロン以上、５ミリメートル以下
が、実用的である。10ミクロン未満では基板側から収束
光で記録する場合でもごみの影響を受けやすくなり、５
ミリメートルを越える場合は、収束光で記録する場合、
対物レンズの開口数を大きくすることが出来なくなり、
ピットサイズが大きくなるため記録密度を上げることが
困難になる。 基板は、フレキシブルなものでもよいし、リジッドな
ものであってもよい。フレキシブルな基板はテープ状あ
るいはシート状で用いることができる。リジッドな基板
は、カード状あるいは円形ディスク状で用いることがで
きる。また必要に応じて、２枚の基板を用いて密着貼り
合せ構造、エアーサンドイッチ構造、エアーインシデン
ト構造などとすることもできる。 本発明の光記録媒体の記録に用いる光としては、レー
ザ光やストロボ光のごとき光であり、とりわけ半導体レ
ーザーは、小型でかつ、消費電力が小さく変調が容易で
あることから好ましい。 本発明の光記録媒体の記録層を基板上に形成する方法
としては、真空中での薄膜形成技術を用いることができ
る。一例を挙げれば、In,Sbもしくは、InSb合金とSn酸
化物を共蒸着する方法、あるいは、前記の元素、化合物
をコ・スパッタする方法などが挙げられる。 本発明の記録層は、単層であるため、記録層の形成を
容易かつ迅速に行なうことができ生産性に優れている。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。 実施例１ 厚さ1.2mm、直径13cmのピッチ1.6μｍのグルーブ付き
ポリカーボネイト製ディスク基板上に100nmのSiO2保護
層を真空蒸着法で形成した後、In,Sb,SnO2を真空度10-5
torrの条件下で、水晶振動子膜厚計でモニターしながら
共蒸着し、In40Sb30（SnO 1.7）30の原子数組成の厚さ1
00nmの記録層を形成した。ここで原子数組成の分析は光
電子分光法（VGサイエンティフィック社製ESCALAB−５
使用）と原子分析の方法で行なった。さらに、記録層上
に100nmの保護層を形成し、本発明の光記録媒体を構成
した。 この記録媒体を線速度4m/秒で回転し、開口数0.5の対
物レンズで集束した波長830nmの半導体レーザー光を基
板側から記録層に照射し記録を行なった。記録時のレー
ザ・パワーは、4mWとし、記録周波数は、1MHz〜2.5MHz
（デューティー比50％）とした。記録後、同じ線速度の
条件で、0.8mWの半導体レーザ光で再生したところ、記
録マークの反射率は、未記録部分の27％に対して46％に
上昇しており、また、再生信号のキャリア対ノイズ比
は、表１に示すように、記録周波数1MHz〜2.5MHzで40dB
以上のデジタル記録に十分に値が得られた。 実施例２ 実施例１と同じ組成の記録層を耐熱ガラス基板上に形
成した。この試料の直流電気抵抗の温度による変化を昇
温速度10℃／分の条件で測定し、記録層の結晶化温度を
求めたところ、230℃〜250℃の間であった。この結晶化
温度は、室温での長時間の熱安定性を得るには、十分に
高いものである。 比較例１ 記録層をIn27Sb63Sn10とした以外は実施例１と同様に
して光記録媒体を作製した。実施例１と同様に測定を行
ったところ、記録マークの反射率は、幹録部分に対して
12％しか上昇しておらず、コントラストが低かった。ま
た、実施例２と同様に記録層の結晶化温度を求めたとこ
ろ、120〜160℃の間であり、熱安定性が不十分であっ
た。 比較例２ 記録層をIn40Sb30（Sb2O3）30とした以外は実施例１
と同様にして光記録媒体を作製した。実施例１と同様の
測定を行おうとしたが、Sb2O3がInSbと反応せず、十分
な記録ができなかった。 ［発明の効果］ 本発明の光記録媒体は、上述のごとく構成したので、
次のごとき優れた効果を奏するものである。 （１）記録感度が高く信号品質の良好な光記録媒体とす
ることができる。 （２）記録層の熱安定性が高く、記録の熱的安定性の良
好な光記録媒体とすることができる。 （３）記録層が単層であるため、生産性に優れた記録媒
体とすることができる。
スク、レーザーコム（COM）などの光記録媒体に関す
る。 ［従来の技術］ 従来の光記録媒体としては、追記型光記録媒体と消去
型光記録媒体がある。追記型記録媒体は、記録の改ざん
ができないため、文書などのデータの保管安全性に優れ
ており、書き換え可能な磁気記録媒体や消去可能型光記
録媒体とは、異なる用途がある。 この追加型光記録媒体としては、従来Te−Ｃ膜（特公
昭59−33320）などのように記録層にピットと呼ばれる
穴を開けて記録する光記録媒体が用いられてきたが、密
着張り合せ構造とすると記録感度が著しく低下するた
め、実用的な記録感度を得るためには、ディスクの構造
を中空構造とする必要があり、構造が複雑なため生産性
が低いという欠点があった。そのため、最近では、ディ
スクを密着張り合せ構造、あるいは記録層に保護層を積
層して保護層を設けただけの単板構造としても記録感度
の低下の少ない相変化型の追記型光記録媒体が注目され
ている。 相変化型の追記型光記録媒体としては、Teの低酸化物
薄膜記録層を基板上に形成したもの（特開昭50−4631
7）、Sb−Se非晶質合金とTe−Bi非晶質合金を交互に多
層に積層した記録層を基板上に形成したもの（特開昭59
−35988）がある。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、かかる従来技術による場合、次のよう
な問題があった。 すなわち、Te低酸化物層を記録層とする光記録媒体の
場合、結晶化温度が110℃程度と低く記録の熱的安定性
が低い欠点があった。またSb−SeとTe−Biの多層膜を記
録層とする場合には、記録層の形成工程が複雑なため生
産性が低いという問題があった。 本発明は、かかる問題点を改善し、記録パワーが低
く、信頼性の高く、かつ記録層の形成の容易な光記録媒
体を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、基板上に形成された記録層に光を照射する
ことによって、非晶相と結晶相の相変化により情報の記
録および再生を行なうようにした相変化型光記録媒体に
おいて、前記記録層が少なくともIn,Sbの２種の金属とS
n酸化物を混合状態で含有するものであり、これらが反
応してIn−Sb−Snが合金を形成することにより記録を行
うことを特徴とする相変化型光記録媒体である。 本発明の光記録媒体における情報の記録は、非晶相か
ら結晶相への相変化と、記録層の結晶の合金化および酸
化還元反応の複合機構によって行なわれるもので、この
記録メカニズムは、以下のように推定される。 本発明の記録層は、成分として少なくともIn、Sbの２
種の金属とSn酸化物を混合状態で含有する。記録前の状
態では、記録層は非晶質である。記録層中のInおよびSb
は、記録前には、主としてIn−Sb非晶質合金としてSn酸
化物を主成分とする酸化物中に存在する。前記のIn−Sb
非晶質合金は、記録時に記録光を吸収し加熱されること
により、Sn酸化物中のSnを一部還元する。還元された金
属SnとIn,Sbが合金化することにより、Sn酸化物を主成
分とするマトリックス中に結晶状態のIn−Sb合金より高
い反射率を持つIn−Sb−Sn3元合金結晶が形成される。
したがって、In−Sb非晶質膜の結晶化のみを利用した記
録に比べコントラストの良好な記録マークが形成され
る。また、本発明の記録層中のSn原子は、記録前におい
ては、酸素と結合しており、比較的低温においてはSnの
固相拡散による合金化が進みにくく、室温付近での、記
録の熱安定性が高いという利点がある。さらに、記録前
の非晶質状態の結晶化温度は、組成にもよるが、おおむ
ね160℃〜240℃程度であり、室温付近では、非晶質状態
は、安定である。 本発明の記録層において、良好な記録感度、高いキャ
リア対ノイズ比の得られる好ましい組成の範囲を記録膜
形成時の仕込み量で形成を定義し以下に示す。 すなわち、In、Sbの２種の金属とSn酸化物（式中では
SnOxと表記）の原子％をそれぞれα，β，γで表わし、
ｘをSnに対する酸素原子の原子数比として表わした場
合、 式 InαSbβ（SnOx）γにおいて、 30≦α≦40 30≦β≦40 20≦γ≦40 1.0≦ｘ≦2.0 かつ、α＋β＋γ＝100である。 Inが30原子％未満、またはSbが30原子％未満の場合に
は、記録感度が低下し用途が限定される。またInが40原
子％以上、またはSbが40原子％以上の場合には、記録再
生信号のコントラストが低下し用途が限定される。また
SnOxのｘが1.0未満の場合には、記録層の熱的安定性が
低下し、用途が限定される。 本発明の記録層の厚さは、通常、10nmから1000nmであ
る。高い記録感度と良好な記録特性を得るためには、20
nmから200nmとすることが好ましい。 本発明の記録層は、記録層の変形、開口により記録す
る記録層とは異なり、記録に際し記録層の変形を要しな
いので、記録層に積層して保護層を形成しても記録感度
の低下は少ない。そのため、保護層を記録層に積層して
設けることにより、記録層の耐酸化性、耐湿熱性を著し
く高めることができる。保護層の材料としては、紫外線
硬化樹脂などの高分子化合物、SiO2などの無機化合物な
どが挙げられる。特に記録層の耐酸化性、耐湿熱性を著
しく高めるには、Si,Ge,Te,Zr,Ti,Alなどの金属酸化物
の保護層を記録層に積層して設けることが好ましい。 本発明における基板としては、プラスチック、ガラ
ス、アルミニウムなどの従来の記録媒体と同様のもので
よい。収束光により基板側から記録することによってご
みの影響を避ける目的からは、基板として透明材料を用
いることが好ましい。上記のような材料としては、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹
脂、ガラスなどが好ましい。更に好ましくは、複屈折率
の小さいこと、成形が容易であることから、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネートおよびエポキシ樹脂
が好ましく用いられる。基板の厚さは、特に限定するも
のではないが、10ミクロン以上、５ミリメートル以下
が、実用的である。10ミクロン未満では基板側から収束
光で記録する場合でもごみの影響を受けやすくなり、５
ミリメートルを越える場合は、収束光で記録する場合、
対物レンズの開口数を大きくすることが出来なくなり、
ピットサイズが大きくなるため記録密度を上げることが
困難になる。 基板は、フレキシブルなものでもよいし、リジッドな
ものであってもよい。フレキシブルな基板はテープ状あ
るいはシート状で用いることができる。リジッドな基板
は、カード状あるいは円形ディスク状で用いることがで
きる。また必要に応じて、２枚の基板を用いて密着貼り
合せ構造、エアーサンドイッチ構造、エアーインシデン
ト構造などとすることもできる。 本発明の光記録媒体の記録に用いる光としては、レー
ザ光やストロボ光のごとき光であり、とりわけ半導体レ
ーザーは、小型でかつ、消費電力が小さく変調が容易で
あることから好ましい。 本発明の光記録媒体の記録層を基板上に形成する方法
としては、真空中での薄膜形成技術を用いることができ
る。一例を挙げれば、In,Sbもしくは、InSb合金とSn酸
化物を共蒸着する方法、あるいは、前記の元素、化合物
をコ・スパッタする方法などが挙げられる。 本発明の記録層は、単層であるため、記録層の形成を
容易かつ迅速に行なうことができ生産性に優れている。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。 実施例１ 厚さ1.2mm、直径13cmのピッチ1.6μｍのグルーブ付き
ポリカーボネイト製ディスク基板上に100nmのSiO2保護
層を真空蒸着法で形成した後、In,Sb,SnO2を真空度10-5
torrの条件下で、水晶振動子膜厚計でモニターしながら
共蒸着し、In40Sb30（SnO 1.7）30の原子数組成の厚さ1
00nmの記録層を形成した。ここで原子数組成の分析は光
電子分光法（VGサイエンティフィック社製ESCALAB−５
使用）と原子分析の方法で行なった。さらに、記録層上
に100nmの保護層を形成し、本発明の光記録媒体を構成
した。 この記録媒体を線速度4m/秒で回転し、開口数0.5の対
物レンズで集束した波長830nmの半導体レーザー光を基
板側から記録層に照射し記録を行なった。記録時のレー
ザ・パワーは、4mWとし、記録周波数は、1MHz〜2.5MHz
（デューティー比50％）とした。記録後、同じ線速度の
条件で、0.8mWの半導体レーザ光で再生したところ、記
録マークの反射率は、未記録部分の27％に対して46％に
上昇しており、また、再生信号のキャリア対ノイズ比
は、表１に示すように、記録周波数1MHz〜2.5MHzで40dB
以上のデジタル記録に十分に値が得られた。 実施例２ 実施例１と同じ組成の記録層を耐熱ガラス基板上に形
成した。この試料の直流電気抵抗の温度による変化を昇
温速度10℃／分の条件で測定し、記録層の結晶化温度を
求めたところ、230℃〜250℃の間であった。この結晶化
温度は、室温での長時間の熱安定性を得るには、十分に
高いものである。 比較例１ 記録層をIn27Sb63Sn10とした以外は実施例１と同様に
して光記録媒体を作製した。実施例１と同様に測定を行
ったところ、記録マークの反射率は、幹録部分に対して
12％しか上昇しておらず、コントラストが低かった。ま
た、実施例２と同様に記録層の結晶化温度を求めたとこ
ろ、120〜160℃の間であり、熱安定性が不十分であっ
た。 比較例２ 記録層をIn40Sb30（Sb2O3）30とした以外は実施例１
と同様にして光記録媒体を作製した。実施例１と同様の
測定を行おうとしたが、Sb2O3がInSbと反応せず、十分
な記録ができなかった。 ［発明の効果］ 本発明の光記録媒体は、上述のごとく構成したので、
次のごとき優れた効果を奏するものである。 （１）記録感度が高く信号品質の良好な光記録媒体とす
ることができる。 （２）記録層の熱安定性が高く、記録の熱的安定性の良
好な光記録媒体とすることができる。 （３）記録層が単層であるため、生産性に優れた記録媒
体とすることができる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板上に形成された記録層に光を照射することによ
って、非晶相と結晶相の相変化により情報の記録および
再生を行なうようにした相変化型光記録媒体において、
前記記録層が少なくともIn,Sbの２種の金属とSn酸化物
を混合状態で含有するものであり、これらが反応してIn
−Sb−Sn合金を形成することにより記録を行うことを特
徴とする相変化型光記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061335A JP2827201B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061335A JP2827201B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63227389A JPS63227389A (ja) | 1988-09-21 |
| JP2827201B2 true JP2827201B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13168162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62061335A Expired - Lifetime JP2827201B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 光記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827201B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1180942C (zh) * | 1998-07-31 | 2004-12-22 | 日立马库塞鲁株式会社 | 信息记录方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727788A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Information recording member |
| JPS59225992A (ja) * | 1983-06-06 | 1984-12-19 | Dainippon Ink & Chem Inc | 光記録媒体 |
| JPS60177446A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光デイスク記録媒体 |
| JPS6153090A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-15 | Toshiba Corp | 光デイスク |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62061335A patent/JP2827201B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63227389A (ja) | 1988-09-21 |
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