JPH01220146A - 情報記録媒体 - 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、高エネルギー密度のレーザービームを用いて
情報の書き込み、読み取りおよび消去が可能な情報記録
媒体に関するものである。

（従来の技術） 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビー
ムを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されている
。この情報記録媒体は、例えばビデオ・ディスク、オー
ディオ・ディスクなどの光ディスク、さらには大容量静
止画像ファイル、大容量コンピュータ用ディスク・メモ
リ、または光カード、マイクロ画像記録媒体、超マイク
ロ画像記録媒体、マイクロファクシミリ、写真植字用原
版などに応用されている。

情報記録媒体は基本的に、プラスチック、ガラス等から
なる透明基板と、この上に設けられた記録層とから構成
される。記録層の材料としては、Ｂｉ、　Ｓｎ、　Ｉｎ
、　Ｔｅ等の金属または半金属、およびシアニン系、金
属錯体系、キノン系等の色素が知られている。

情報記録媒体への情報の書き込みは、例えばレーザービ
ームを記録媒体に照射することにより行われ、記録層の
照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇する結果
、物理的または化学的な変化を生じてその光学的特性を
変えることにより、情報が記録される。

記録層の変化としては、孔（ビット）形成、凹部形成お
よび層間の気泡（バルブ）形成による変形が代表的であ
り、なかでも孔形成による記録は最も盛んに行われてい
る方法である。また、他の記録方法としては、２層の記
録層間の反応を利用する方法、相変化を利用する方法お
よび磁化反転を利用する方法などが知られている。

情報記録媒体からの情報の読み取りも、また、レーザー
ビームを記録媒体に照射することにより行われ、記録層
の光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出
することにより、情報が再生される。

情報記録媒体に記録された情報の消去は、記録が記録材
料の可逆変化による場合以外には行うことができず、孔
形成等の外形変化による場合には記録媒体は書き換え不
能タイプとなる。書き換え可能、すなわち消去可能タイ
プとしては、結晶状態と非晶質状態または相溶状態と相
分離状態等の可逆変化である相変化を利用して、記録お
よび消去が行われるのが一般的である。結晶状態と非晶
質状態の相変化タイプの記録層としては、Ａｓ−Ｔｅ−
Ｇｅ系、ＴｅＯｘ　、５ｂｚＳｅ＋等が以前から知られ
ている。また最近５ｂ−Ｔｅ　（Ｔｅの含有比率が大き
い）系が消去速度が速いこと、記録状態での寿命が長い
こと等で注目されている（（第４７回応用物理学会学術
講演会、八木等、２９ａ−ＺＥ−４，１９８６秋）、特
開昭５９−１０９３９２号公報、特開昭６０−１２４０
３８号公報、特開昭６０−１２４２９０号公報参照）。

−しかしながら、上記Ｔｅの含有比率が大きい（−般に
６０％近い比率）Ｓｂ−Ｔｅ系は、上記価れた性能を持
っている反面、書き込み時に大きなパワーを必要とする
。すなわち情報記録媒体が静止状態の場合、または回転
速度が極めて遅い場合には、通常のレーザービームによ
る情報の書き込みが可能であっても、実際の回転数の速
い情報記録媒体に対して情報の書き込みを行うことは不
可能であった。

なお、情報記録媒体には、１回の記録（書き込み）のみ
が可能なもの〔追記型、またはＤＩ’１ＡＷ（Ｄｉｒｅ
ｃｔ　Ｒｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　Ｗｒｉｔｅ）型〕と、記
録と消去を繰り返し行うことが可能なタイプ〔消去可能
型、Ｅ−ＤＲＡＷ　（Ｅｒａｓａｂｌｅ−Ｄｉｒｅｃｔ
　Ｒｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　Ｗｒｉｔｅ）型〕とがある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、情報の書き込みが容易で、読取精度が高（、
かつ情報の消去効率の高い情報記録媒体を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、基板上に、レーザーによる情報の書き込み、
読み取りおよび消去が可能なＳｂ　−Ｔｅ合金からなる
記録層が設けられた情報記録媒体において、該５ｂ−Ｔ
ｅ合金のＳｂとＴｅとの比を原子数比で６１：　３９〜
５２　：　４８　（Ｓｂ　：　Ｔｅ）の範囲とする。

本発明の上記特定の組成のＳｂ　−Ｔｅ合金の記録層は
、従来のＴｅの含有比率が大きい（一般に６０％近い比
率）Ｓｂ−Ｔｅ合金の書き込み時に大きなレーザーパワ
ーを必要とする欠点を解消し、小さなレーザーパワーで
も情報の書き込みを可能とするものである。

本発明の情報記録媒体は、例えば以下のような方法によ
り製造することができる。

本発明において使用する基板は、従来より情報記録媒体
の基板として用いられている各種の材料から任意に選択
することができる。基板の光学的特性、平面性、加工性
、取扱い性、経時安定性および製造コストなどの点から
、基板材料の例としてはソーダ石灰ガラス等のガラス：
セルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形ポリ
メチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニ
ル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキ
シ樹脂；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレー
ト；トリアセチルセルロース；ポリエチレン；アルミニ
ウム箔等の金属箔および表面をポリエチレン等で平滑に
した紙を挙げることができる。これらのうちで寸度安定
性、透明性および平面性などの点から、好ましいものは
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、エポキ
シ樹脂およびガラスである。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい。下塗層の材料としては、例
えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタク
リル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質；シラ
ンカップリング剤などの有機物質；および無機酸化物（
ＳｊＯｚ、　Ａｆ２ｏ３１　ＦｅｚＯ＝　、　Ｔｉ０ｚ
等）、無機弗化物（ＭｇＦｚ）　、無機硫化物（ＺｎＳ
　）などの無機物質を挙げることができる。

ガラス基板の場合は、基板から遊離するアルカリ金属イ
オンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層への悪
影響を防止するためには、スチレン・無水マレイン酸共
重合体などの親水性基および／または無水マレイン酸基
を有するポリマーからなる下塗層が設けられているのが
望ましい。下塗層は、例えば上記物質を適当な溶剤に溶
解または分散したのち、この塗布液をスピンコード、デ
イツプコート、エクストルージョンコートなどの塗布法
により、基板表面に塗布することにより形成することが
できる。

また、基板（または下塗層）上には、トラッキング用溝
またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸の形成の目的
で、プレグルーブ層が設けられてもよい。プレグルーブ
層の材料としては、アクリル酸のモノエステル、ジエス
テル、トリエステルおよびテトラエステルのうちの少な
くとも１種のモノマー（またはオリゴマー）と光重合開
始剤との混合物を用いることができる。

プレグルーブ層の形成は、まず精密に作られた母型（ス
タンパ−）上に上記のアクリル酸エステルおよび重合開
始剤からなる混合液を塗布し、さらにこの塗布液層上に
基板を載せたのち、基板または母型を介して紫外線の照
射により液層を硬化させて基板と液相とを固着させる。

次いで、基板を母型から剥離することにより、プレグル
ーブ層の設けられた基板が得られる。プレグルーブ層の
層厚は、一般に０．０５〜１００μｍの範囲内であり、
好ましくは０．１〜５０μｍの範囲内である。また、基
板材料がプラスチックの場合、射出成形または押出成形
等により直接基板上にプレグルーブを設けてもよい。

なお、記録層が自己支持性である場合には、必ずしも前
記基板を必要としない。

次に、基板（または下塗層）上には記録層が形成される
。

情報の消去が可能な記録層は、温度により相変化を起こ
しうる物質からなる層である。必要に応じて光吸収性物
質が分散含有されていてもよい。

相変化としては、例えば、結晶状態−非晶質状態間の変
化、相溶状態−相分離状態間の変化などの相変化を挙げ
ることができる。可逆変化を起こす温度（前者の場合に
はｒガラス転移点１、後者の場合にはｒ曇点」と呼ばれ
る）は、物質の種類によっても異なるが、６０〜４００
°Ｃの範囲にあるのが好ましく、特に好ましい温度は８
０〜３００　’Ｃである。

本発明の記録層は、結晶状態−非晶質状態間で状態変化
を起こしうる、すなわちレーザーによる情報の書き込み
、読み取りおよび消去が可能な材料としては、５ｂ−Ｔ
ｅ合金を使用することが必要である。

本発明の記録層を形成するＳｂ　−Ｔｅ合金のＳｂとＴ
ｅとの比は原子数比で、６１　：　３９〜５２　二４８
　（Ｓｂ　：　Ｔｅ）の範囲にあることを特徴としてい
る。

本発明の上記特定の組成のＳｂ　−Ｔｅ合金の記録層は
、従来のＴｅの比率が大きい（一般に６０％近い比率）
Ｓｂ−Ｔｅ合金の書き込み時に大きなレーザーパワーを
必要とする欠点を解消し、小さなレーザーパワーでも情
報の書き込みが可能なものである。

従って、実際の回転数の速い情報記録媒体であっても、
低いレーザーパワーにより情報の記録が可能である。

しかも、従来のＳｂ　−Ｔｅ合金の長所である消去速度
が速く、記録された信号のコントラストが高い等の性能
も下記のように向上している。しかしながら、記録され
た情報の寿命については若干従来のものより劣って°は
いるものの、実用上から見ると充分な特性であると言う
ことができる。

本発明の上記特定の組成の記録層は記録状態である非晶
質状態から消去状態である結晶状態への変化が速い。す
なわち結晶化速度が速い。従って、゛記録層に記録され
た情報の消去が速く、通常の消去方法である、レーザー
をその集光ビームを楕円形にして情報記録媒体に照射す
ることにより消去を行う方法（弱いレーザービームを長
時間照射する方法）を用いることにより消去できるのは
もち論んであるが、集光ビームを円形にして情報記録媒
体に照射する、すなわち比較的強いレーザービームを短
時間照射することによっても、情報の消去を行うことが
可能である。

また、上記記録層にレーザー光の照射により情報の記録
を行った場合、結晶状態から非晶質状態への変化のコン
トラストが大きく、情報を読み取る際の読み誤りが少な
い。

本発明の記録層を形成する上記Ｓｂ　−Ｔｅ合金のＳｂ
とＴｅとの比は、好ましくは原子数比で、５９　：　４
１〜５５　：　４５　（Ｓｂ　：　Ｔｅ）である。これ
により、消去効率がさらに向上する。

上記Ｓｂ　−Ｔｅ合金は、必要により記録材料として公
知の各種の金属、半金属またはこれらの化合物などが含
有されていてもよい。

記録層の金属および半金属材料の例としては、Ａｇ、ｉ
、Ｃｏ、　ＣｕＳＧａ、　Ｍｏ、　Ｎｉ、　Ｓｉ、　Ｖ
、Ａｕ、　Ｂｅ。

Ｃｒ、　Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｎｂ、、Ｐｄ、、Ｔｉ、　Ｚ
ｎ、　Ｓｎ、　Ｐｂ、　Ｂｉ、　Ｔｊｌ！。

Ｉｎ、　Ｇｅ、　Ａｓ、　Ｓｅ、　ｃ、　Ｂなどを挙げ
ることができる。

化合物の材料例としては、ＧｅＳ　、　ＧｅＳ、、Ｃｒ
Ｓ、ＣｒｚＳ、　ＣｒｚＳｉ　、Ｍｏ５ｔ、ＭｎＳ　、
　ＦｅＳ　、　Ｆｅ５ｚ、ＣｏＳ　。

Ｃ０２Ｓ３　、ＮｉＳ　、　Ｎ１２Ｓ、　ＰｂＳ　、　
ＣＬ１２５．、ＡｇｚＳ、、ＺｎＳ　。

ＩｎｚＳ３　、Ｉｎ２５２　、ＳｎＳ　、　５ｎＳｚ、
ＡＳＺＳ、　、５ｂ２Ｓ、、ＢｉｚＳ：＋などの金属硫
化物、　ＭｇＦ、、ＣａＦｚ、ＲｈＦ：ｔなどの金属弗
化物およびＭｏ０ｚ、Ｉｎ２Ｏ、ＩｎｚＯ，、、Ｇｅ０
１ＰｂＯ、、Ｓｎｕｇなどの金属酸化物を挙げることが
できる。

本発明のＳｂ　−Ｔｅ合金は、上記記録材料の中でＳｎ
を使用することが好ましい。Ｓｎを０．１〜２０原子％
の範囲で含有したＳｂ　−Ｔｅ合金の記録層は非晶質の
寿命が長くなるので、情報を記録した際の保存性が向上
する。

本発明の方法において、光吸収性物質としてシアニン系
、金属錯体系、キノン系等の色素を用いてもよいし、金
属または半金属を用いてもよい。

これらは単独で使用してもよく、組成物として併用して
もよい。また、金属または半金属と、これらの酸化物、
ハロゲン化物、硫化物とを併用してもよい。

また、本発明の記録層は、該５ｂ−Ｔｅ合金、および必
要により光吸収性物質を基板表面に蒸着、スパッタリン
グまたはイオンブレーティングすることにより、基板上
に形成することができる。記録層は単層でも重層でもよ
いが、その層厚は光情報記録に要求される光学濃度の点
から、一般に１００〜１５００人の範囲にあり、好まし
くは１５０〜１０００人の範囲にある。

さらに、記録Ｎ（または光吸収層）上もしくは基板と記
録層との間には、情報の再生時におけるＳ／Ｎ比の向上
および記録時における感度の向上の目的で、Ａｌ１、Ｃ
ｒ、　ＡｕおよびＮｉなどの金属からなる光反射層が設
けられてもよい。また、記録層（または光吸収層）上に
は記録層を物理的および化学的に保護する目的で、Ｓｉ
ｎ、、ＭｇＦ、、Ｓｎｕｇ、Ｆｅ、０．　、Ｔｉ０ｚ、
ＺｎＳ等の無機物質またはｕｖ硬化性樹脂等の有機物質
からなる保護層が設けられてもよい。

次に、本発明の光情報記録媒体の情報の書き込み（記録
）、読み取り　（再生）および消去方法は、例えば下記
のように行われる。

以下の光情報記録等は、Ｇａ　−Ａｓ系レーザー等の近
赤外光を発振する半導体レーザーを用いて、公知の方法
に従って集光されたレーザービームを、上記記録層が設
けられた情報記録媒体を回転させながら、その表面に照
射することによって行われる。

上記の情報記録媒体に記録を行う前に、該情報記録媒体
の初期化工程を行うことが好ましい。例えば、消去可能
記録用のパワーのレーザービームを記録層全面に照射し
た後（全面記録）、消去用のパワーのレーザービームを
記録層全面に照射する（全面消去）ことにより行う。こ
れにより、完全な未記録状態にすることができる。

なお、本発明においては、この記録層の初期化工程を省
略しても差し支えない。

初期化工程に続く光情報記録は、レーザービームを情報
に基づいて変調しながら、記録層に情報の書き込みを行
う。例えば、上記記録層への情報の記録は、記録層がレ
ーザー光の照射により、結晶状態から非晶質状態に変化
することによって行われる。

そして読み取り（再生）は、記録および消去時より弱い
照射パワーのレーザービームを記録層に照射して情報の
読み取りを行う。

次に、記録された情報の消去は、記録時より例えばパワ
ー密度の低いレーザー光を使用し、結晶化させることに
よって行われる。従来、上記記録を消去する方法は、消
去するために必要な最低時間のパルスでレーザー光を記
録部分に照射する（ＤＣ消去）。その際、レーザー光を
その集光ビームを楕円形にして情報記録媒体に照射する
ことにより消去を行う方法（弱いレーザービームを長時
間照射する方法）を用いることにより、消去を行うか、
または集光ビームを円形にして情報記録媒体に照射する
、すなわち比較的強いレーザービームを短時間照射する
ことによって情報の消去を行う。

さらに、上記円形ビームで、高周波数変調されたレーザ
ー光を、情報記録媒体に間欠的に照射することによって
も、情報の消去は可能である。

このように本発明の情報記録媒体は、通常、記録用に用
いられる上記円形ビームによって消去が可能であるので
、特に楕円ビームを必要としない点から、実用上有利で
あるということができる。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を以下に説明する。た
だし、これらは本発明を制限するものではない。

実画ｌ引Ｌ プレグルーブが設けられた円盤状のセルキャストポリカ
ーボネート樹脂基板（外形：　１３０　ｍｍ、内径：１
５＋ｎｎ＋、厚さ：１．２ｍｍ、トラックピッチ＝１．
６μｌ１１）上に、ＳｂおよびＴｅを原子数比で５７　
：　４３の割合で二元共蒸着させて、層厚が７００人の
上記組成のＳｂ　−Ｔｅ合金からなる記録層を形成した
。このようにして情報記録媒体を得た。

この情報記録媒体に、半導体レーザー光（波長：　８３
０　ｎｍ、照射パワー：５１、円ビーム径：１．５μｍ
）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射して全面記録
を行った。次いで、記録媒体全面に高周波数変調した半
導体レーザー光（波長：８３０ｎｍ、照射パワー：　５
．５　ｍＷ、周波数：　１０　ＭＨｚ、円ビーム径＝１
．５μｍ、レンズの開口率：　０．５５）を、３ｍ／秒
の線速度で基板側から照射して記録媒体の初期化を行っ
た。

上記情報記録媒体に、変調半導体レーザー光（波長：８
３０ｎｍ、照射パワーニア１、周波数：１．５　ＭＨｚ
　、ビーム径：１．５μｍ、レンズの開口率：　０．５
５）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射して情報の
書き込みを行った。ここで下記のＣ／Ｎを測定した。

次いで、高周波数変調した半導体レーザー光（波長：　
８３０　ｎｍ、照射パワー：５．５ｍＷ、周波数：１０
　ＭＨｚ、ビーム径：１．５μｍ、レンズの開口率ＮＡ
：　０．５５）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射
して上記書き込まれた情報の消去を行い、ここで下記の
消去率を測定した。

ル較拠土 実施例１において、記録層を形成させるためのＳｂおよ
びＴｅの割合を原子数比で５７　：　４３から５０　：
　５０に変えて二元共蒸着させた以外は実施例１と同様
に初期化、書き込み、読み取りおよび消去を行った。

此Ｊ２ｊｔ吐λ 実施例１において、記録層を形成させるためのＳｂおよ
びＴｅの割合を原子数比で５７　：　４３から６５　：
　３５に変えて二元共蒸着させた以外は実施例１と同様
に初期化、書き込み、読み取りおよび消去を行った。

次に評価方法に゛ついて述べる。

以下の（１）および（２）における、情報の読み取りは
、半導体レーザー光（波長：８３０ｎｍ、照射パワー：
０．５　ｍＷ、ビーム径：１．５　μｍ、レンズの開口
率；０．５５）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射
して行った。

（１）記録時Ｃ／Ｎ　（ｄＢ） 書き込まれた情報を読み取る際のキャリヤーとノイズの
出力レベルの比であるＣ／Ｎを測定した。

（２）消去率（ｄＢ） 書き込まれた情報を読み取る際のキャリヤー出力と、消
去後に読み取る際のキャリヤー出力を測定し、その差で
算出した。

（３）再生劣化（回） 書き込まれた情報を読み取る際、その読み取り頻度によ
る再生信号の劣化を調べた。再生劣化は再生信号（キャ
リアー）が３ｄＢ低下するまでの再生回数で表わした。

これらの結果を第１表に示す。

第１表 （発明の効果） 以上説明しように、本発明は、基板上にＳｂ　−Ｔｅ合
金からなる記録層が設けられており、該Ｓｂ　−Ｔｅ合
金のＳｂとＴｅとの比が原子数比で６１　：　３９〜５
２　：　４８（Ｓｂ　：　Ｔｅ）の範囲にある。

本発明の上記特定の記録層は、記録状態である非晶質状
態から消去状態である結晶状態への変化が速い。このよ
うに結晶化速度が速いので、記録層に記録された情報の
消去が速く、通常の消去方法であるレーザーをその集光
ビームを楕円形にして情報記録媒体に照射することによ
り消去を行う方法（弱いレーザービームを長時間照射す
る方法）を用いることにより消去できるのはもち論であ
るが、集光ビームを円形にして情報記録媒体に照射する
、すなわち強いレーザービームを短時間照射することに
よっても情報の消去を行うことができる。

また、上記記録層にレーザー光の照射により情報の記録
を行った場合、結晶状態から非晶質状態への変化のコン
トラストが大きく、情報を読み取る際の読み誤りが少な
い。そして、再生レーザー光を繰り返し照射しても記録
した信号が劣化することがない。

従って、本発明の情報記録媒体は、情報の書き込みが容
易で、読取精度が高く、かつ情報の消去効率の高い情報
記録媒体であるということができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、レーザーによる情報の書き込み、読み取
   りおよび消去が可能なＳｂ−Ｔｅ合金からなる記録層が
   設けられた情報記録媒体において、該Ｓｂ−Ｔｅ合金の
   ＳｂとＴｅとの比が原子数比で６１：３９〜５２：４８
   （Ｓｂ：Ｔｅ）の範囲にあることを特徴とする情報記録
   媒体。 ２、上記Ｓｂ−Ｔｅ合金のＳｂとＴｅとの比が原子数比
   で５９：４１〜５５：４５（Ｓｂ：Ｔｅ）の範囲にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録
   媒体。