JPH03178480A - 情報記録用材料 - 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 本発明は新規な情報記録用材料、さらに詳しくいえば、
所定の基板上に設けた記録層にレーザー光のようなエネ
ルギービームを照射し、照射部分の反射率変化を利用し
て、情報の記録及び読み出しを行うことができ、しかも
空気中の酸素や湿気による劣化を大幅に抑制しうる新規
な情報記録用材料に関するものである。

従来の技術 これまで、記録可能な情報記録媒体としては、例えば、
基板上に所定の記録層を設け、レーザー光を照射し、情
報に応じた孔を形成させ、この孔の有無による反射率の
差を利用して情報を読み出す記録媒体が知られている。

この場合、記録層としては、通常、融点の低いＴｅやＢ
ｉ及びそれらを含む合金あるいは化合物などが用いられ
ている。

また、レーザー光照射により光学特性を変化させ、この
光学特性の変化によって生じる反射率の変化を利用する
記録層も提案されており、このようなものとしては、例
えばＴｅａ、中にＴｅの微粒子を分散させた系（特開昭
５９−１８５０４８号公′＠）や、５ｂ２Ｓｅ、＼Ｂｊ
＊Ｔｅ、などの２Ｎ構造のものく特開昭５９−３５９８
８号公報）やＴｅを主成分とするカルコゲナイドガラス
（特公昭４７−２６８９７号公報）などが知られている
。

しかしながら、上記の孔開は方式では、孔を形成させる
に際して、加熱の他に、溶融、分散、あるいは蒸発とい
う過程を伴うために、溶融時の粘度や分散時の表面張力
などが微妙な影響を与え、孔の形状を制御しにくく、ま
ｔ；、孔の内部に残留物が発生して、ノイズの増加やエ
ラーの増加をもたらす欠点がある。

他方、レーザー光照射による加熱によりで生じる光学特
性の変化を利用する方式では、記録層の溶融、分散ある
いは蒸発という過程を必要としないために、ビットの形
状を制御することが容易であり、かつ、孔内の残留物発
生という問題もなくなる。しかし、この方式を利用する
従来の記録材では、熱的安定性が乏しく、これが実用上
の障害となっていた。

ところで、Ｓｂ、Ｔｅ、という化合物は、加熱によって
透過率が大きく変化するという性質を有し、これまでも
情報記録用材料として利用することが検討されていｔ；
が、変化温度が低く熱的安定性に欠く上に〔「ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊ、Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ）Ｊ　、第５４巻（Ｎｏ、３）、第１２５６〜
１２６０ページ〕、空気中の酸素や湿気によりその物性
がそこなわれ、経時的に機能の劣化を生じるため、実用
化が困難であった。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、前記したような従来のレーザー照射に
よる光学特性の変化を利用する情報記録用材料の欠点を
改善し、熱的安定性及び保存安定性が良好で、かつ感度
、Ｓ／Ｎ比及びビットエラー率の点で従来のものよりも
優れた新規な情報記録用材料を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明者らは、光学特性の変化を利用する情報記録用材
料について種々研究を重ねた結果、記録層として少なく
ともＳｂ、　Ｔｅ及びＧｅの３元素から成り、かつこれ
らの３元素の割合が特定の範囲にある組成のものを用い
るとともに、この記録層の上又は下あるいは両方に、金
属化合物から成る劣化防止層を設けることにより、５ｂ
−Ｔｅ系のもつ優れた光学特性を保持したまま、熱的安
定性及び保存安定性を大幅に改善しうろことを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、基板上に、加熱により光の吸収係
数が変化する材料から成る記録層を設け、該吸収係数の
変化によって生じる光の反射率の変化により情報を記録
する情報記録用材料において、その記録層が少なくとも
Ｓｂ、　Ｔｅ及びＧｅの３元素を含み、かつこれらの３
元素が、一般式 ％式％ （ただし、Ｘは０．０５〜０．７、ｙは０．４〜０．８
の範囲の数である） で示される組成を有すること、及び記録層の上又は下あ
るいはその両方に金属化合物から成る劣化防止層を設け
たことを特徴とする情報記録用材料を提供するものであ
る。

この際の加熱の手段としては、レーザー光や電子ビーム
などのエネルギービームの照射が好適である。レーザー
光や電子ビームなどのエネルギービームの照射により情
報を記録する場合、エネルギービームの照射による加熱
温度及び照射後の冷却速度により、２通りの記録を行う
ことができる。

すなわち、吸収係数の小さい状態から大きい状態へ変化
させることによって記録を行ったり、吸収係数の大きい
状態から小さい状態へ変化させることによっても記録を
行うことができる。

本発明の情報記録用材料における記録層は、少なくとも
Ｓｂ、　Ｔｅ及びＧｅの３元素から戊っており、これら
の組成比は、一般式（ＳｂｍＴｅｔ−ｇ）ｙＧｅｔ−ｙ
で表わした場合、Ｘが０．０５〜０．７、ｙが０．４〜
０．８の範囲である。Ｘの値が０．０５未満では加熱に
よる吸収係数の変化が小さく、十分なコントラストが得
られない上に、温度や湿度に対する安定性が低く、また
０、７を越えるとコントラストが極端に低くなり、した
がって、Ｓ／Ｎ比も低くなる。一方、ｙの値が０．８を
超えると加熱による吸収係数の変化が低温で生じるよう
になり、熱安定性が低下するし、また０、４未満ではコ
ントラストが極端に低下し、Ｓ／Ｎ比も低くなる。特に
感度を重要視する場合は、Ｘの値は通常０．１〜０．３
５の範囲内で選ばれる。

さらに、実用的な観点から、長時間にわたって同一個所
に情報読み出しビームを照射し続けることがあるが、こ
のような長時間再生時には、読み出しビームによる熱が
蓄積され、その熱によって未記録部分も徐々に記録部分
と同一状態に近づき、その結果再生信号の振幅が減少し
て、Ｓ／Ｎ比やエラストマーが徐々に低下する傾向があ
る。したがって、このような長時間再生に対する安定性
を考慮し、さらに感度及びＳ／Ｎ比のバランスをとるた
めには、前記Ｘの値が０．１５〜０．４で、ｙの値が０
．５〜０．７の範囲にあることが実用的である。

本発明の情報記録用材料においては、記録層として５ｂ
ＳＴｅ及びＧｅの３元素のみから成るものを用いるだけ
で実用的には十分であるが、必要に応じ他の元素を含有
させることもできる。

（Ｓｂ、Ｔｅ、−ｘ）ｗＧｅｓ−ｗの記録層は、真空蒸
着、スパッタリングなどの蒸着法で形成される。組成の
コントロールには、真空蒸着の場合は、三元共蒸着法や
あるいは特定組成の蒸着物をフラッシュ蒸着法によって
行うのが好ましく、また、所望の組成によっては、二元
共蒸着法で行うこともできる。

他方、スパッタリングの場合は、特定組成のターゲット
材料を用いたり、１つの元素あるいは合金のターゲツト
材の上に、他の元素あるいは合金の破片を置いて行うの
が有利である。

真空蒸着法によって膜形成を行う場合には、真空度は１
０”’〜１０−＠Ｔｏｒｒの範囲、蒸着速度ハ０．５−
２０人／秒の範囲が好ましく、また基板温度としては特
に制限はないので、室温が望ましい。一方、スパッタリ
ング法による場合は、特に基板温度が上昇しやすいので
、冷却する必要がある。

一般に、基板上に薄膜が積層されている場合の反射率は
、基板及び薄膜の屈折率、吸収係数及び厚みによって一
義的に決まるので、加熱前後の屈折率及び吸収係数を用
いて、各膜厚での反射率を求めることによって、加熱前
後の反射率変化を大きくするための膜厚の範囲は自ずと
決まる。一方、実際にレーザー光などの照射によって記
録を行う場合には、記録層や反射層の膜厚によってレー
ザー光の吸収率や熱の逸散状態が異なり、したがって記
録感度が異なってくる。記録層や反射層の好ましい膜厚
範囲は、主に前記した２つの要因から決まる。

、　（Ｓｂ、Ｔｅｔ−−）ｙＧｅ＋−ｙを記録層として
情報記録用材料に用いる場合、この記録層単独でもよい
が、その場合には十分なコントラストを得るために、記
録層の膜厚は７００Ａ以上、好ましくは８００〜２００
０人の範囲にするのがよい。しかし、膜厚をあまり厚く
すると、光の吸収係数を変化させるための物理化学的な
状態変化を膜厚方向に一様に生じさせにくくなり、本来
の高いコントラストに相当するＳ／Ｎ比を得ることがで
きなくなる。これに対し、記録層の上若しくは下に反射
層を設ける場合、記録層の膜厚が薄い領域においても十
分なコントラストを得ることができ、その結果高いＳ／
Ｎ比を得ることができるので有利である。このような反
射層を設ける場合には、記録層の膜厚は反射層の材料及
び膜厚によって左右されるが、一般に２０〜１０００Ａ
の範囲が好ましい。

反射層に用いることのできる材料としては、情報読み出
しビームに対して高い吸収係数を有する物質が好ましく
、このようなものとしては、例えばＡＱ、　Ｔｉ、　Ｃ
ｒ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｓｅ、　Ｇｅ、　Ｚｒ、　Ａｇ
、　Ｉｎ、　Ｓｎ。

Ｓｂ、　Ｔｅ、　Ｐｔ、　Ａｕ、　Ｐｂ、　Ｂｉなどの
金属、あるいはそれらの合金を挙げることができる。該
反射層は、これにの元素や合金の単独でもよいが、２種
以上の元素あるいは合金を積層してもよい。この反射層
の膜厚は１００Å以上が好ましく。特に感度の点からｔ
ｏｏ−１０００人の範囲にあることが好ましい。

なお、以下において、反射層を設けた構成について述べ
る場合、記録層と反射層の両者を合わせて情報担体層と
称する。

本発明の情報記録用材料においては、記録層の上又は下
にあるいはその両方に金属化合物から成る劣化防止層を
設けることが必要である。

特に、コンピューターメモリなどのコード化されたデジ
タル情報の記録用媒体として用いる場合には、局部的な
膜質の変化であっても、エラーが大幅に増加するので、
劣化防止層として金属化合物の層を設けることが必要で
ある。

この劣化防止層に用いる金属化合物としては、Ａ（２，
Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｖ、Ｈｆ
、Ｌａ、Ｓｔｏ、Ｙ、Ｔａ、Ｍｏの中から選ばれた元素
の酸化物若しくは窒化物が好ましいが、もちろん他の劣
化防止能力を有する化合物を用いることもできる。これ
らの金属化合物層は、記録層の上又は下に直接設けても
よいし、前記した情報担体層の上又は下に設けることも
できる。この層を設けることにより、空気中や基板中か
ら記録層あるいは反射層に浸透してくる水や酸素などの
侵入が防止され、記録材の劣化が大幅に抑制される。特
にＳｔの化合物がこの効果に優れている。

本発明に用いる劣化防止層は、同一金属化合物の単一層
又は２種以上の金属化合物の積層のどちらでもよい。記
録層若しくは情報担体層の上下両方に設ける場合、上下
の金属化合物の種類は、同じであっても異なってもよい
。金属化合物層の膜厚は１００〜５０００人の範囲が感
度の点で好ましい。

本発明における反射層及び劣化防止層は、記録層と同様
、真空蒸着、スパッタリングなどの蒸着法を用いて形成
することができる。

本発明における基板としては、ガラスやガラス上に光硬
化性樹脂を設けたもの、ポリカーボネート、アクリル樹
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。

第１図ないし第２図は、本発明の情報記録材料の構造例
を示す断面図であり、１は基板、２は記録層、３は反射
層、４は劣化防止層である。

本発明の材料を実際に情報記録媒体として用いる場合は
、基板上に記録層を設けた２枚の同一の円板を、記録層
を設けた面を互いに対向させた状態で、スペーサーを介
して接着一体化した、いわゆるエアーサンドイッチ構造
や２枚の同一の円板を、記録層を設けた面を互いに対向
させた状態で、スペーサーを介さずに、全面で接着し一
体化させた、いわゆる全面接着構造、あるいはこれらと
は全く異なり、フィルム状のシートの上に記録層を設け
、このシートをロール状に巻いた構造などいずれの構造
にしてもよい。

実施例 次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

なお、実施例では、吸収係数の小さい状態から大きい状
態へ変化させることによって記録を行う場合について説
明するが、この逆の場合も同じように行うことができる
。

参考例 厚さＬ−２ｍｍのスライドガラス上に、抵抗加熱法によ
り、ｓｂ及びＴｅを入れた２つの蒸着ポートから、二元
共蒸着により第１表に示すような組成の膜を、３００人
の厚みでそれぞれ形成した。

第　　　　　　１　　　　　　表 これらのサンプルを、未処理の状態と、２００℃に加温
したオーブン中で約１０分間加熱処理を施した状態とで
、波長８３０ｎｍの光透過率を測定した。

この加熱処理前後での透過率の変化率を第３図に示す。

第３図より、ｓｂの原子数％が２０％以上７０％以下の
範囲で、透過率の変化が大きいことが分かる。ｓｂが２
０％以下では加熱によって透過率が増えているが、これ
はＸ線回折解析によってＴｅの酸化によるものであるこ
とが確かめられた。

実施例１ 射出成形により、あらかじめ溝（深さ７００人、幅０．
５μｍｖ　ピッチ１．６．ｕ＋ａ）を設けた厚さ１．５
ｍｍ。

直径３０５１１１１１のアクリル基板上に、電子ビーム
蒸着法により、５ｉｎ２膜を２００　Ａの厚みに形成さ
せたのち、抵抗加熱法により、Ｓｂ、　Ｔｅ及びＧｅを
入れた３つの蒸着ポートから三元共蒸着によって、５ｔ
）０．１５Ｔｅａ、　ａｓ　Ｇｅｏ、　４の組成化の膜
を１００ＯＡの厚みに形成させ、最後に電子ビーム蒸着
法によって５ｉｎ２を２０ＯＡの厚みに形成した。

これらのサンプルを、９００ｒｐｍで基板回転させ、透
明な基板越しに半導体レーザー（波長８３０ｎｍ）の光
を集光させて照射し円板上の直径約１４０ｍｍの個所に
情報信号を書き込んだ。情報信号としては、Ｍ”ＦＭ変
調方式に従った単一周波数（３，１ＭＨｚ）のパルス列
を用いた。信号の再生には、同一波長の半導体レーザー
光を用い、１．２ｍＷで再生を行い、記録した情報信号
と比較してビットエラー率を求めた。ビットエラー率を
求める際に、レーザーの記録パワーを変化させて、位相
マージンを測定し、最も位相マージンの広いときの記録
パワーを最適書き込みパワーとした。

このようにして上記のサンプルを評価したところ、最適
書き込みパワー及びビットエラー率（以下ＢＥＲと略す
る）は、それぞれ４．０ｍＷ及び３×１０−″であった
。

このサンプルを温度６０’０．相対湿度９０％の環境下
にｌＯ日間放置したのちに、あらかじめ書き込んである
信号のＢＥＲを調べたところ５ＸｌＯ−’でわずかに増
加したにすぎなかった。

実施例２ 実施例１と同様のアクリル基板上に、スパッタ法によっ
てＳｉ、Ｎ４を４００人、ｓｂｏ、　＋ｓ　Ｔｅａ、　
６　Ｇｅｏ、　３Ｂの組成比の膜を３５０人、ｓｂを２
５ＯＡ、さらにＳｉ３Ｎ４を４００Ａの厚さで順次形成
させた。

このサンプルを実施例９と同様の方法で評価を行ったと
ころ、ＢＥＲは２　Ｘ　１０−＠であった。

上記のサンプルを６０°Ｃ，９０％ＲＨの環境下に２０
日間放置したのちに、以前に書き込んだ信号のＢＥＲを
調べたところ、２　Ｘ　１０−’でまったく変化が認め
られなかった。

実施例３ 実施例１と同様のアクリル基板上に、電子ビーム蒸着法
によってＳｉＯを４００人形威形成のち、抵抗加熱法に
より、Ｓｂ、Ｔｅ及びＧｅを入れた３つのポートから三
元共蒸着によってＳｂｏ、　＋ｓ　Ｔｅａ、　４６　Ｇ
ｅｅ、　４の組成比の膜を３５０人の厚さに形成させ、
さらに、電子ビーム蒸着法によってｓｂを２０ＯＡ、　
ＳｉＯを６００人の厚さで順次形成させた。

このサンプルを、実施例１と同様の方法で評価したとこ
ろ、ＢＥＲはｌ　Ｘ　１０””であった。次に、いった
ん記録したトラック（基板上の溝）上に再生レーザー光
１．２ｍＷを照射し続け、１０日間にわたって連続再生
を行ったところ、ＢＥＲ及び位相マージン共にまったく
変化が認められなかった。さらに、このサンプルを６０
℃、９０％ＲＨの環境下に２０日７間放置したのちに、
以前に記録した信号のＢＥＲを調べたところ、ｌＸｌ０
−＠であり全く変化が認められなかった。

実施例４ 実施例１と同様のアクリル基板上に、電子ビーム蒸着法
によって５ｉ０２膜を５００人の厚さで形成させたのち
、Ｓｂ、Ｔｅを電子ビーム法、Ｇｅを抵抗加熱法により
三元共蒸着させてＳｂｏ、　２　Ｔｅ＋、　４６　Ｇｅ
ｏ、　ｓｓの組成比の膜を４００人の厚さに形成させ、
さらに、この上に、電子ビーム蒸着法により、Ｓｂを３
００人、５ｉ０２を５００人の厚さでそれぞれ形成させ
た。

このサンプルを、実施例１と同様の方法で評価したとこ
ろ、ＢＥＲはｌＸｌ０−＠であった。次に、このサンプ
ルを６０℃、９０％ＲＨの環境下に２０日間放置したの
ちに、以前に記録した信号のＢＥＲを調べたところ、ｌ
　Ｘ　１０−’であり全く変化が認められなかった。

発明の効果 本発明によれば、高感度かつ高Ｓ／Ｎ比を有し、しかも
温度及び湿度に対して極めて安定で信頼度の高い情報記
録用材料が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の情報記録用材料の構造例
を示す断面図、第３図はｓｂとＴｅの割合を変えたとき
の、光透過率の変化を示すグラフである。図中１は基板
、２は記録層、３は反射層、４は劣化防止層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に、加熱により光の吸収係数が変化する材料
   から成る記録層を設け、その吸収係数の変化によって生
   じる光の反射率の変化により情報を記録する情報記録用
   材料において、その記録層が少なくともＳｂ、Ｔｅ及び
   Ｇｅの３元素を含み、かつこれら３元素が、一般式 （Ｓｂ＿ｘＴｅ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＧｅ＿１＿−＿ｙ（
   ただし、ｘは０．０５〜０．７、ｙは０．４〜０．８の
   範囲の数である） で示される組成を有すること、及び記録層の上又は下、
   あるいはその両方に金属化合物から成る劣化防止層を設
   けたことを特徴とする情報記録用材料。