JPS616806A - 光デイスク記録媒体 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は情報の書き込み、再生硝安はもちろん書き替え
可能な光デイスク記録媒体を提供しようとするものであ
る。

〈技術的背景〉 光ディスクは、当初、基板上に凹凸状のビット列を形成
した媒体について光学的にピックアップして記録情報を
再生するＤＲＡＷ（Ｄｉ　ｒｅｃｔＲｅａｄ　ａｎｄ　
Ｗｒｉｔｅ　）方式が行われていた。この記録、再生方
式は固体の相転移を利用した記録方法が開発された後も
踏襲され、書き替え可能な記録方式は実現しなかった。

前記光ディスクは、１個のピットが約２μｍ角に形成で
きるため、現在汎用されている磁気ディスクと比べ１桁
以上高密度記録を実現できる。

また、磁気ディスクと異なシ、非接触で高速アクセスが
可能であり、ディスクに記録した情報面を劣化させるこ
とがない。

したがって、書き替え可能な材料さえ発見できれば優れ
た光デイスク記録媒体を作シうることが判る。

書き替え可能な記録材料として、従来からＴｅあるいは
Ｔｅ０）（（０＜ｘ＜２　）が知られているが、これら
の材料は、レーザ光照射によって材料が局部的に融点以
上に加熱し、急冷すると、光照射部分は非結晶質状態へ
転移し、ピット情報として記憶される。そして、レーザ
光照射部分を結晶化温度以上に徐加熱すると結晶状態に
復帰し、ピット情報を消去、つまシ書き替え可能にでき
る。しかし、Ｔｅは結晶化温度が１０〜６０℃と低いた
めに、記録情報の保存性に問題がある。また、Ｔｅ０Ｘ
は非晶質相安定化のために、Ｓｎ　、　Ｇｅなどの不純
物を加え、結晶化の活性化エネルギを増大させることに
よって安定化させていた。しかし、ＴｅＯｘは酸素濃度
のコントロールが難かしいのみならず、異種元素添加の
ため、膜自体の製造の再現性が悪い欠点がある。さらに
、これらの材料は、溶融状態において蒸気圧が高いため
、光デイスク記録媒体として使用する段階で、各プロセ
ス毎（書き込み１、再生毎）に材料の成分が蒸散し、繰
シ返し使用する場合の欠点となっていた。

〈解決しようとする問題点〉 本発明は従来の光デイスク記録媒体におけるこのような
欠点を除くためになされたものであシ、その１つは繰シ
返し書き込み、再生、消去を可能にする光デイスク記録
媒体を提供することにある。

また、他の１つは、記録情報の保存上の不安定さを解消
した元ディスク記録媒体を提供することにある。

本発明者は、このような目的に適する材料について研究
の過程で、ｌｂ族元素とＴｅの三元合金である （　ＡＸ　Ｂｌ　−Ｘ　）　ｙ　Ｔｅ＋　−ｙ合金、（
ただし、ＡＩＢはいずれも１ｂ族元素であシ、ｙは １０≦ｙ≦４０原子チ Ｘは、ＡがＡｕ、ＢがＡＩのとき、０（ｘ（１００原子
チ、ＡがＡｕ、ＢがＣｕのとき、５０〈ｘ＜１００原子
チ、ＡがＡＩ、ＢがＣｕのとき、５０＜ｘ＜１００原子
−可能範囲であシ、平衡相はそれぞれ（（Ａｕ、ＡＰ）
Ｔｅ＋Ｔｅ）、（（ＡＰ、Ｃｕ）Ｔｅ　＋　Ｔｅ　）、
（（ＡＩ、Ｃｕ）Ｔｅ＋Ｔｅ）の混晶であるが、これら
の三元合金は溶融状態から１　ｏＢ　’Ｃ７秒以上の冷
却速度で急冷すると擬安定相（以下、この擬安定相を「
π相」という。）が現われることを発見した。このπ相
は正方晶系の結晶相であり、１００〜１３０℃に加熱す
ると再び平衡相へ転移することを知った。しかもこの混
晶とπ相の反射率は数−の違いがあることも知った。し
たがって、π相状態を記録状態とし、加熱によシ平衡状
態へ転移させれば書き込み情報の書き替えが可能である
。

記録媒体に対する情報書き込み方法は、記録情報に応じ
て記録媒体面をレーザ加熱して溶融状態を作ってから、
１０　”　”　／ｓｅｃ以上の冷却速度で放冷せしめる
と、π相が形成され、安定した情報記録を行うことがで
きる。

また、書き込み情報を消去するには、情報記録したπ相
ピット列を、π相から混相への転移点以上まで弱禰壜皐
輸加熱するか、又は冷却条件を選択して、ｌＯ５℃／ｓ
ｅｃ以下とするレーザ加熱によって行うことが期待でき
る。

〈間融点を解決するための手段〉 前記目的を達成するだめの本発明の光デイスク記録媒体
の第１の手段は、一般式 ％式％ で表わされる組成を有する合金膜を記録層とすることを
特徴とする。ただし、Ａ、Ｂはいずれもｌｂ族元素であ
り、ｙは ｉｏ　、＜　ｙ、４　４０原子チ、 Ｘは、 ＡがＡｕ、ＢがＡＩのとき、 ０　（ｘ　（１００原子チ、 ＡがＡｕ、ＢがＣｕのとき、 ５０　（ｘ　（１００原子優、 ＡがＡＰ、ＢがＣｕのとき、 ５ｏ　＜　ｘ　＜　１００原子チ、 である。

また、第２の手段は前記構成の記録層上にそれぞれＴｅ
Ｏ２ｔ　ｖ、　ｏ、　ｌ　ＴＩ　Ｏ！　Ｉ　Ｓ　１０ｇ
　＋　ＭＩ　Ｆｇ　＋　ＣｅＦ　ｓ　＋ＡＩＦｓ　、　
ＴｉＮおよびＳｔ、Ｎ４からなるグループ中から選んだ
１を保護層として積層せしめたことを特徴とする。

前記（ＡＸ　Ｂｔ−ｘ　）　ｙ　Ｔｅ１−ｙ三元合金は
ＡがＡｕ。

ＢがＡｔのときは、ＡｕがＯの場合又は１００原子係の
場合はいずれも二元合金とな’）　、（ＡｕＡＩ　）の
添加量ｙが１０原子チよシ少くなったり又は４゜原子チ
を越えると組成的にπ相が不安定になる。

また、ＡがＡｕ、ＢがＣｕの三元合金の場合は、Ａｕが
１００原子優になると二元合金にな、り、５０原子チよ
り少くなると、π相が消滅する。他方、（Ａｕ　Ｃｕ　
）の添加量ｙが１０原子チよシ少くなったシ又は４０原
子チより少い場合は、組成的にπ相が不安定になる。

さらに、ＡがＡＰ、ＢがＣｕの三元系合金の場合におい
ても、Ａｔが１００原子チになると三元系合金ではなく
なシ、５０原子係より少いと、π相が消滅する。

他方、（ＡＮ　Ｃｕ　）の添加量ｙが１０原子チより少
くなったシ、又は４０原子チよシ多い場合は、組成的に
π相が不安定になる。

本発明の光デイスク記録媒体の素材を製造するための反
応体の量は最終生成物の所望の組成を基とした大約化学
量論的なものであることが望ましい。したがって、例え
ば（ＡＩ　□、７　Ａｕ　□、３　）０．３　Ｔｅ０．
７を製造する場合は、ＡＪ　、　Ａｕ　’ｋ　’ｃ　ｈ
−それ原子チ比で７０　：　３０の割合で混合したもの
とＴｅとをさらに３０ニア０の割合で緊密に混合した物
質を、石英るつぼに入れ、これを４５０キロサイクルで
１０ｋＷの電気誘導コイルで１，１００℃で溶融した後
、自然放冷して得られる。

かくして得られた（　Ａｔ　Ｏ，７Ａｕ　Ｏ，３）　０
．３　Ｔｅ　Ｏ，７三元合金を、１Ｏ−５Ｔｏｒｒの真
空ベルジャ中で、基板上面に真空蒸着することによって
光デイスク記録媒体か・・作製される。

基板としては通常、低熱伝導材料のＰ　ＭＭＡＰＣ（ポ
リカーボネート）などが使用され、Ｍ−。

ガラスなど高熱伝導材料を使用する場合は、基板への熱
の逃げを少くするため基板と真空蒸着層（記録層）間に
、熱不良導体層として高分子材料などの層を形成してお
く。

〈作用〉 以上のように構成した光デイスク記録媒体に情報を記録
する場合は、記録層にパワーの高いレーザ光を照射して
、記録情報に応じた溶融ピット列を作成して、１０６℃
／秒以上の冷却速度で室温まで放冷すると、これらの溶
融ピット列はπ相に転移し、所定の情報の善き込みがで
きる。

また、このようにして書き込まれた情報を消去するとき
は、基板上における記録層上のπ相のピット列に対し、
書き込み時のレーザ光よシも小さいパワーのレーザ光を
照射すると混晶へ相転移し、書き込み情報を消去でき、
再び新しい情報を書き込むこと、つまシ書き替え可能に
なる。

〈実施例〉 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

実施例１ ■光ディスク記録媒体の作製 （Ａｕ　ｏ、ＩＡｆＩＯ，９）　０．２　Ｔｅ　ｏ、ｓ
合金材料４を第２図に示す真空ベルジャ１内のジルコニ
ア製ルツぼ５中に入れると共に、るつぼ５の上方に、ア
クリル製基板２を支持枠３で保持する。

前記の準備が完了した後、排気装置７を作動させてベル
ジャ１内をＩ　Ｘ　ＩＦ”−Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
程度の真空度まで排気した後、電子ビーム発生源６から
るつぼ５内の（Ａｕ　Ｏ，３ＡｆＯ，７）　０．３　Ｔ
ｅ　Ｏ，７合金材料に電子ビームを当て、基板２゜表面
に（Ａｕ　Ｏ，３ＡＪ　０．７　）　０．３　Ｔｅ　０
．７合金膜を被着させた。その後、ベルジャ１内を常圧
にもどし、基板２゜を自然放冷（冷却速度１０Ｉ（１″
Ｃ／秒）した。

得られたアクリル基板２ｏ上の（ＡｕＯ，３Ａｆｏ、７
　）　０．３Ｔｅ　□、７合金膜の膜厚を測定したとこ
ろ２５０　Ｘであυ、π相を形成していることが確認で
きた。

■光ディスク記録媒体の性能検査 前述の工程によって得られた試料（Ａｕ　□、３　ＡＪ
’０．７　）　０．３　Ｔｅ　Ｏ，７合金膜の膜面を上
に向け、第３図に示す装置によって搬送波対雑音比（以
下、単にｒ　Ｃ／Ｎ比」という。）を測定した。

第３図に示す装置において、情報書き込み側は、情報入
力源１０、書き込み制御装置１１、ＧａＡｓ半導体レー
ザ１２、集光レンズ１３、ミラー１４からなっておシ、
試料２への書き込み時のＧａＡｓ半導体レーザの光出力
は１０　ｍＷであった。

再生側は、ＧａＡｓ半導体レーザ１５、集光レンズ１６
、ビームスプリッタ１７、トラッキングミラー１８、光
検出器１９、再生出力制御装置２０、テレビモニタ２１
とからなっておシ、前述のＧａＡｓ半導体レーザ１２の
光出力で書き込まれた記録領域を、光出力０．８ｍＷの
ＧａＡｓ半導体レーザ１５を照射したときに、光検出器
１９に得られる反射光（再生出力）の出力信号を再生装
置２０を介して測定したところ、。／Ｎ比は５４チであ
った。

さらに、前記０／Ｎ比測定終了後、前記試料の情報書き
込み面を、出力４〜６　ｍＷのＧ　ａＡ　ｓ半導体レー
ザ光で走査したところ、書き込み情報を消去することが
できた。

実施例２ 蒸発源として、（Ａｕ　Ｏ，Ｉ　Ａｙ　Ｏ，９）　ｏ、
ＩＴｅ　Ｏ，９；　（Ａｕｏ、ｌＡｆ　０．９　）　０
，２Ｔｅ　Ｏ，９；　’（Ａｕ　□、ＩＡ＃　０．ｇ　
）　０，３Ｔｅ　０．７　：　（Ａｕ　ＯＩＡ＃　０．
９　）０．４Ｔｅ０．６　：　（ＡｕＯ，４Ａ＃０．６
　）ｏ、ＩＴｅ□、ｇ　；　（Ａｕ□、４ＡＪｏ、６）
ｏ、２Ｔｅｏ、ｓ　；　（Ａｕｏ、４Ａ？０．６）０．
３ＴｅＯ，７：　（ＡｌＩ３．４ＡＰ　０．６　）　０
．４Ｔｅ０．６　；　（ＡｕＯ，ＢＡｊ’　０．２　）
　０．Ｉ　Ｔｅ□、ｇ　；　（ＡＩＪ　□、ＢＡＪ０．
２）０．２Ｔｅ０．８　：　（Ａｕｏ、ＢＡｙＯ，２）
ｏ、３Ｔｅ□、７　；　（Ａｕ□、ＢＡ＃　０．２　）
　０．４　Ｔｅ　０．６を用いた以外は実施例１と同様
の合金膜蒸着方法およびＣ／Ｎ比測定方法によりＣＺＮ
比測定をしたところ、いずれもその値は５５チであった
っ 実施例３ 蒸発源として、（Ａｕ　Ｏ，Ｉ　Ｃｕ　Ｏ，９）　ｏ、
ｌ　Ｔｅ　Ｏ，９；　（Ａｕ　□、ＩＣｕ□、ｇ　）　
０．２ＴｅＯ，８：　（Ａｕ　ｏ、ｌ　ＣｕＯ１ｇ　）
　０．ａ’Ｔｅ□、７　；　（Ａｕ　□、ｌＣｕＯ，ｇ
　）０．４ＴｅＯ，６；　（Ａｕｏ、４Ｃｕ□、６　）
ｔ）、ＩＴｅ□、ｇ　；　（Ａｕ□、４Ｃｕ□、６　）
０．２ＴｅＯ，ｓ　；　（Ａｕ０．４Ｃｕ０．６）０．
３Ｔｅ０，７　：　（Ａｕ０．４Ｃｕ０．６）０．４Ｔ
ｅ０．６：　（Ａｕ□、ＢＣｕ０２）ｏ、ＩＴｅ□、ｇ
　：　（Ａｕ□、ＢＣｕｏ２）ｏ２Ｔｅｏ、ｓ　：　（
”０．８ＣｕＯ，２）０．３Ｔｅ□、７　：　（ＡＬＩ
ｏ、８Ｃｕ　Ｏ，２）　０．４　Ｔｅ　Ｏ，６を用いた
以外は実施例１と同様の合金膜蒸着方法およびＣ／Ｎ比
測定方法により”／Ｎ比を測定したところ、いずれもそ
の値は５５係であった。

実施例４ 蒸発源として、（ＡＩｔ　ｏ、ＩＣｕ　Ｏ，９）　ｏ、
ｉ　Ｔｅ　□、ｇ　；　（Ａ＃　０．ＩＣｕｏ、９）ｏ
、２Ｔｅｏ、ｓ　；　（ＡＩＩｏ、ＩＣｕｏｏｇ）ｏ、
３Ｔｅｏ、７；　（ＡＪｏ、ＩＣｕｏ、ｃ＋）ｏ、４Ｔ
ｅｏ、６：　（ＡｆＩｏ、４Ｃｕ□、６）ｏ、ＩＴｅ□
、ｇ　；　（Ａｆ□、４Ｃｕｏ、６）ｏ、２Ｔｅｏ、ｓ
　；　（Ａｊ’０，４Ｃｕ□、６）　０．３ＴｅＯ，７
；　（ＡＪｏ、４Ｃｕ０．６）０．４ＴｅＯ，６；　（
Ａｊ’０．ＢＣｕｇ、２）０．ＩＴｅ□、ｇ　；　（Ａ
＃０．ＢＣｕ□、２　）　０．２Ｔｅ　Ｏ，８；　ＣＡ
Ｎ　□、ＢＣｕ□、２　）　０．３Ｔｅ　□、７　；　
ＣＭｏ、ＢＣｕ　□、２　）　０．４　ＴｅＯ，６を用
イｆｔ以外ハ実ｍ例１　ト１ｉｌｉ［の合金膜蒸着方法
および’／Ｎ比測定方法にょシ０／Ｎ比を測定したとこ
ろ、いずれもその値は５５チであった。

実施例５ 実施例１，２．３および４にしたがって作製された各試
料について、蒸発源としてＭＪＦ、を用いた以外は第２
図と同じ装置および方法によって、各試料の合金膜２２
上に第４図に示すごとく、保護膜２３としてＭｆＦ、の
蒸着膜を第４図に示すように１．０ＯＯＡ〜２．０ＯＯ
Ａ厚に゛被着させ、第３図に示す測定装置によって俳き
込み時のレーザ出力を１０〜１３ｍＷにし、消去時のレ
ーザ出力を５〜８ｍＷにすることによって消去できるこ
とが判った。また、記録再生時に試料２１こは、１〜１
．５　ｍＷを必要とすることが判った。また、得られる
Ｃ／Ｎ比は５４％で、保護層を設けない場合と殆んど差
がなかった。

さらに、このように記録層２２上にＭ７Ｆ、を保護層２
３として積層した光デイスク記録媒体は、書き込みを１
，０００回以上繰シ返し行っても記録媒体に熱変形が生
ぜず、再生光の乱れが現れない。

これに対し、保護層を設けない光デイスク記録媒体は、
１０回程度の書き込みでも、再生光が乱れ、書き込み時
の光照射時の温度上昇で記録媒体が熱変形することを示
している。

また、本実施例においては、保膿膜としてＭＰＦ、膜を
積層した場合について例示したが、他の弗化物ＣｅＦｓ
　、　ＡｉＦｓ、窒化物ＴｉＮ　、　Ｓ　ｉ、Ｎ４や酸
化物ＴｅＯ２、ＶｔＯｓ　、Ｔ　ｉＯ７，Ｓ　Ｉ　Ｏｔ
膜を積層した場合も同様の結果が得られる。さらに、こ
れらを１種以上組合せた場合も有効である。

以上の各実施例においては、アクリル製基板上への合金
膜を被着する方法として、真空蒸着による場合を示した
が、スパッタリング法によって被着させてもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる光デイ
スク記録媒体は、 ■　π相から平衡相（混晶）への相転移温度が１００〜
１３０℃の範囲にあシ、一旦書き込まれたπ相ピット列
の安定性が高く、光デイスク記録媒体使用時の周囲温度
上昇や使用停止時の温度変化では書き込み情報が消滅し
ない。

■　光デイスク記録媒体の使用目的に合せて、素材の種
類および組合せを適宜選択することによって、１００℃
〜１３０℃の範囲内でπ相から混相状態への相転移温度
を自由に選ぶことができる。

■　記録媒体としてのＣ／Ｎ比は５５％程度で、現在知
られているＴｅ、、Ｔｅ０Ｘ記録媒体に比べて格別高い
性能を有している訳ではないが、一旦書き込んだ信号の
安定性が高く繰り返し使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の元ディスク記録媒体素材の相変態温度
の組成依存性を示す特性図、第２図は実施例の試料作製
時に使用する真空装置の構成図、第３図は実施例の光デ
イスク記録媒体の性能測定装置の概略構成図、第４図は
本実施例の保護層を有する光デイスク記録媒体の概略断
面図である。 図面中、 ｌ・・・真空ベルジャ、 ２ｏ・・・基板、 ４・・・蒸着材料、 １０・・・情報入力源、 １２．１５・・・半導体レーザ、 １７・・・ビームスプリッタ、 １９・・・光検出器、 ２０・・・再生出力制御装置、 ２１・・・テレビモニタ、 ２２・・・記録層、 ２３・・保護層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）式 （ＡＵ＿ＸＡｇ＿１＿−＿Ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすることを特徴とす
   る光ディスク記録媒体。ただし、前記式中のｘ、ｙはそ
   れぞれ ０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。
2. （２）式 （Ａｕ＿ｘＣｕ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすることを特徴とす
   る光ディスク記録媒体。ただし、前記式中のｘ、ｙはそ
   れぞれ ５０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。
3. （３）式 （Ａｇ＿ｘＣｕ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすることを特徴とす
   る光ディスク記録媒体。ただし、式中のｘ、ｙはそれぞ
   れ ５０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。
4. （４）式 （Ａｕ＿ｘＡｇ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすると共に、記録層
   上にＴｅＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、ＳｉＯ＿
   ２、ＭｇＦ＿２、ＣｅＦ＿３、ＡｌＦ＿３、ＴｉＮおよ
   びＳｉ＿３Ｎ＿４からなるグループ中から選んだ１を保
   護層として積層したことを特徴とする光ディスク記録媒
   体。ただし、前記式中のｘ、ｙはそれぞれ、 ０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。
5. （５）式 （Ａｕ＿ｘＣｕ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすると共に、記録層
   上にＴｅＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、ＳｉＯ＿
   ２、ＭｇＦ＿２、ＣｅＦ＿３、ＡｌＦ＿３、ＴｉＮおよ
   びＳｉ＿３Ｎ＿４からなるグループ中から選んだ１を保
   護層として積層したことを特徴とする光ディスク記録媒
   体。ただし、前記式中のｘ、ｙはそれぞれ ５０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。
6. （６）式 （Ａｇ＿ｘＣｕ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙで
   表わされる組成の合金膜を記録層とすると共に、記録層
   上にＴｅＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、ＳｉＯ＿
   ２、ＭｇＦ＿２、ＣｅＦ＿３、ＡｌＦ＿３、ＴｉＮおよ
   びＳｉ＿３Ｎ＿４からなるグループ中から選んだ１を保
   護層として積層したことを特徴とする光ディスク記録媒
   体。ただし、前記式中のｘ、ｙはそれぞれ ５０＜ｘ＜１００原子％、 １０≦ｙ≦４０原子％ である。