JPH0459152B2

JPH0459152B2 -

Info

Publication number: JPH0459152B2
Application number: JP58003278A
Authority: JP
Inventors: Buriensu Reenderuto; Uiruherumu Do Hooruteru Adoriaan; Antoniusu Yohanusu Yakobusu Berunarudasu
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1982-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1992-09-21
Also published as: JPS58124693A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は光学記録デイスクに関するものであ
り、情報を光学的に記録し読むことができ、少な
くとも片側にテルル、セレン、およびSeまたは
Teと混合しないかまたは僅かだけ混合できる元
素を含む削摩記録層を有する基板を備えた光学記
録デイスクに関するものである。この種の記録デイスクとしては、オランダ国特
許出願7805605号のものが知られている。このデイスクでは、記録層に組成物
Te₃₃Sb₃₃Se₃₄を使用している。実際に用いられて
いる他の既知の記録層はテルル元素から成る。削摩（ablative）記録層とは、エネルギー集中
光、例えばレーザー光にさらすことによりホール
またはくぼみを形成し、記録すべき情報に従つて
調整された層を意味するものとする。情報を記録
する場合、、デイスクを約150〜1800rpmの速度で
回転し、記録層に焦点を合わせるパルスレーザー
光にさらす。パルスタイムは小さく、例えば10^-6
〜10^-8秒であり、例えば５×10^-8秒である。使用したレーザー力もまた小さく、例えばデイ
スクに関し、２〜20ｍＷの値である。パルスレー
ザー光にさらした結果、記録層は露光領域で溶け
る。溶けた記録材料は、表面エネルギー差の影響
を受ける領域の縁部、ホールまたは厚くなつた縁
部を形成するくぼみに入る。このようにして得ら
れた情報ビツトは直径が小さく、0.5〜2μｍ程度
の大きさである。記録層の厚さは約15〜50nｍで
ある。記録した情報は記録レーザー光よりもかなり弱
く、例えばエネルギー強度がフアクター１０より
も小さいレーザー光によつて読出される。情報ビ
ツトの検出はくぼみまたはホール（ビツト）の領
域での記録層の反射または伝送の変化に基づく。反射の読出しには入射および反射したレーザー
光線が大部分同じ光路を通過する利点があり、そ
の結果、少数の光学素子、例えば対物レンズが記
録読出装置に必要である。記録と読出し両方の場
合レーザー光線は基板を介して記録層に焦点を合
わせる。ダスト粒子、引つかきくず等は基板表面
に生じた後、レーザー光を焦点に集める対物レン
ズの焦点の奥行の外側に落ちるため、この種の不
純物は記録し読出す情報の質に有害な影響は与え
ない。基板は使用するレーザー光に対して透過性
でなければならず、例えばガラスまたは透過性合
成樹脂、例えばポリ塩化ビニル、ポリカーボネー
トまたはポリメチルメタクリレートから製造され
る。所望により、補助層、例えば光硬化性ラツカ
ー層を、基板と記録層との間に設けることができ
る。基板または補助層は記録層の側で、ら旋状ま
たは同中心の複数の円から構成する光学的に読出
せる情報トラツクを与えることが好ましい。情報
トラツクは交互に高レベルと低レベルに位置する
情報領域を有し、透過性基板を介してレーザー光
によつて走査される。情報領域は入射および反射
のレーザー光線間の相差に基づき反射において読
出される。これらの領域間のレベル差は式λ／4n （式中のｎは屈折率である）に従つて、使用する
レーザー光1/4の波長である。高さの差は、例え
ば0.11μｍに等しい。情報領域の長さは貯えた情
報に従つて変化し、約0.2〜3μｍである。貯えた
いわゆるアドレス情報は、例えば記録の速度およ
び位置に関するデータのような情報を記録するレ
ーザー光線に制御のためのデータを含む。記録層の組成は良い結果を得るために極めて重
要である。組成の僅かな変化はホール−（ビツト）
形成、記録情報の読出し、および情報トラツクの
走査の複雑な工程に大きな影響を与える。本発明の目的のひとつは、記録層が記録、読出
しおよび続くトラツクの上記工程が最適である上
述の型の光学記録デイスクを提供することにあ
る。特に記録層が、長い工程においても優れた物理
的安定性を示す良く画成され再現できる表面構造
を備えた極めて微細な多結晶構造を有する光学記
録デイスクを提供することにある。本発明の他の目的によれば、記録層がレーザー
光に対して感度が大きく（限界エネルギーが小さ
く）、特に赤外領域に発行スペクトルを有するレ
ーザー光が、応力侵食または他の酸化現象、例え
ば湿気の影響下に殆どまたは全く感知せず、さら
に記録情報を読む際に優れた信号対ノズル比を示
す光学記録デイスクを提供することにある。これらの目的は上述のタイプの記録デイスクに
より達成され、このデイスクは記録層の組成が、
次式 Te_x Se_y S_z Sb_q （式中、76at.％≦ｘ≦93at.％ 6at.％≦ｙ≦13at.％ 0at.％≦ｚ≦ 7at.％ 1at.％≦ｑ≦ 7at.％ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＝100at.％ｚ＋ｑ＝２〜11at.％）を満足することを特徴
とする。既知の実際に使用される記録デイスクはテルル
元来の削摩記録層を有する。テルル元来はレーザ
ー光、特にスペクトルの赤外部分の感度が大き
い。例えば厚さ30nｍのテルル層にビツトを作成
するための限界エネルギーは、60nsの照射パルス
と647nｍの光波長にて約0.37nJである。しかし、
テルルは空気中で強く酸化される欠点が知られて
おり、レーザー光吸収に対する感度は、透過成の
酸化テルルが生成するため劣化が大きい。この結
果テルルの記録層を大気から封じる必要がある。
テルル層を基板または補助層に設ける場合、テル
ル層は自然に殆ど瞬間的にアモルフアス状態から
多結晶状態に転化する。テルル層を設けるのに適
した方法は蒸気析出法またはスパツタリング法で
ある。上述のように抑制されずに迅速に結晶層に
転化する結果として、歪が層に生じ、記録デイス
クが損傷することになる。上記のTe₃₃Sb₃₃Se₃₄の既知の層は安定なアモル
フアス層である。レーザー光に対する吸収容量で
ある層の感度が特にスペクトルの赤外領域におい
て、テルルと比較するとかなり減少するので、層
は有効な実際の用途には適しない。例えば、
Te₃₃Sb₃₃Se₃₄層にホール（ビツト）を形成する限
界エネルギーは、60nsのパルスタイムで647nｍ
の波長（クリプトンレーザー）で0.85nJである。
また層の表面層構造は局部的に低質レベルであ
る。さらに層は外見が斑点（patch）を有し、や
はり結晶化が起つていないと思われる。層表面に
対するレーザー光の反射範囲は局部的に異なり、
情報トラツクの走査には問題がある。オランダ国特許出願第8005693号には、
Te₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅，Te₇₅Se₁₅Sb₁₀及びTe₇₅Se₁₅S₅S₅
の組成の記録層が記載されている。これらの層は赤外領域の発光スペクトルを有す
るレーザー光に対して感度が良い。記録層は化学
的に安定であり、特に酸化に対し良い抵抗を示
す。発明者らは、上述の組成を有する層を設けた
後に、アモルフアス状態から多結晶状態にゆつく
りと転化することを見出した。この転化の過程
は、特に問題の層のテルル含量に依存し、数ケ月
から数年にわたつて変化する。その期間、層は物
理的に不安定である。層は結晶部分とアルモフア
ス部分から成り、これらの領域は変化する。層表
面は均一構造をもたず、特に斑点状であり、レー
ザー光に対する反射に差がある。このため、情報
トラツクとレーザー光の焦点化の走査を妨げる。
さらに、アモルフアスから結晶へのゆつくりした
転化は、粗い結晶の成長を局部に誘うことにな
る。場合によつては、長さが約1μｍの結晶でさ
えも見られる。このように大きい結晶はビツト寸
法が約0.7μｍで重大な妨げとなる。本発明の光学記録デイスクに用いる記録層は上
記の欠点を殆ど示さない。この記録層はレーザー
光に対し吸収力が大きく、従つて感度が大きい。感度は純粋なテルルの感度と等しく、これは驚
くべきことである。記録層に記録したビツトは信
号対ノイズ比が優れており、55dB程度の大きさ
である。既知のスパツタリング法による基板また
は補助層に設ける層は、酸化に対し優れた抵抗を
示す。層は物理的に安定であり、長い行程にも均
一な表面構造を維持する。さらに特に、レーザー
光の反射は記録層の全表面にわたつて一定であ
り、局部反射による差が生じない。記録層の物理
的安定性と表面構造は、層がアモルフアスから多
結晶への転化に対し好ましい活性化エネルギーを
有することによる。一方では、活性化エネルギー
が十分に高いので、アモルフアスから多結晶への
転化はあまり早くなく、層の歪は認められない程
のレベルには達しない。他方では、活性化エネル
ギーは十分に低いレベルにあるため、室温で前記
転化は約30分から精々数日の期間に行われる。こ
のため多結晶層は均一な表面構造で得られる。記
録層を基板または補助層にスパツタリングまたは
蒸気析出した後、アモルフアスから多結晶への転
化工程を熱処理によつて早めることができる。例
えば60〜80゜の熱処理によつて、本発明の記録層
を数分ないし１時間で微細な多結晶状態に転化す
ることができる。本発明のデイスクの好ましい形として記録層に
次式を満足する組成のものを用いる。 Te_x′ Se_y′ S_z′ Sb_q′ （式中、80at.％≦x′≦87at.％ 10at.％≦y′≦13at.％ 0at.％≦z′≦ 2at.％ 3at.％≦q′≦ 5at.％ x′＋y′＋z′＋q′＝100at.％である。）前記の好ましい組成の記録層は最適の釣り合い
のとれた性質を有する。複数の性質の組合せは情
報の記録および記録した情報の回収に優れてお
り、貯えた情報の質を永続させる。前記好適例の
記録デイスクにより、赤外領域の感度が大きく、
酸化と侵食に対する安定性が優れており、短期間
に例えば70℃に熱すると極めて微細な多結晶構造
が得られ、亀裂に対する感度が小さい利点が得ら
れる。前記亀裂の語は記録層の表面に極めて細か
い割れを形成することを意味しており、特に記録
層が老化する際の割れは品質に重大な欠点を生じ
させる。割れの形成は前述の好ましい組成の層に
おいて特に抑えられる。さらに本発明の記録デイスクの他の好適例とし
て、記録層に次式に相当する組成を用いる。 Te_x″ Se_y″ S_z″ Sb_q″ （式中、81at.％≦x″≦85at.％ 11at.％≦y″≦13at.％ 1at.％≦z″≦ 2at.％ 3at.％≦q″≦ 4at.％ x″＋y″＋z″＋q″＝100at.％である。）この実施例では、割れの形成に対する記録層の
感度が殆ど完全に抑えられる。以下に示す実施例
に記載した試験では、上記の好ましい組成を備え
た記録層に亀裂は見られなかつた。本発明の記録デイスクに応用できる記録層の例
としては次のものがあげられる。 Te₈₃Se₁₂Sb₃S₂；Te₈₃Se₁₂Sb₂S₃；
Te₈₄Se₁₂Sb₂S₂；Te₈₆Se₁₁Sb₂S₁；Te₈₆Se₁₁Sb_1.5
S_1.5；Te₈₈Se₁₀Sb₁S₁；Te₈₈Se₁₀Sb₂；Te₈₈Se_9.5
Sb₁.₅S₁；Te₉₂Se₆Sb₁S₁；Te₈₁Se₁₃Sb₄S₂；
Te₈₁Se₁₃Sb_3.5S_2.5；Te₈₀Se₁₃Sb₂S₅；
Te₈₀Se₁₃Sb₅S₂；Te₈₇Se₁₀Sb₃；Te₈₄Se₁₁Sb₄S₁；
Te₈₅Se₁₁Sb₃S₁；Te₈₂Se_12.5Sb_3.5S₂およびTe_82.5
Se₁₂Sb₄S_1.50 特にTe₈₃Se₁₂Sb₃S₂およびTe_82.5Se₁₂Sb₄S_1.5の
組成を有する層において良い結果が得られた。以下、本発明を実施例につき説明する。実施例１図において符号１は厚さが、1.3mmのガラスの
基板を示す。基板１の片側にアクリル酸エステル
を基礎とする光硬化性ラツカー層を２設ける。ラ
ツカー層２の厚さは例えば20μｍであり、表面の
一部にサーボトラツクと称されるレーザー光読出
し光学情報トラツク３を設けるが、これはいわゆ
るアドレス情報含をむ。この種の情報は記録過程
で有用であり、記録の速度と位置に関するデータ
を含む。情報トラツク３は高レベルに位置する情
報領域４と低レベルに位置する情報領域５の銃眼
状の輪郭を示す。両領域の高さの差は約0.11μｍ
である。長さは貯えた情報によつて変化し、0.3
〜3μｍである。ラツカー層２は厚さが30nｍの記
録層６で被覆する。記録層の組成を第１表の最初
の欄に記載する。記録層６をスパツタリング法ま
たは蒸気析出法によつて設け、次いで室温で数日
間保存した後、以下に述べる試験を実施する。デ
ータの記録のために、アドレス情報を与えていな
いサーボトラツク３の部分の記録層６を、サーボ
トラツクに対し走査レーザー光よりも大きい約フ
アクター10のエネルギー強度のレーザー光にさら
す。記録レーザー光を基板２を介して記録層に集
中させて、記録される情報に従つてパルス化す
る。パルス持続期間は60nsである。層６に記録した
データは倍数特性を有し、情報ビツトは記録層６
に形成したホール７から成る。最初の試験シリーズでは、記録層の限界エネル
ギーを決定するが、これは記録層にホール（ビツ
ト）を作成するのに必要なレーザー光エネルギー
の最小量である。別の組成層にこの試験をした。本発明の光学記録デイスクに用いられる前述の
式の記録層の他に、また既知のTeおよび
Te₃₃Se₃₃Sb₃₄の記録層を比較層として試験に加え
た。オランダ国特許出願第8005693号に記載され
たTe₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅およびTe₇₅Se₁₅Sb₅S₅の層もま
た、この最初の試験シリーズにおいて限界感度の
試験をした。試験の結果、上述の記録デイスク
を、記録層に焦点を合わせる増加エネルギーのパ
ルスレーザー光に、透過性基板を介して露光させ
る。用いるレーザー光の波長は647nｍである。
パルスタイムは60nsであり、使用した対物レンズ
の口径は0.45である。第１表の第２欄には露光位
置の少なくとも99.9％にホールをつくるために必
要なnJで表されるレーザー光エネルギーの最少
量を記録する。問題の記録デイスクを30日間耐候
試験にかけた後、同じ試験をした。耐候試験か
ら、記録デイスクを、24時間につき93±３％の相
対空気湿度にて、次に示す温度サイクルに委ね
る。25℃にて12時間貯蔵、２時間25℃から65℃に
加熱、65℃にて２時間貯蔵、２時間65℃から25℃
に冷却、２時間25℃から65℃に加熱、65℃にて２
時間貯蔵、および２時間65℃から25℃に冷却。30
日後に測定した限界エネルギーは第１表の第３欄
に記載する。第１表の第４欄には、この準備の直
後の層の構造状態を示す。室温にて６ケ月間貯蔵
した後、層の構造は第５欄に記載したように評価
された。第６欄には、室温にて６ケ月間貯えた後
の層の表面の性質を示す。

【表】実施例２別の試験シリーズでは、厚さが1.3mmのポリメ
チルメタクリレートの基板にそれぞれ若干の記録
層を蒸着した。各記録層の厚さは30nｍである。
記録層の組成を第２表の第１欄に示す。得られた
記録デイスクを60日間先の実施例１に述べたよう
な耐候試験にかけた。各記録層の限界エネルギー
を実施例１に述べたように決定し、波長が799n
ｍ、パルスタイムが100nsおよび対物レンズの口
径が0.60のレーザー光を用いた。決定した限界エ
ネルギーを第２表の第２欄に示す。テルル層に対
する限界エネルギー（第２表の最後の行）は極め
て大きく、透過性の酸化テルルを生成することに
よつて劣化が大きいため、決定することができな
かつた。また耐候試験の結果、レーザー光の透過率の増
加を、各記録層に対して決定した。従つて、耐候
試験を測定した後の透過率を、耐候試験より前の
それと比較して増加％で表すことによつて、第２
表の第３欄に示す。

【表】記録層Te₈₃Se₁₂Sb₃S₂について第２表に示した
ものと同様の結果が、片側に光硬化性ラツカー層
を設けたガラス基板を有し、前記ラツカー層にマ
グネトロンスパツタ（析出）工程によつて厚さ
30nｍの記録層を被着して被覆した光学記録デイ
スクを用いても得られた。このようにして被着し
試験した記録層は、Te₈₄Se₁₁Sb₄S₁；
Te₈₅Se₁₁Sb₃S₁，Te_82.5Se₁₂Sb₄S_1.5および
Te₈₂Se_12.5Sb_3.5S₂の式に相当する。亀裂すなわち
微細な割れの形成は観察されなかつた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の光学記録デイスクを示す断
面図である。１……基板、２……ラツカー層、３……光学情
報トラツク、４……高レベル情報領域、５……低
レベル情報領域、６……記録層、７……ホール。

Claims

【特許請求の範囲】１情報を光学的に記録し読むことができ、少な
くとも片側にテルル、セレン、およびSeまたは
Teと混合しないかまたは僅かだけ混合できる元
素を含む削摩記録層を有する基板を備えた光学記
録デイスクにおいて、記録層の組成が次式 Te_x Se_y S_z Sb_q （式中、76at.％≦ｘ≦93at.％ 6at.％≦ｙ≦13at.％ 0at.％≦ｚ≦ 7at.％ 1at.％≦ｑ≦ 7at.％ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＝100at.％ｚ＋ｑ＝２〜11at.％）を満足する光学記録デイスク。２記録層の組成が次式 Te_x′ Se_y′ S_z′ Sb_q′ （式中、80at.％≦x′≦87at.％ 10at.％≦y′≦13at.％ 0at.％≦z′≦ 2at.％ 3at.％≦q′≦ 5at.％ x′＋y′＋z′＋q′＝100at.％である。）を満足する特許請求の範囲第１項に記載の光学記
録デイスク。３記録層の組成が次式 Te_x″ Se_y″ S_z″ Sb_q″ （式中、81at.％≦x″≦85at.％ 11at.％≦y″≦13at.％ 1at.％≦z″≦ 2at.％ 3at.％≦q″≦ 4at.％ x″＋y″＋z″＋q″＝100at.％である。）に相当する特許請求の範囲第２項に記載の光学記
録デイスク。４記録層がTe₈₃Se₁₂Sb₃S₂の組成を有する特許
請求の範囲第３項に記載の光学記録デイスク。５記録層がTe_82.5Se₁₂Sb₄S_1.5の組成を有する特
許請求の範囲第３項に記載の光学記録デイスク。