JPH0283832A - 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〕 この発明は光記録媒体の媒体膜に係り、特に消去速度が
大きくかつ記録情報の保存性に優れる媒体膜に関する。

〔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ｔこ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、長埒命で
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高密度、大容量の記録方式として有
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、８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。

誉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ｔこよって生
ずる記録材料の相変化すなわち結晶状態から非晶質状態
への移行または相変化などを起こさせ、それぞれの状態
（こ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ディスクの構造については図示を省
略するが、通常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表面に酸化シリコン等のセラ
ミック等よりなる保護膜を形成し、その上に記録用の媒
体膜を設け、さらにその上にセラミック等よりなる保護
膜と有機物の表面保護膜を順次堆積した構造としである
。また保護膜と有機物表面保護膜の間ｌこアルミ等の冷
却膜をもうける事も行われている。冷却膜は結晶状態か
ら非晶質状態への変化の際ｌこ、溶融状態からの冷却速
度を上げるためのものであり、この際セラミック膜は断
熱層として作用する。媒体の特性確保のためにはこの断
熱層の厚さを最適値にする事が肝要である。レーザ光は
基板の媒体膜を有する側と反対の面から入射させる。

通常の光ディスクでは、初期状態では媒体膜を結晶状態
とし、情報記録時にはこれにレーザを照射して照射部を
溶融した後急冷して非晶質状態のスポットを形成する。

消去時にはこの非晶質状態のスポットをレーザによりア
ニールして結晶状態へ戻す。

〔発明が解決しようとする課題〕

相変化型の光記録媒体としては多くの材料が提案されて
いるが、このう−５ＧｅＴｅは、結晶状態と非晶質状態
の反射率差が大きく、記録情報の安定性も高い事から有
望な材料と考えられている。しかし、我々の検討結果に
よれば非晶質状態のＧｅＴｅ＠Ｊ［をレーザ照射ｔこよ
り結晶状態へ完全ｌこアニールするには最短でも０．５
ｐｓｅｃを要する。この材料を用いて光ディスクを作成
し、ビーム径が約ｌ　ｐｍφのレーザ光により情報消去
を行う場合には、周速２ｍ／ｓｅｅ以下である必要があ
る。一方で結晶状態から非晶質状態への変化は、０．１
〜０．２μ方で行う事が可能であり、光ディスクの周速
を高めデータの転送連関を高めるためには、上記の結晶
状態へのアニール時間（消去時間）を非晶質状態への変
化時間（Ｖ込み時間）と同程度にする事が望まれていた
。

また前述のように書込みの際、結晶状態の光記録材料膜
はレーザ光ｌこより加熱されて、−旦溶融しこれが熱伝
導ζこより急冷されて非晶質状態となる。非晶質状態は
、本質的に結晶状態に比して不安定な状態であり、情報
記録後これを長時間保存した際の保存寿命が問題となる
。ＧｅＴｅの結晶化温度（１０℃／−で昇温した時に結
晶化する温度）は約１８０℃であり、非晶質状態は充分
安定であるとされているが、前述のように約１　ｐｍφ
の微小スポットとした場合、室温における結晶化速度は
通常よりも大きくなりさらに安定な材料が望まれていた
。

この発明は上述の点に鑑みてなされその目的は媒体膜で
あるＧｅＴｅに第３金属元素を加えて溶融温度近くの高
温領域における結晶化速度を早めるとともに室温附近の
低温領域における結晶化速度をおそくして情報消去時間
が短くかつ情報記録の保存性に優れる光記録媒体を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的はこの発明によれば媒体膜を光照射しこの媒
体膜を相変化させて情報の記録、再生。

消去を行う光記録媒体において、平均組成がＧｅ（２）
Ｔｅけ）　Ａｕ（ｚ）で表わされかつＧｅ組成比　Ｘ（
モル％）、Ｔｅ組成比ｙ（モル％）　ｓ　Ａｕ組成比２
（モル％）の値が式（Ｉ）、　　（ＩＩ）、　　（［１
１）０．４５　（ｘ＋ｙ　）≦ｘ≦０．５５　（ｘ＋ｙ
）　　−−−ＣＩ　）３≦ｚ≦１５　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（ＩＩ）ｘ−）−
ｙ＋ｚ　＝　１００　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・ＣＩＩＩ）を満足する媒体膜を備
えることにより達成される。

組成比Ｘ＋　ｙｈＺにつき式（Ｉ）　、　　（ＩＩ）　
、　　（ＩＩＩ）を満足する領域は三角座標（ｘ−ｙ、
ｚ）で表わしたときｌこ第１図のＡ　（３８，２５，４
６，７５，１５）、Ｂ　（４３，６５，５３，３５，３
）、　Ｃ（５３，３５，４３，６５゜３）、Ｄ　（４６
，７５，３８，２５，１５）で囲まれた領域である。

〔作用〕

ＧｅＴｅに金を添加すると結晶化速度常数の活性化エネ
ルギを著しく増大させ高温領域に２ける結晶化速度が大
きくなる。一方低温領域に２ける結晶化速度は／Ｊ’ｓ
さくなる。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。

ポリカーボネート製ディスク基板上にＳｉＯ保護膜５Ｇ
ｅ（ｘ）　Ｔｅ（ｙｌ　Ａｕ（ｚｌ媒体膜、　ＳｉＯ保
護膜をＲＦ　？グネトロンスパッタにより積層させ光記
録媒体を調製した。膜厚はそれぞれ１００　ｎｍ　、７
０　ｎｍ　＃　　２００　ｎｍである。ディスク直径は
１３０雪１である。Ｇｅ（ト）Ｔｅ（ｙ）Ａｕ（ｚ）媒
体膜のスバ、り条件は電力１２０Ｗで行い、Ａｒガス圧
を０．６〜４．ＯＰａの範囲で操作するとともにＧｅ　
＊　Ｔｅ　＋　Ａｕのチップを用いて組成比の調整を行
った。

第２図にＡｕ組成比Ｚと結晶化開始温度ｔ　（７Ｃ）と
の関係が示される。このときＧｅ組成成孔についてはｘ
　＝　０．５０　（ｘ＋３’　）を満足するようＩこし
た。

ＲＦマグネトロンスパッタリングで得られた光記録媒体
につき１０°噴の速度で昇温し、媒体膜のレーザ反射率
を観測すると、例えば第５図の温度と反射率との関係に
示されるように、結晶化開始温度ｔ　（’ｃ）において
反射率が変化する。これはＲＦマグネトロンスパックに
よって得られた媒体膜は非晶質状態であり反射率は低い
が、結晶化開始温度ζこＳいて結晶化し反射率が増加す
るためにおこる。このような結晶化開始温度ｔ（’Ｃ）
はＡｕの組成比２がＯから３モル％の間で急増し、３モ
ル％以上ではほぼ飽和することがわかる。この結晶化開
始温度が高い程室温ｆこ８ける非晶質状態の安定性が高
くなるのでＡｕの組成比ｚ（！：しては３モル％以上が
好ましい。

第３因にＡｕ組成比２と消去時間τ（／’Ｓ）　との関
係が示される。Ｘについてはｘ　＝　０．５０　（ｘ＋
ｙ　）を満足するようにした。ＲＦマグネトロンスパッ
タリングで得られた光記録媒体に８３０　ｎｍ　　１５
　ｒｎＷのレーザを所定のパルス中で１パルスＨＨしＶ
−ザ反射藁変化を生ずる最小のパルス中より消去時間丁
を決定することができる。このプロセスをＡｕ組成比２
を変化させて実験すると第３図が得られる。Ａｕ、［成
孔５モル％において消去時間が最も短くなることがわか
る。第３図ｔこ８いて領域Ｅは回転速度９００　ＲＰＭ
において必要とされる消去時間０．２５〜０．４２ＰＳ
（それぞれ外周と内周の消去時間を表わす。レーサスポ
ット１　ｐｍφ）であり、領域Ｆは１８００　ＲＰＭに
おいて必要とされる消去時間０．１２５〜０．２１／Ｉ
ｓを示す。光記録媒体の回転速度標準仕様は１８００　
ＲＰＭであるが９００　ＲＰＭのものも発表されている
ので回転速度９０ＯＲＰＭにおける最も短い消去時間で
ある０、２５７４５を基準にすると、消去時間が０．２
５ｐｓ以下を与えるＡｕ組成比２の範囲は３〜１５モル
％であることがわかる。

第４図にＡｕ組成比２を６モル％としたときのＧｅ組成
成孔と消去時間τとの関係が示される。

式（Ｉ）を満足するＸの範囲は２二６モル％のとき４２
．３≦ｘ≦５１．７となるが、このＸの範囲では消去時
間τは０．２５μｓ以下となりていることがわかる。

Ａｕ組成比２と結晶化の活性化エネルギとの関係が第１
表に示される。

第　　１　　表 活性化エネルギＥａ　（ｅＶ’　）は昇温速度を変えて
非晶質媒体膜材料の示差熱分析を行い、結晶化開始温度
ｔ　（’ｃ）とｌｏｇ　（昇温速度／　（ｔ　＋　２７
３　＞　　）との関係を用いるキラシンジャプロット法
（ＫｉｎｓｓｉｎｇｅｒＰ、８ｏｔ）　により求めるこ
とができる。活性化エネルギはＡｕの添加により著しく
増加している。活性化エネルギはＡｕ組成比２が８モル
％で最大となる。活性化エネルギが大きくなると高温領
域における結晶化速度が大きくなり室温附近の低温領域
における結晶化速度が小さくなる。第１表ζこは光記録
媒体につき１８００　ＲＰＭの回転速度（周速８町−）
における情報記録、消去のくり返し回数があわせて示さ
れる。活性化エネルギが大きくなる程くり返しの耐久性
が増すことがわかる。また得られた光記録媒体につき情
報記録の保存寿命を調べるためｆこ１００℃で１０００
時間保持し、レーザ反射率の変化を追跡した。１０００
時間ではレーザ反射率に変化がなく非晶質状態がそのま
ま維持されていることがわかった。

〔発明の効果〕

この発明によれば媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化
させて情報の記録、再生、消去を行う光記録媒体ｔこお
いて、平均組成がＧｅ（２）Ｔｅ鎗）Ａｕ（ｚ）で嚢わ
されかつＧｅ　Ｍ酸比Ｘ（モル％）、Ｔｅ組成成孔（モ
ル％）、Ａｕ組成比２（モル％）の値が式％式％（） を満足する媒体膜を備えるので媒体膜の融点近くの高温
領域ｌこおける結晶化速度が大きくなるとともに室温附
近の低温領域における結晶化速度が小さくなり、その結
果非晶質状態の媒体膜を結晶化して情報記録を消去する
に要する時間が短くなってデータの転送速度が大きくな
り、かつ記録された非晶質状態の情報の保存寿命ｌこ優
れる光記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＧｅ（至）Ｔｅ（ｙ）　Ａｕ（ｚ
）　　媒体膜の組成範囲を示す三角図、第２図はこの発
明の実施例に係る媒体膜のＡｕ組成比２と結晶化開始温
度との関係を示す線図、第３図はこの発明の実施例に係
る媒体膜のＡｕ組成比２と消去時間との関係を示す線図
、第４図はこの発明の実施例に係る媒体膜のＧｅ組成成
孔と消去時間との関係をボす線図、第５図はこの発明の
実施例に係る媒体膜の温度とレーザ反射率との関係を示
す線図である。 （１２）　　　　　代理人弁理士　山　口　　底体ｅ （りＩ）　　遍ｔツｒ４ψｊｊｉ／　２に’７ｇＡｕ 九或比 ｌ（モ、Ｖ％） 挙 圓 築 圓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）媒体膜を光照射しこの媒体膜を相変化させて情報の
   記録、再生、消去を行う光記録媒体において、平均組成
   がＧｅ（ｘ）Ｔｅ（ｙ）Ａｕ（ｚ）で表わされかつＧｅ
   組成比ｘ（モル％）、Ｔｅ組成比ｙ（モル％）、Ａｕ組
   成比ｚ（モル％）の値が式（ I ）、（II）、（III） ０．４５（ｘ＋ｙ）≦ｘ≦０．５５（ｘ＋ｙ）・・・・
   ・・・・・（ I ） ３≦ｚ≦１５・・・・・・・・・（II） ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００・・・・・・・・・（III） を満足する媒体膜を備えることを特徴とする光記録媒体
   。