JP3009899B2 - 情報記録媒体 - Google Patents
情報記録媒体Info
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- JP3009899B2 JP3009899B2 JP1235818A JP23581889A JP3009899B2 JP 3009899 B2 JP3009899 B2 JP 3009899B2 JP 1235818 A JP1235818 A JP 1235818A JP 23581889 A JP23581889 A JP 23581889A JP 3009899 B2 JP3009899 B2 JP 3009899B2
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は情報記録媒体、特に、相変化型情報記録媒体
であって、光ビームを照射することにより記録層材料に
相変化を生じさせ、情報の記録、再生を行い、且つ書き
換えが可能である情報記録媒体に関するものであり、光
メモリー関連機器に応用される。
であって、光ビームを照射することにより記録層材料に
相変化を生じさせ、情報の記録、再生を行い、且つ書き
換えが可能である情報記録媒体に関するものであり、光
メモリー関連機器に応用される。
［従来の技術］ 電磁波特にレーザービームの照射による情報の記録・
再生および消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結
晶−非晶質相間或いは結晶−結晶相間の転移を利用す
る、いわゆる相変化型記録媒体が良く知られている。特
に光磁気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバー
ライトが可能であり、ドライブ側の光学系もより単純で
あることなどから最近その研究開発が活発になってい
る。その代表的な材料例として、USP 3,530,441に開示
されているようにGe−Te、Ge−Te−Ｓ、Ge−Se−Ｓ、Ge
−Se−Sb、Ge−As−Se、In−Te、Se−Te、Se−As等所謂
カルコゲン系合金材料が挙げられる。又、安定性、高速
結晶化等の向上を目的にGe−Te系にAu（特開昭61−2196
92）、Sn及びAu（特開昭61−270190）、Pd（特開昭62−
19490）等を添加した材料の提案や、記録／消去の繰返
し性能向上を目的に、Ge−Te−Se−Sbの組成比を特定し
た材料（特開昭62−73438）の提案等もなされている。
しかしながら、そのいずれもが相変化型書換え可能光メ
モリー媒体として要求される諸特性のすべてを満足し得
るものとはいえない。
再生および消去可能な光メモリー媒体の一つとして、結
晶−非晶質相間或いは結晶−結晶相間の転移を利用す
る、いわゆる相変化型記録媒体が良く知られている。特
に光磁気メモリーでは困難な単一ビームによるオーバー
ライトが可能であり、ドライブ側の光学系もより単純で
あることなどから最近その研究開発が活発になってい
る。その代表的な材料例として、USP 3,530,441に開示
されているようにGe−Te、Ge−Te−Ｓ、Ge−Se−Ｓ、Ge
−Se−Sb、Ge−As−Se、In−Te、Se−Te、Se−As等所謂
カルコゲン系合金材料が挙げられる。又、安定性、高速
結晶化等の向上を目的にGe−Te系にAu（特開昭61−2196
92）、Sn及びAu（特開昭61−270190）、Pd（特開昭62−
19490）等を添加した材料の提案や、記録／消去の繰返
し性能向上を目的に、Ge−Te−Se−Sbの組成比を特定し
た材料（特開昭62−73438）の提案等もなされている。
しかしながら、そのいずれもが相変化型書換え可能光メ
モリー媒体として要求される諸特性のすべてを満足し得
るものとはいえない。
特にコントラスト、記録感度、消去感度の向上、オー
バーライト時の消し残りによる消去比低下の防止、並び
に記録部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題
となっている。
バーライト時の消し残りによる消去比低下の防止、並び
に記録部、未記録部の長寿命化が解決すべき最重要課題
となっている。
コントラスト向上の妨げとなっている最大の要因は、
単一の記録材では自らのその記録材独自の最大コントラ
スト比が定まってしまうことである。記録膜後方に反射
層を設ける方法も考案されているが、結晶−非結晶転移
を用いる場合には透過率の高い非結晶時の反射率を高め
てしまうため物質によっては逆にコントラスト比が低下
してしまう。また記録感度、消去感度という相反する性
質の同時向上は単一相の記録材では極めて困難である。
多くの場合は添加物、不純物を加えるなどの手段を施し
アモルファス化、又は結晶化を促進させる。しかしこの
手法は記録膜中に含まれる相の数を増やすため相分離、
凝集、それに伴う酸化などを引き起す原因となる。これ
らは記録材料としての特性を著しく悪化させ、寿命の大
幅な劣化につながる。
単一の記録材では自らのその記録材独自の最大コントラ
スト比が定まってしまうことである。記録膜後方に反射
層を設ける方法も考案されているが、結晶−非結晶転移
を用いる場合には透過率の高い非結晶時の反射率を高め
てしまうため物質によっては逆にコントラスト比が低下
してしまう。また記録感度、消去感度という相反する性
質の同時向上は単一相の記録材では極めて困難である。
多くの場合は添加物、不純物を加えるなどの手段を施し
アモルファス化、又は結晶化を促進させる。しかしこの
手法は記録膜中に含まれる相の数を増やすため相分離、
凝集、それに伴う酸化などを引き起す原因となる。これ
らは記録材料としての特性を著しく悪化させ、寿命の大
幅な劣化につながる。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来の情報記録媒体に比較してコントラス
ト、および記録・消去感度が高く、記録部、未記録部の
寿命の長い情報記録媒体を提供しようとするものであ
る。
ト、および記録・消去感度が高く、記録部、未記録部の
寿命の長い情報記録媒体を提供しようとするものであ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の基本的な構成は下
記のとおりである。
記のとおりである。
情報記録媒体の記録層に、単独で安定な化合物・合金
および元素の中から少なくとも二種以上の成分を同時に
含み、それらのうち結晶化転移点が最も低い成分の結晶
化転移点が、その成分が単独で存在する場合よりも30℃
以上上昇している状態にあり、かつ、結晶化転移点が高
い成分のうち最低一つがカルコパイライト構造を有する
情報記録媒体。
および元素の中から少なくとも二種以上の成分を同時に
含み、それらのうち結晶化転移点が最も低い成分の結晶
化転移点が、その成分が単独で存在する場合よりも30℃
以上上昇している状態にあり、かつ、結晶化転移点が高
い成分のうち最低一つがカルコパイライト構造を有する
情報記録媒体。
低い結晶化転移点を持つものの結晶化転移上昇の理由
は様々に考えられるが、大きく分けると以下の２つのよ
うになると思われる。
は様々に考えられるが、大きく分けると以下の２つのよ
うになると思われる。
まず、記録層を構成する母相（マトリックス）中に低
い結晶化転移点をもつ物質がバルクとしての性質を保つ
ことのできる大きさ以下の微粒子（マイクロクラスタ
ー）またはそれに近い状態で閉じ込められている場合で
ある。この場合には結晶格子を形成する場合とアモルフ
ァス状態のままで存在する場合とでのエネルギー差があ
まり大きくないため本来の結晶化転移点になっても結晶
化は起こらない。より高温で母相が結晶化する際の原子
の移動にともないマイクロクラスター同志の結合がおこ
り、その結果、よりエネルギー的に安定な結晶へと転移
する。
い結晶化転移点をもつ物質がバルクとしての性質を保つ
ことのできる大きさ以下の微粒子（マイクロクラスタ
ー）またはそれに近い状態で閉じ込められている場合で
ある。この場合には結晶格子を形成する場合とアモルフ
ァス状態のままで存在する場合とでのエネルギー差があ
まり大きくないため本来の結晶化転移点になっても結晶
化は起こらない。より高温で母相が結晶化する際の原子
の移動にともないマイクロクラスター同志の結合がおこ
り、その結果、よりエネルギー的に安定な結晶へと転移
する。
つぎに記録相中の化合物、合金、または元素のマイク
ロクラスター同志がその一部分で化学的に結合している
場合である。この場合も、より結晶化転移点の高い母相
の再配列に伴って異種のマイクロクラスター間（結晶化
転移点の高い物質のマイクロクラスターと低い物質のマ
イクロクラスター間）の結合が解消されるまで、低い結
晶化転移点をもつ物質の結晶化は抑制される。いずれに
しても高い結晶化転移点を持つ物質が低い結晶化転移点
を持つ物質の結晶化転移点上昇に大きく影響をおよぼし
ていると考えられる。
ロクラスター同志がその一部分で化学的に結合している
場合である。この場合も、より結晶化転移点の高い母相
の再配列に伴って異種のマイクロクラスター間（結晶化
転移点の高い物質のマイクロクラスターと低い物質のマ
イクロクラスター間）の結合が解消されるまで、低い結
晶化転移点をもつ物質の結晶化は抑制される。いずれに
しても高い結晶化転移点を持つ物質が低い結晶化転移点
を持つ物質の結晶化転移点上昇に大きく影響をおよぼし
ていると考えられる。
高い結晶化転移点を持つものとして使用することが可
能なものとしては、AgInTe2に代表されるI b−III b−V
I b2、II b−IV b−V b2系などのカルコパイライト型化
合物、Ge−Sb−Te系化合物及び合金、In−Sb−Te系化合
物及び合金、I b−V b−VI b2系化合物等が挙げられ
る。低い結晶化転移点を持つものとして使用することが
可能なものとしてはTe、Se等のカルコゲン系元素、GeTe
等のカルコゲナイド等が挙げられる。
能なものとしては、AgInTe2に代表されるI b−III b−V
I b2、II b−IV b−V b2系などのカルコパイライト型化
合物、Ge−Sb−Te系化合物及び合金、In−Sb−Te系化合
物及び合金、I b−V b−VI b2系化合物等が挙げられ
る。低い結晶化転移点を持つものとして使用することが
可能なものとしてはTe、Se等のカルコゲン系元素、GeTe
等のカルコゲナイド等が挙げられる。
本発明の前記情報記録媒体は、必要に応じて耐熱保護
層、表面保護層、反射層、接着層等の補助層を設けても
よい。
層、表面保護層、反射層、接着層等の補助層を設けても
よい。
本発明で用いられる基板は通常、ガラス、セラミック
スあるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コスト等の
点で好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン系樹脂、フ
ッ素系樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる
が、加工性、光学特性等の点でポリカーボネート樹脂、
アクリル系樹脂が好ましい。又、基板の形状としてはデ
ィスク状、カード状あるいはシート状であっても良い。
スあるいは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コスト等の
点で好適である。樹脂の代表例としてはポリカーボネー
ト樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹
脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン系樹脂、フ
ッ素系樹脂、ABS樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる
が、加工性、光学特性等の点でポリカーボネート樹脂、
アクリル系樹脂が好ましい。又、基板の形状としてはデ
ィスク状、カード状あるいはシート状であっても良い。
耐熱性保護層の材料としては、SiO、SiO2、ZnO、Sn
O2、Al2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2等の金属酸化物、S
i3N4、AlN、TiN、BN、ZrN等の窒化物、SiC、TaC、B4C、
WC、TiC、ZrC等の炭化物やダイヤモンド状カーボン或い
はそれらの混合物が挙げられる。又、必要に応じて不純
物を含んでいてもよい。このような耐熱性保護層は各種
気相成膜法、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビー
ム蒸着法等によって形成できる。
O2、Al2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2等の金属酸化物、S
i3N4、AlN、TiN、BN、ZrN等の窒化物、SiC、TaC、B4C、
WC、TiC、ZrC等の炭化物やダイヤモンド状カーボン或い
はそれらの混合物が挙げられる。又、必要に応じて不純
物を含んでいてもよい。このような耐熱性保護層は各種
気相成膜法、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マCVD法、光CVD法、イオンプレーティング法、電子ビー
ム蒸着法等によって形成できる。
耐熱性保護層の膜厚としては200〜5000Å、好適には5
00〜3000Åとするのが良い。200Åより薄くなると耐熱
性保護層としての機能を果たさなくなり、逆に5000Åよ
り厚くなると、感度低下を来したり、界面剥離を生じ易
くなる。又、必要に応じて保護層を多層化することもで
きる。
00〜3000Åとするのが良い。200Åより薄くなると耐熱
性保護層としての機能を果たさなくなり、逆に5000Åよ
り厚くなると、感度低下を来したり、界面剥離を生じ易
くなる。又、必要に応じて保護層を多層化することもで
きる。
相変化材料は単層のみならず、多層膜であっても良
い。
い。
記録層の膜厚としては200〜10,000Å、好適には500〜
3000Å、再適には700〜2000Åである。
3000Å、再適には700〜2000Åである。
記録、再生及び消去に用いる電磁波としてはレーザー
光、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイク
ロ波等、種々のものが採用可能であるが、ドライブに取
付ける際、小型でコンパクトな半導体レーザーのビーム
が最適である。
光、電子線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線、マイク
ロ波等、種々のものが採用可能であるが、ドライブに取
付ける際、小型でコンパクトな半導体レーザーのビーム
が最適である。
以下、実際に作製した記録媒体の特性を挙げ、本発明
を説明する。これらの実施例は本発明を何ら制限するも
のではない。
を説明する。これらの実施例は本発明を何ら制限するも
のではない。
［実施例］ 結晶化転移点が低い物質としてTe（テルル）を選択
し、AgInTe2中に分散させた。記録膜作製にはrfマグネ
トロンスパッタ法を用い、ターゲットにはAg2TeとIn2Te
3のモル比が48対52になるように調整したAg−In−Te三
元系ターゲットを使用した。
し、AgInTe2中に分散させた。記録膜作製にはrfマグネ
トロンスパッタ法を用い、ターゲットにはAg2TeとIn2Te
3のモル比が48対52になるように調整したAg−In−Te三
元系ターゲットを使用した。
膜厚は7800Åにした。製膜直後の膜はＸ線回折により
アモルファス状態である。
アモルファス状態である。
第１図に300℃で１時間熱処理を行ったものＸ線回折
パターンを示す。カルコパイライト構造のAgInTe2（ｃ
−AgInTe2）とジンクブレンド構造のAgInTe2（ｚ−AgIn
Te2）とTeによるピークが観測される。
パターンを示す。カルコパイライト構造のAgInTe2（ｃ
−AgInTe2）とジンクブレンド構造のAgInTe2（ｚ−AgIn
Te2）とTeによるピークが観測される。
第２図は示差走査熱量計（DSC）で測定した結晶化過
程である。測定は窒素雰囲気中で行い、昇温速度は10℃
/minである。200℃均傍に連続した３つの発熱ピークが
みられる。
程である。測定は窒素雰囲気中で行い、昇温速度は10℃
/minである。200℃均傍に連続した３つの発熱ピークが
みられる。
この温度以下で熱処理を行ってもＸ線回折で結晶性の
ピークが見られないことから、この３つの発熱ピークは
３つの相（ｃ−AgInTe2、ｚ−AgInTe2,Te）の結晶化に
対応していると言える。すなわち、この膜中でのTeの結
晶化ピークはTe単独の場合（Tc≒80℃）に比べて100℃
以上も上昇している。しかも結晶化後も酸化させること
なく安定に膜中で存在している。420℃付近に吸熱ピー
クがあり、これはTeの融点に対応している。
ピークが見られないことから、この３つの発熱ピークは
３つの相（ｃ−AgInTe2、ｚ−AgInTe2,Te）の結晶化に
対応していると言える。すなわち、この膜中でのTeの結
晶化ピークはTe単独の場合（Tc≒80℃）に比べて100℃
以上も上昇している。しかも結晶化後も酸化させること
なく安定に膜中で存在している。420℃付近に吸熱ピー
クがあり、これはTeの融点に対応している。
これらのことは低融点（m.p.≒450℃）であるが結晶
化転移点が低すぎる（Tc≒80℃）ため単独では使用不可
能なTeを結晶化転移点の高いAgInTe2とともに層中に混
在させることにより低融点を保ったまま結晶化転移点を
200℃付近まで100℃以上も上昇させることができること
を示している。
化転移点が低すぎる（Tc≒80℃）ため単独では使用不可
能なTeを結晶化転移点の高いAgInTe2とともに層中に混
在させることにより低融点を保ったまま結晶化転移点を
200℃付近まで100℃以上も上昇させることができること
を示している。
このような膜を記録層として用いることにより高感度
記録（アモルファス化）かつ記録寿命の長い記録媒体を
得ることができる。さらに、母相となっているAgInTe2
の結晶構造は正方晶であり構造が単純で等方的なため消
去（結晶化）速度向上の点でも有利である。
記録（アモルファス化）かつ記録寿命の長い記録媒体を
得ることができる。さらに、母相となっているAgInTe2
の結晶構造は正方晶であり構造が単純で等方的なため消
去（結晶化）速度向上の点でも有利である。
［発明の効果］ 以上説明したような本発明の効果を要約すると下記の
とおりである。
とおりである。
低結晶化点を持つ物質をマトリックス中で安定に存在
させることにより長寿命化が実現できる。
させることにより長寿命化が実現できる。
記録感度のよい低結晶化点を有する物質の相転移を安
定に利用できるので記録感度、消去感度が向上する。
定に利用できるので記録感度、消去感度が向上する。
相変化をおこす相の数が増すためコントラストの高い
記録ができる。
記録ができる。
第１図は本発明の実施例１の記録膜のＸ線回折パター
ン、 第２図は上記記録膜の結晶化過程の示差走査熱量分析の
結果を示すグラフである。
ン、 第２図は上記記録膜の結晶化過程の示差走査熱量分析の
結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勝幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭64−51989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−228433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223826（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41M 5/26
Claims (2)
- 【請求項１】情報記録媒体の記録層に、単独で安定な化
合物、合金および元素の中から少なくとも二種以上の成
分を同時に含み、それらのうち結晶化転移点が最も低い
成分の結晶化転移点が、その成分が単独で存在する場合
よりも30℃以上上昇している状態にあり、かつ、結晶化
転移点が高い成分のうちの最低一つがカルコパイライト
構造を有することを特徴とする情報記録媒体。 - 【請求項２】結晶化の際に結晶化転移点が最も低い成分
とそれ以外の成分が逐次的に結晶化することを特徴とす
る請求項（１）記載の情報記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235818A JP3009899B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 情報記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235818A JP3009899B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 情報記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399884A JPH0399884A (ja) | 1991-04-25 |
| JP3009899B2 true JP3009899B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=16991711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235818A Expired - Fee Related JP3009899B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 情報記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009899B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3566743B2 (ja) * | 1993-12-13 | 2004-09-15 | Ｔｄｋ株式会社 | 光記録媒体 |
| US6022605A (en) * | 1997-02-28 | 2000-02-08 | Kao Corporation | Optical recording medium and recording/erasing method therefor |
| JP2001347756A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光記録媒体とこれを用いた光記録方法 |
| TWI287066B (en) * | 2003-09-12 | 2007-09-21 | Nippon Steel Corp | Magnetic shield panel |
| CN105420528B (zh) * | 2016-01-12 | 2017-09-26 | 武汉理工大学 | 一种制备高性能AgInTe2热电材料的方法 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1235818A patent/JP3009899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0399884A (ja) | 1991-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |