JPH054453A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JPH054453A
JPH054453A JP3183919A JP18391991A JPH054453A JP H054453 A JPH054453 A JP H054453A JP 3183919 A JP3183919 A JP 3183919A JP 18391991 A JP18391991 A JP 18391991A JP H054453 A JPH054453 A JP H054453A
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JP
Japan
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recording
layer
recording medium
recording layer
light
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Pending
Application number
JP3183919A
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English (en)
Inventor
Hideo Kobayashi
英夫 小林
Osamu Ueno
修 上野
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速で書換え可能であってデータの保存寿命
が比較的長いというGe−Sb−Te系記録材料を使用
した光記録媒体の特長を損なうことなく、優れた記録感
度を維持しつつその書換え回数が著しく向上した光記録
媒体を提供することにある。 【構成】 基板上に光、熱等の手段によりその光学的性
質が可逆的に変化する記録層を備え、この記録層の光学
的性質の変化を利用して情報の書き換え、再生を行う光
記録媒体において、上記記録層を形成する記録材料がG
e、Sb及びTeを主成分とする混合体とVb族元素と
VIb族元素とを主成分とする混合体との混合物で構成
されている光記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に光、熱等の手
段によりその光学的性質が可逆的に変化する記録層を備
え、この記録層の光学的性質の変化を利用して情報の書
き換え、再生を行う光記録媒体に係り、特に、優れた記
録感度と書換え回数とを有する光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、基板上に形成された記録層にレー
ザー光等の集束光を照射し、その照射部位の記録層の光
学的性質を変化させ、この光学的性質の可逆的変化を利
用して情報の書き換え、再生を行う相変化光記録媒体と
して、Ge−Sb−Te系光記録媒体が提案されており
(特開昭63−225,934号公報)、高速で書換え
可能であってデータの保存寿命が比較的長いという特長
を有することからその実用化が検討されている。
【0003】しかしながら、この様なGe−Sb−Te
系光記録媒体では、その記録層を構成するGe−Sb−
Te系記録材料の結晶化速度が比較的遅く、このために
アモルファス状態に留まり難くてすぐに再結晶化してし
まい、アモルファス化が困難であるという問題があり、
そこで熱伝導性の高い冷却層を設けて冷却速度を高くす
る必要があった。このために、媒体構造それ自体につい
ても熱の逃げ易い構造にする必要があり、記録層と冷却
層との間に形成される保護層(光透過側保護層)の膜厚
も薄くしなければならず、記録感度が低下し、また、書
換え回数が大きくならない等の種々の問題が発生した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、Ge−Sb−Te系光記録媒体に生じる記録感度の
低下や書換え回数の問題を解消すべく鋭意研究を重ねた
結果、記録層を形成する記録材料を、Ge、Sb及びT
eを主成分とする混合体とVb族元素とVIb族元素と
を主成分とする混合体との混合物で構成することによ
り、従来のGe−Sb−Te系光記録媒体におけるこれ
ら記録感度や書換え回数の問題を解決できることを見出
し、本発明を完成した。従って、本発明の目的は、Ge
−Sb−Te系光記録媒体が有する「高速で書換え可能
であってデータの保存寿命が比較的長い」という特長を
損なうことなく、その記録感度や書換え回数を改善した
Ge−Sb−Te系光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】すなわち、本発明は、基
板上に光、熱等の手段によりその光学的性質が可逆的に
変化する記録層を備え、この記録層の光学的性質の変化
を利用して情報の書き換え、再生を行う光記録媒体にお
いて、上記記録層を形成する記録材料がGe、Sb及び
Teを主成分とする混合体とVb族元素とVIb族元素
とを主成分とする混合体との混合物で構成されている光
記録媒体である。
【0006】本発明において、記録層の記録材料を構成
するGe、Sb及びTeを主成分とする混合体として
は、それが可逆的な光学的性質を示すものであり、好ま
しくはGe、SbあるいはTeを含有する化学量論的化
合物の混合体であるのがよく、具体的には、例えばGe
TeとSb2 Te3 との混合体や、GeTe、Sb2
3 及びSbの混合体が挙げられる。
【0007】また、記録層の他の記録材料を構成するV
b族元素とVIb族元素とを主成分とする混合体として
も、それが化学量論的化合物であることが望ましいが、
この化学量論的化合物おけるVb族元素とVIb族元素
の組成を中心にしてある範囲までは同様な特性を示すの
でこの様な範囲の組成までは有効である。従って、具体
的には、Vb族元素とVIb族元素の組合せのうちVb
2 VIb3 型の化合物の1種類のみを生成するBi−S
系、Sb−Se系、Sb−S系の混合体についてはBi
1-x x (0.5≦x≦0.7)、Sb1-x Se
x (0.5≦x≦0.7)、Sb1-x x (0.5≦x
≦0.7)で表される混合体が挙げら、また、上記Vb
2 VIb3 型の化合物以外にV14VI6 、V2 VI、V
VI型等の化合物を生成するBi−Te系やBi−Se
系の混合体についてはBi1-xTex (0.2≦x≦
0.7)やBi1-x Sex (0.2≦x≦0.7)で表
される混合体が挙げられる。そして、これらはその1種
のみであっても、また、2種以上の混合物であってもよ
い。
【0008】なお、上記記録層を構成する記録材料中に
は、その性質を損なわない範囲で他の元素、例えばA
g、Pd、Co、N、Sb、Au等を添加してもよく、
Au等の元素を0.5〜5重量%の範囲で添加すればア
モルファスの熱安定性が増すという効果が期待できる。
【0009】これらの記録材料によって形成される記録
層の層厚は、通常10〜200nmであり、好ましくは
20〜100nmである。この記録層の層厚が200n
mより厚くなると、書換え回数及び記録感度の改善とい
う本発明の作用効果を顕著に達成することが難しくな
る。なお、記録層の層厚が10nm以下になると、均一
な膜を作ることが難しくなるので、蒸着、スパッタリン
グ等の作製法では20nm以上であることが望ましい。
【0010】そして、本発明において、記録媒体の基本
構造は、光透過性の基板とその上に形成される記録層と
であるが、この記録層の変形を防止し、また、記録層の
機械的損傷や酸化等を防止する目的で、好ましくは記録
層の上面に無機誘電体で形成された光透過側の保護層が
設けられる。また、上記基板を保護する目的で、あるい
は入射光の表面反射を低下させる目的で、好ましくは上
記基板と記録層との間に無機誘電体で形成された光入射
側の保護層が設けられる。更に、光透過側の保護層の機
能を強化する目的で、この光透過側保護層の上に紫外線
硬化樹脂層や、更に保護板を設けてもよく、また、記録
層を透過した光を反射させて光吸収率を高める等の目的
で、上記光透過側保護層の上に反射層を設けてもよい。
本発明においては、特に冷却速度を考慮して各層の設計
をする必要がないので、例えば反射層については主に光
学的な観点でその材料、膜厚、配設位置等を決定すれば
よく、媒体構造の設計が容易である。
【0011】なお、上記各層は、1種の材料のみで構成
してもよく、また、2種以上の材料を積層してもよい。
また、上記の説明では基板側から光が入射するものとし
て説明しているが、基板とは反対側から光を入射させる
タイプのものに適用できることは勿論である。そして、
アモルファス化と結晶化については、その何れを記録と
し、また、消去としてもよいことは勿論であり、オーバ
ーライトを行う際には記録、消去の区別はない。
【0012】また、上記記録層以外の各層を構成する材
料については、従来公知のものでよく特に限定されるも
のではなく、例えば、基板についてはガラス等の無機材
料や、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィ
ン類、ポリジクロロペンタジエン、ポリイミド、エポキ
シ樹脂等の樹脂材料を挙げることができ、その厚さは、
変形が生じずかつゴミの悪影響を防止できる厚さであれ
ばよく、例えば1.2mmである。また、保護層につい
ては通常この種の保護層として使用される種々の無機誘
電体を使用することができ、例えばZnS−SiO2
のほか、低熱膨張性材料であるSiO2 やSiO2 −A
2 3 −Li2 Oを主成分とする材料等を挙げること
ができる。更に、反射層についてはAl合金等を使用で
き、紫外線硬化樹脂層についてはエポキシアクリレート
等を使用でき、更に保護板としては基板材料と同様のも
の等を使用することができる。
【0013】本発明の光記録媒体における記録層や他の
各層の製造法についても、特に限定されるものではな
く、それぞれの層の特性に従って従来公知の種々の方
法、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、分子線エピタクシー法(MBE)、化学
蒸着法(CVD)等の方法を採用することができる。
【0014】
【作用】本発明によれば、記録層を形成する記録材料と
して、Ge、Sb及びTeを主成分とする混合体にVb
族元素とVIb族元素とを主成分とする混合体を混合し
た混合物を使用しているので、Ge、Sb及びTeを主
成分とする混合体で形成された記録層に比べて、アモル
ファス化する際の臨界冷却速度が小さくなり、これによ
ってアモルファス化が容易になり、従来のように記録感
度を犠牲にしながらその媒体構造を熱の逃げ易い構造に
設計して冷却速度を大きくする必要がなくなり、結果と
して記録感度の高い相変化光記録媒体とすることができ
るものと考えられる。また、この様に記録感度が向上す
ると、媒体に対する熱的負荷を軽減することができ、書
換え回数の大幅な改善を図ることができる。すなわち、
従来の記録感度の改善方法は、その代償として書換え回
数の低減を伴うものであったが、本発明のように記録材
料それ自体のアモルファス化を改善すれば、このアモル
ファス化が改善された分だけ媒体構造に対して積極的に
書換え回数を改善するための手段、例えば保護膜の膜厚
を厚くする等の手段を採ることができる。更に、本発明
によれば、格子振動による熱伝導に対して、Vb族元素
とVIb族元素とを主成分とする混合体が不純物、すな
わち散乱体として働き、これによって記録材料の熱伝導
率が低下し、その分蓄熱硬化が高くなる。また、このV
b族元素とVIb族元素とを主成分とする混合体はアモ
ルファスが結晶化する際の結晶核として作用し、これに
よって結晶化速度も向上し、この結晶化を消去に利用し
た場合にはその消去速度が向上することになる。
【0015】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を具体的に説明する。
【0016】実施例1 図1に示すように、この実施例1の相変化型光記録媒体
は、厚さ1.2mmのアクリル製基板1上に、厚さ10
0nmの(SiO2 )−4(ZnS)製光入射側保護層
2と、この光入射側保護層2上に形成される厚さ40n
mの記録層3と、この記録層3上に形成される厚さ10
0nmの(SiO2 )−4(ZnS)製光透過側保護層
4と、この光透過側保護層4上に形成される貼り合わせ
用の紫外線硬化樹脂層5と、この紫外線硬化樹脂層5で
貼り合わせられた厚さ1.2mmのアクリル製保護板6
とで構成されている。ここで、上記各保護層2及び4は
それぞれスパッタリング法により(SiO2 )−4(Z
nS)層を形成して積層されている。また、記録層3
は、2(GeTe)−(Sb2 Te3 )とBiSeの2
枚のターゲットを用いた2元同時スパッタリング法によ
り積層され、これら2(GeTe)−(Sb2 Te3
とBiSeとの比率がモル比で85:15となってい
る。
【0017】この様にして調製した実施例1の光記録媒
体ついて、その結晶化時間、結晶化温度、記録感度及び
書換え回数を測定して評価した。結果を表1に示す。な
お、結晶化時間については、Arレーザにより予め初期
化を行った後、記録(アモルファス化)を行うと反射率
が低下し、更に消去(結晶化)を行うと反射率が再び増
加するが、この際に初期化時の反射率までほぼ完全に回
復するのに必要なパルス幅を結晶化時間として求めた。
結晶化温度については、昇温速度20℃/分で加熱しな
がら反射率を測定し、結晶化に対応してこの反射率が増
加し始める温度をその結晶化温度として測定した。ま
た、記録感度については、{(結晶相の反射率)×(ア
モルファス相の反射率)}÷(結晶相の反射率)の値を
コントラストと定義したとき、経験的にこのコントラス
トが0.3程度以上の時にCN比50dBとなることが
わかっているので、このコントラストが0.3となる時
のレーザー出力を測定し、その値を記録感度として求め
た。更に、書換え回数については、ディスクを回転数
1,800rpmで回転させ、ピークパワー12〜15
mW及びバイアスパワー6〜9mWのレーザー光を周波
数1MHzと1.5MHzで変調して書換えを行い、測
定されるCN比が低下し始めるまでこの書換え操作を繰
り返し、その繰り返し回数を書換え回数として求めた。
【0018】実施例2 また、図2に示すように、光透過側保護層4の厚さを4
0nmとし、この光透過側保護層4と紫外線硬化樹脂層
5との間に厚さ100nmのAl合金製の冷却層7を設
け、また、記録層3として2(GeTe)−(Sb2
3 )−0.5SbとBi2 Se3 の2枚のターゲット
を用いた2元同時スパッタリング法によりこれら2(G
eTe)−(Sb2 Te3 )−0.5SbとBi2 Se
3 の比率がモル比で95:5となるように積層した以外
は、上記実施例1と同様にして相変化光記録媒体を調製
した。この様にして調製した実施例2の光記録媒体つい
て、実施例1と同様に、その結晶化時間、結晶化温度、
記録感度及び書換え回数を測定して評価した。結果を表
1に示す。
【0019】実施例3 媒体構造を図1に示す実施例1の場合と同様とし、記録
層3として2(GeTe)−(Sb2 Te3 )とBi2
Te3 の2枚のターゲットを用いた2元同時スパッタリ
ング法によりこれら2(GeTe)−(Sb2 Te3
とBi2 Te3の比率がモル比で85:15となるよう
に積層した以外は、上記実施例1と同様にして相変化光
記録媒体を調製した。この様にして調製した実施例3の
光記録媒体ついて、実施例1と同様に、その結晶化時
間、結晶化温度、記録感度及び書換え回数を測定して評
価した。結果を表1に示す。
【0020】実施例4 媒体構造を図1に示す実施例1の場合と同様とし、記録
層3として2(GeTe)−(Sb2 Te3 )−0.5
SbとBi2 Te3 とSb2 Se3 の3枚のターゲット
を用いた3元同時スパッタリング法によりこれら2(G
eTe)−(Sb2 Te3 )−0.5SbとBi2 Te
3 とSb2 Se3 との比率がモル比で85:7.5:
7.5となるように積層した以外は、上記実施例1と同
様にして相変化光記録媒体を調製した。この様にして調
製した実施例4の光記録媒体ついて、実施例1と同様
に、その結晶化時間、結晶化温度、記録感度及び書換え
回数を測定して評価した。結果を表1に示す。
【0021】比較例1 光透過側保護層4の膜厚を100nmとした以外はその
媒体構造を図2に示す実施例2の場合と同様にし、記録
層3として2(GeTe)−(Sb2 Te3 )のみをタ
ーゲットとして用いたスパッタリング法により2(Ge
Te)−(Sb2 Te3 )を積層した以外は、上記実施
例1と同様にして相変化光記録媒体を調製した。この様
にして調製した比較例1の光記録媒体ついて、実施例1
と同様に、その結晶化時間、結晶化温度、記録感度及び
書換え回数を測定して評価した。結果を表1に示す。
【0022】
【表1】 この表1の結果から明らかなように、比較例1の場合に
記録感度が19mwで書換え回数が104 回であったの
に対し、各実施例の場合には、記録感度が実施例1、3
及び4の場合に16mwで実施例2の場合に17mwで
あり、また、書換え回数が>105 回であり、比較例1
の場合に比べて大幅に改善されていることが判明した。
【0023】実施例5 図1と同様な媒体構造において、基板1としてガラス製
基板を使用し、その光入射側保護層2を厚さ100nm
のZnSで構成し、光透過側保護層4を厚さ200nm
のZnSで構成し、記録層3としてGe2 Sb2 Te5
とBi2 Se3 の2枚のターゲットを用いた2元同時ス
パッタリング法によりこれらGe2 Sb2 Te5 とBi
2 Se3 の比率がモル比で85:15となるように積層
した以外は、上記実施例1と同様にして相変化光記録媒
体を調製した。この様にして調製した実施例5の光記録
媒体ついて、実施例1と同様に、その結晶化時間、結晶
化温度、記録感度及び書換え回数を測定して評価すると
共に、光吸収率についても測定して評価した。結果を表
2に示す。
【0024】なお、光吸収率については、光透過側保護
層4と紫外線硬化樹脂層5との間で光反射率と光透過率
とを測定し、{100−(光反射率×光透過率)}の値
を算出して光透過率とした。
【0025】比較例2 実施例5と同様な媒体構造とし、記録層3としてGe2
Sb2 Te5 の1枚ターゲットを用いたスパッタリング
法によりこれらGe2 Sb2 Te5 を積層した以外は、
上記実施例5と同様にして相変化光記録媒体を調製し
た。この様にして調製した比較例2の光記録媒体つい
て、実施例5と同様に、その結晶化時間、結晶化温度、
記録感度、書換え回数及び光吸収率を測定して評価し
た。結果を表2に示す。
【0026】比較例3 図2と同様な媒体構造において、基板1としてガラス製
基板を使用し、その光入射側保護層2を厚さ100nm
のZnSで構成し、光透過側保護層4を厚さ40nmの
ZnSで構成し、また、冷却層の厚さを50nmとし
た。この媒体において、記録層3としてGe2 Sb2
5 の1枚ターゲットを用いたスパッタリング法により
これらGe2 Sb2 Te5 を積層した以外は、上記実施
例5と同様にして相変化光記録媒体を調製した。この様
にして調製した比較例2の光記録媒体ついて、実施例5
と同様に、その結晶化時間、結晶化温度、記録感度、書
換え回数及び光吸収率を測定して評価した。結果を表2
に示す。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、高速で書換え可能であ
ってデータの保存寿命が比較的長いというGe−Sb−
Te系記録材料を使用した光記録媒体の特長を損なうこ
となく、優れた記録感度を維持しつつその書換え回数が
著しく向上した光記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施例及び比較例に係る相変
化光記録媒体の媒体構造を示す断面説明図である。
【図2】 図2は他の媒体構造を示す断面説明図であ
る。
【符号の説明】
1…基板、2…光入射側保護層、3…記録層、4…光透
過側保護層、5…紫外線硬化樹脂層、6…保護板、7…
冷却層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に光、熱等の手段によりその光学
    的性質が可逆的に変化する記録層を備え、この記録層の
    光学的性質の変化を利用して情報の書き換え、再生を行
    う光記録媒体において、上記記録層を形成する記録材料
    がGe、Sb及びTeを主成分とする混合体とVb族元
    素とVIb族元素とを主成分とする混合体との混合物で
    構成されていることを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 Ge、Sb及びTeを主成分とする混合
    体がGeTeとSb2 Te3 との混合体であり、Vb族
    元素とVIb族元素とを主成分とする混合体がBi1-x
    x (0.5≦x≦0.7)、Sb1-x Sex (0.5
    ≦x≦0.7)、Sb1-x x (0.5≦x≦0.
    7)、Bi1-x Tex (0.2≦x≦0.7)及びBi
    1-x Sex (0.2≦x≦0.7)で表される混合体か
    ら選ばれた1種又は2種以上の混合物である請求項1記
    載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 Ge、Sb及びTeを主成分とする混合
    体がGeTe、Sb2 Te3 及びSbの混合体であり、
    Vb族元素とVIb族元素とを主成分とする混合体がB
    1-x x (0.5≦x≦0.7)、Sb1-x Se
    x (0.5≦x≦0.7)、Sb1-x x (0.5≦x
    ≦0.7)、Bi1-x Tex (0.2≦x≦0.7)及
    びBi1-x Sex (0.2≦x≦0.7)で表される混
    合体から選ばれた1種又は2種以上の混合物である請求
    項1記載の光記録媒体。
JP3183919A 1991-06-28 1991-06-28 光記録媒体 Pending JPH054453A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184858A2 (en) * 1995-01-27 2002-03-06 Nec Corporation Optical information recording medium and method for optical recording, reproducing and erasing information

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