JPH05342629A

JPH05342629A - 情報記録媒体

Info

Publication number: JPH05342629A
Application number: JP4143963A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyauchi; 靖宮内; Motoyasu Terao; 元康寺尾; Shigenori Okamine; 成範岡峯
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】エネルギビームの照射によって情報の記録が可
能な記録膜を用いた光ディスクにおいて、短時間で初期
化を行なう方法を得る。【構成】記録膜４に接して結晶化しやすい補助層３を設
けた。レーザ光照射やフラッシュ光照射により補助層の
温度が上昇し、補助層中に多数結晶核が形成される。そ
して、さらに温度が上昇するとこの結晶核が成長を始
め、記録膜との界面に結晶化領域が達すると、記録膜も
結晶化を開始する。これにより、従来よりも少ない光照
射回数ですみ、かつ短時間でディスク全面を初期結晶化
することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光等の記録用ビー
ムによって、たとえば映像や音声などのアナログ信号を
ＦＭ変調したものや、たとえば電子計算機のデータや、
ファクシミリ信号やディジタルオーディオ信号などのデ
ィジタル情報を、リアルタイムで記録することが可能な
情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶−非晶質間の相変化を利用して情報
の記録を行う相変化型光ディスクにおいて、記録するレ
−ザ照射時間とほぼ同じ程度の時間で結晶化が行える高
速消去可能な記録膜を用いた場合には、一つのエネルギ
ビームのパワーを、いずれも読み出しパワーレベルより
高い二つのレベル、すなわち高いパワーレベルと中間の
パワーレベルとの間で変化させることにより、既存の情
報を消去しながら新しい情報を記録する、いわゆるオー
バーライト（重ね書きによる書き換え）が可能である。
このような高速消去可能記録膜を真空蒸着法あるいはス
パッタリング法などで形成した直後（as depo.状態）の
膜は少なくとも一部分が非晶質状態となっているか、ま
たは準安定な結晶状態となっている。このようなas dep
o.状態は書き換えを繰り返した後の状態と異なり、記録
の繰り返し回数や記録場所によって、記録感度などの記
録・消去・再生特性の違いが生じてくる可能性がある。
そこで記録膜を予め一様な状態にしておく（初期化）こ
とにより、安定な記録が行える。従来は、この初期化の
手段として、特開平3−76027号公報記載のように半導体
レーザなどを用いて全面を結晶化する方法が行われてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録用媒体はas
depo.状態の記録膜中の結晶核の数が少なかったり、あ
るいは結晶核の成長速度が遅かったりするため、膜を完
全な結晶状態にするために、半導体レーザ光照射を同一
場所に多数回行わなくてはならなかった。そのためにデ
ィスク全面を初期化するには長時間を要した。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解決し、初期化を短時間のうちに行いかつ良好な
書き換え特性を得るための情報記録媒体を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術におけ
る問題点を解決するために、本発明で用いる記録用部材
では、記録膜の少なくとも一部分に接して補助層として
結晶核が形成しやすい連続膜あるいは島状の不連続膜を
設けた。この時、補助層には作製直後にすでに結晶核が
多数形成されていてもよいし、加熱により結晶核があら
たに形成されても良い。すなわち、レーザ光が照射され
補助層の温度が上昇するに従って補助層中に多数結晶核
が形成されれば良い。そして、これにより、半導体レー
ザ光やフラッシュ光の場合には１回程度の照射で結晶化
が行えるため、従来よりも短時間でディスク全面を初期
化することができる。また、初期化しないで最初から正
常に記録できる場合もある。

【０００６】ここで、補助層として、膜作製直後から完
全に結晶化しているか、結晶核が多数存在する膜が好ま
しい。また、膜作製直後に結晶核は少ないが加熱により
結晶核が多数形成される膜でも良い。すなわち、結晶化
しやすい材料を用いれば良い。例えば、Ｓｅを２０原子
％以上含む膜は、as depo.状態から結晶化しやすくなっ
ている。Ｓｅ含有量が５０原子％以上であればさらに好
ましい。この例は、Ｓｂ₄₀Ｔｅ₁₀Ｓｅ₅₀などがあげられ
る。また、記録膜よりもＴｅ含有量が多い膜も同様に結
晶化しやすくなっている。この時、Ｔｅ含有量が７０原
子％以上の膜を用いた方が好ましい。８０原子％以上で
あればさらに好ましい。

【０００７】記録膜と補助層との平均組成が、Ｇｅ₂Ｓ
ｂ₂Ｔｅ₅あるいはＧｅ₁Ｓｂ₂Ｔｅ₄，Ｉｎ₃ＳｂＴｅ₂な
どの化合物組成に近いものが書き換え特性などの点で優
れている。この時、各元素の組成ずれが±１０原子％以
内であれば特性には変化ないが、組成ずれが±１０原子
％以上の場合には、書き換えによる偏析などが生じ書き
換え特性が悪くなった。

【０００８】また、補助層の平均膜厚は、記録膜の膜厚
の１／１００以上１／２以下が好ましい。これよりも薄
いと結晶核が少ないため記録膜の結晶化を促進する効果
がなく、これよりも厚いと記録膜が結晶化しやすくなり
過ぎ、記録点寿命が短くなってしまう。特に、補助層の
平均膜厚が記録膜の膜厚の１／２０以上１／４以下が特
に好ましい。この値は、連続膜の場合でも不連続膜の場
合でも同じである。

【０００９】また、結晶化温度が１２０℃以下の補助層
は結晶化しやすいため好ましい。

【００１０】本発明で用いるディスク構造は、基板上に
保護層を形成し、その上に補助層，記録膜，中間層，反
射層の順に形成した構造が好ましい。補助層と記録膜と
の界面は連続的に組成が変化していてもよい。

【００１１】本発明の記録媒体の初期化方法では、短時
間の内に光線（赤外，可視，紫外の少なくとも一種。赤
外には遠赤外も含む）を瞬間的に照射するフラッシュ光
照射を少なくとも一度は行う方法でも良い。特に、キセ
ノンフラッシュランプを使用するのが好ましい。これら
の場合、補助層の無い構造のディスクに比べてフラッシ
ュ光照射回数が少なくて全面結晶化が行えた。ここで、
反射層の上に反射防止層を兼ねる最上部保護層を設けた
後、この面を透明な保護板と接着層により密着貼り合わ
せした後、フラッシュ光照射を保護板側から行った方が
効率良く初期化が行えた。またこの時、保護板上に密着
させて、メッシュ状のシートを置いてフラッシュ光照射
を行うことにより、フラッシュ光照射による欠陥の発生
を抑制できた。

【００１２】補助層と記録膜とも結晶成長が極端に起こ
りやすい場合には、膜作製中あるいは膜作製後、あるい
は最初の記録時に補助層および記録膜の結晶化が進み、
レーザ照射やフラッシュ光照射等による初期化工程が不
要となる。すなわち、膜作製直後の記録膜に直接記録が
行えるのである。

【００１３】

【作用】結晶化しやすい補助層を設けることにより、従
来記録膜の初期結晶化に要していた時間が少なくてす
む。すなわち、初期結晶化のために膜に熱を加えた場合
（レーザ照射やフラッシュ光照射等)、まず補助層に結
晶核が形成され、かつ、その結晶核から結晶が成長す
る。そして記録膜中へ更に結晶成長する。これにより、
補助層が無い場合に比べて記録膜全面が結晶化する時間
が短縮される。

【００１４】基板上に保護層，補助層，記録膜，中間
層，反射層の順に積層し、さらに紫外線硬化樹脂の保護
層を塗布した構造の記録媒体と保護板とを紫外線硬化樹
脂等の接着剤あるいはホットメルト接着剤などにより密
着貼りあわせを行なった後に、基板側からレーザ照射あ
るいはフラッシュ光照射を行なう方が欠陥発生が少ない
ため好ましい。また、記録媒体同士２枚の密着貼りあわ
せを行なったあとで照射を行ってもよい。場合によって
は、中間層は無くてもよい。

【００１５】また反射層の上に反射防止層を兼ねる最上
部保護層を設け、この反射防止層側からフラッシュ光照
射を行った場合にも欠陥の発生は抑えられた。

【００１６】補助層や記録膜の結晶核成長が容易で、か
つ、結晶成長速度が速い膜を用いた場合には、初期化工
程が不要になる。

【００１７】記録媒体としてディスク状のみならず、カ
ード状などの他の形態でも良い。

【００１８】

【実施例】

＜実施例１＞図１は、本実施例に用いたディスクの構造
断面図の一例を示したものである。まず、案内溝(トラ
ック)を有する直径１３cm，厚さ１.２mm のポリカーボ
ネート基板１上に、マグネトロンスパッタリング法によ
って厚さ約１２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂保護層２を形
成した。次に補助層としてＴｅ膜３を３ｎｍ形成した。
そしてこの上にＧｅ₁₃Ｓｂ₃₀Ｔｅ₅₇の組成の記録膜４を
約２５ｎｍの膜厚に形成した。次にＺｎＳ−ＳｉＯ₂中
間層５を約２０ｎｍの膜厚に形成した。さらに、この上
にＡｌ−Ｃｕ反射層６を約１００ｎｍ形成した。これら
の膜形成は同一スパッタリング装置内で順次行った。そ
の後、この上に紫外線硬化樹脂層７を塗布した後、ホッ
トメルト接着剤８で、同じ構造のもう１枚のディスクと
の密着貼りあわせを行った。

【００１９】このようにして作製したディスクの初期化
は次のようにして行った。まず、このディスクを１８０
０ｒｐｍで回転させ、記録トラック上に１ｍＷの半導体
レーザ光（波長７８０ｎｍの連続光）を照射し、自動焦
点合わせおよびトラッキングを行った。そして、らせん
状にディスク内周から外周に向かいながら記録膜が結晶
化するパワー（５ｍＷ）の照射を行った。このようにし
て、ディスクの内周から外周に向かって全記録トラック
を初期結晶化した。実施例のように補助層として結晶核
が形成され易いＴｅを用いているため、レーザ光１回の
照射で結晶化ができ、従来に比べて大幅に全面初期結晶
化時間が短縮できた。デフォーカスしたレーザ光で初期
結晶化してもよい。ここで、レーザ照射の代わりに図２
に示したフラッシュ光照射装置によって結晶化を行った
方がディスク全面を初期結晶化する時間がさらに短くて
すんだ。

【００２０】図２に示したディスク９を透明なガラス板
１０の上に置き、キセノンランプ１１を発光させてディ
スク９にフラッシュ光を１回照射した。この時のフラッ
シュ光は反射鏡１２で反射され、ディスク全体に比較的
一様に照射される。キセノンランプ１１の発光時間は、
半値幅で２ｍｓと短いため、基板が変形することはな
い。

【００２１】この時の、フラッシュ光の平均照射エネル
ギとディスクの基板側から光を入射させた場合のディス
クの反射率との関係を調べた。ここで平均照射エネルギ
とは、キセノンランプ１１の発光効率を９０％，反射鏡
１２での反射率を８０％，ガラス板１０の透過率を９６
％とした場合の、ディスク面における平方cmあたりの平
均照射エネルギ値（Ｐ）を示している。ただし、これら
の値は反射鏡の反射率などの値が正確にはわからないの
で誤差を含んだ値である。式で表わすと、Ｐ＝［（投入
エネルギ）×（キセノンランプの発光効率）×（０.５
＋０.５×反射鏡の反射率）×（ガラス板の透過率）］
／ディスクの表面積となる。

【００２２】平均照射エネルギが２.５ジュール程度以
上においてディスクの反射率がほぼ一定となり、確実な
結晶化が行えることがわかった。補助層が無いディスク
では、３.５ジュール／平方cm以上のフラッシュ光照射
が必要であった。

【００２３】フラッシュ光照射により充分結晶化させた
ディスクの書き換え回数とＣ／Ｎ（搬送波対雑音比）と
の関係を調べた。ここでは、既存の情報を消去しながら
新しい情報を記録する、いわゆる、ワンビームオーバー
ライト記録波形で書き換えを行った。

【００２４】この結果より、補助層を用いたディスクは初回記録およ
び多数回書き換え後においてＣ／Ｎ変化はほとんどない
ことがわかった。

【００２５】本実施例では、補助層としてＴｅを用いた
が、Ｓｅを２０原子％以上含む膜を用いても結晶化しや
すくなっている。例えば、ＳｂＴｅＳｅ系において、初
期化をしないでas depo.状態の膜に初回記録した場合の
Ｃ／Ｎは下記のような結果となった。すなわち、Ｓｅ含
有量が５０原子％以上であればさらに好ましい。

【００２６】Ｓｅ含有量初回Ｃ／Ｎ１０原子％３５ｄＢ２０原子％４５ｄＢ３０原子％４７ｄＢ４０原子％４８ｄｂ５０原子％５０ｄＢ６０原子％５０ｄＢまた、記録膜よりもＴｅ含有量が多い膜も同様に結晶化
しやすくなっている。この時、Ｔｅ含有量が７０原子％
以上の膜を用いた方が好ましく、８０原子％以上であれ
ばさらに好ましい。

【００２７】補助層の平均膜厚は記録膜を結晶化させる
のに適当な、１／１００以上１／２以下が好ましい。こ
れよりも平均膜厚が薄いと結晶核が少ないため記録膜の
結晶化を促進する効果がなく、これよりも厚いと記録膜
が結晶化しやすくなり過ぎ、記録点寿命が短くなってし
まう。特に、補助層の平均膜厚が記録膜の膜厚の１／２
０以上１／４以下が特に好ましい。この値は、連続膜の
場合でも不連続膜の場合でも同じである。

【００２８】本実施例では、レーザ光源として半導体レ
ーザを用いたが、スポット径の大きいアルゴンレーザを
用いてもよい。この場合はディスク全面を結晶化する時
間が短くてすむ利点がある。

【００２９】記録膜と反射層との間の保護層がない構造
としても、少し再生信号が小さくなり、書き換え可能回
数が減少したが同様の効果があった。

【００３０】反射層の上に反射防止層を設けた後、この
面と透明な保護板と接着層により密着貼りあわせした
後、フラッシュ光照射を保護板側から行った方が効率良
く初期化が行えた。またこの時、保護板上に密着させ
て、メッシュ状のシートを置いてフラッシュ光照射を行
うことにより、フラッシュ光照射による欠陥の発生を抑
制することができた。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、記録膜に接して結晶化
しやすい補助層を設けたため、ディスク全面を初期結晶
化する時間が少なくてすんだ。また、結晶成長速度の速
い記録膜及び補助層を用いた場合には、初期化工程が不
要となった。また、本発明は、ディスク状のみならず、
カード状などの他の形態の記録膜の初期化にも適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のディスクの構造断面図。

【図２】フラッシュ光照射装置の説明図。

【符号の説明】

１，１′…ポリカーボネート基板、２，２′…ＺｎＳ−
ＳｉＯ₂保護層、３，３′…Ｔｅ補助層、４，４′…Ｇ
ｅ₁₃Ｓｂ₃₀Ｔｅ₅₇記録膜、５，５′…ＺｎＳ−ＳｉＯ₂
中間層、６，６′…Ａｌ−Ｃｕ反射層、７…紫外線硬化
樹脂保護層、８…ホットメルト接着層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡峯成範東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エネルギビームの照射によって情報の記録
が可能な記録媒体において、記録膜の少なくとも一部分
に接して補助層として結晶化しやすい連続膜あるいは島
状の不連続膜を形成していることを特徴とする情報記録
媒体。
【請求項２】請求項１において、上記補助層の平均膜厚
が記録膜の膜厚の１／１００以上１／２以下である情報
記録媒体。
【請求項３】請求項１または２において、上記補助層は
Ｓｅを２０原子％以上含んでいる情報記録媒体。
【請求項４】請求項１または２において、上記補助層は
記録膜よりもＴｅ含有量が多い情報記録媒体。
【請求項５】請求項４において、上記補助層においてＴ
ｅを７０原子％以上含んでいる情報記録媒体。
【請求項６】請求項１または２において、上記補助層と
記録膜との平均組成がＧe₂Ｓb₂Ｔe₅かＧｅ₁Ｓｂ₂Ｔｅ₄
あるいはＩｎ₃ＳｂＴｅ₂に近く、各元素の上記の値から
組成ずれが±１０原子％以内である情報記録媒体。
【請求項７】請求項１または２において、上記補助層の
結晶化温度が１２０℃以下である情報記録媒体。
【請求項８】請求項１または２において、上記基板上に
保護層を形成し、その上に補助層，記録膜，中間層，反
射層の順に積層した情報記録媒体。
【請求項９】請求項１または２において、上記基板上に
保護層を形成し、その上に補助層，記録膜，中間層，反
射層，最上部保護層の順に積層した構造である情報記録
媒体。
【請求項１０】請求項９において、上記記録媒体を最上
部保護層側に接して透明な保護板を密着貼り合わせした
後、フラッシュ光照射を保護板側から行う情報記録媒
体。