JPS6034897A - 書替可能光記録媒体 - 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】 （技術分野） 本発明は、集光したレーザ光の熱作用により情報を記録
し、光学的に読出しを行なう光記録媒体に関し、とくに
、媒体の相転移を利用する書替可能光記録媒体に関する
ものである。

（従来技術） 従来のヒートモードによる光記録媒体としては、金属薄
膜１色素膜などを用い、レーザ光によりかかる膜を局部
的に溶融・蒸発させて孔を形成し、以て記録を行うもの
、あるいはポリマ層と金属層を積層してポリマ層の熱分
解により変形を起こさせて記録を行うものなどが知られ
ている。しかし、これらの記録では、情報の消去が不可
能であり、いわゆる追記型光記録媒体として用いられて
いた。

一方、相転移を利用する光記録媒体としては、結晶質−
非晶質の相転移を利用するＡｍ５ｅＴｓなどのカルコゲ
ナイドガラスを用いたものや、金属−半導体の相転移を
利用するＶＯ２、ＳｍＳなどの薄膜が知られている。し
かし、カルコゲナイドガラスを用いた記録媒体では、結
晶化によって生ずる結晶粒の大きさが１００　ｎｍ程度
と大きくなりやすく、結晶質−非晶質の転移を数回繰返
すと、ノイズが大きくなり、しかも転移によって生ずる
内部歪が大きいために膜に亀裂が入るなどの劣化が起り
やすい。また、四元系以上のカルコゲナイドガラスでは
相分離を起しやすいという欠点も有していた。

ＶＯ２、ＳｍＳなど金属−半導体の相転移を利用する記
録媒体においても、やはり、転移に伴って体積変化によ
る変形や亀裂などが膜に生じて劣化が起りやすいこと、
および記録・消去を繰返すためには熱によるヒステリシ
ス効果を利用するので、記録媒体を室温以下に冷却しな
ければならないなどの欠点を有していた＠ （目　的） そこで、本発明の目的は、これらの欠点を解決して、繰
り返し記録・消失が可能なように構成した書替可能光記
録媒体を提供することにある。

（発明の構成） かかる目的を達成！るために、本発明では、プラズマ重
合膜中にＴｅあるいはＴｅとＧｅ　、　Ｓｅ　、　Ｓｎ
。

Ｉｎ、　Ｐｂ、　Ｂｉ　、　Ｓｂのうちの１つ以上との
合金を微粒状態に分散させることによりＴｅまたはＴｅ
合金の結晶化に伴う結晶粒が微細のままであるようにす
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の記録媒体を製造するための装置の７例
を示す模式図であり、ここで／／は反応容器、／コは記
録媒体の基板ｌを回転自在に支持する試料台、１３は反
応容器／／へのガス導入゛口、／４Ｉは高周波電極、／
３は蒸着用ヒータ、／Ａは排気口、／７および／Ｓは膜
厚モニタである。

記録媒体製造にあたっては、まず、反応容器／／を真空
に排気した後、ガス導入口ｌコから有機モノマガスを反
応容器ｌｌ内へ導入し、高周波電極／４’に／Ｊ、ｋＡ
　Ｍｌｌｚの高周波電圧を印加してグロー放電により有
機ガスのプラズマ重合を行なうとともに、蒸着用ヒータ
１５からＴｅを蒸着することにより基板ｌ上にＴｅ含有
プラズマ重合膜を作製する。ここで、膜厚モニタ／７お
よび／ｌによりプラズマ重合速度およびＴｏ蒸着一度を
それぞれ個別に測定してＴｅ含有量および膜厚が所定の
値になるようにする。また、基板ｌを試料台／コにより
回転させることによりＴ・がプラズマ重合膜中に均一に
分散できるようにする。

Ｔｅ含有プラズマ重合膜を製造するにあたっては、通常
の高周波スパッタ装置を用いて行なうこともできる。つ
まり、Ｔ自からなるターゲットを有機ガスと不活性ガス
との混合ガスでスパッタすることにより基板上にＴ・含
有プラズマ重合膜を形成することができる。

このようにして得られたＴｅ含有プラズマ重合膜では、
Ｔｅが非晶質状態でプラズマ重合膜中に分散されており
、レーザ光照射による加熱でＴｅは結晶化を起こし、光
学的反射率の増加お、よび透過率の減少を生ずる。従っ
て、Ｔ＠が結晶化を起こさない程度に強度の低いレーザ
光を記録済記録媒体に照射し、その反射強度あるいは透
過強度を検出すルコトニよって記録した情報を再生する
ことができる０また、消去に関しては、パルス幅のせま
い強いレーザ光を記録媒体に照射してＴｏの融点以上に
加熱し、ついで急冷することにより結晶質を非晶質に相
転移【起こさせることによって行なうことができる。

以上では、Ｔｏの結晶化によって記録を行い、非晶化に
よって消去を行う場合について説明してきたが、逆にＴ
ｅの非晶化によって記録を行い、結晶化に５よって消去
を行うことも同様に可能であり、その場合には、層全体
あるいは情報を記録するトラック部分なあらかじめ結晶
化させておくことによって行なうことができる。

ところで、Ｔｅ含有プラズマ重合膜は、このような非晶
質−結晶質の相転移を綽返し行なっても結晶粒の大きさ
が微細のまま変化しない特長を有し、この特長のために
劣化することなしに繰返し記録・消去が可能となる。そ
して、かかる特長はプラズマ重合膜がＴｓの凝集を防止
していることに起因していると考えられる。

前述の結晶化についてさらに詳しく調べてみる非晶質状
態は一種の準安定状態であり、非晶質から結晶質に変化
するのに要する時間ｔは、ｔ　＝　ｔｏ　＠ｘｐ　（Ｅ
　／　ｋＴ　）と表わされる。ここで、Ｅは活性化エネ
ルギ、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度で表わした試
料の温度ｓ　ｔｏは定数である。

そして、Ｔｅ含有プラズマ重合膜の場合、この活性化エ
ネルギＥは用いる有機ガスの種類に依存するが、コ、θ
〜３．ＯｅＶと大きな値を示す。そのため１常温ではｉ
ｏ年以上の時間な要するという経時安定性があるととも
に、３００℃以上ではｌμｓｅｃ以下の短時間で変化を
起こす。

従って、Ｔｅ含有プラズマ重合膜は、高感度で高速な記
録に適しているとともに１優れた経時安定性をも有する
記録媒体ご提供することができる。

さらに、単独のＴＩの代わりに、ＴｅとＧｅ、Ｓｓ。

Ｓｎ、　Ｉｎ、　Ｐｂ、　Ｂｉ　、　８ｂのうちの１つ
以上との合金を用いるときには、かかるＴｅ合金の結晶
化の活性化エネルギＥは′Ｆｅのみの場合に比較して太
きくなる。例えば、有機ガスとしてスチレンを用いた場
合ｚ　ＴＩのみを分散させた膜の活性化エネルギはコ、
／ｅＶであるのに対し＊　ＴＩ９０ＩｎＩＯを分散させ
た膜では２６６ｅＶ％ＴｅｅｏＳｎ１ｏではムｊｏＶ。

Ｔｓｇ６Ｓｅ１６Ｇｅ１（１ではａ、ｔ＠ｖであった。

このことから、ＴＩのみを用いるよりもＴ・の合金を用
いた方が、より高速な記録に適した記録媒体が得られる
ことがわかる＠ とζろで、繰返し記録、消去を行なうためにはプラズマ
重合膜自体が耐熱性に優れている必要がある。そのため
には、高い放電電力、低い有機ガス圧での重合条件が選
ばれるが、さらに有機ガスと不活性ガスとの混合ガスを
用いて重合する方法が耐熱性の点で有利なことが確めら
れた。例えば、二硫化炭素ガスから得られる重合膜は、
一般には、耐熱性が低いが、二硫化炭素：窒素＝ｌ；３
の混合ガスを用いて得られたＴ・含有二硫化炭素重合膜
の場合には７０回以上の記録・消去が可能であった。

従って、本発明で使用できる有機ガスとしては、スチレ
ンなどのベンゼン類など多くの種類のものがあるが、と
くにヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザ
ンなどの含シリコン化合物。

テトラメチルスズなどの含スズ化合物、アントラニル酸
メチルなどの芳香族オルソアミノカルボン厳エステルを
用いることにより優れた耐熱性の重合膜が得られた〇 第４図は本発明記録媒体の一例を示す模式的断面図であ
り、基板ｌ上にＴ・含有プラズマ重合膜コを設け、この
Ｔｏ含含有プラズマ重合ココ上保護層３を設ける。ここ
で、保護膜３としては、ＳｉＯ２＊ＭｇＦｇなどの誘電
体膜あるいはプラズマ重合膜を用いることができる。

この保護層、７に−設けたのは以下の理由による。

レーザ光の光強度がガウス分布をしているため、ビーム
の中心部の温度は周辺部より高くなり、繰返しレーザ光
を照射するときには、中心部のＴｅ含有プラズマ重合膜
の表面が蒸発などによる劣化を受けやすい。そこで、こ
の保護層３を設けることにより、これら劣化が防止され
、記録・消去の繰返し回数を増加さすることができる。

ただし、このような保護層３を設けた記録媒体の場合、
保護層Ｊへの熱拡散の効果が無視できなくなるから、感
度は多少低下する。

第３図は本発明配録媒体の他の例を示す模式的断面図で
あり、ここでは第１図示の記録媒体の保護層３の上にさ
らに金属膜ダを積層する。ここで、金属膜ダとしては、
ＡＩ、　Ａｕ、　ＴＩ、　Ｔｅなどを用いることができ
る。

こｐ構造では、保護層３の膜厚を制御することによりＴ
・含有プラズマ重合膜コへの光の吸収効率を高めること
ができるので、１４図の記録媒体に比較して感度が向上
する。さらに、この構造では、金属層りにより光学的に
外部と遮断されているので、この金属層ダ上にほこりな
どが付着してもノイズとならない。しかもまた、記録媒
体を一枚貼り合せて両面を使用可能な記録媒体とするこ
ともできるが、その場合にもこの金属層間±２接着すれ
ばよいため、作製が容易であるという利点を有している
。

次に本発明の記録媒体の具体例について述べる。

（実施例　１） 一放電を行なってスチレンのプラズ！重合を行なうとと
もにＴ・蒸着を行ない、Ｔ・を６０　ｖｏ１％含有した
Ｔ・含有スチレン重合膜を厚さ１００　ｎｍにアクリル
基板上に付着させ５次いでこのＴｅ含有スチレン重合膜
上に保護膜としての５ｔｏ２スパッタ膜ヲ厚さ！ｒＯｎ
ｍに付着させて記録媒体を形成した。

この記録媒体に対して、波長１３０　ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録・消去実験を行なった。

レーザビーム径へＡ　ｆｉｍで記録媒体上レーザパワー
ｇ　ｍＷ　、パルス幅ｊＯｎｓのレーザ光で非晶質化が
生じ、レーザパワー３　ｍＷ　、パルス幅−〇〇ｎＳで
は結晶化が生じた。このように非晶化と結晶化のパワー
レベルには大きな差が得られた。なお、非晶質状態での
記録媒体の反射率は約／よ％であり、結晶状態では反射
率が約３０％に増加し一再生信号出力としても大きな値
が得られた。

（実施・例　２） 実施例１におけるスチレンガスの代わりにヘキサメチル
）ジシロキサンガスを用いｓ　５ｔｏ２膜の代わりにＴ
ｏを含有しないヘキサメチルジシ四キサン重合膜を用い
為実施例１と同様の測定を行なったところ実施例１と同
様の記録・消去特性を示した。

そして、１００回以上の記録・消去実験後も初期値と同
じ再生信号出力が得られた。

（実施例　３） 実施例２におけるヘキサメチルジシ四キサンの代わりに
アントラニル酸メチルおよびテトラメチルスズを用いた
ところ、実施例２と同様の記録・消去特性が得られた。

（実施例４） 実施例２におけるＴｅの代わりにＴｅｇ６ＳｎｌＯを用
いた。非晶化のためのレーザ光はレーザパワー＆ｍＷ。

パルス幅ｇｏ　ｆｉｓｅｃ、と実施例２と同じ値を示し
たが、結晶化はレーザパワー３　ｍＷおよびパルス幅１
００ｆｉｓ６ｃのレーザ光で生じ、実施例２の場合より
も容易に結晶化することがわかった。

（実施例　５） 実施例２におけるＴｏの代わりに、Ｔｅ８ＧＧ＠１０８
＠１０およびＴｏ　ＢＯＧ・１０ＩｎＩＯを用いた。記
録・消去特性としては実施例４と同様の値が得られた。

（実施例６） アクリル基板上に’ｒ＠８０Ｇ＠１０ｓＪＯを６０　ｖ
ｏ／％含有したヘキサメチルジシ四キサン重合膜を厚さ
（θｎｍに形成し、その上にヘキサメチルジシｐキサン
重合ＰＭを厚さ／ｊ！；Ｏｎｍに形成し、さらにその上
にＡｊｌ蒸着膜を！ｒＯｎｍ付着させた。この記録媒体
では、レーザパワー６ｍＷ、パルス幅！０　ｎ５ｅｃの
レーザ光で非晶質化が生じ、レーザパワー−ｍＷ　。

パルス幅１００　ｆｉｓｅｃのレーザ光で結晶化が生じ
た。

（効　果） 以上説明したように、本発明による記録媒体は１記録と
消去のマージンが大きくしかも劣化を伴うことなしに記
録・消去を行なうことができるので、繰り返しの記録・
消去が可能な光記録媒体を提供することができる。また
、本発明によれば感度も高イタめ、半導体レーザのよう
な低出力のレーザを用いても高速記録１消夫が可能であ
るという利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録媒体を製造する装置の７例を示す
模式図、 第一図および第３図は本発明の記録媒体のλ実施例の構
造を示す模式的断面図である。 ｌ・・・基板、 コ・・・Ｔ・含有プラズマ重合膜、 ３・・・保護層、 ダ・・・金属膜、 ｌ／・・・反応容器、 ／コ・・・回転試料台、 １３・・・ガス導入口、 ／り・・・高周波Ｎ極、 ｌま・・・蒸着用ヒータ、 ／６・・・排気口、 ／？、／ざ用膜厚モニタ。 第１図 １コ　ｌｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）　Ｔｏを含有させた有機プラズマ重合膜にレーザ光
   を入射可能に構成し、該レーザ光の熱作用によりＴｏの
   相転移を起こさせて情報を書替可能に記録するようにし
   たことを特徴とする書替可能光記録媒体。 コ）ＴＩとＧｅ、　８ｅ、　Ｓｎ、　Ｉｎ、　Ｐｂ、Ｂ
   Ｉ、Ｓｂのうちの１つ以上との合金を含有させた有機プ
   ラズマ重合膜にレーザ光を入射可能に構成し、該レーザ
   光の熱作用によりＴ・合金の相転移を起こさせて情報を
   書替可能に記録するようにしたことを特徴とする書替可
   能光記録媒体。 特許請求の範囲第１項または第一項に記載の書替可能光
   記録媒体。 ４Ｉ）基板上に前記Ｔ・含有有機プラズマ重合膜を設け
   、該Ｔ・含有有機プラズマ重合膜の上に保護層を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第一項に
   記載の書替可能光記録媒体◇３）基板上に前記Ｔａ含有
   有機プラズマ重合膜、透光性を有する保護層、金属膜を
   この順序で配置したことを特徴とする特許請求の範囲篩
   １項または第２項に記載の書替可能光記録媒体。 （以下、余白）