JPH01277339A - 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、光記録媒体に関し、特に、記録情報の長期安
定性、高速消去性及び書込−消去の繰返し性が改良され
た書換型レーザー光記録媒体として好適な光記録媒体に
関する。

〔従来の技術〕

近年、小型で高性能のレーザーの進歩に伴って、収束レ
ーザー光を照射して基板上に設けられた金属薄膜に情報
の記録を行う記録媒体が、高密度、大容量の記録を可能
にするものとして期待されている。中でも、金属薄膜の
非晶質−結晶質の転移に基づいて記録を行う書換型レー
ザー光記録媒体は、情報の書込みをレーザー光により金
属薄膜を融点以上に加熱後、急冷して非晶質化させるこ
とにより行い、また情報の消去をレーザー光により金属
薄膜を融点以上に加熱後、徐冷し・て結晶質化させるこ
とにより行うもので、情報の書込と消去を多数回繰り返
して行うことができる利点があり、特に注目されている
。

このような書換型レーザー光記録媒体では、（ａ）光デ
ィスクのような高速記録を求められる場合においても、
書込時にレーザー光出力２０ｍＷ以下、パルス幅１００
ｎｓｅｃ以下、消去時にパルス幅１μｓｅｃ以下という
厳しい条件下で動作しうろこと、ら）書込と消去の安定
した繰り返し性を有すること（実用的には、１０３回以
上とされている）、（Ｃ）書込状態の室温付近での長期
安定性が高いこと（実用的には、１０年以上とされてい
る）などが要求される。

しかし、これらの要求特性をバランスよく兼ね備えた記
録媒体は、未だ開発されていない。

例えば、純Ｔｅはガラス転移温度が室温程度（約２０°
Ｃ）と低（、非晶質化させても短時間で容易に結晶質化
してしまうため記録層として用いることができないので
、従来、Ｔｅに１０〜２０原子％程度のＧｅ、Ｓｂ、Ａ
ｓ、Ｂｉ等の不純物元素を添加することによりガラス転
移温度を１００℃以上に高めたＴｅ合金膜が記録層とし
て提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のＴｅ合金膜によれば１０年以上という書込状態の
長期安定性を得ることができるが、その場合、書込状態
を消去するのに１０μｓｅｃ以上、通常１０〜数１００
μｓｅｃのパルス幅のレーザー光を照射しなければなら
なくなるため高速消去性が失われる。

このように、従来の書換型レーザー光記録媒体は、前記
の要求特性を十分に兼ね備えていないという問題がある
。

そこで、本発明の目的は、前記の要求特性をバランス良
く兼ね備えた書換型レーザー光記録媒体を提供すること
にある。特に、記録の長期保存性と記録の高速消去性を
兼ね備えた書換型レーザー光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〕

前述のように、従来、Ｔｅに不純物元素を添加しその添
加量を増して行（と、非晶質状態の長期安定性は向上す
るものの、結晶化速度が低下して高速消去性が低下する
。そればかりでなく、書込、消去の繰り返しにより相分
離等の不可逆変化が発生して繰り返し性も低下するもの
と考えられていた。ところが、本発明者らは、Ｔｅに従
来よりもがなり高濃度でＡｓ、　Ｂｉ及びｓｂから選ば
れる元素を添加したＴｅ合金薄膜で記録層を形成するこ
とにより、意外にも上記の目的を達成しうる記録媒体が
得られることを見出した。

すなわち、本発明は、Ａ−Ｔｅ系（ここでｖＡはＡｓ。

Ｂｉ及びｓｂから選ばれる。）で、かつ、単相の合金（
化学量論的組成の化合物を除く）からなる記録層を有す
る光記録媒体を提供するものである。

単相のものでも、ＡｓｔＴｅ３．　Ｂｉ、Ｔｅ、および
Ｓｂ、Ｔｅ。

のような化学量論的組成の化合物は、良好な書込状態の
長期安定性、高速消去性及び書込−消去の繰り返し性を
兼ね備えた記録層を得ることができない。

本発明の目的を達成することができる合金組成の代表的
な例としては、次のものが挙げられる。

Ａｓｘ　Ｔｅ＋−ｘ　　（０，４５≦Ｘ≦０．５５）Ｂ
ｉｘＴｅｔ−ｘ　　（０，４５≦Ｘ≦０．５５）Ｓｂｘ
Ｔｅ、−ｘ　　（０，５≦Ｘ≦０．６）本発明の記録媒
体では、記録層は、通常、基板上に形成される。記録層
の形成方法は、特に制限されず、例えば、真空蒸着法、
スパッタリング法、などを用いることができる二記録層
の厚さは、通常、２００〜１０００人の範囲である。

また、用いられる基板としては、例えば、アクリル樹脂
、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等の合成樹脂
、パイレックスガラス等のガラスなどが挙げられる。基
板の厚さは、通常、１．２〜．１．５　ｔａ＠の範囲で
ある。

本発明の記録媒体では、記録層の上面及び下面の少なく
とも一方、通常両面に、レーザー光による加熱の際に記
録層に穿孔や変形が生じたり、合成樹脂製の基板に不可
逆的な変形などが生じるのを防止するため、また記録層
の酸化防止のために保護層（オーバーコート層、アンダ
ーコート層）を設けることが望ましい。保護層の材料と
しては、例えば、ｓｉｏ！、　ｓｉｏ、　Ａ１＊Ｏｓ＋
　ＹｚＯｓ＋　ＷＯｓ＋　ＴａｚＯｓ＋Ｃｒｚ０３．　
Ｃｅｎｔ、　ＭｏＯ３，ＩｎｔＯ３，Ｇｅ０ｚ＋　Ｔｆ
Ｏｚ＋　Ｚｒ０ｚ等の無機酸化物、ＡＩＮ、　ＢＮ＋　
Ｓｉ、Ｎ、等の無機窒化物、ＭｇＦｚ＋　ＣａＦ２等の
金属フッ化物、ＺｎＳ等の金属硫化物及びポリフェニレ
ンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミ
ド等の有機高分子物質などが挙げられる。これらの無機
材料からなる保護層は、例えば、電子線加熱蒸着等の蒸
着法、スパッタリングなどの方法で形成できる。また有
機高分子物質からなる保護層は、蒸着、スパッタリング
等の方法で形成することができ、またテトラメチルスズ
等のプラズマ重合膜も用いるとかできる。保護層の厚さ
は、通常、２００〜１５００人の範囲である。

一般に、無機系の保護層は耐熱性に優れるため不可逆的
な変形などが起こり難く、書込−消去の繰り返し性の高
い記録媒体を得るのに特に適している。有機系の保護層
は熱伝導率が小さいのでレーザー光により記録層の合金
膜の温度を融点以上に高める際に熱拡散によるエネルギ
ー損失が少なく、そのためより短いパルス幅のレーザー
光で書込、消去を行うことができる利点がある。

本発明の記録媒体を製造する際に、基板として、耐熱性
の高いポリイミド等の耐熱性プラスチック、パイレック
ス等の耐熱性ガラスを使用すると、レーザー光による加
熱時の基板の変形などの恐れがないので、アンダーコー
トの保護層は不要であり、書込−消去の繰り返しの再現
性向上に有利である。

また、本発明の記録媒体の形態は特に限定されず、例え
ば、ディスク状、カード状などが挙げられる。

〔作用〕

本発明の記録媒体において、記録層を化学量論的組成の
化合物を除いた単相の合金とすることにより、前記した
種々の相対立する要求特性がバランスよく良好に達成さ
れる理由は、必ずしも明らかではないが次のように推察
される。即ち、単相であるために、（１）平均配位数ｍ
が２．４５　　（原子の拘束数Ｎ−３とする）であり非
晶質状態が極めて安定であるため、結晶化温度が高くな
り、室温での記録部（非晶質部）が長期にわたって安定
する、（２）他の相が現れないため、結晶化過程におい
て原子の拡散距離が短くてすみ、結晶化速度が速い、（
３）記録−消去を繰り返しても、相分離することなく単
相の状態が保持されるため、信号レベルが安定する。ま
た、化学量論的組成の化合物を除いたために、本発明者
らが行った５ｂ−Ｔｅ系についての実験で得られた第１
図のＸ線回折の結果から示唆されるように格子欠陥の存
在が考えられる。この格子欠陥の存在のために、（１）
結晶化の際、各原子の移動に対する自由度が太き（なり
、消去速度（結晶化速度）が大きくなる、（２）格子欠
陥の存在しない場合に比べて体積が増加し、非晶質状態
と結晶質状態の体積の差が小さくなる、従って、記録−
消去を繰り返しても記録層と保護層が剥離したり、不可
逆的変形を生じたりする可能性が少なくなり、機械的に
も記録−消去の繰り返し性に優れたものとなる、（３）
融点以上に加熱したとき、溶融状態になり易く、結晶状
態を一旦溶融するときのレーザーエネルギーが小さくて
すむため、記録感度が向上する。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ （１）基板として、寸法５０閣四方、厚さ１．２　ｍの
パイレックスガラス板、及び直径１３０閤、厚さ１．２
　ｗａのポリカーボネート樹脂円板の２種を使用した。

まず、これらの基板の片面に電子線蒸着法により膜厚１
５００人のＳｉＯ□膜を形成した。次にその上に電子線
加熱蒸着法によりｓｂ含有量が、それぞれ４０．４５．
５０．５５．６０．６５．７０原子％である、膜厚１０
００人のＳｂ　−Ｔｅ合金膜を形成した。蒸着は、ｌＸ
ｌ０−’Ｔｏｒｒの真空下で行い、ｓｂとＴｅの２つの
蒸着源に対する電子線出力を変化させることにより生成
する合金膜中のｓｂ含有量を調節した。上記のｓｂ含有
量はＸ線光電子分光分析により確認したものである。

次に、得られた記録層であるＳｂ　−Ｔｅ合金膜の上に
電子線蒸着法により膜厚１５００人のＳｉｎ、膜を形成
した。なお、上記で製造したままの記録媒体の合金膜は
非晶質と結晶質の中間状態にあるので、予め、−旦連続
発振のレーザー光を照射して合金膜を融点以上に加熱後
徐冷して完全に結晶質化とした後に使用した。こうして
作成した記録媒体をＸ線回折を用いて結晶状態を観察し
た結果、すべての組成の試料ともＳｂ、Ｔｅ３の単相で
あった。またこれら試料の性能を次のようにして評価し
た。

（２）１込、逍去豊住 パイレックスガラス板を基板として作成した記録媒体を
試料として用いた。

光源としてＡｌＧａＡｓレーザーダイオード（発振波長
８３００人）を用い、直径１．４μｍに収束したレーザ
ー光を記録媒体の基板側から照射して書込と消去を行っ
た。

記録層の非晶質−結晶質の状態変化は、一般に結晶質状
態のほうが非晶質状態よりも光の反射率が低いことを利
用して、記録媒体の記録部に再生用レーザー光（連続発
振、レーザー光出力０．１ｍＷ）を照射した際の反射光
量を測定し、反射率の相対変化ΔＲ／Ｒ（Ｒ：結晶質状
態の反射率、ΔＲ：非晶質状態と結晶質状態の反射率の
差）を求め指標とした。

ｌ込 レーザー光の出力を１５ｍＷと一定とし、種々のパルス
幅のレーザー光を照射して反射率の相対変化が３０％と
なる書込可能条件を調べた。その結果、化学量論的組成
（Ｓｂ・４０原子％）の試料でのレーザーパルス幅９０
ｎｓｅｃから、ｓｂが増大するにつれて次第に短くなり
、ｓｂ・７０原子％でレーザーパルス幅が６０　ｎ５ｅ
ｃとなった。

１去 上で書き込んだ信号を、照射するレーザー光の出力とパ
ルス幅を変えて消去を試み、消去可能な最も短いパルス
幅を消去速度として評価した。

５ｂ４０原子％ではパルス幅２０Ｑｎｓｅｃであった。

Ｓｂが増大するにつれてレーザーパルス幅は短（なり、
５０〜７０原子％ではパルス幅１００ｎｓｅｃ以下の高
速消去が可能であった。

豊込腹皿生支定性 上で書込を行ったパイレックスガラス板を基板とする試
料に、室温から２５０°Ｃまでの種々の温度で熱処理を
加え、書込信号が１００ｓｅｃの熱処理で半減する温度
を調べ、この温度を結晶化温度とした。その結果、実施
例の試料ではいずれの場合も結晶化温度は１２０℃以上
であった。これは、室温では非晶質状態が１０年以上安
定であることを意味する。

゛入−゛　　　の　　　　゛ 基板としてパイレックスガラス板を用いた試料に、書込
は、レーザー光の出力１５ｍＷ　、パルス幅８０ｎｓｅ
ｃで行い、消去は、レーザー光の出力１５１、パルス幅
２００ｎｓｅｃで行い、書込と消去を繰り返した。

その結果、実施例の試料では、いずれも再現性が良＜１
０３回以上の書込−消去の繰り返しが可能であった。繰
り返し数が５Ｘ１０”回を超えると、ｓｂ含有量が４０
原子％の試料は完全には消去することができな（なった
が、その他の実施例の試料はなお再現性が良好であった
。

（３）光ヱ盃五り極性 前記のポリカーボネート円板を基板とする記録媒体を試
料として用い、光ディスクとしての搬送波対雑音比（Ｃ
／Ｎ比）を次のようにして評価した。

書込時のレーザー光の出力１５ＩＩＩＷ、パルス幅１０
０ｎｓｅｃとし、再生時のレーザー光の出力１．２ｍＷ
。

ディスク回転数１８０Ｏｒｐｍで記録、再生の実験を行
ったところ、実施例の試料ではいずれの場合もＣ／Ｎ比
は５５ｄＢ以上であった。

引き続きディスクの情報書込部を出力６ｍＷのレーザー
光で走査したところ、実施例のディスクではいずれの場
合も書き込んだ情報を完全に消去することができた。

上記の書込−消去を５Ｘ１０３回繰り返したが、Ｃ／Ｎ
比は５ｂ＝４０原子％の試料では５３ｄＢであり、他の
試料では依然として５５ｄＢであった。

実施例２ 記録層をＳｂ　−Ｔｅ合金の代わりにＢ１−Ｔｅ合金及
びＡｓ　−Ｔｅ合金膜で形成した以外は、実施例１と同
様にして記録媒体を製造し、性能を評価したところ、実
施例１の場合と同等の結果が得られた。

実施例３ 記録層及び上下の保護層をＲＦスパッタリングにより形
成した以外は実施例１と同様にして記録媒体を製造した
。記録層形成のスパッタリングは、スパッタリングガス
としてＡｒを用い、ガス圧５×１０−”Ｔｏｒｒ、、Ｒ
Ｆ出力１００ｕで行い、記録層である５ｂ−Ｔｅ合金膜
の組成は、ターゲットである５ｂ−Ｔｅ合金の組成を変
えることにより調節した。

得られた記録媒体を実施例１と同様にして評価したとこ
ろ、書込状態の長期安定性、高速消去性、書込−消去の
繰り返し性のすべての点において、実施例１と同等の結
果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明の光記録媒体は、従来、同時に向上させることが
できなかった書込状態の長期保存性、高速消去性及び書
込−消去の繰り返し性などの要求特性を良好に兼ね備え
ており、書換型レーザー光記録媒体として優れたもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｓｂ　−Ｔｅ合金薄膜の、Ｓｂ、　Ｔｅ、単
相（δ相）内で組成をずらしたときの、（００９）のＸ
線回折ピークの変化を示す。 代理人　　弁理士　岩見谷　同志 第１図 ２θ Ｓｂ２Ｔｅ３単相（δ相）内で組成をずらしたときの（
００９）　Ｘ線回折ピークの変化

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ−Ｔｅ系（ここで、ＡはＡｓ、Ｂｉ及びＳｂか
   ら選ばれる。）で、かつ、単相の合金（化学量論的組成
   の化合物を除く）からなる記録層を有する光記録媒体。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体であって
   、前記記録層の上面及び下面の少なくとも一方に、無機
   酸化物、無機窒化物、金属フッ化物、金属硫化物及び有
   機高分子物質から選ばれる少なくとも１種からなる保護
   層が設けられている光記録媒体。