JPS58124693A - 光学記録デイスク - 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】 本発明は光学記録ディ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ィスクに関するものである。

この種の記録ディスクとしては、オランダ国特許出願第
７，８０５，６０５号のものが知られている。

このディスクでは、記録層に組成物Ｔｅａ３　Ｓｂ　ａ
ａ　Ｓ　ｅ　８４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って調整された層
を意味するものとする。情報を記録する場合、ディスク
を約１５０〜１８００ｒｐｍの速度で回転し１記録層に
焦点を合わせるパルスレーザ−元にさらす。パルスタイ
ムは小さく、例えばｘｆ’〜１Ｏ−８秒であり、例えば
５ＸＩＯ−８秒である。

使用したレーザーカもまた小さく、例えばディスクに関
し、２〜２０ｍＷの値である。パルスレーザ−元にさら
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っ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ットは直径が
小さく、０．５〜２μｍ程度の大きさである。記録層の
厚さは約１５〜ｓ　ｏ　ｎｍ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ァクターｌＯよりも小さいレーザ
ー光によって読出される。情報ビットの検出はくほみま
たはホール（ビット）の領域での記録層の反射または伝
送の変化に基づく。

反射の続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続出装置に必要であ
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、引っかきくず
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ｋ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１例えば元硬化性ラッカ一層を、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ック
を与えることが好ましい。情報トラックは交互に高レベ
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って走査される。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２７４０
１式中のｎは屈折率である）に従って、使用するレーザ
ー光の％の波長である。高さの差は、例えば０．１１μ
ｍに等しい。情報領域の長さは貯えた情報に従って変化
し、約０．２〜８μｍ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の制御のためのデー
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−（ビット）形成、記録情
報の読出し、および情報トラッ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
続くトラックの上記工程が最適である上述の型の光学記
録ディスクを提供することにある。

特に記録層が、長い行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鰺ティスクを提供する
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）１特に赤外
領域に発光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ィ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ィスクにより達成
され、このディスクは記録層の組成が、次式 ％式％ 式中、　　　Ｘ−７６〜９１１１ａｔ、％ｙ−ａ〜１８
ａｔ、％ ２−　０〜７ａｔ、％ ＱはＳｂ、　Ｓｎ、　ＰｂおよヒＢｉかう成心群から選
ばれた元素を示し、 ｑ−１〜７５Ｌｔ、％ ｘ＋ｙ十ｚ＋ｑ−ｔｏｏａｔ、％ Ｚ　＋　ｑ−２〜ｆｌａｔ、％ ｒ−ｏ〜３ａｔ、％、ＱがＳｂテある４合はｒはＯａｔ
、％である。）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ィスクはテルル元来の側
車記録層を有する。テルル元素はレーザー光、特にスペ
クトルの赤外部分の感度が大きい。

例えば厚さ３ｏｎｍのテルル層にビットを作成するため
の限界エネルギーは、６０１８の照射パルスと８４７　
ｎｍの光波長にて約０　、３７　ｎＪ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、透過性の酸化テルルが
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、チル９層は
自然に殆ど瞬間的にアモルファ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
法またはスパッタリング法である。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、記録ディスクが損傷することになる。

上記のＴｅａａＳｂａａＳ６ｇ＋の既知の層は安定なア
モルファス層である。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％　Ｔｅ８８Ｓｋ）ｓｓ
ａｓ６３４層にホール（ビット）を形成する限界エネル
ギーは、ａｏｎｓのパルスタイムで６４７ｐｍの波長（
クリプトンレーザー）で０．８６ｎＪである。また層の
表面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（ｐｉｔｃｈ＞を有し、やはり結晶化が起ってい
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、情報トラックの走査には問題がある
。

オランダ国特許出願第８００５６９８号には、Ｔｅ６゜
Ｓｅ、、Ｓｂ１゜Ｓ５．　Ｔｅ、、＄６．，５ｋ）１゜
およびＴｏ、、Ｓｅ、、Ｓｂ、Ｓｓ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
、特ニ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
ルファス状態から多結晶状態にゆっ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
合歓に依存し、数ケ月から数年にわたって変化する。そ
の期間、層は物理的に不安定である。層は結晶部分とア
モルファス部分から成り、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、情報トラックと
レーザー光の焦点化の走査を妨げる。さらに、アモルフ
ァスから結晶へのゆっくりした転化は、粗い結晶の成長
を局部的に誘うことになる。場合によっては、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
はビット寸法が約０．７μｍで重大な妨げとなる。

本発明の光学記録ディ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、従って感度が大きい。

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ットは信号対ノイズ比
が優れており、５ｓｄＢ程度の大きさである。既知のス
パッタ、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って一定
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、層がアモルファスから多結晶への
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
モルファ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８０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ッタリングまたは蒸気析出し
た後、アモルファスから多結晶への転化工程を熱処理に
よって早めることができる。例えば６０〜８０°の熱処
理によって、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、１ 上式においてＱで表された元素がアンチモンである記録
層を用いると特によい結果が得られる。

本発明のディ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。

Ｔｅｘ／５ｅｙｌＳ２ＩＳｂｑ１ 式中＋　　Ｘ’−８０〜８７　ａｔ、％’ｊ’−１０〜
１３ａｔ、％ ｚ′−０〜　２ａｔ、％ ｑ′−８〜　５ａｔ、％ ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＋ｑ’　−１００ａｔ、％。

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ィスクにより、赤外領域
の感度が大きく、酸化と浸食に対する安定性が優れてお
り、短期間に例えば７０°Ｃ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ィ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。

Ｔｅ８８Ｓｅｙ、５７ＳＩＳｂｑａ 式中、　　　Ｘ’−８１〜８５ａｔ、％ｙ’　−１１Ｎ
１８５Ｌｔ、％ Ｚ　＃　−ＩＮ２　ａｔ　４　％ ｑ＃−８〜４ａｔ、％ Ｘ’＋ｙ’＋Ｚ’＋ｑ’−１００ａｔ、％。

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
れなかった。

本発明の記録ディ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。

’ｒｅ、、　８ｅ１１５ｔ）ｓ　Ｓ　ｓ　；　’ｒｅ、
、　Ｓｅｘ＠　３ｂ　、ｓ　＠　；　Ｔｅ　８４　Ｓｅ
１．　Ｓ　ｂ＠　％　ｉＴｏ　５ｉｌｌ　Ｓｓ　１１　
ｓｂ、　Ｓ　１　：　Ｔｅ、、　Ｓｅ□、ｓｂ、、６Ｓ
１．ｓ　：　Ｔｅ　８８　Ｓｅ　１０５ｔ）ｚｓ　ｈ　
ｉＴｅ　５８Ｓｅ　１０　Ｓｂ　ｘ　：　Ｔｅ　８８　
Ｓ　ｅ　、　ｓ　ｓｂ　１　、ａ　Ｓ　−ｒ　ｉ　Ｔｅ
　ｏｚｓ８　ａ　Ｓ　ｂ　Ｉ　Ｓ　ｌ　：Ｔｅ、□Ｓｅ
、、Ｓｋ＋、Ｓｇ；　Ｔｅ８□５ｅ１８Ｓｂ、、、Ｓ、
、５；　Ｔｅ８ｏＳｅ、、Ｓｂ、Ｓ５；Ｔｅｓｏｓｅｘ
３ｓｂｉｓｇ：　Ｔｅ８７Ｓｏ１ｏＳｂ８；　Ｔｅｓ＋
５ｅｎＳｔ）＋Ｓｘ　１Ｔｅ８１１Ｓ０１１Ｓｂ８”ｌ
：”５ｇ５８ｘｉ、ｇＳｂｓ、ｓＳｉ　オＪ：　ＵＴｅ
８Ｌ５ＳｅｌｌＳｂ４Ｓ１４０ 特にＴｅ８８Ｓｅ、５ｂ８Ｓ、およびＴｅ　ｓｇ、ｓ　
Ｓｅ　０．Ｓｂ　４　Ｓ　１．ｓ　ノ組成を有する層に
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ｌは厚さが１．１簡のガラスの基板を示
す。基板ｌの片側にアクリル酸エステルを基礎とする光
硬化性ラッカ一層２を設ける。ラッカ一層２の厚さは例
えば２０μｍであり、表面の一部にサーボトラックと称
されるレーザー光続出し光学情報トラック８を設けるが
、これはいわゆるアドレス情報を含む。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。情報トラック８は高レベルに位置する情報領
域番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。両像域の高さの差は約０．１１μｍである。長さ
は貯えた情報によって変化し、０・８〜８μｍである。

ラッカ一層２は厚さがａｏｎｍ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
をスパッタリング法または蒸気析出法によって設け、次
いで室温で数日間保存した後１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？−１’トラック８の部分の記録層６を、サーボト
ラックに対し走査レーザー光よりも大きい約７アクター
ｌＯのエネルギー強度のレーザー元にさらす。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
る情報に従ってパルス化する。

パルス持続期間はａｏｎｓである。層６に記録したデー
タは倍数特性を有し、情報ビットは記録層６に形成した
ホールフから成る。

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（ピッ））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ィ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Ｔｅ８８Ｓｅ８８ｓｂ
、、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８００６６９８号に記載されたＴｅ　　Ｓｅ
　　Ｓｂ　　ＳおよびＴｏ、、Ｓｓ、、Ｓｂ、Ｓ、　ノ
層もまた、６０　　１５　　１０　　に の最初の試験シリーズにおいて限界ｇ度の試験をした。

試験の結果為上述の記録ディスクを、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−光に、透過性基
板を介して露光させる。用いるレーザー元の波長は６４
７１ｍである。パルスタイムはａｏｎｓ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
小量を記録する。問題の記録ディスクを８０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
ィスクを、２４時間につき９８±Ｂ％の相対空気湿度に
て、次に示す温度サイクルに委ねる。２５°Ｃにて１２
時間貯蔵、２ｏ時間２５°Ｃから６５°Ｃに加熱、６５
’Ｃにて２時間貯蔵、２時間６５゛Ｃから２６゛Ｃに冷
却、２時間２５゛Ｃから６５°Ｃに加熱、６５℃にて２
時間貯蔵、および２時間６５℃から２６°Ｃに冷却。８
０日後に測定した限界エネルギーは第１表の第８欄に記
載する。第１表の第４欄には１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６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。

第１表に用いた符号の意味を次に示す。

ｌ〕　テルル層を透過性酸化テルルに転化させて完全に
分解する。

十　表面が均一な構造をもち、微細な多結晶である。局
部反射の差がない。

十−表面があまり均一な構造をもたず、僅かに粗い結晶
構造をもつ。

−表面が局部的に斑点状の外観を呈し、反射差を示す。

ｍ−表面が一部アモルファス、一部結晶であり局部的に
反射差を示す。付随して粗い結晶形成がある。

実施例２ 別の試験シリーズでは、厚さが１．８−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ａｏｎｍである。

記録層の組成を第２表の第１ｗに示す。得られた記録デ
ィスクを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７９９ｎｍ１パルスタイムがｔ
ｏｏｎｓ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表の鮫
後の行）は極めて大きく、透過性の酸化テルルを生成す
ることによって劣化が大きいため１決定することができ
なかった。

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。従って、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ＴＪ
Ｏ％で表すことによって、第２表の第８欄に示す。

記録層Ｔｅ８８Ｓｅ１．Ｓｂ、Ｓ、　ｉ、：　ライて第
２表に示したものと同様の結果が、片側に光硬化性ラッ
カ一層を設けたガラス基板を有し、前記ラッカ一層にマ
グネトロンスパッタ（析出）工程によって厚さ８０ｎｍ
の記録層を被着して被覆した光学記録ディスクを用いて
も得られた。このようにして被着し試験した記録層は、
Ｔｅ８．Ｓｅ　１　□ｓｂ＊ｓ　１　；　Ｔｅ８．Ｓｅ
　□１ｓｂ８ｓ　１　＋Ｔｅ８．．．Ｓｅ、、Ｓｂ、Ｓ
、、、およびＴｅ　ｓｓ　Ｓｓ　１ｓ　、ｓｓｂ　、、
ｓ　ｓ　、　ノ式に相当する。亀裂すなわち微細な割れ
の形成は観察されなかった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の光学記録ディスクを示す断面図であ
る。 ■・・・基板、　　　　　２・・・ラッカ一層、８・・
・光学情報トラック・４・・・高レベル情報領域、５・
・・吐レベル情報領域、６・・・記録層、７・・・ホー
ル。 第１頁の続き 優先権主張　＠１９８２年９月１３日■オランダ（ＮＬ
）■８２０３５４５ ＠ｌ！　　明者　　ベルナルダス・アントニウス・ヨハ
ヌス・ヤコブス オランダ国５６２１ベーアー、アイ ンドーフエン・フルーネヴアウ ツウエツハ１

Claims (1)

1. 【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Ｔ６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ィスクにおいて、 記録層の組成が次式 ％式％ （式中、Ｘ−７６〜９ｇａｔ、％ ｙ　−ａ〜１８５Ｌｔ、％ ２−　　ａ〜　７　ａｔ、％ Ｑはｓｂ、　ｓｎ、　ｐｂおよびＢｉから成る群から選
   ばれた元素を示し、 ｑ−１〜７１Ｌｔ−囁 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ−１００ａｔ、％ ｚ＋ｑ””ｇＮｔｉａｔ、％ ｒ−ｏ〜ｓａｔ、％、Ｑがｓｂである場合はｒはＯａｔ
   、％である。）を満足する光学記録ディスク。 ｔＱで表された元素−がアンチモンである特許請求の範
   囲第１項に記載の光学記録ディスク。 ＆　記録層の組成が次式 ％式％１ １式中　Ｘ　’−ｆＪ　Ｑ〜８７　ａｔ、％ｙ’−１０
   〜１８　ａｔ、％ ｚ′−０〜　ｇａｔ、％ ｑ′−８〜Ｓａｔ、％ ｘ’＋　ｙ’＋　ｚ　’＋ｑ’−１００ａｔ、％である
   。）を満足する特許請求の範囲第８項に記載の光学記録
   ディスク。 表　記録層の組成が次式 ％式％ （式中、　Ｘ　’　−８１〜８６ｅＬｔ、％Ｙ’　−１
   １〜１Ｂ！Ｌｔ、％ Ｚ’　−ＩＮｇａｔ、％ ｑ＃−８〜４ａｔ、％ ！’＋ｙ’＋　Ｚ’＋ｑ”−１００ａｔ、％である。）
   に相当する特許請求の範囲第８項に記載の光学記鍮ディ
   スク。 飯　記録層がＴｅ　ａＢ　Ｓ＋３１２Ｓｂ　ａ　Ｓ　ｇ
   の組成を有する特許請求の範囲第４項に記載の光学記録
   ディスクＯ ａ　記録層がＴｅ１１２．５Ｓｅ１２Ｓｂ４””　Ｌ、
   Ｓの組成を有する特許請求の範囲第４項に記載の光学記
   録ディスク。