JP3207230B2 - 相変化型情報記録媒体 - Google Patents

相変化型情報記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体、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事
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、かつ書換えが可能である光情報記録媒体に関
するものであり、光メモリー関連機器に応用される。
【0002】
【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・再生及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、いわゆる相変化型光情報記録媒体が良く知
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
発が活発になされている。
【0003】その代表的な記録材料としては、USP
3,530,441に開示されているようなGe−T
e、Ge−Te−Sb−S、Ge−Te−S、Ge−S
e−S、Ge−Se−Sb、Ge−As−Se、In−
Te、Se−Te、Se−As等の所謂カルコゲン系合
金材料が挙げられる。また、安定性、高速結晶化等の向
上を目的としてGe−Te系にAu(特開昭61−21
9692号公報)、Sn及びAu(特開昭61−270
190号公報)、Pd(特開昭62−19490号公
報)等を添加した材料の提案や、記録/消去の繰返し性
能向上を目的として、Ge−Te−Se−Sbの組成比
を特定した材料(特開昭62−73438号公報)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。
【0004】また、特開昭63−251290号公報に
は、結晶状態が実質的に3元以上の多元化合物単相から
なる記録層を形成した光情報記録媒体(以降「光記録媒
体」と略記することがある)が提案されている。ここで
の“実質的に三元以上の多元化合物単相”とは、三元以
上の化学量論組成をもった化合物(例えばIn3SbT
2など)を記録層中に90原子%以上含むものとされ
ている。そして、このような記録層を用いることによ
り、高速記録、高速消去が可能となるとしている。だ
が、このものでは記録、消去に要するレーザーパワーは
未だ充分ではなく、消去比も低い(消し残りが大きい)
等の欠点を有している。
【0005】更に、特開平1−277338号公報には
(SbaTe1-a1-YY(ここで0.4≦a<0.7、
Y≦0.2であり、MはAg、Al、As、Au、B
i、Cu、Ga、Ge、In、Pb、Pt、Se、S
i、Sn及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1
種である。)で表される組成の合金からなる記録層を有
する光記録媒体が提案されている。この系の基本はSb
2Te3であり、Sb過剰にすることにより、高速消去、
繰返し特性を向上させ、Mの添加により高速消去を促進
させている。加えて、DC光による消去率も大きいとし
ている。しかし、この文献にはオーバーライト時の消去
率は示されておらず(本発明者らの検討結果では消し残
りが認められた)、記録感度も不充分である。
【0006】同様に、特開昭60−177446号公報
では記録層に(In1-XSbX1-YY(0.55≦x≦
0.80、0≦Y≦0.20であり、MはAu、Ag、
Cu、Pd、Pt、Al、Si、Ge、Ga、Sn、T
e、Se、Biである。)なる合金を用い、また、特開
昭63−228433号公報では記録層にGeTe−S
2Te3−Sb(過剰)なる合金を用いているが、いず
れも感度、消去比等の特性を満足するものではない。
【0007】これまでみてきたように、光記録媒体にお
いては、特に記録感度、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、末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。
【0008】又、AgInTeSbの記録材料は、消去
率の向上、高速記録が可能であるが、オーバーライト繰
返し特性が十分ではなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来は、レーザー光照
射による繰返し記録.消去により、記録層元素の偏析及
び移動が生じ、オーバーライト繰返し特性が劣化する事
が生じていた。
【0010】本発明は、こうした実情の下に繰返し記
録.消去後に於いても元素が移動しにくく、偏析を少な
くしてオーバーライト繰返し特性を向上させた相変化型
情報記録媒体を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、相変化型情報記録材料の主構成元素中に原子半
径の小さな元素を、侵入型に入り込ませた構造とするこ
とが有効であることを見出し、本発明に至った。
【0012】すなわち、本発明は相変化型記録材料が下
記一般式で表される物質を含有することを特徴とする相
変化型情報記録媒体。
【0013】AgαInβTeγSbδx ただし、 5≦α≦17 at% 6≦β≦18 at% 13≦γ≦36 at% 33≦δ≦77 at% 0.5≦x≦10at% α+β+γ+δ+x=100 ここで、MはB,N,C,P,Siから選ばれる添加元
素を示す。またα、β、γ、δは相変化型記録材料の主
構成元素の組成を表し、xは添加元素の組成を表す、で
ある。
【0014】本発明の構成は図1に示すように、基板1
上に下部保護層2、記録層3、上部保護層4、放熱層
5、及び有機保護層6が順に形成された構成となってい
る。勿論、本発明はこの構成に限定されるものではな
く、種々の変形、変更が可能である。
【0015】基板1には、光透過性に優れ、耐熱性や耐
候性、耐薬品性に優れた材質が好ましい。プラスチック
やガラスはこの要求を満たしており、トラッキング用の
案内溝やピットが2P法又は、射出成形で簡単にしかも
安価に形成でき、ガラスは密着露光法のドライエッチン
グ等でトラッキング用の溝やピットを形成できる。プラ
スチックを用いる場合特にポリカーボネイトやアモルフ
ァスのポリオレフィン等の材質が好ましく使用される。
【0016】基板1上に設ける下部保護層2は記録層3
を外界の湿気(水分)などによる腐食から防止するパシ
ベーション効果を有するSiN,SiZrN,AlN等
が用いられ、下部保護層の膜厚は、600〜2000Å
が適当である。
【0017】本発明の記録層3は下記に示す材料から構
成される。
【0018】相変化型記録材料が下記一般式で表される
物質を含有することを特徴とする。 AgαInβTeγSbδ+MX ただし、 5≦α≦17 at% 6≦β≦18 at% 13≦γ≦36 at% 33≦δ≦77 at% 0.5≦x≦10 at% α+β+γ+δ+x=100 ここで、MはB,N,C,P,Siから選ばれる添加元
素を示す。またα、β、γ、δは相変化型記録材料の主
構成元素の組成を表し、xは添加元素の組成を表す。上
記α,β,γ,δ,xの範囲は、C/Nが良く、オーバ
ーライト時の消去率の良い範囲を示すものであり、好ま
しくは 9≦α≦12 9≦β≦12 19≦γ≦24 48≦δ≦55 0.5≦x≦3 である。
【0019】上記に示す添加元素は、原子半径が1.2
Å以下と小さく主構成元素中に侵入型に入り込んで繰返
し記録消去後に於いても元素が移動しにくく、偏析を少
なくしてオーバーライト繰返し特性が向上する。添加量
としては0.5at%以上10at%以下で繰り返し特
性が向上し、10at%より多くすると繰り返し特性が
低下する。(図−2 参照) 記録層3の膜厚は200〜1000Åが適当である。
【0020】上部保護層4は、記録層3の腐食劣化を防
止するためにもうけられるもので、パシベイション効果
が十分大きいSiN,SiZrN,AlN等が用いら
れ、膜厚は300〜1200Å程度が適当である。
【0021】放熱層5は、上部保護層4での熱拡散を防
止する作用を行う。すなわち、記録時にレーザー照射に
より記録層3に発生した熱は、熱伝導率の小さい上部保
護層4に伝導し、その上部保護層4の熱が放熱層5に伝
導する事により、上部保護層4での熱拡散が防止され
る。これにより、記録層3における畜熱効果が高まり、
記録ビット長が短く、形状をシャープにでき、高速化、
高密度化を促進する。このため放熱層5には上部保護層
4より熱伝導が良いAu,Ag,Al等またはこれらの
合金がこのましく使用され、スパッタ法、蒸着法等の製
膜法により300〜1500Åの膜厚に形成される。
【0022】有機保護層6は放熱層5以下の層の酸化、
腐食の防止と損傷防止のために設けられるもので、紫外
線硬化樹脂、熱可塑性樹脂、ホットメルトレジン等が用
いられ、膜厚は、1〜5μm程度が適当である。
【0023】
【実施例】次に本発明の実施例について述べる。
【0024】ポリカーボネイト基板又はガラス基板上に
SiNから成る下部保護層(膜厚1000〜2000
Å)、表1に示す組成から成る記録層(膜厚300〜1
500Å),Au,Ag,Alからなる放熱層(膜厚3
00〜1000Å)、紫外線硬化樹脂(商品名SD−3
01:大日本インキ社製)からなる有機保護層を形成す
ると共に、基板反対側にエポキシ系紫外線硬化樹脂及び
ITO等の透明導電膜から成る帯電防止膜(0.2〜5
μm)を設け、本発明の相変化型媒体とした。有機保護
層はスピナーにて製膜し、それ以外の膜は、スパッタに
より製膜した。層構成は表−2に示した。これら相変化
型記録媒体の繰り返し記録、再生特性を下記の条件で評
価した。
【0025】繰り返し記録再生評価条件 初期化条件 :10mW(DC)、7m/sec 線速 : 7m/sec 周波数(デューティ):2.6MHz(33%)、 1.0MHz(12.5%) 2つに周波数を交互に繰り返し記録し、1000回ごと
にC/N、消去比を評価した。C/N、消去比共に3d
B低下した時の結果を繰り返し特性とした。
【0026】評価結果を表1に併せて示す。表1から明
かな様に本発明の相変化型記録媒体は、繰り返し記録再
生特性が10万回以上行っても変化がないという良好な
特性を得ることができた。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】但し、基板はポリカーボネイト、有機保護
膜はエポキシ系UV硬化型樹脂(4μm)を使用した。
【0030】
【発明の効果】本発明では相変化型記録材料の主構成元
素中に原子半径の小さな元素を、侵入型に入り込ませた
構造とし、繰返し記録.消去後に於いても元素が移動し
にくく偏析を少なくしたので、オーバーライト繰返し特
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の記録媒体の層構成の説明図
【図2】本発明の相変化型記録材料における各添加元素
量と繰り返し特性との関係を示す図。
【符号の説明】
1 基板 2 下部保護層 3 記録層 4 上部保護層 5 放熱層 6 有機保護層 7 帯電防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 喜之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 岩崎 博子 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 平2−35636(JP,A) 特開 平2−151481(JP,A) 特開 平3−63178(JP,A) 特開 平4−191089(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 5/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)相変化型記録材料が下記一般式で
    表される物質を含有することを特徴とする相変化型情報
    記録媒体。 AgαInβTeγSbδx ただし、 5≦α≦17 at% 6≦β≦18 at% 13≦γ≦36 at% 33≦δ≦77 at% 0.5≦x≦10at% α+β+γ+δ+x=100 ここで、MはB,N,C,P,Siから選ばれる添加元
    素を示す。またα、β、γ、δは相変化型記録材料の主
    構成元素の組成を表し、xは添加元素の組成を表す。
  2. 【請求項2】 基板上に下部保護層、請求項1記載の記
    録層、上部保護層、放熱層、有機保護層を有することを
    特徴とする相変化型情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記下部保護層がパシベーション効果を
    有することを特徴とする請求項2記載の情報記録媒体。
  4. 【請求項4】 前記上部保護層がパシベーション効果を
    有することを特徴とする請求項2記載の情報記録媒体。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 9≦α≦12 at% 9≦β≦12 at% 19≦γ≦24 at% 48≦δ≦55 at% 0.5≦x≦3 at% であることを特徴とする相変化型情報記録媒体。
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