JPS62241143A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザビーム等の照射により記録材料の相変化
を利用して情報を記録・消去する光記録媒体に係わり、
特に記録状態を安定にした媒体にｒＩＡするものである
。

（従来の技術） 情報の記録・再生のみならず、記録された情報の消去を
可能にした光記録媒体としては光磁気型、相変化型の媒
体が知られている。

この内、相変化型の光記録媒体は記録膜に光ビームを照
射し、記録膜が例えば、結晶質と非晶台（以下、アモル
ファスという）との間で可逆的に相転移することを利用
して情報の記録・消去を行っている。すなわち、記録膜
に光ビームを照射して急速加熱し、これを急速冷却する
ことにより、結晶質からアモルファスへ相転移を行って
情報の記録がされる。また、光ビームを照射して加熱し
たのら、徐冷することにより、再び結晶質へ戻すことで
記録情報の消去がされる二情報の再生は光ビームを照射
して、情報が記録されたアモルファスの部分と記録され
ていない結晶質の部分との反用率、透過率の変化を読み
取ることでなされる。

ところで、従来よりこの種の相変化型の光記録媒体とし
てはＴｅ、Ｑｅ等のカルコゲナイド系半導体を記録膜に
使用したものが知られている。

例えば、純Ｔｏは結晶化温度が室温付近く１０℃前後）
に存在するので、記録情報が含まれるレーデビームを照
射し、純Ｔｅ薄膜を結晶質からアモルファスへ相変化ざ
Ｕて記録を行っても、経時変化により非晶質部分が結晶
質状態に戻り、記録が自然消去されるおそれがある”。

また、Ｇｅも薄膜にすると化学的安定性に乏しく、大気
中で次第に腐食して劣化するので、記録の安定性がない
。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、従来の光記録媒体では、記録膜としてカ
ルコゲナイド系半導体を使用していたので、安定した記
録状態を維持できないという問題点があった。

本発明は上記事情に基づいたものであり、その目的は、
経時変化ににって記録した情報が消去することがなく、
安定した記録状態を維持することができる光記録媒体を
提供することにある。

［発明の欄成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の光記録媒体は、記録
膜を融点が３００℃乃至８００℃の原子半径効果化合物
で形成したものである。

（作用） 融点が３００℃乃至８００℃の範囲にある原子゛ト径効
果化合物は、光ビーム照射による溶解急冷によってアモ
ルファス化が可能であり、その結晶化温度は室温以上で
あるので、アモルファス化された記録ビットが室温で安
定に存在覆る。

（実施例） 先ず、本発明の記録膜に使用される原子平径効果化合物
について説明する。

合金の組織状態には固溶体をつくる場合、規則合金をつ
くる場合、金属間化合物をつくる場合及びこれらの混合
物をなす場合などがある。これらの内、金属間化合物は
、合金の成分元素の原子数が一定の整数比を保ち、それ
らの各成分原子が１４１位となって結晶格子中で特定の
位置を占めているような合金をいい、原子価効果化合物
、原子半径効果化合物及び電子化合物等に大別される。

原子価効果化合物（よ、イオン結合的性格の強い電気化
学的化合物や等極結合的性格の強いものを含んでいる。

また、本実施例の記録膜に使用される原子半径効果化合
物は、成分原子の原子半径の比が重要な因子となってい
る金属間化合物であり、後述するような結晶構造を有す
るものがある。

ざらに、電子化合物は、金属的性質を示し、かなり広い
範囲にわたる固溶領域をもつことが多い。

これらの金属間化合物は、合金の中でも特に金民間の結
合が強く、その薄膜は光ビームの照射により溶融し急冷
すると容易にアモルファス化するものである。

アモルファスは、液体が急冷された組織であり、金属間
の結合が強いものほど急冷でアモルファス化し易い。

また、室温でアモルファスが安定に存在するためには結
晶化温度が室温より高くなければならない。

一般にアモルファスの結晶化温度は、絶対温度で表した
その物質の融点または液相温度の１／２〜２．／３より
やや＾い温度であることが知られている［参照、作花著
［ガラス非晶質の科学Ｊｐ５１、内田老鶴ＩＩ　（１９
８３）］。従って、アモルファス状態の記録ビットが室
温で安定に存在するためには、原子平径効果化合物の融
点が３００℃以上であることが望ましい。

また、光記録媒体としての使用を考えると、記録媒体上
で光出力５〜２０ＩＩＩＷ程度の光ビームで記録消去で
きることが必要であり、そのためには原子半径効果化合
物の融点は８００℃以下であることが望ましい。

記録ビットをアモルファスから結晶化して情報を消去す
る速度は高速化が望まれており、原子平径効果化合物は
、アモルファスから結晶への相変化が短範囲の原子の移
動によって達成されるので、その結晶化速度が通常の合
金組成よりも極めて甲い。

すなわら、一般にアモルファス形成能があるとして知ら
れている共晶組成の合金は、固溶体と固溶体あるいは固
溶体と金属間化合物などの混合組織であるので、その結
晶化では、それぞれの相の結晶化が起こり、２相分離を
伴なう。その２相分離のためにアモルファスの結晶化で
は、原子の長範囲の移動が必要となり、しかも２８２階
の結晶化となるため、その結晶化速度が遅い。一方、金
属間化合物では、相分離を伴なわず、短範囲の原子の移
動で１段階で結晶化するため、結晶化速度は極めて速い
。このため記録ビットの光ビームパルスにより高速消去
が可能である。

原子半径効果化合物は、その結晶構造から分類づると、
１　ａｖｅｓ相、ＣｕＡｌ２型格子の化合物及び侵入型
化合物の３種が知られている。

１　ａｖｅｓ相は成分原子の原子半径の比が、／Ｅ’７
丁（１，２２５＞の結晶構造を有し、ＭＱ　Ｃ１２型格
子、Ｍ（ＪＺｎ２型格子、ＭｇＮ！ｚ型格子の３種の格
子を採るものが多い。

また、ＣｕＡｌ２型格子の化合物は、成分原子の間には
周期律表上で相対位置に特定の成約がなく、成分原子の
原子半径比もかなり広い範囲にわたっているものが多い
。

さらに、侵入型化合物は遷移金属の格子空隙に原子半径
の小さいＨ，Ｎ、Ｃなどの非金属原子が侵入した構造を
とるものである。（参照、阿部箸Ｔ金属組織学序論ＪＰ
１０９．コロナ社）。

原子半径効果化合物は、上述したいずれの結晶構造のし
のも、短範囲の原子の移動によってアモルファスから結
晶への相変化をする。

融点が３００℃から８００℃の範囲にある原子半径効果
化合物の代表的な実例を次表に示す。

以下余白 （日本金属学会編「金属データブック」丸首より）これ
らの原子半径効果化合物はスパッタ法による成膜でアモ
ルファス膜が４５１られ、高温でアニールリ−ることに
Ｊ、り結晶膜となる。さらに、光ビームによる溶融２冷
により、この光ビームの照射された部分がア［ルファス
化する。この相変化に伴ない、結晶質の部分とアモルフ
ァスの部分とで膜の表面反射率が変化するので、この性
質を利用して情報の記録、再生、消去を行なうことがで
きる。

また、これらの原子半径効果化合物は、金属間の結合が
強く、安定な化合物であるので、酸化等による膜の劣化
が少ない。

第１図は本発明に係る光記録媒体の一実施例の断面を示
しており、図示する光記録媒体１は、基板３．第１の保
護膜５．記録１１９７　、第２の保護膜９及び紫外線硬
化樹脂（ＵＶ）膜１１をこの順番で積層して円板状に形
成したものである。

基板３は、アクリルやポリカーボネート等の樹脂または
ガラスにより形成された透明基板である。

第１．第２の保護膜５．９は５ｉ０２．Ａ髪Ｎ。

ＳｉＮ等の誘電体をスパッタ法又は蒸着法で５０〜５０
００Ａの厚さで形成したーｂのである。これら保護膜５
，９により、記録膜７の酸１ヒや記録時における記録膜
７の飛散あるいは穴明けが防化される。

また、上記ＵＶ膜１１は、第２の記録膜９上にＵｖ樹脂
を塗布して紫外線で硬化したもので、このＵＶ膜１１に
より光記録媒体１の使用時におＧＪる傷やひび割れ等の
Ｖ１械的損傷が防止される。

記録膜７は、前記表中に示した融点が３００℃乃至８０
０℃のＡＵ　Ｐｂ２　、Ｐｄ　Ｇａ５　、ＫＰｂ２、Δ
ｕ２Ｐｂ、ＫＢｉ２．Ｍ（ＩＺｎ２．Ｍ（＋２８ａ、Ａ
ｔ１２１３ｉ、Ｍｇ２Ｓｒ、Ｍ（＋２Ｃａ及びＭｎ　３
ｎ　２のいずれかの原子価効果化合物から選択され、ス
パッタ法またはＭ着法にて第１の保護膜５上に５０〜５
０００人の厚さで成膜される。

以下、具体的な実施例について説明する。

（実施例−１） ３ｉ０２ターゲツ［・を使用してスパッタ法によりガラ
ス基板上に厚さ１００ＯＡの５ｉＯ２１１１を形成し第
１の保護膜５とした。

次にＭ（ｌターゲットとＺｎターゲットを使用して２元
同時スパッタ法により各ターゲットに投入するパワーを
調整することによって、Ｍ（］Ｚｎ２から成る記録膜７
を厚さ１０００Ａで第１の保護膜５上に形成した。

次いで、記録膜７上に第１の保護膜５と同様の方法で厚
さ１ｏｏｏ入の５ＩＯ２Ｐ；！を形成して第２の保護膜
９とした。さらに、この第２の保護膜９上にＵＶ樹脂を
塗布し、紫外線を照射して硬化させてＵｖ成膜１を形成
した。

上述のＪ：うに形成された記録膜７は成膜時にはアモル
ファスのため、５ｍＷのレーザビームを連続照射し、徐
冷して結晶化した。次いで、記録情報を含む出力９ｍＷ
、パルス幅２００ｎＳのレーずど−ム１５を照射し、急
速冷却して記録Ｉｆ！３７をアモルファス化し記録ビッ
ト部１３を形成して情報の記録をした。

第２図に、ガラス基板の上にＭＱＺｎ２原子半径効果化
合物を膜厚１０００Ａでスパッタ法ににり成膜した後、
上述のように情報の記録（アモルファス化）がされたサ
ンプルの温度６０℃、相対ｉ！１ｉＩｆｆ１８０％Ｒ１
−１における環境試験の結果を示ず。

同図は、初期の表面反射率ＲＯに対する変化率Ｒ／Ｒｏ
でプロットしであるが、記録されてから２０日後でもほ
とんど変化率Ｒ／　Ｒｏに変化は、７真られず、記録が
安定して維持されていることがわかった。また、ＸＩＩ
Ｑ回折の結果では成膜直後の４１ンブルはアモルファス
であり、２０日後のサンプルでもアモルファスであった
。

従来のＴｅ膜では、Ｒ／　Ｒｏが初期から大きく低下し
、２０日後のサンプルをＸ線回折したところ、結晶化し
ていた。またＧＯ膜では、Ｒ／　Ｒ。

が増加し、２０日後のサンプルＸ線回折したところ、ま
だアモルファスであったが、表面全体に錆が発生してい
た。

また、出力約２ｍＷ、パルス幅２μｓのレーザビームを
アモルファスの記録ビット１３に照射し記録膜７の結晶
化４度以上に加熱して徐冷することにより容易かつ高速
に情報め消去をすることができた。

なお、本実施例の光記録媒体１では、単面記録の光記録
媒体１について説明したが、本発明はこれに限られず、
本実施例構造を有する２枚の光記録媒体１のＵｖ成膜１
同志を接着層を介して貼り合せた両面記録の光記録媒体
にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、情報の記録がされ
る薄膜を融点が３００℃乃至８ｏｏ℃の原子半径効果化
合物で形成したので、情報が記録された非晶質部分が経
時変化により結晶質化することがない。このため、記録
情報が自然消去するおそれがなく、長期間にわたって安
定した記録状態が維持される信頼性の高い光記録媒体を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光記録媒体の一実施例の構成を示
す断面図、第２図は本発明に係る光記録媒体の一実施例
の表面反則率変化率特性を示す図である。 １・・・完配Ｂ媒体 ３・・・基板（基体） ５・・・第１の保護膜 ７・・・記録膜（薄膜） ９・・・第２の保護膜 １１・・・ＵＶ膜 第１図 日数　〔日〕 茅２因 手続ネ市正書（自発〉 昭和６２年ｙ月１７日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの照射条件に応じ基体に積層された薄膜
   を結晶質と非晶質との間で可逆的に相転移させることに
   より情報の記録・消去を行う相変化型の光記録媒体にお
   いて、 前記薄膜を融点が３００℃乃至８００℃の原子半径効果
   化合物で形成したことを特徴とする光記録媒体。
2. （２）前記薄膜をＡｕＰｂ＿２、ＰｄＧａ＿５、ＫＰｂ
   ＿２、Ａｕ＿２Ｐｂ、ＫＢｉ＿２、ＭｇＺｎ＿２、Ｍｇ
   ＿２Ｂａ、Ａｕ＿２Ｂｉ、Ｍｇ＿２Ｓｒ、Ｍｇ＿２Ｃａ
   及びＭｎＳｎ＿２のいずれかの原子半径効果化合物で形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   光記録媒体。