JPH01217735A - 光記録媒体及びその製造方法 - 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 本発明は新規な光記録媒体及びその製造方法に関１−る
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、基板上に
設けられた記録層に、レーザービームのような活性光を
照射し、照射部分の非晶質−結晶間の可逆的な相転移に
より書き換え可能な光記録媒体において、特に消去時に
おける信号の消し残りのないような優れた特徴を有する
光記録媒体及びその製造方法に関するものである。

従来の技術 近年、情報量の増大に伴い、レーザー光線を利用して高
密度な情報の記録再生を行いうる光記録媒体に対する関
心が高まってきている。この光記録媒体には、−度のみ
記録可能な追記型と、記録しｔ：情報を消去し、繰り返
し使用することのできる書き換え可能型とがある。また
書き換え可能型としては、磁化方向によって反射光の偏
光面に差が生じることを利用して、情報の再生を行う光
磁気方式と、結晶構造の違いによって反射率や透過率が
異なることを利用して情報の再生を行う相変化方式とが
知られている。

前記相変化方式の光記録媒体においては、ガラスやプラ
スチック材料から成る基板上に、蒸着やスパックなどに
よって設けられた記録層にレーザービームのような活性
光を照射し、照射部分の非晶質−結晶間の可逆的な相転
移による光学定数の変化を利用して、情報の記録、消去
及び再生が行われる。また該記録層には、例えばＴ　ｅ
　％　Ｓ　ｅ　ｓＳｂ、５ｎＳＳなどの金属又は半金属
、あるいはそれらの合金などの材料が用いられている。

このような書き換え可能な相変化方式の光記録媒体を使
用する場合、一般に非晶質状態を記録状態とし、結晶状
態を消去状態として用いられる。

しかしながら、該光記録媒体を構成している記録層は、
通常成膜直後は非晶質状態であるので、実際に情報記録
媒体として用いる場合、あらかじめ該記録層に光ビーム
を照射するか、あるいはそれに代わる手段によって加熱
し、記録層を結晶状態に子る、いわゆる初期化すること
が必要である。

情報の記録は、高パワーのレーザービームを照射して記
録層を高温に昇温しだのも、冷却して非晶質化すること
によって行われる。一方、このようにして記録された情
報の消去は、低パワーのレーザービームを照射して比較
的に低温に昇温し、元の状態である結晶状態に戻すこと
によって行われる。

ところで、記録を行う場合、一般に非晶質化したビット
の周辺には、比較的大きな結晶粒子が生じやすい。これ
は、ビット中心部に比べて周辺部は冷却速度が遅いので
、−旦熔融しても再結晶化するためである。消去は、前
記したように記録動作によって形成された非晶質ビット
を結晶化することによって行われるが、結晶状態の反射
率は結晶粒子の平均断面積によって異なるので、初期化
を施された結晶粒子の平均断面積、前記の記録動作の際
に生じる非晶質ビット周辺の結晶粒子の平均断面積及び
非晶質ビットを消去動作によって結晶状態にした際の結
晶粒子の平均断面積が異なると、信号の消し残りが生じ
るなど、好ましくない結果をもたらす。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の相変化を利用した書き換え
可能な光記録媒体がもつ欠点を克服し、信号の消し残り
を生じないような相変化方式の書き換え可能型光記録媒
体を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、優れた品質の光記録媒体を開発するため
に鋭意研究を重ねた結果、初期化を施した部位の結晶粒
子の平均断面積と記録動作の際に生じる非晶質ビット周
辺の結晶粒子の平均断面積と該非晶質ビットを消去動作
によって結晶状態にした際の結晶粒子の平均断面積を実
質上−一にすることによりて、信号の消し残りをなくす
ことができること、さらに、このような光記録媒体は、
初期化する際に、レーザービーム径とディスク線速度と
の比が、記録を行う際のそれと実質上同一になるように
、レーザービーム径及びディスクの線速度を選ぶことに
より得られることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、基板上に設けられた記録層の非晶
質−結晶間の可逆的な相転移を利用した書き換え可能な
光記録媒体において、初期化を施した部位の結晶粒子の
平均断面積５（ｉ）、記録動作の際に生じる非晶質ビッ
ト周辺の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（ｗ）及び該非晶質
ビットを消去動作によって結晶状態にした際の結晶粒子
の平均断面積Ｓ　（ｅ）が、それぞれ式 の関係を満たすことを特徴とする光記録媒体を提供する
ものである。

この光記録媒体は、本発明に従えば、初期化を施す際の
レーザービーム径をｄｉ［μｍｌ及びディスク線速度を
ｖｉ［ｍ／ｓｌとし、記録動作を行う際のレーザービー
ム径をｄｗ［μｍ］及びディスク線速度をｖ　ｗ　Ｃｍ
／　ｓ　］とした場合、式％式％ （ただし、ｋ富０．８〜１．２） 及び ｄｉ≧ｄｗ　　　　　　　　　　・・・（ＩＶ）の関係
を満ｔ；す条件下で、初期化することによって製造する
ことができる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明でいう結晶粒子の平均断面積Ｓとは、−定面積Ａ
中に含まれている粒子数Ｍ（ある倍率の顕微鏡写真より
測定）から、Ａ／Ｍとして求めた値のことである。ただ
し、一定面積の境界で切断される粒子は、すべてｌ／２
個として計算される。

第１図は前記結晶粒子の平均断面積を求めるための透過
電子顕微鏡写真の模写図であって、斜線を施しである結
晶粒子は、該一定面積の境界で切断されている粒子を示
す。

また、記録の際に生じる非晶質ビット周辺とは、レーザ
ービーム走査方向に関しては、非晶質ビットの先端から
前方ｄｗ／２の地点と後端から後方ｄｗ／２の地点には
さまれる非晶質ビットを除く領域、垂直方向に関しては
、非晶質ビットの短軸方向の中心から内外ｄｗ／２の地
点にはさまれる非晶質ビットを除く領域のことをいう（
ただし、ｄｗは前記と同じ意味をもつ）。

本発明において、基板上に設けられる記録層には、光ビ
ームの照射による結晶−非晶質遷移の相変化を利用して
情報の記録及び消去を行いうる感材が用いられる。この
感材については、前記性質を有するものであればよく、
特に制限はない。このような感材としては、例えば５ｂ
−Ｔｅ−Ｇｅ。

Ｉ　ｎ−８ｂ−ＴＩ、Ｔａ−Ｇｅ−５ｎ−Ａｕ。

Ａｕ−Ｉｎ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｔｅ、５ｎ−５ｅ　−Ｔｅ、
５ｂ−Ｔｅ、５ｂ−５ｅ、Ｉｎ−３ｅなどが挙げられる
。また、該記録層の膜厚は、通常３００−１５００Ａの
範囲である。

該記録層の形成方法については特に制限はなく、公知の
方法、例えば真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム
スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンブレーティ
ング、電子ビーム蒸着、プラズマ重合などの方法を材料
などに応じて適宜用いることができる。

このような方法によって形成された記録層は、成膜直後
は非晶質状態であるので、本発明においては、該記録層
を結晶状態にするために初期化が施される。この初期化
方法としては、初期化を施す際のレーザービーム径をｄ
ｉ［μｍ］及びディスク線速度をｖ　ｉ　［ｍ／　ｓ　
］とし、記記録層を行う際のレーザービーム径をｄｗ［
μｍ］及びディスク線速度をｖ　ｗ　Ｃｍ／　ｓ　］と
した場合、式％式％ （ただし、ｋ−０，８〜１．２） 及び ｄｉ≧ｄｗ　　　　　　　　　　　・・・（ＩＶ）の関
係を満たすように該ｄｉ及びｖｉを選び初期化すること
が必要である。

初期化を施した部位の結晶粒子の平均断面積５（ｉ）は
、光記録媒体がレーザービームを通過する時間ｄ　ｉ／
ｖ　１Ｘ１０−’［５ｅｃｌによって左右される。一方
、記録動作の際に生じる非晶質ビット周辺の結晶粒子の
平均断面積Ｓ　（ｗ）及び該非晶質ビットを消去動作に
よって結晶状態にした際の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（
ｅ）は、レーザーパワーが、一定の場合には、光記録媒
体がレーザービームを通過する時間ｄ　ｗ　／　ｖ　ｗ
　ｘ　１０−’［ｓｅｃ］によって左右される。

信号の消し残りをなくすためには、前記Ｓ（＋）、Ｓ　
（ｗ）及びＳ　（ｅ）は実質上同じ値であること、すな
わち、式 ％式％（） の関係を満たすことが必要である。

前記式（ＩＩ［）におけるｋが０．８〜１．２の範囲を
逸脱すると、前記式（Ｉ）及び（ＩＩ）の関係が満たさ
れず、信号の消し残りを生じる。

また、該Ｓ　（ｉ）とＳ　（ｗ）とＳ　（ｅ）が実質上
同じ値であっても、初期化された部位のレーザービーム
走査方向と垂直方向の輻Ｗが記録部幅Ｗ（ｗ）に比べて
せまい場合に、消し残りが生じることがある。これは結
晶部と非晶質部が、再生時のレーザービーム内において
、占有する面積が異なるために、反射光量に差異が生じ
消し残りとなるためである。このような好ましくない事
態を避けるためには、該Ｗは、記録、消去及び再生に用
いるレーザービーム径ｄｗに対し、式 ％式％（） の関係を満たすように初期化することが望ましい。

該ｄｉの値が該ｄｗの値以上であれば、前記式（Ｖ）の
関係を満たすことができる。

本発明の光記録媒体においては、前記記録層の少なくと
も一方の側に、記録層の酸化などの経時変化を防ぐため
に、保護膜を設けることが好ましい。この保護膜の材料
としては、金属又は半金属の酸化物、７ツ化物、窒化物
、硫化物、炭化物、ホウ化物や金属などの無機物、ある
いは有機物、さ゛らにはこれらの混合物や複合材料など
が挙げられる。

また、該記録層には、その光入射側に反射防止膜を設け
てもよいし、光入射の反対側に反射膜を設けてもよい。

本発明の光記録媒体において、記録層が設けられる基板
としては、例えばガラス板やガラス板上に光硬化性樹脂
層を設けたもの、あるいはポリカーボネート、アクリル
系樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどのプラスチッ
ク基板、アルミニウム合金などの金属板などが用いられ
る。

実施例 次に本発明の実施態様の１例を添付図面に従って説明す
る。

第２図は本発明において、光記録媒体に初期化を施すだ
めの装置の１例の説明図であって、光記録媒体１は、基
板２とレーザー光の照射によって光学定数が変化するＳ
　ｂ　１７Ｔ　ｅ　４＠Ｇ　ａ　３Ｆ薄膜から成る記録
層３とから構成されている。レーザー光源４から発した
レーザー光７は、シリンドリカルレンズ８、ミラー９、
絞りレンズ５を通って、光記録媒体ｌ上にレーザスポッ
ト１ｏを照射する。

レーザー光源４としては、例えばＡｒ＋レーザー、Ｈｅ
−Ｃｄレーザー、半導体レーザーなどが用いられ、絞り
レンズ５は、ボイスコイルなどの既知の駆動手段６によ
って、光記録媒体ｌから一定の距離の位置に保持され、
またシリンドリカルレンズ８は、レーザースポット１０
を所望形状にするためのものである。このレーザースポ
ット１０はモーター１１と移動台１２によって、光記録
媒体１の円周方向と直径方向に連続的に移動する。

このような構成の装置（レーザー光源；Ａｒ＋レーザー
）を用い、まず光記録媒体１の初期化を行った。この初
期化は、送りピッチＰをレーザースポット１０の径ｄｉ
［μｍ］を等しくし、かつレーザーパワーを固定して、
該ｄｉ及びディスク線速度ｖｉ［ｍ／ｓ］を変化させて
行った。第３図に、光記録媒体がレーザービームを通過
する時間ｄ　ｉ　／　ｖ　ｉＸ　１０−’［ｓｅｃ］と
初期化部の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（ｉ）との関係を
グラフで示す。この図から分かるように、該結晶粒子の
平均断面積Ｓ　（＋）は、光記録媒体がレーザービーム
を通過する時間によって変化する。

次に、記録、消去及び再生を半導体レーザー（波長８３
０ｎｍ、レーザービーム径ｄｗ＝１μｍ）を用い、前記
と同様にして、レーザービーム径ｄｗ［μｍ］及びディ
スク線速度ｖｗ［ｍ／ｓｌを変化させて行った。第４図
は、光記録媒体がレーザービームを通過する時間ｄｗ／
　ｖｗＸ　Ｉ　Ｏ−’　［５ｅｅｌと記録の際に生じる
非晶質ビットの周辺の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（ｗ）
との関係を示すグラフである。この図から分かるように
、該非晶質ビット周辺の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（ｗ
）は光記録媒体がレーザービームを通過する時間によっ
て変化する。また、非晶質ビットを消去動作によって結
晶状態にした際の結晶粒子の平均断面積Ｓ　（ｅ）も同
様に、光記録媒体がレーザービームを通過する時間によ
って変化する。

次に、第５図は、光記録媒体の一面における結晶の状態
と消去後の消し残りの波形との関係を示す説明図である
。

（ａ）は各結晶粒子の平均断面積が、 Ｓ　（ｉ）　＜Ｓ　（ｗ）　＝Ｓ　（ｅ）の関係にある
場合を示し、この場合は、結晶粒子の平均断面積によっ
て反射率が異なり、結晶粒子の平均断面積が大きいほど
反射率は高いため、図のような消し残り波形となる。（
ｂ）は各結晶粒子の平均断面積が Ｓ　（ｉ）　＝Ｓ　（ｗ）　＞Ｓ　（ｅ）の関係にある
場合であって、このように、５（ｉ）、Ｓ　（Ｗ）　、
Ｓ　（ｅ）の値が異なる場合には、消去後消し残りが生
じる。これに対し、（Ｃ）はＳ　（ｉ）　＝Ｓ　（ｗ）
　−３（ｅ）の関係にある場合であって、このように、
３つの箇所の結晶粒子の平均断面積を等しくすることに
より、消し残りをなくすことができた。なお、Ｓ　（ｉ
）　、Ｓ　（ｗ）及びＳ　（ｅ）としては、それぞれ全
く同一でなくても、 の関係を満たせば、実用上問題とならない。

また、第６図は初期化部分と記録部分との幅の関係を示
す説明図であって、Ｓ　（ｉ）　＝Ｓ　（ｗ）＝Ｓ　（
ｅ）の場合でも、この図に示すように、初期化部幅Ｗが
記録部幅Ｗ（ｗ）に比べてせまい場合にも消し残りを生
じる。この図において、２１は結晶部、２２は記録時の
非晶質ビットである。

第７図は初期化部幅と記録部幅が異なる場合における消
し残り波形を示す説明図であって、前記消し残りが生じ
るのは、この図に示すように、結晶部２１と非晶質部２
３が、再生時のレーザービーム内において、占有する面
積が異なり、反射光量に差異を生じるためである。なお
、第７図において、２４は再生時のレーザービームのパ
ワーを示す。

初期化する際のレーザービーム径ｄｉを変化させ、初期
化部幅Ｗを変えて、消し残りの波形を観察した結果、Ｗ
）０．８ｄｗの関係を満たすように初期化することによ
って、消し残りの波形はほとんど無くなることが分かっ
た。

さらに、第３図及び第４図から、光記録媒体がレーザー
ビームに照射される時間を、初期化の際と記録の際で合
わせておけば、すなわち、ｄｉ／ｖｉ−ｄｗ／ｖｗの関
係を満たすようにすれば、初期化を施した部位の結晶粒
子の平均断面積と、記録動作の際に生じる非晶質ビット
周辺の結晶粒子の平均断面積を同一にすることができ、
かつｄｉ≧ｄｗとすることによってＷ）０．８ｄｗとで
きるために、信号の消し残りをなくしうろことが分かっ
た。なお、レーザービーム照射時間は全く同一でなくて
も、 ｄｉ　　　ｄｗ □＝□　×ｋ ｖｔ　　　　　　　ｖｗ （ただし、ｋ−０，８〜１．２） の関係を満たせば実用上問題はない。

発明の効果 本発明によれば、基板上に設けられた記録層に光ビーム
を照射し、照射部分の非晶質−結晶間の可逆的な相転移
により書き換え可能で、かつ消去時において、信号の消
し残りを生じないように、特定の初期化を施した実用的
価値の高い光記録媒体が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は結晶粒子の平均断面積を求めるための透過電子
顕微鏡写真の模写図、第２図は光記録媒体に初期化を施
すための装置の１例の説明図、第３図は初期化において
、光記録媒体がレーザービームを通過する時間と初期化
部の結晶粒子の平均断面積との関係の１例を示すグラフ
、第４図は、記録動作において、光記録媒体がレーザー
ビームを通過する時間と記録の際に生じる非晶質ビット
周辺の結晶粒子の平均断面積との関係の１例を示すグラ
フ、第５図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ各結
晶粒子の平均断面積Ｓ（＋　）、Ｓ（ｗ）、５（ｅ）が
異なる関係にある場合の結晶の状態と消去後の消し残り
の波形との関係を示す説明図、第６図は初期化部幅と記
録部幅を示す説明図、第７図は初期化部幅と記録部幅が
異なる場合における消し残り波形を示す説明図である。 特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に設けられた記録層の非晶質−結晶間の可逆
   的な相転移を利用した書き換え可能な光記録媒体におい
   て、初期化を施した部位の結晶粒子の平均断面積Ｓ（ｉ
   ）、記録動作の際に生じる非晶質ビット周辺の結晶粒子
   の平均断面積Ｓ（ｗ）及び該非晶質ビットを消去動作に
   よって結晶状態にした際の結晶粒子の平均断面積Ｓ（ｅ
   ）が、それぞれ式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 及び ▲数式、化学式、表等があります▼ の関係を満たすことを特徴とする光記録媒体。 ２　初期化された部位のレーザービーム走査方向と垂直
   方向の幅Ｗが、光記録媒体の記録、消去及び再生動作に
   用いるレーザービーム径ｄｗに対して、 Ｗ＞０．８ｄｗ の関係を満たす条件で初期化されている請求項１記載の
   光記録媒体。 ３　請求項１又は２記載の光記録媒体を製造するに当り
   、初期化を施す際のレーザービーム径をｄｉ［μｍ］及
   びディスク線速度をｖｉ［ｍ／ｓ］とし、記録動作を行
   う際のレーザービーム径をｄｗ［μｍ］及びディスク線
   速度をｖｗ［ｍ／ｓ］とした場合、式 ｄｉ／ｖｉ＝（ｄｗ／ｖｗ）×ｋ （ただし、ｋ＝０．８〜１．２） 及び ｄｉ≧ｄｗ の関係を満たす条件下で、初期化することを特徴とする
   光記録媒体の製造方法。