JPH01165043A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速消去可能で、かつ繰り返し回数の大きな
、書換え型光記録媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報記録の高密度化、大容量化に対する要求が高
まり、国内外でその研究開発が盛んに行われているが、
とくにレーザを光源として用いる光ディスクは、従来の
磁気記録媒体に比べておよそ１０〜１００倍の記録密度
を有し、しかも記録、再生ヘッド′と記録媒体とが非接
触状態で情報の記録。

再生ができるために記録媒体の損傷も少なく、長寿命で
あるなどの特徴があることから、膨大な情報量を記録、
再生する手段として有望である。

この光ディスクは用途に応じて再生専用型、追記型、書
換え型の３種類に大別することができる。

再生専用型は情報の読み出しのみが可能な再生専用ディ
スクであり、追記型は必要に応じて情報を記録し再生す
ることはできるが、記録した情報の消去は不可能なもの
である。これに対して書換え型は情報の記録、再生とさ
らに記録済みの情報を消去して書換えることが可能であ
り、コンピュータ用のデータファイルとしての利用が望
まれ、最も期待の大きいものである。

書換え型のディスクについては、光磁気方式と相変化方
式の２つの記録方式の開発が進められているが、いずれ
の方式も記録材料や書込み機構などの点でなお改良の余
地が残されている。これらのうち、相変化方式は一般に
レーザ光をディスクの記録面に集光して加熱し、レーザ
光のパルス出力とパルス幅とを制御することによって生
ずる記録材料の相変化、すなわち結晶状態から非結晶状
態への移行または相転移などを起こさせ、それぞれの状
態における反射率の違いで情報の記録と消去を行うもの
である。

この相変化方式の光記録媒体の要部構成断面図を第３図
に示す。第３図において、図示を省略した多くのトラッ
キング溝を設けた例えばポリカーボネートなどの基板ｌ
の表面に、スパッタなどによりＳｉＯ□の第１の保護層
２を形成し、その上に媒体層すなわち光記録材料層３を
設け、さらにその上に第２の保護層４と有機物の表面保
護層５を順次堆積した構造としである。このように光記
録材料層３が二つの保護層２，４によってはさまれ□た
構造とするのは、信号の書き込み、消去の際、レーザ光
で加熱されて高温となった光記録材料が基板１と反応す
ることや薫発、飛散するのを防止し、光記録材料の変質
を生じないようにするためである。またこのほか光記録
媒体の構造には第４図に示すごとく、第２の保護層４と
表面保護層５との間に高熱伝導金属のｋｌ、Ｃｕなどか
らなる冷却層６を設けたものもある。冷却層６は記録材
料が結晶状態から非結晶状態へ変化するとき、溶融状態
からの冷却速度をあげるためのものであり、その際保護
層４は断熱層としての役割も果たす、断熱層としての保
護１１４の厚さは、光記録媒体の特性を確保するために
最適範囲を定める必要があり、これを本発明者らは特願
昭６２−４９３３７号により開示している。

以上のような構造をもつ光記録媒体は、使用時にはレー
ザ光を基板１の光記録材料層３を有する側と反対の面か
ら入射させるのが普通である。そして実際に情報を書き
込むには、初期状態ではフラッシュランプの光照射を行
い光記録材料１１３を結晶状態とし、次に情報記録時に
はこれに高出力。

短パルスのレーザ光を１−φ程度のスボ７）状に集光し
て照射し、光記録材料をスポ７）状に溶融した後、レー
ザ光の照射を停止し、溶融スポットを熱伝導により１０
”〜１０”　’ｉ：　／　ｓｅｃの冷却速度で急冷して
非結晶状態のスポットを形成する。記録した情報を消去
するときは、この非結晶状態のスポットを比較的低出力
のレーザ光により昇温しで結晶状態へ戻す、このときの
照射時間は光記録材料の結晶化速度から定められる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

相変化方式の光記録媒体に用いる光記録材料にはこれま
で多くの材料が提案されているが、それらのうちＩｎＴ
ｅが非結晶状態から結晶状態への変化速度すなわち消去
速度が大きく、記録情報の安定性も高いことから有望と
見られている。しかしながら、本発明者の検討結果によ
れば、ＩｎＴｅは半導体レーザ光の波長８３０ｎｍにお
ける吸収係数が小さいという問題がある。ＩｎＴｅを光
記録材料層に用いて光ディスクを作製し、ビーム径が約
１ｎφのレーザ光によりディスクの周速８　ｍ　／　ｓ
ｅｃで情報の書き込み、消去を行う場合には光記録材料
層に入射するレーザパワとして１５ｍ＠以上を必要とす
る。

半導体レーザの出力、波長は近年改善されつつあるもの
の、光ディスクの回転数をあげてデータの転送速度を高
めるには、上記の波長８３０ｎｍの半導体レーザ光に対
して吸収係数の大きい光記録材料層を有する光記録媒体
を得ることが望ましい。

そのほか光記録材料としてすぐれた特性を有するものと
して結晶化速度（消去速度）、光吸収係数の大きいＢｉ
ｔＴｅａがある。しかしＢｉｔＴｅ３は結晶状態と非結
晶状態の反射率差が小さく、光ディスクに用いたときＣ
Ｎ比を高くとれず、また室温における非結晶状態の安定
性が悪いという実用上の問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は消去速度、光吸収係数、結晶状態と非結晶状態の反
射率差が大きく、室温における非結晶状態の安定性の高
い光記録材料層を備えた光記録媒体を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はレーザ光の照射により、可逆的な相変化を起こ
す光記録材料層を有する光記録媒体において、この光記
録材料層の平均化学組成が一般式％式％ 本発明の光記録媒体に用いる光記録材料の組成は基本的
にはＩｎとＴｅの１：１の化合物であるＩｎＴｅとＢｉ
、Ｔｅ、化合物を添加したものであり、両者の結晶化速
度の大きい利点を活かすとともに、互いの欠点を補い、
とくに光吸収係数の小さいＩ　ｎ／Ｔｅに光吸収係数の
大きいＢ１１Ｔ＠Ｉｓを添加することにより、半導体レ
ーザ光の波長８３０ｎｗに対してＩ　ｎＴｏ単独のもの
に比べて光吸収係数を高めることができ、その他結晶状
態と非結晶状態の反射率差、室温における非結晶状態の
安定性はＢｉミオＴｅ単独のものに比べて改善され、光
記録材料として綜合的に有用な特性をもつようになる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

本発明の光記録媒体は例えば第３図に示した構造のもの
とし、これに用いる光記録材料はＩ　ｎＴｅとＢｉｚＴ
ｔｓを混合したものである。この光記録材料の薄膜は通
常のＲＦマグネトロンスパッタにより容易に作製するこ
とができる。再び第３図を参照して述べると、まず厚さ
３鶴、直径１３０ｆｉのポリカーボネート製基板１の上
に、厚さ０．１　ｐｍの第１の保護層２　（Ｓｉｎｇ）
＋ＩｎＪｉｎτｌ　（（ＩｎＴｏ）ｈ（ＢｉｚＴｅｓ）
＊に相当〕の組成をもつ厚さ０．０７μの光記録材料層
３゜厚さ０．２μの第２の保護層４　（Ｓｉｎｇ）およ
び２ｆｌ厚の有機材料の表面保護層５をこの順に形成し
た光記録媒体を作製する。

この光記録媒体を用いて周速８　ｍ　／　ｓｅｃで回転
させながら波長８３０ｎｍ、出力１０ａ＋Ｗのレーザ光
を照射した。光記録媒体面でのレーザスポット径は約１
−である、スパッタ直後の光記録材料層３は非結晶状態
であり、その光反射率は約２５％であったが、このレー
ザ光照射によって光反射率は約３７％にまで上昇した０
次に光記録媒体の同じ個所を同様の条件で再度レーザ光
を照射したが、反射率は３７％から変化が認められなか
った０反射率が２５％から３７％へ増大したのは光記録
材料層３がレーザスポットの個所で非結晶状態から結晶
状態へ変化したためであり１．再度のレーザ光照射“に
対してその反射率を保持しているのは、最初のレーザ光
照射によって光記録材料の結晶化が十分に行われている
ことを示すものである。

以上のことを確認するために、上記と同じ組成をもつ光
記録材料膜をガラス基板上に形成し、１０ｔ／ａ＋ｉｎ
の速度で昇温しながら、反射率を測定した。その結果を
第１図に示す、第１図は光記録材料膜の温度に対する反
射率変化を示した線図であり、第１図から反射率は１８
０℃付近で急激に上昇することがわかる。この温度前後
における光記録材料膜の結晶形態をＸ線回折により調べ
た所、反射率の上昇後に光記録材料膜は結晶化しており
、結晶は主としてＩｎＴｏとＢ１．Ｔｅ、が観測された
０反射率の値は上記の光記録媒体における反射率の値と
ほぼ対応しており、光記録媒体の反射率変化が光記録材
料層３のレーザスポット個所における結晶化に基づくも
のであるのを確認することができた。

光記録媒体における光記録材料の結晶化が周速８ｍ／ｓ
ｅｃ、レーザ出力ＩＱｓ［で可能であったことは、この
光記録材料の光吸収係数が改善されたことを示唆するも
のであり、これは前に述べた従来のレーザ出力が１５ｍ
Ｗ以上であるのに比べて大きく向上している。

情報の書き込みについては周速９　ｍ　／　ｓｅｃ、レ
ーザ出力１３１で可能である。すなわち周波数１．５　
ＭＨｚのパルス人力をこの条件で書き込んだとき、ＣＮ
比として５０ｄＢの値が得られた。書き込みを行った後
の消去についても前と同様に周速８ｍ／ｓｅｃ、レーザ
出力１０ｍＷで可能であった。このときＣＮ比は約５ｄ
Ｂまで低下し、はぼ完全に消去される。これは書き込み
が結晶化した光記録材料にレーザ加熱によって非結晶状
態のスポットを形成することであるという点を考慮すれ
ば至極当然であると言える。このようにに本発明の光記
録媒体は情報の書き込み、消去に必要なレーザ出力を従
来の１５ｉ＋Ｗ以上から１３１以下まで減少させること
ができる。

第２図は光記録材料層３中のＢｉｘＴｅ５の含有量と吸
収係数の関係を示した線図である。第２図の曲線からＢ
１．Ｔｅｌの含有量の増加とともに吸収係数も増大する
ことがわかる。またＢｉｘＴｅ５の含有量と前に述べた
１０℃／＋ｍｉｎの速度で昇温したときの結晶化温度、
結晶状態と非結晶状態の反射率差および繰り返し可能な
回数の関係を数値で第１表に示す。

第１表 １表によればＢｉｇＴｅ３含有量の増加とともに結晶化
温度は下降し、ＢｉｇＴｅｓ含有量８０％で１００℃と
なる。この結晶化温度の低いことは光記録媒体に書き込
まれた非晶質のスポットの熱的安定性が悪く、結晶化し
やすいものであることを意味し、１００℃という温度は
結晶化温度としては下限値と見做される。したがってＩ
ｎＴｅに含有する３ｉｚＴｅ３の量を８０％より多くす
るのは実用的でないと言える。また繰り返し回数につい
てはいずれも充分な値が得られている。結晶状態と非結
晶状態の反射率差はＢ１１Ｔｅ５含有量の増加とともに
減少するがＢｉｔＴｅｓ含有量８０％でも反射率差は１
０％はあるので十分である。

以上の結果を綜合的に検討し、本発明の光記録媒体に用
いる光記録材料層の最適組成範囲は一般式％式％ するのが妥当であるとの結論を得た。

なお以上の組成をもつ光記録材料層３は当然のことなが
ら第４図に示した冷却層６を有する構造の光記録媒体に
も適用することが可能である。

〔発明の効果〕

相変化方式の光記録媒体に用いる光記録材料のうち、Ｉ
ｎＴｅはすぐれた特性をもっているが、波長８３０ｎｍ
の半導体レーザ光に対して吸収係数が小さく大きなレー
ザパワを必要とし、これを改善するために光吸収係数の
大きいＢＬｚＴｅ３をＩｎＴｅに適量含有させたものを
光記録材料層として用いた本発明の光記録媒体はＩｎＴ
ｅとＢｉ２Ｔｅ２の双方の結晶化速度の大きいという利
点を活かすとともにレーザパワを減少させ、そのほか互
いの欠点を補い、結晶−非結晶の反射率差、非結晶状態
の室温安定性などを含めてＩｎＴｅ、　ＢｉオＴｅａを
それぞれ単独に光記録材料層として用いた光記録媒体に
比べ、必要とする特性を全般的に安定化し有用な光記録
媒体とすることができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる光記録材料の温度と反射率
の関係を表わす線図、第２図は本発明に用いられる光記
録材料のＢｉｔＴｅｓ含有量と光吸収係数の関係を示す
線図、第３図は光記録媒体の構成を示す断面図、第４図
は冷却層を有する光記録媒体の構成を示す断面図である
。 １：基板、２：第１の保護層、３：光記録材料層、４：
第２の保護層、５：表面保護層、６：冷却層。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）レーザ光の照射により可逆的相変化を起こす光記録
   材料層を有する光記録媒体において、前記光記録材料層
   の平均化学組成が一般式Ｉｎ＿１＿−＿ｘＢｉ＿２＿ｘ
   Ｔｅ＿２＿ｘ＿＋＿１で表わされ、０＜ｘ≦０．８とす
   ることを特徴とする光記録媒体。