JPH0530194B2 - - Google Patents
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Description
産業上の利用分野
本発明はレーザ光線を用いて情報信号を高密度
かつ高速に記録再生し、かつ情報の書き換えが可
能な光学情報記録部材に関するものである。 従来例の構成とその問題点 レーザ光線を利用して高密度な情報の記録再生
を行なう技術は既に公知であり現在、文書フアイ
ルシステム、静止画フアイルシステム等への応用
がさかんに行なわれている。また書き換え可能な
タイプの記録システムについても研究開発の事例
が報告されつつある。 レーザ光線を用いて記録薄膜の光学的性質、例
えば屈折率、消衰係数等を可逆的に増減させるこ
とで、情報を繰に返し記録消去する記録媒体につ
いては例えば特公昭47−26897に見られる
Te81Ge15Sb2S2のように酸素以外のカルコゲン元
素をベースとするアモルフアス薄膜が知られてい
たが湿気に対して弱いという問題があり実用化に
は至つていなかつた。この耐湿性を改良したもの
にTeとＯをベースとする酸化物系の薄膜がある。
これらは比較的強くて短いパルス光を照射して照
射部を昇温状態から急冷してその光学定数を減少
させ、比較的弱くて長いパルス光を照射して光学
定数を増大させることで記録消去を行なうという
もので、記録時には一般に光学定数を減少させる
方向、消去時には増大する方向を利用しようとい
うものである。 従来記録材料として用いられてきたTe−TeO2
系薄膜は例えばアモルフアス状態のTeO2マトリ
ツクス中にTeの小粒子（〜20Å）が散在した状
態、あるいはTeとTeO2とが例えばＸ線回析では
ピークが検出されない程度のアモルフアスに近い
状態で混ざり合つたものと考えられるが、いずれ
にせよ光の照射によつてその構造を大きく変化し
情報信号の記録に寄与するのはTe粒子である。
従つて、このTe粒子に適当な物質を化合させる
ことでTeの可逆的構造変化に必要な熱的条件を
制御し、例えばレーザ光線等での記録消去に要す
る照射パワー、照射時間をある程度操作すること
は可能である。 例えば特開昭55−28530には、Se、Ｓによつて
Te−TeO2系薄膜の構造変化の可逆性を高める方
法、特願昭58−58158には、金属、半金属の中で
も特にSn、Ge、In、Sb、Bi等の元素の添加によ
つて、やはりTe−TeO2系薄膜の構造可逆性を高
め、同時に膜の安定性、製造時の再現性をも高め
る方法についての提案がある。その後の詳しい研
究によつて、この中で例えばGeを添加するとTe
粒子径の増大、秩序の回復に要するエネルギーが
急激に増加し微量でもその記録信号ビツトの熱的
安定性を制御することができること、（1983、第
30回応用物理学関係連合講演会予稿集P87〜）、
またSnはその半金属的性質によつて記録時には
レーザ光線の照射による溶融状態から固化する
際、Teと結合してその粒径成長を抑制する効果
とともに逆に消去時には結晶性回復の核として働
くという効果を合わせもちその添加濃度を選ぶこ
とで記録感度、消去感度を制御することのできる
こと等が明らかになり、GeとSnとを同時に添加
した記録薄膜を用いて光デイスクが試作された
（1983 JAPAN DISPLAY 予稿集P46〜）。こ
のデイスクは実時間で同時に記録、消去すること
が可能であり、かつ記録信号ビツトも安定という
優れた特性を有していたが、感度面、特に消去感
度が十分ではなく、例えば現在の半導体レーザで
は能力限界の上限であり、更なる感度向上が必要
となつていた。 発明の目的 本発明は従来のTe−TeO2酸化物系薄膜を改良
し低パワーで記録、消去が可能な高感度光学情報
記録媒体を提供することを目的とするものであ
る。 発明の構成 本発明は、前記目的を達成するためにTe成分
が比較的多いTe−TeO2系酸化物をベースに、少
なくともSn、Ge、Auを同時に添加して成る薄膜
を用いるものであり、前記添加物の各組成比を適
当に選ぶことで記録薄膜の安定性を損なうことな
く記録消去感度の向上を実現するものである。 実施例の説明 以下、図面を参照しつつ本発明を詳述する。第
１図は、本発明の光学情報記録部材の断面図であ
る。本発明においては、基板１の上に記録薄膜２
を蒸着あるいはスパツタリング等の方法で形成す
る。基材は通常の光デイスクに用いるものであれ
ばよく、PMMA、塩化ビニル、ポリカーボネイ
ト等の透明な樹脂、あるいはガラス板等を適用す
ることができる。 記録薄膜としては、Te−Ｏ−Sn−Geの４元に
更にAuを添加した５元系薄膜を用いる。前述の
ように、Te−Ｏ−Sn−Geの４元系薄膜を用いて
形成した記録薄膜は、実時間で同時に記録消去す
ることが可能であるが感度的に十分ではない。 ところが、この系に更にAuを加えて形成した
Te−Ｏ−Sn−Ge−Auの５元系薄膜においては、
感度、特に消去感度が飛躍的に向上し、従来の系
よりも低パワーで記録消去できることがわかつ
た。 Te−Ｏ−Sn−Geの４元系における感度限界
は、前述したようにSnに２つの働きも兼ねさせ
ているという点に発する。つまりSnの添加濃度
を変化させることによつて、例えばSnの添加濃
度を増加した場合には２つの働きのうちの結晶性
の回復の核としての効果が大きくなる反面、系全
体の融点が上昇して溶融しにくくなり記録が行な
いにくくなる。逆に減少した場合には融点は低下
して溶融しやすくなる反面、消去時の結晶核が減
少し消去しにくくなる。もちろん極端に減少した
場合にはTeの粒径成長の抑制効果が失なわれ可
逆性が無くなつてしまう。つまり、記録感度、消
去感度はその両方が同時にSnの濃度に依存する
ため、実際の系においてはそのどちらをも満足す
る濃度を選択することになりそこに組成的な感度
限界が生じるものである。 そこで、本発明においてはSnの役割を主とし
て、記録時におけるTeの粒径成長の抑制効果あ
るいは光吸収係数の増大という点に限定し、消去
時における核生成の役割をAuに担わせることに
よつて材料設計の自由度を拡大し、更なる感度向
上を計る。Te−TeO2系薄膜にAuを添加する効
果については既に特願昭59−61463において明ら
かにした。つまり、AuはTe−TeO2薄膜中でAu
−Teという何らかの化合物を形成し、その物質
が結晶化しやすいことから、消去時に結晶核とし
て働き消去感度を高めるということに加えて、
Auの性質として酸化を受けにくいため少量の添
加でも十分効果があり系全体の他の特性におよぼ
す影響は少ない。また、Auを添加した系におい
ては融点の低下が見られ他の添加物質と組み合わ
せることで記録特性の向上が計れるものと考えら
れる。本発明においてはTe−TeO2系材料に前述
のように熱的安定性制御要素としてGe、記録特
性制御要素としてSn、消去特性制御要素として
Auを適用し、各要素の構成比を変えて最適組成
の抽出を行なつた。 以下、具体例をもつて本発明を更に詳しく説明
する。まず、本発明のTe−Ｏ−Ge−Sn−Au系
記録材料の製法について説明する。 第２図は本発明の記録部材の製造に用いた４元
の蒸着装置のベルジヤー内の様子を示したもので
ある。図中、１４〜１７はそれぞれTe−TeO2、
Ge、Sn、Auに対応したソースであつて１０〜１
３はシヤツター、６〜９は膜厚モニター装置のヘ
ツドを示す。真空系１８を10-5Torr程度の真空
に引いた後、真空系内に備えた４台の電子ビーム
用ガン（図示省略）を用い、４つのソースを各々
別々に電子線ビームで加熱し蒸着レートをモニタ
ーして電源にフイドバツクしながら、外部モータ
ー３に接続されたシヤフト４に支持された回転板
５上にTe−Ｏ−Ge−Sn−Auの５元薄膜を合成
する。このとき、Te−TeO2ソースには、例えば
特願昭58−116317に記載の焼結体ペレツトを使用
することができ、５元を４つのソースで精度よく
制御することが可能である。膜組成はAES、
XPS、XMA、SIMS等の方法を用いて決定する
ことができる。 蒸着方法としてはもちろん５つのソースを用い
ることも可能であるし、また特願昭58−233009に
記載の混合物ペレツトを使用してソースの数を減
らすことも可能である。更に、スパツタリングに
よつて形成することも可能である。 次に上述の方法で形成した記録薄膜についてそ
の特性を評価する方法について説明する。 実施例 ２ 評価方法 本発明の記録部材は繰り返し可逆的変化を利用
するものであるから光学定数が増大する方向の特
性（光学濃度が増加するので黒化と呼ぶ）すなわ
ち消去特性と、減少する方向の特性（光学濃度が
減少するので白化と呼ぶ）すなわち記録特性とを
同時に評価する必要がある。 第３図は、本発明の記録部材の評価系を簡単に
示したものである。半導体レーザ１９を発した光
は第１のレンズ２０で平行光とされた後、第２の
レンズ系２１で円いビームに整形され、ビームス
プリツター２２、λ／４板２３を通して第３のレ
ンズ２４で（半値巾で約0.9μｍの円スポツト１
２）収束され、記録媒体２５上に照射される。反
射光は入射光と反対の経路をたどりビームスプリ
ツター２２で曲げられ第４のレンズ２７で収束さ
れ光検出器２８に入り記録状態の確認がおこなわ
れる。 本発明においては、黒化特性の評価には半導体
レーザーの照射パワーを比較的小さく例えば
1mW／μm2程度のパワー密度に固定し照射時間
を変えて黒化開始の照射時間を測定する、または
照射時間を例えば1μsec程度に固定し照射光パワ
ーを変えて黒化開始の照射光パワーを測定する等
の方法を適用する。同様に白化特性の評価には記
録部材をあらかじめ黒化しておき照射光パワーを
比較的高く例えば7mW／μm2に固定して白化に
必要な最短照射時間を測定する、あるいは照射時
間を例えば50nsec程度に固定し照射光パワーを変
えて白化開始の照射光パワーを測定する等の方法
を適用する。 次に、前述の方法で形成した様々な組成の記録
部材について上記の方法により評価をおこなつた
結果について説明する。 実施例 １ 評価材料組成として、Te−Ge−Snの原子数の
比が75：10：15となるように組成制御を行ない、
同時にこのTe75Ge10Sn15と、Au、Ｏとの３つの
系としてAuおよびＯの組成制御を行なつて様々
な組成の記録部材を得た。 第４図ａは上記組成の中で（Te0.75Ge0.1Sn0.15）
80O20つまり、Te60Ge8Sn12O20に対してAuの添加
量を変え1mW／μm2のパワーで照射したときの
黒化開始に要する照射時間の変化を示したもので
ある。この図よりAuを添加することによつて黒
化開始の照射時間は大巾に短縮化されること、添
加量が２％程度から既に十分な効果が得られるこ
とがわかる。ｂは例えば1mW／μm2のパワーで
5μsec照射して黒化した部分に例えば照射時間を
50nsecと固定し、照射パワーを変化して照射した
ときの白化開始に要する照射パワーの変化を示し
ている。これから、Auを添加することで白化開
始に必要な照射光パワーは増大するが15％程度ま
では実用上問題が無いこと、20％では非常に白化
しにくいことがわかる。この２つの図からTe−
Ｏ−Sn−Ge−Au系において基本的特性が確保で
き、かつAuの添加量としては２〜15％の範囲に
選ぶことで記録特性をそこなうことなく従来の数
倍の速度で消去することが可能であることがわか
つた。この時照射パワー密度を高めると、各カー
ブは左方向へシフトすることが確かめられた。 ついでTe−Ge−Snの構成比を変えた系につい
て同様の実験を行なつた結果について説明する。 実施例 ２ 評価材料組成としてTe−Ge−Sn、Au、Ｏの
構成比を70：10：20となるように組成制御を行な
い、この中でTe−Ge−Snの３成分の組成比を変
化させて様々な組成の記録部材を得た。 第５図ａは、上記組成物の中でTe−Sn−Geの
３成分系に占めるSnの組成比を20％とし、Geの
組成比を変化した時の黒化開始温度を例えば特開
昭59−70229記載の方法で調べた結果を示す。こ
の図からGeの添加濃度が増加すると黒化開始温
度が上昇し白化状態の熱的な安定性が高まること
がわかる。これらの記録膜を50℃のクリーンオー
ブン中に放置してその透過率変化を調べたとこ
ろ、変化開始温度が100℃以下のものでは約24H
で透過率の減少が確認されたが、それ以上のもの
では、約１ケ月後にもせいぜい絶対量の１％程度
の変化しか見られなかつた。Ge濃度が３％以上
あれば熱的安定性は十分であると考えられる。更
にGe濃度を増すと膜はより高温の条件にも耐え
るようになるが膜の透過率の大巾な増大（吸収の
減少）を伴つて今度は逆に黒化感度が低下する傾
向になる。Ge添加濃度が３％〜15％の範囲では
十分な消去感度が得られた。 第５図ｂはTe−Sn−Geの３成分系に占める
Geの組成比を10％としSnの組成比を変化した時
の記録感度の変化を示している（照射パルス巾は
約50nsecである）。この図からSnの添加濃度が５
％程度ではやや感度が悪く反射率変化量も小さ
く、それ以下では白化しにくいこと、10または20
％程度では十分な記録（白化）感度が得られるこ
と、30％程度になるとやや感度の低下とともに反
射率変化量が減少することがわかる。このとき、
消去速度はやはりAuの効果で従来に数倍するこ
とがわかつた。Sn濃度を更に増加するとやがて
主成分のTeの割合が減少し可逆性そのものが失
なわれてしまう。 以上のようにして各構成要素の適当な濃度がわ
かつた。 次に本発明の薄膜についてその湿度に対する耐
久性を比較した結果を示す。 実施例 ３ 従来よりTe−TeO2系をベースとする酸化物系
薄膜においては膜中の酸素濃度によつて耐湿性が
変化することが知られている。そこで、代表的組
成としてTe70Ge5Sn15Au10という組成をベースと
してその酸素濃度が０〜50％の範囲で変化するよ
うに組成制御をおこなつた。 第６図は、上記薄膜を40℃、90RH％の恒温恒
湿槽中に約１ケ月間放置したときの透過率変化の
様子を調べた結果を示す。この図から全体の系に
占める酸素の組成比が10％以上であれば初期の段
階で透過率の減少が見られるものの、あとはほと
んど変化が無いこと、30％以上であれば初期の状
態から全く変化が見られないことがわかる。酸素
は、膜の中においてTeと結合してTeO2を形成す
るか、あるいはGe、Snと結合してGeO2、SnO2
等を形成するか、あるいはそれらが複合した酸化
物を形成していることも考えられるが、いずれも
Teを中心とするTe系合金を分断する形で混在し
あうことでその耐湿性を高める働きをするものと
考えられる。ただし、Ｏ成分をあまり増加する
と、系の熱伝達率が低下し光照射による熱が蓄積
されやすくなり、この結果くり返し時において膜
が破れやすくなる。Ｏ成分が40％以下であればこ
の点は問題が無いことがわかつた。 以上の評価結果をまとめると、Te−Ｏ−Ge−
Sn−Au5元系薄膜は、Te−Ge−Snの３成分の構
成割合が、第８図中のＦ〜Ｋで囲まれた領域に属
し、かつTeGeSnとAu、Ｏの構成割合が第７図
中のＡ〜Ｅで囲まれた領域において、例えば
Te60O20Ge5Sn10Au5で代表される記録消去特性、
及び安定性に優れた記録特性を有することがわか
つた。各点の座標を次表に示す。
かつ高速に記録再生し、かつ情報の書き換えが可
能な光学情報記録部材に関するものである。 従来例の構成とその問題点 レーザ光線を利用して高密度な情報の記録再生
を行なう技術は既に公知であり現在、文書フアイ
ルシステム、静止画フアイルシステム等への応用
がさかんに行なわれている。また書き換え可能な
タイプの記録システムについても研究開発の事例
が報告されつつある。 レーザ光線を用いて記録薄膜の光学的性質、例
えば屈折率、消衰係数等を可逆的に増減させるこ
とで、情報を繰に返し記録消去する記録媒体につ
いては例えば特公昭47−26897に見られる
Te81Ge15Sb2S2のように酸素以外のカルコゲン元
素をベースとするアモルフアス薄膜が知られてい
たが湿気に対して弱いという問題があり実用化に
は至つていなかつた。この耐湿性を改良したもの
にTeとＯをベースとする酸化物系の薄膜がある。
これらは比較的強くて短いパルス光を照射して照
射部を昇温状態から急冷してその光学定数を減少
させ、比較的弱くて長いパルス光を照射して光学
定数を増大させることで記録消去を行なうという
もので、記録時には一般に光学定数を減少させる
方向、消去時には増大する方向を利用しようとい
うものである。 従来記録材料として用いられてきたTe−TeO2
系薄膜は例えばアモルフアス状態のTeO2マトリ
ツクス中にTeの小粒子（〜20Å）が散在した状
態、あるいはTeとTeO2とが例えばＸ線回析では
ピークが検出されない程度のアモルフアスに近い
状態で混ざり合つたものと考えられるが、いずれ
にせよ光の照射によつてその構造を大きく変化し
情報信号の記録に寄与するのはTe粒子である。
従つて、このTe粒子に適当な物質を化合させる
ことでTeの可逆的構造変化に必要な熱的条件を
制御し、例えばレーザ光線等での記録消去に要す
る照射パワー、照射時間をある程度操作すること
は可能である。 例えば特開昭55−28530には、Se、Ｓによつて
Te−TeO2系薄膜の構造変化の可逆性を高める方
法、特願昭58−58158には、金属、半金属の中で
も特にSn、Ge、In、Sb、Bi等の元素の添加によ
つて、やはりTe−TeO2系薄膜の構造可逆性を高
め、同時に膜の安定性、製造時の再現性をも高め
る方法についての提案がある。その後の詳しい研
究によつて、この中で例えばGeを添加するとTe
粒子径の増大、秩序の回復に要するエネルギーが
急激に増加し微量でもその記録信号ビツトの熱的
安定性を制御することができること、（1983、第
30回応用物理学関係連合講演会予稿集P87〜）、
またSnはその半金属的性質によつて記録時には
レーザ光線の照射による溶融状態から固化する
際、Teと結合してその粒径成長を抑制する効果
とともに逆に消去時には結晶性回復の核として働
くという効果を合わせもちその添加濃度を選ぶこ
とで記録感度、消去感度を制御することのできる
こと等が明らかになり、GeとSnとを同時に添加
した記録薄膜を用いて光デイスクが試作された
（1983 JAPAN DISPLAY 予稿集P46〜）。こ
のデイスクは実時間で同時に記録、消去すること
が可能であり、かつ記録信号ビツトも安定という
優れた特性を有していたが、感度面、特に消去感
度が十分ではなく、例えば現在の半導体レーザで
は能力限界の上限であり、更なる感度向上が必要
となつていた。 発明の目的 本発明は従来のTe−TeO2酸化物系薄膜を改良
し低パワーで記録、消去が可能な高感度光学情報
記録媒体を提供することを目的とするものであ
る。 発明の構成 本発明は、前記目的を達成するためにTe成分
が比較的多いTe−TeO2系酸化物をベースに、少
なくともSn、Ge、Auを同時に添加して成る薄膜
を用いるものであり、前記添加物の各組成比を適
当に選ぶことで記録薄膜の安定性を損なうことな
く記録消去感度の向上を実現するものである。 実施例の説明 以下、図面を参照しつつ本発明を詳述する。第
１図は、本発明の光学情報記録部材の断面図であ
る。本発明においては、基板１の上に記録薄膜２
を蒸着あるいはスパツタリング等の方法で形成す
る。基材は通常の光デイスクに用いるものであれ
ばよく、PMMA、塩化ビニル、ポリカーボネイ
ト等の透明な樹脂、あるいはガラス板等を適用す
ることができる。 記録薄膜としては、Te−Ｏ−Sn−Geの４元に
更にAuを添加した５元系薄膜を用いる。前述の
ように、Te−Ｏ−Sn−Geの４元系薄膜を用いて
形成した記録薄膜は、実時間で同時に記録消去す
ることが可能であるが感度的に十分ではない。 ところが、この系に更にAuを加えて形成した
Te−Ｏ−Sn−Ge−Auの５元系薄膜においては、
感度、特に消去感度が飛躍的に向上し、従来の系
よりも低パワーで記録消去できることがわかつ
た。 Te−Ｏ−Sn−Geの４元系における感度限界
は、前述したようにSnに２つの働きも兼ねさせ
ているという点に発する。つまりSnの添加濃度
を変化させることによつて、例えばSnの添加濃
度を増加した場合には２つの働きのうちの結晶性
の回復の核としての効果が大きくなる反面、系全
体の融点が上昇して溶融しにくくなり記録が行な
いにくくなる。逆に減少した場合には融点は低下
して溶融しやすくなる反面、消去時の結晶核が減
少し消去しにくくなる。もちろん極端に減少した
場合にはTeの粒径成長の抑制効果が失なわれ可
逆性が無くなつてしまう。つまり、記録感度、消
去感度はその両方が同時にSnの濃度に依存する
ため、実際の系においてはそのどちらをも満足す
る濃度を選択することになりそこに組成的な感度
限界が生じるものである。 そこで、本発明においてはSnの役割を主とし
て、記録時におけるTeの粒径成長の抑制効果あ
るいは光吸収係数の増大という点に限定し、消去
時における核生成の役割をAuに担わせることに
よつて材料設計の自由度を拡大し、更なる感度向
上を計る。Te−TeO2系薄膜にAuを添加する効
果については既に特願昭59−61463において明ら
かにした。つまり、AuはTe−TeO2薄膜中でAu
−Teという何らかの化合物を形成し、その物質
が結晶化しやすいことから、消去時に結晶核とし
て働き消去感度を高めるということに加えて、
Auの性質として酸化を受けにくいため少量の添
加でも十分効果があり系全体の他の特性におよぼ
す影響は少ない。また、Auを添加した系におい
ては融点の低下が見られ他の添加物質と組み合わ
せることで記録特性の向上が計れるものと考えら
れる。本発明においてはTe−TeO2系材料に前述
のように熱的安定性制御要素としてGe、記録特
性制御要素としてSn、消去特性制御要素として
Auを適用し、各要素の構成比を変えて最適組成
の抽出を行なつた。 以下、具体例をもつて本発明を更に詳しく説明
する。まず、本発明のTe−Ｏ−Ge−Sn−Au系
記録材料の製法について説明する。 第２図は本発明の記録部材の製造に用いた４元
の蒸着装置のベルジヤー内の様子を示したもので
ある。図中、１４〜１７はそれぞれTe−TeO2、
Ge、Sn、Auに対応したソースであつて１０〜１
３はシヤツター、６〜９は膜厚モニター装置のヘ
ツドを示す。真空系１８を10-5Torr程度の真空
に引いた後、真空系内に備えた４台の電子ビーム
用ガン（図示省略）を用い、４つのソースを各々
別々に電子線ビームで加熱し蒸着レートをモニタ
ーして電源にフイドバツクしながら、外部モータ
ー３に接続されたシヤフト４に支持された回転板
５上にTe−Ｏ−Ge−Sn−Auの５元薄膜を合成
する。このとき、Te−TeO2ソースには、例えば
特願昭58−116317に記載の焼結体ペレツトを使用
することができ、５元を４つのソースで精度よく
制御することが可能である。膜組成はAES、
XPS、XMA、SIMS等の方法を用いて決定する
ことができる。 蒸着方法としてはもちろん５つのソースを用い
ることも可能であるし、また特願昭58−233009に
記載の混合物ペレツトを使用してソースの数を減
らすことも可能である。更に、スパツタリングに
よつて形成することも可能である。 次に上述の方法で形成した記録薄膜についてそ
の特性を評価する方法について説明する。 実施例 ２ 評価方法 本発明の記録部材は繰り返し可逆的変化を利用
するものであるから光学定数が増大する方向の特
性（光学濃度が増加するので黒化と呼ぶ）すなわ
ち消去特性と、減少する方向の特性（光学濃度が
減少するので白化と呼ぶ）すなわち記録特性とを
同時に評価する必要がある。 第３図は、本発明の記録部材の評価系を簡単に
示したものである。半導体レーザ１９を発した光
は第１のレンズ２０で平行光とされた後、第２の
レンズ系２１で円いビームに整形され、ビームス
プリツター２２、λ／４板２３を通して第３のレ
ンズ２４で（半値巾で約0.9μｍの円スポツト１
２）収束され、記録媒体２５上に照射される。反
射光は入射光と反対の経路をたどりビームスプリ
ツター２２で曲げられ第４のレンズ２７で収束さ
れ光検出器２８に入り記録状態の確認がおこなわ
れる。 本発明においては、黒化特性の評価には半導体
レーザーの照射パワーを比較的小さく例えば
1mW／μm2程度のパワー密度に固定し照射時間
を変えて黒化開始の照射時間を測定する、または
照射時間を例えば1μsec程度に固定し照射光パワ
ーを変えて黒化開始の照射光パワーを測定する等
の方法を適用する。同様に白化特性の評価には記
録部材をあらかじめ黒化しておき照射光パワーを
比較的高く例えば7mW／μm2に固定して白化に
必要な最短照射時間を測定する、あるいは照射時
間を例えば50nsec程度に固定し照射光パワーを変
えて白化開始の照射光パワーを測定する等の方法
を適用する。 次に、前述の方法で形成した様々な組成の記録
部材について上記の方法により評価をおこなつた
結果について説明する。 実施例 １ 評価材料組成として、Te−Ge−Snの原子数の
比が75：10：15となるように組成制御を行ない、
同時にこのTe75Ge10Sn15と、Au、Ｏとの３つの
系としてAuおよびＯの組成制御を行なつて様々
な組成の記録部材を得た。 第４図ａは上記組成の中で（Te0.75Ge0.1Sn0.15）
80O20つまり、Te60Ge8Sn12O20に対してAuの添加
量を変え1mW／μm2のパワーで照射したときの
黒化開始に要する照射時間の変化を示したもので
ある。この図よりAuを添加することによつて黒
化開始の照射時間は大巾に短縮化されること、添
加量が２％程度から既に十分な効果が得られるこ
とがわかる。ｂは例えば1mW／μm2のパワーで
5μsec照射して黒化した部分に例えば照射時間を
50nsecと固定し、照射パワーを変化して照射した
ときの白化開始に要する照射パワーの変化を示し
ている。これから、Auを添加することで白化開
始に必要な照射光パワーは増大するが15％程度ま
では実用上問題が無いこと、20％では非常に白化
しにくいことがわかる。この２つの図からTe−
Ｏ−Sn−Ge−Au系において基本的特性が確保で
き、かつAuの添加量としては２〜15％の範囲に
選ぶことで記録特性をそこなうことなく従来の数
倍の速度で消去することが可能であることがわか
つた。この時照射パワー密度を高めると、各カー
ブは左方向へシフトすることが確かめられた。 ついでTe−Ge−Snの構成比を変えた系につい
て同様の実験を行なつた結果について説明する。 実施例 ２ 評価材料組成としてTe−Ge−Sn、Au、Ｏの
構成比を70：10：20となるように組成制御を行な
い、この中でTe−Ge−Snの３成分の組成比を変
化させて様々な組成の記録部材を得た。 第５図ａは、上記組成物の中でTe−Sn−Geの
３成分系に占めるSnの組成比を20％とし、Geの
組成比を変化した時の黒化開始温度を例えば特開
昭59−70229記載の方法で調べた結果を示す。こ
の図からGeの添加濃度が増加すると黒化開始温
度が上昇し白化状態の熱的な安定性が高まること
がわかる。これらの記録膜を50℃のクリーンオー
ブン中に放置してその透過率変化を調べたとこ
ろ、変化開始温度が100℃以下のものでは約24H
で透過率の減少が確認されたが、それ以上のもの
では、約１ケ月後にもせいぜい絶対量の１％程度
の変化しか見られなかつた。Ge濃度が３％以上
あれば熱的安定性は十分であると考えられる。更
にGe濃度を増すと膜はより高温の条件にも耐え
るようになるが膜の透過率の大巾な増大（吸収の
減少）を伴つて今度は逆に黒化感度が低下する傾
向になる。Ge添加濃度が３％〜15％の範囲では
十分な消去感度が得られた。 第５図ｂはTe−Sn−Geの３成分系に占める
Geの組成比を10％としSnの組成比を変化した時
の記録感度の変化を示している（照射パルス巾は
約50nsecである）。この図からSnの添加濃度が５
％程度ではやや感度が悪く反射率変化量も小さ
く、それ以下では白化しにくいこと、10または20
％程度では十分な記録（白化）感度が得られるこ
と、30％程度になるとやや感度の低下とともに反
射率変化量が減少することがわかる。このとき、
消去速度はやはりAuの効果で従来に数倍するこ
とがわかつた。Sn濃度を更に増加するとやがて
主成分のTeの割合が減少し可逆性そのものが失
なわれてしまう。 以上のようにして各構成要素の適当な濃度がわ
かつた。 次に本発明の薄膜についてその湿度に対する耐
久性を比較した結果を示す。 実施例 ３ 従来よりTe−TeO2系をベースとする酸化物系
薄膜においては膜中の酸素濃度によつて耐湿性が
変化することが知られている。そこで、代表的組
成としてTe70Ge5Sn15Au10という組成をベースと
してその酸素濃度が０〜50％の範囲で変化するよ
うに組成制御をおこなつた。 第６図は、上記薄膜を40℃、90RH％の恒温恒
湿槽中に約１ケ月間放置したときの透過率変化の
様子を調べた結果を示す。この図から全体の系に
占める酸素の組成比が10％以上であれば初期の段
階で透過率の減少が見られるものの、あとはほと
んど変化が無いこと、30％以上であれば初期の状
態から全く変化が見られないことがわかる。酸素
は、膜の中においてTeと結合してTeO2を形成す
るか、あるいはGe、Snと結合してGeO2、SnO2
等を形成するか、あるいはそれらが複合した酸化
物を形成していることも考えられるが、いずれも
Teを中心とするTe系合金を分断する形で混在し
あうことでその耐湿性を高める働きをするものと
考えられる。ただし、Ｏ成分をあまり増加する
と、系の熱伝達率が低下し光照射による熱が蓄積
されやすくなり、この結果くり返し時において膜
が破れやすくなる。Ｏ成分が40％以下であればこ
の点は問題が無いことがわかつた。 以上の評価結果をまとめると、Te−Ｏ−Ge−
Sn−Au5元系薄膜は、Te−Ge−Snの３成分の構
成割合が、第８図中のＦ〜Ｋで囲まれた領域に属
し、かつTeGeSnとAu、Ｏの構成割合が第７図
中のＡ〜Ｅで囲まれた領域において、例えば
Te60O20Ge5Sn10Au5で代表される記録消去特性、
及び安定性に優れた記録特性を有することがわか
つた。各点の座標を次表に示す。
【表】
【表】
発明の効果
本発明によれば、Te−Ｏ−Ge−Sn−Auの５
元系酸化物薄膜を用いて、Teを可逆的変化の主
成分とし、各構成要素による効果、すなわち (1) Geによる熱的安定性向上 (2) Snによる記録感度の向上 (3) Auによる消去速度の向上 (4) Ｏによる耐湿性の向上 の複数の効果を合わせもつ優れた特性の、光学情
報記録部材を得ることができる。
元系酸化物薄膜を用いて、Teを可逆的変化の主
成分とし、各構成要素による効果、すなわち (1) Geによる熱的安定性向上 (2) Snによる記録感度の向上 (3) Auによる消去速度の向上 (4) Ｏによる耐湿性の向上 の複数の効果を合わせもつ優れた特性の、光学情
報記録部材を得ることができる。
第１図は本発明の光学情報記録部材の一実施例
における断面図、第２図は本発明の光学情報記録
媒体を製造する蒸着装置の一例の構成を示す一部
切欠いた斜視図、第３図は本発明の光学情報記録
部材の記録消去特性を測定する装置の光学系を示
す断面図、第４図は本発明の光学情報記録部材の
一実施例におけるAuの濃度による記録消去特性
の変化を示すグラフ、第５図ａ，ｂは各々本発明
の光学情報記録部材のGe濃度と黒化開始温度及
びSnの濃度と白化開始パワー特性を示すグラフ、
第６図は本発明の一実施例におけるＯの濃度と耐
湿特性の関係を示すグラフ、第７図及び第８図は
本発明の光学情報記録部材に用いる光学情報記録
膜の組成領域を表わす三角ダイアグラムである。 １……基材、２……記録薄膜。
における断面図、第２図は本発明の光学情報記録
媒体を製造する蒸着装置の一例の構成を示す一部
切欠いた斜視図、第３図は本発明の光学情報記録
部材の記録消去特性を測定する装置の光学系を示
す断面図、第４図は本発明の光学情報記録部材の
一実施例におけるAuの濃度による記録消去特性
の変化を示すグラフ、第５図ａ，ｂは各々本発明
の光学情報記録部材のGe濃度と黒化開始温度及
びSnの濃度と白化開始パワー特性を示すグラフ、
第６図は本発明の一実施例におけるＯの濃度と耐
湿特性の関係を示すグラフ、第７図及び第８図は
本発明の光学情報記録部材に用いる光学情報記録
膜の組成領域を表わす三角ダイアグラムである。 １……基材、２……記録薄膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に、Te、Ｏ、Sn、Ge及びAuの５つ
の元素を含む記録薄膜層を備えてなり、上記５つ
の成分内でTe−Ge−Snの３成分間の構成比が60
≦Te≦90、３≦Ge≦15、５≦Sn≦30（各原子％）
の関係式を満たし、かつ０原子の構成比は全体の
40原子％以下であり、かつAu原子の構成比は少
なくとも全体の２原子％以上であつて、上記記録
膜がレーザ光線の照射条件に応じてその光学定数
を可逆的に変化することを利用して情報の記録を
行うことを特徴とする光学情報記録部材。 ２ Te−Ge−Snの原子数の和と、Au原子及び
０原子との間の原子数比が、50≦Te−Ge−Sn≦
88、２≦Au≦15、10≦０≦38（各原子％）である
特許請求の範囲第１項記載の光学情報記録部材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123004A JPS612595A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 光学情報記録部材 |
| US06/743,801 US4656079A (en) | 1984-06-15 | 1985-06-12 | Reversible optical information recording medium |
| CA000483786A CA1245762A (en) | 1984-06-15 | 1985-06-12 | Reversible optical information recording medium |
| DE8585107452T DE3574193D1 (en) | 1984-06-15 | 1985-06-14 | Reversible optical information recording medium |
| EP19850107452 EP0169367B1 (en) | 1984-06-15 | 1985-06-14 | Reversible optical information recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123004A JPS612595A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 光学情報記録部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS612595A JPS612595A (ja) | 1986-01-08 |
| JPH0530194B2 true JPH0530194B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=14849873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123004A Granted JPS612595A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 光学情報記録部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS612595A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2585520B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1997-02-26 | 株式会社日立製作所 | 相変化記録媒体 |
| JPS6330289A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-08 | Hitachi Ltd | 光記録媒体 |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59123004A patent/JPS612595A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS612595A (ja) | 1986-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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