JPS62102438A

JPS62102438A - 光学記録用部材

Info

Publication number: JPS62102438A
Application number: JP60241090A
Authority: JP
Inventors: Susumu Fujimori; 進藤森; Reiichi Chiba; 玲一千葉; Hironori Yamazaki; 裕基山崎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1987-05-12

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】一酷栗よΩ禾ＪけＹｆ本発明はレーザビームを照射して、照射部に光学的変化
を生じせしめて情報を記録するための光学記録用部材に
関するものである。

従来の技術従来知られている、レーザ光を利用して情報を記録する
部材は、大きく二つに分類できる。一方は、一旦情報が
記録されると、その情報の消去が不可能となる部材で、
いわゆる追記型光記録媒体として用いられている。もう
一方は、同一部材に何度でも異なった情報を書きこむこ
とのできる部材で、書換型光記録媒体として用いられて
いる。

追記型光記録媒体としては、金属膜、色素膜などに局部
的に孔または変形を形成し、情報を記録ずろものが知ら
れている。

一方書換型光記録媒体としては、結晶−非結晶の相転移
を利用ずろＴｅ−（Ｇｅ、Ａｓ）　、Ｔｅ−（ＧｅＳｎ
）等のＴｅ系合金、５ｅ−（Ｓｈ）、５ｅ−（Ｇｅ）等
のＳｅ系合金、および金属−半導体の相転移を利用する
ＶＯ２、ＳｍＳが知られている。このうち、カルコゲナ
イド・ガラスと総称されるＴｅ系合金やＳｅ系合金が書
換型光記録媒体として有望と考えられている。カルコゲ
ナイド・ガラスは、非晶質−結晶転移において屈折率、
吸収率の値が変わる。したがって、反射率、透過率など
の光学的性質の変化も大きい。

そこで、レーザ加熱で非結晶−結晶転移を起こし書きこ
みと消去をおこない、光学的性質の変化でその転移を検
出することがおこなわれている。

ところでカルコゲナイド・ガラス中に添加する不純物の
Ｇｅ、　Ａｓ５Ｓｈ等は、ＴｅやＳｅを室温で非晶質と
して安定化する役割を果たしている。これらの合金（カ
ルコゲナイド・ガラス）を書換媒体として使用して、繰
返し記録・消去を行なうと、つまり結晶−非晶質転移を
繰り返すと、カルコゲナイド・ガラスが相分離をおこす
ため書換性が損なわれる。この相分離は、カルコゲナイ
ド・ガラス中の不純物の量を減らし、ベースとなるＳｅ
やＴｅの晴を増加させることにより防ぐことができる。

しかし、不純物の量を減らした場合には、非晶質寿命が
短くなり、室温で短時間のうちに非晶質から結晶質へ転
移してしまうという問題が生ずる。

一方、Ｖ　０２　、Ｓｍ　Ｓを用いた媒体では、転移に
ともなう体積変化が大きく、膜に変形、亀裂が生じやす
いこと、および記録・消去を繰り返すには、熱によるヒ
ステリシス効果を利用するため、媒体を室温以下に冷却
するなどの熱バイアスを加えねばならないという欠点を
有している。

発明が解決しようとする訓卓上に述べたように、追記型光記録媒体では情報の消去が
できない。また、情報の記録・消去が可能な書換型光記
録媒体であっても、記録・消去を繰り返しおこなうと媒
体が相分離を生ずるとか、冷却操作を要するといった不
都合な点が残っている。

本発明は、これらの欠点を有しない繰返し記録・消去が
可能な光記録媒体を提供することを目的とするものであ
る。

問題点を即するための手段ＳｅまたはＳｅを含んだ合金の層と誘電体層を積層した
場合に、ＳｅまたはＳｅを含んだ合金の層の膜厚を小さ
くすると、非晶質寿命が伸びるため、相分離をおこさな
い組成で、かつ非晶質寿命の長い記録媒体の得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。

本発明の光学記録用部材は基板、および該基板上に誘電
体層と、Ｓｅ層またはＳｅを含む合金層を交互に積層し
、該誘電体層にはさまれた該Ｓｅ層または該Ｓθ合金層
が２層以上ある構成を有することを特徴とする。

ここで基板としてはポリカーボネートあるいはアクリル
樹脂などのプラスチック、八１などの金属、あるいはガ
ラスが用いられる。

一方、誘電体層としては、無機蒸着膜、無機スパッタ膜
、有機蒸着膜、有機スパッタ膜あるいはプラズマ重合膜
を用いることができろ。

このうち無機蒸着膜および無機スパッタ膜としては、Ｓ
ｉＯ□、５ｉＯ１八１２０３、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ
２０５、Ｃｒｚ０３、ＣｅＯ□、ＴｅＯ３、Ｍ２Ｏ３，
１ｎ２０３、ＧＩ３０２、Ｔ　＋　０２．７．ｎｏなど
の酸化物膜、ＭｇＦ２、ＰｂＦ２、ＣｅＦ３などのフッ
化物膜、ＡＩＮ、　Ｓｉ３Ｎ＋などの窒化物膜、ＺｎＳ
などの硫化物膜などを適用することができる。

有機蒸着膜としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリ
チン、ポリフェニレンスルフィドなどの高分子蒸着膜、
Ｃｕフタロシアニン、フルオレセインなどの低分子蒸着
膜を適用することができる。

有機スパッタ膜としては、ポリテトラフルオロエチレン
、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリフェニレン
スルフィドなどのスパッタ膜を適用することができる。

プラズマ重合膜としてはエチレンなどのオレフィン化合
物、スチレンなどの芳香族化合物、６フッ化プロピレン
などの含フツ素化合物、テトラメチルスズなどの有機金
属化合物など、各種のイｊ機化合物から１＋）られる重
合膜を適用することができる。

そして、基板」二に直接設けられる誘電体層は基板への
熱流出を防ぐ断熱層としての役割を果させるために、５
０ｎｍ稈度以上の膜厚とし、また最上層の誘電体層は媒
体の変形を抑圧するためにはやはり５Ｄｎｍ程度以−Ｌ
の厚さにして用いる。これらの誘電体層以外の誘電体層
は単にＳｅ層またはＳｃ合金層を分離するためだけのも
のであり、従って、５層ｍ稈度以上の膜厚でよい。

ＳｃまたはＳｅ系合金層は蒸着あるいはスパッタにより
形成することができる。このＳｅ層の厚さは３〜ｌＯｎ
ｍが適していることがわかった。即ち、結晶化温度はＳ
ｅ膜厚を薄くするほど高くなるためＳｅ膜厚を薄くする
ほど、Ｓｅの非晶質状態の室温での寿命は長くなるが、
結晶状態への相変化をともなったレーザによる記録・消
去の感度は膜厚の減少とともに低下するという相反する
二つの性質があるため、それらを満足させるには適当な
膜厚の範囲がある。非晶質寿命が室温で十分に長く１、
しかもレーザによる記録・消去の感度が十分であるとい
うことで決まったのが上記の膜厚である。Ｓｅのかわり
に、Ｓｅ系合金層を用いる場合には、もともと結晶化温
度がＳｅ単体より高いため、膜Ｍは５〜３１）ｎｌＴｌ
が適している。そして、この合金層としては相分離を生
じないような組成、つまりＳｅが１］０原子％以上含ま
れ、ｓｂ、＾ｓ、　Ｔｅ、　Ｇｅ、　Ｉｌｉ、Ｓｌ、Ｓ
などの元素の１つまたは２種以上の組合せを１０原子％
以下の量でドープしたものを用いる。

芸涯以下、添付図面を参照しつつ本発明の光学記録用部材を
更に詳しく説明する。

第１図は本発明の光学記録用媒体の断面図で、１は基板
、２．４．６は誘電体層、３，５はＳｅ層またはＳｅを
含んだ合金層である。第２図は、誘電体層上に光反射層
７を設けたもので、それ以外は第１図に示した例と同じ
である。従って参照番号も同じにしである。

第１図ではＳｃあるいはＳｅ系合金層を２層設けた媒体
を示しである。このＳｅあるいはＳｅ系合金層は、結晶
化温度を高くして室温での寿命を長くするため薄くしで
ある。一層でも媒体を構成することが可能である。しか
し、一層では結晶−非晶質間の転移で十分なコントラス
トを得ることが困難なため、２層以上の媒体構成が適し
ている。ＳｅあるいはＳｅ系合金層をはさむ誘電体層は
位置に応じて役割、厚さが異なる。基板に直接接する誘
電体層は基板への熱流出を防止する断熱層の役割がある
ため５０ｎｍ以上の膜厚とする。また、最上層の誘電体
層は媒体の変化を抑制するためのもので、これも厚さ５
０ｎｍ以」二とする。この変形防止の誘電体層のおかげ
で、ＳｅあるいはＳｅ系合金層内で記録媒体粒子は粒径
を微細なままの状態に保たれる。これら以外の誘電体層
はＳｅあるいはＳｅ系合金層間の分離の役割を果たすた
めだけのものであるため、それらの膜厚を５層ｍ程度以
上とする。

さらに、第２図に示すように、誘電体層６の上９　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　リｌに光反射層７を
設け、また誘電体層の膜厚を制御し記録波長での反射光
強度を極小となるようにすることにより、記録レーザ光
の吸収効率を高め、しかも感度を向１−させることがで
きる。この場合の光反射層として１混１、＾１１、静な
どの金属膜を用いることができる。逆方向から記録レー
ザ光を入射する場合には基板と媒体の界面に光反射層７
を設ければ良い。

次に、このような媒体へのレーザ記録と消去の方法につ
いて述べる。ＳｅあるいはＳｅ合金層は、膜作製直後は
、非晶質状態にある。これにパルス幅の比較的長いレー
ザパルスを照射して、結晶化温度以上に除熱するとアニ
ーリング効果により結晶化して記録がおこなわれる。次
いでパルス幅が短く、パワーの大きなレーザパルスを照
射して、融点以上に加熱後、急冷して原子の非秩序状態
のままクエンチすると非晶質化して消去がおこなわれる
。これとは逆に、膜作製後、熱処理等の手段によってあ
らかじめ結晶化させておき、逆に非晶質化によって記録
し、結晶化によって消去すること＋ｒ：１０もできる。書換型光ディスクはシステム構成上、通常、
記録に短パルス、消去に長パルスを用いた方が都合が良
いため、一般には後者の記録消去原理が採用されている
。

実施例以下、実施例に従って本発明の光学記録用部材を更に具
体的に説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例
により何等制限されない。

実施例１基板としてポリメチルメタクリレートを用い、この上に
Ｓｉ　Ｑ、を電子ビーム蒸着で厚さ２０ｎｍ、　Ｓｅを
抵抗加熱蒸着で厚さ３層ｍ、と順次積層し、更にこれら
の操作の繰返しでＳｅ層を４層設けた媒体を作製した。

そして最−Ｌ層の５１０２の膜厚は２００ｎｍとした。

この媒体を９０℃、２時間の熱処理で結晶化させた後、
波長４８０ｎｍのＡｒレーザを用いて記録・消去実験を
おこなった。レーザビーム径１．５μｍで基板をとおし
てレーザ照射をおこなったところ、媒体上レーザ・パワ
ー８ｍＷ、パルス幅２００ｎｓで非晶質化が生じ、し〜
ザバワー５ｍＷ、パルス幅１μｓで結晶化が生じた。記
録された情報の再生は、レーザパワー０．３ｍＷの連続
発振光でおこなったが、記録状態に変化はみられなかっ
た。しかも、１０′回以上の記録再生実験後も初期値と
同じ信号出力が１坪られた。また、非晶質化したＴｅは
５０℃の条件で１年以上保存しても結晶化がみられず、
非晶質状態のまま安定であることがわかった。

実施例２実施例１の５１０２の代わりにＹ２Ｏ３、Ｔａ２ｋｓ、
ＡＩ。０３．５ｉＯＳＣｅＦｓおよびＣｒ２Ｏ３の電子
ビーム蒸着膜を用いた媒体をそれぞれ実施例１と同様の
操作で作製したところ、記録・消去特性としては実施例
１と同様の値を示した。また、５１０２の代わりに、そ
れぞれＦ’ｂＦ２、Ｇｅｍ２、ＭｎＯ３、ＭｇＦｔ、Ｔ
ａ０ｚおよび３ｅ０２の抵抗加熱蒸着膜を用いた媒体の
場合も同様であった。またＳ　＋　０２、八ｈＣ）ａに
ついては、電子ビーム蒸着の他に、ＲＦスパッタ蒸着で
膜作製をおこなったが、得られた媒体の特性自体はほぼ
同様であった。

実施例３実施例１の８１０２の代わりにテトラメチルスズのプラ
ズマ重合膜を用いた媒体を実施例１と同様の操作で作製
した。この場合の最上層の重合膜は４００ｎｍとした。

この媒体にレーザ照射をおこなったところ、レーザパワ
ー８ｍＷ、パルス幅８０ｎｓで非ａ質化−ｂ＜生じ、レ
ーザパワー３ｍＷ、パルス幅１μＳで結晶化が生じた。

記録情報の再生は、レーザパワー〇。２ｍＷ、パルス幅
５００ｎｓでふこなったが、記録状態に変化はみられな
かった。そして１０４回以上の記録！再生実験後も初期
値と同じ信号出力が得られた。

実施例４実施例３のテトラメチルスズ・プラズマ重合膜の代わり
に、アセチレン・プラズマ重合膜、スチレン・プラズマ
重合膜、ヘキサメチルジシロキサン・プラズマ重合膜お
よび６ヘフ化プロピレン・プラズマ重合膜を用いた媒体
をそれぞれ実施例１と同様の操作で作製した。これら媒
体の記録・消去特性としては実施例３とほぼ同様の特性
が得られた。ただし、アセチレン・プラズマ重合膜およ
び６フツ化プロピレン・プラズマ重合膜を用いた場合に
は、１０２回の記録・再生実験後、媒体に変形等の不可
逆変化が生じた。

実施例５実施例３のテトラメチルスズ・プラズマ重合膜の代わり
に、ポリイミド・スパック膜およびＣｕ　−フタロシア
ニン蒸着膜を用いた媒体をそれぞれ実施例１と同様な操
作で作製した。これら媒体の記録・消去特性としては実
施例３と同様の特性が得られたが１０ａ回の記録・消去
実験後、媒体に不可逆な変化が生じた。

実施例６実施例１の５ｅｌＪｉの代わりに、厚さ２０ｎｍのＳｅ
、、Ｔｅｓの蒸着膜を用い、この蒸着膜を３層設けた媒
体を実施例１と同様の操作で作製した。この媒体の記録
・消去特性としては実施例１と同様の特性を示した。そ
して、１０６回以上の記録・消去実験後も初期値と同じ
信号出力が得られた。さらに、非晶質化したＴｅは６０
℃の条件で１年以」二保存しても結晶化がみられず、非
晶質状態のまま安定であることがわかった。

実施例７実施例６の５ｅｓｓＴｅｓの代わりに、５ｅＢ５Ｂ＋５
．５ｅｓｓＳｂ５．８８ｇ５＾ｓ５．５ｅｓ５Ｓｎ５の
蒸着膜をそれぞれ用いた場合も実施例６と同様の記録・
消去特性を示す媒体が得られた。

実施例８実施例１の操作でＳｅ層を２層設け、また最上層のＳｉ
○２膜厚を１１００ｎとし、この上に厚さｌｏＯｎｍの
へ１蒸着膜を設けた媒体を作製した。この媒体にレーザ
照射をおこなったところレーザパワー３ｍＷ。

パルス幅５０ｎｓで非晶質化が生じ、レーザパワー２、
５ｍｌ！、１μｓで結晶化が生じた。

発明の詳細な説明したように、本発明に用いられる積層構造の媒体
では、ＳｅあるいはＳｅ系合金の膜厚の制御により、媒
体の特性を制御することができ、しかも媒体特性の１１
現性が良いという利点を有している。さらに、Ｓｅに対
して吸収の大きい波長０．５μｍ以下で発振するレーザ
光を用いて記録・消去をおこなえば、感度が高く、コン
トラストも優れた媒体となる。また、本発明の記録媒体
は相分離をおこさず、非晶質状態の寿命の長いこと、さ
らに誘電体層が媒体の変形を防止し、ＳｅおよびＳｅ系
合金の粒径を微細なまま変化しないように保つため、繰
返し記録・消去が可能なレーザビーム記録部材として利
用することができる。

なお、本発明に記した記録層（ＳｅＳＳｅ系合金層）の
層厚制御に類似した効果を述べた、特願昭５９−１６７
０３５号「積層型レーザ記録媒体」中に記軟されたＴｅ
系薄膜の積層媒体と比べると、本発明のＳｅ系薄膜の積
層媒体の方が、非晶質状態でより一層安定化され、記録
状態のまま（室温で）１０年以上保存できるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録媒体の構造を示す模式的断面図で
あり、第２図は本発明の別の記録媒体の構造を示す模式的断面
図である。（主な参照番号） ■・・基板、　　　２，４．６・・誘電体層、３．５・
・ＳｅあるいはＳｅを９０原子％以上含むＳｅ系合金層
、７・・光反射層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と、該基板上に積層された３層以上の誘電体
層と、それぞれ誘電体層ではさみこまれた２層以上のＳ
ｅ層またはＳｅ合金層とを備えることを特徴とする光学
記録用部材。
（２）該誘電体層が無機蒸着膜あるいは無機スパッタ膜
のいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学記録用部材。
（３）該誘電体が有機蒸着膜、有機スパッタ膜あるいは
プラズマ重合膜のいずれかであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光学記録用部材。
（４）該誘電体層上あるいは該基板と該誘電体層との界
面に光反射層を備えることを特徴とする特許請求の範囲
第１頂乃至第３項のいずれか１項に記載の光学記録用部
材。