JPS63155441A - カルコゲンガラス光カ−ド - 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、光ビームを用いて光学的に情報の記録又は再
生を行なうカルコゲンガラス光カードに関する。

［従来の技術］ 近年、光ファイル、コンパクトディスク等の光学的情報
記録媒体を利用した情報の記録・再生が行われる様にな
った。更に、最近では、これらの記録媒体よりも携帯性
に優れ、且つ比較的大容量であるカート状の光学的情報
記録媒体（以下、光カートと称する）を利用した情報記
録再生が注目され始めてきている。

第３図は光カートの記録フォーマットの一例を示す模式
的平面図である。

同第３図において、記録媒体である光カート１上には記
録領域２が設けられてＳす、該記録領域２はバント３が
複数配列されて形成されている。

更に各バント３は情報トラック４が多数配列されて形成
され、各情報トラック４は数ｌＯ〜１００ビット程度の
情報容量を有している。また、各バンド３はレファレン
スライン（以下、Ｒラインと称する）５によって区切ら
れている。なお、矢印Ａは再生時に８ける光カード１の
移動方向であり、矢印Ｃは再生時における光ヘッドによ
る情報読取り走査方向である。

第４図は以上の様な記録フォーマットを有する光カート
を再生するための装置の概略構成図である。

同第４図において、光カート１は回転機構６によって矢
印Ａ方向に往復移動可能である。光カードｌに記録され
た情報は、トラック毎に光へラド１１によって読取られ
再生される。まず、ＬＥＤ等の光Ｍ７からの光かレンズ
系８によって集光され、光カートｌを照明する。該光カ
ート１のトラックの像は結像光学系９によって一次元セ
ンサアレイｌＯ上に結像する。光カートｌが矢印Ａ方向
に移動しているので、これに対応してセンサアレイ１０
上における情報トラックの像は移動する。センサアレイ
１０においては各情報トラックがセンサアレイ１０に結
像されているうちに数回読取り走査が行なわれる。この
様にして、あるバンド内のいくつかの情報トラックの記
録情報の再生か行なわれ、これが完了すると続いて光ヘ
ット１１が矢印Ｃ方向に適宜移動して他の目的とするバ
ンド内の情報トラックがセンサアレイ上に結像される様
にし、上記と同様にして記録情報の再生が行われる。

一方、第３図に示す光カード１の様な記録媒体としては
、へロゲン化銀を主体とした光記録媒体か知られており
、ＩｎＳｂ、　ＧｄＴｂ等の光磁気記録媒体、またレー
ザービームの照射によりＩｎ、　Ｔｅ等の金属薄膜を加
熱し溶解除去してピット記録をするレーザー記録媒体、
染料や顔料をレーザー加熱により昇華又は蒸発させるＪ
！！熱記録媒体等が知られている。

特にピット記録を行なう媒体としては、支持体上にＴｅ
、　Ｂｉ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、Ｉｎ等の低融点金属を、ま
たシアニン系、スチリル系、フタロシアニン系、テトラ
デヒドロコリン系、ナフトキノン系、各種錯体等の染顔
料を積層するとか、金属とこれら染顔料とを組み合わせ
て積層したものとか種々の構成が知られている。

更にまた。特開昭５０−４３９４７号公報に開示されて
いるようなカルコゲン元素、例えば、硫黄（Ｓ）。

セレン（Ｓｅ）　、テルル（Ｔｅ）等の少なくとも１つ
を主成分とするガラス状物質か知られている。

この材料は、高解像記録ができること、及びレーザー光
記録媒体としても高感度である等の点で知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これらの薄膜はレーザービームの照射を受け、
その熱エネルギー吸収率に応じてヒートモートによる状
態変化を惹起し、構造変化及び蒸発あるいは昇華を起し
て、ピット記録を行なうことができるが、この場合、薄
膜を構成する物質がレーザーの熱エネルギーを吸収して
溶融し除去される過程で、ピット周辺に表面張力により
凝集状態が生じ、均一で高解像力を有する切れのよいピ
ット記録を行なうことができない欠点があった。

また、第３図に示す情報トラック４を読み出す場合に、
情報トラック４の部分と情報トラック４以外の部分との
反射率の大きさの差が大きい程、コントラストが高い読
み出し信号を得ることができる。しかしながら、従来の
前述の記録媒体では高感度、高コントラストのものは未
だ作成されていないために、信号の読み出しエラーを少
なくすることができないという欠点を有している。

本発明は、上記の欠点を解決するためになされたもので
あり、その第１の目的は、情報トラックと情報トラック
以外の部分の反射率の差か著しく大きい新規の記録媒体
を提供しようとするものである。

また、本発明の第２の目的は、従来の光カードへの記録
情報トラックよりも極めて高い解像力を得る目的で、解
像力が２５００木／■以上であるカルコゲン元素、特に
Ｔｅを含有するカルコゲンガラスから成る化合物を記録
層として用いた高解像力を有する記録媒体を提供しよう
とするものである。

［問題点を解決、するための手段］および［作用］即ち
、本発明は光ビームを用いて情報を記録あるいは再生す
る光カートにおいて、記録層かＴｅを含有するカルコゲ
ンガラス層で構成されていることを特徴とするカルコゲ
ンガラス光カードである。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のカルコゲンガラス光カード（以下、光
カードと記す）の−例を示す断面図である。同第１図に
おいて、本発明の光カードは基板１４の上に、必要に応
じて下引き層１３を設け、さらにその上に記録層として
Ｔｅを含有するカルコゲンガラス層１２を積層してなる
ものである。

本発明は、Ｔｅを含有するカルコゲンガラスを用いたカ
ルコゲンガラス層を設けた記録媒体からなることを特徴
の１つとするものである。

本発明に云うカルコゲンガラス層を形成するカルコゲン
ガラスとは、カルコゲン元素、即ち、イオウ（Ｓ）、セ
レン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）の少なくとも１つを主成
分とするガラス状物質である。それ等の中で、特に本発
明においてはＴｅを含有するものが用いられ、その有効
な代表例としては、Ａｓ−Ｔｅ系、　５ｂ−Ｔｅ系、　
Ｂ１−Ｔｅ系などの二元カルコゲンガラス、またはＡｓ
−５−Ｔｅ系、　Ａｓ−３ｅ−Ｔｅ系などの三元カルコ
ゲンガラス等である。

前記カルコゲンガラスを用いてカルコゲンガラス層を形
成する場合、必要に応じて、ハロゲン。

Ｇｅ、　Ｓｉ、　ＴＩ　　などの元素を活性剤として少
量（１モル％以下）加えることもまた有効である。また
、添加剤として、少量の金属を添加することは光感度の
点で有効である。添加する金属としては、代表的なもの
はＡｇ、　Ｃｕ、　Ｚｎ、　Ｃｄ、　Ｍｎ、　Ｇａ。

Ｉｎ、　Ｂｉ、　Ｓｂ、　Ｓｅまたはこれらの合金が挙
げられ、特にＡｇ及びＣｕが好適である。金属の添加量
はカルコゲンガラスを構成する原子数１００に対し、１
〜０．０００１原子数、特に０．５〜ｏ、ｏｏｓ　ｇ子
数か好適である。

通常、カルコゲンガラス層は薄く設定され、約１０００
０〜１００１ｇである。特に解像力について２ＪＬ以上
を得るためには約８００■終〜１００ｍｐに設定される
０層厚範囲の下限は均一層を形成するための製造上の限
界によって規定される。

カルコゲンガラスの溶融体を塗布した場合には数ル〜数
１００鉢が得やすい厚さであり、又ウェハーとして切り
出される場合には１ｅル以上の厚さか望ましい。

本発明に用いられるカルコゲンガラスは既に記述したよ
うにガラス状物質であり、結晶構造を有していない。

従って、カルコゲンガラスに付与するエネルギーによっ
てガラス状物質；結晶に状態変化を起すか、情報トラッ
ク以外の部分での反射率を高める必要性からカルコゲン
元素から成る記録媒体であってもガラス状物質である方
が結晶状態よりも反射率か同じ物質であっても低いため
に本発明にとっては有効な性質である。

例えば、これらカルコゲンガラスを用いて構成する光カ
ートの記録媒体としての構成は、第１図に示すようにカ
ルコゲンガラス層１２、下引き層１３及び基板１４から
なる感光部材であるか、ここに示すカルコゲンガラス層
１２は、結晶構造としてはアモルファスであるからラン
ダムネットワークを形成しており、入射光は直ちに反射
されず散乱する。従って極めて反射率の低い部材を提供
することになる。

また、カルコゲンガラスの感度を高感度にする目的て、
前記の種々の元素か添加されるか、添加する元素によっ
ても反射率か種々変化するので、光カードとして最も有
効な組成のカルコゲンガラスを用いる必要かある。

即ち、本発明におけるカルコゲンガラス層はアモルファ
ス状態にあるカルコゲンガラスの光散乱を利用して反射
率が極めて低い状態を形成する。

従って、本発明の目的のためには、反射率が１０〜５０
％、波長によっては５〜４０％程度の反射率を有するカ
ルコゲンガラス（アモルファス状態）が用いられる。

また、基板１４としては、ガラス、セラミックス、ポリ
カーボネート、環化ビニル、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスチレン等の各種プラスチック板が用いられる
。

と°ころで、前に記述したようにカルコゲンガラスは付
与するエネルギーによってガラス状態から結晶状態に変
化する。このとき、エネルギーの付与されない部分のガ
ラス状態のカルコゲンガラスの反射率は低いが、エネル
ギーが付与された結晶状態のカルコゲンガラスの反射率
は著しく高くなることから、カルコゲンガラス層に光ビ
ームを照射してエネルギーを付与して情報を記録し、該
情報の記録部のカルコゲンガラスを結晶状態に変えるこ
とによりその反射率を高め、再生光ビームを照射したと
きにガラス状態と結晶状態の部分の反射率の差を読み取
ることにより情報の読み出しを行うことができる。

したがって、本発明はこれらカルコゲンガラス中より、
特に結晶状態で反射率が高くなる物質に着目して成され
たものである。すなわち、　Ｔｅを含有するカルコゲン
ガラスは付与するエネルギーにより非晶質（アモルファ
ス）から結晶に容易に変化させることが出来る。同じカ
ルコゲンガラスの合金であってもＳｎ、　Ｓｂ、　Ｂｉ
、　Ｉｎを含有するものではＴｅ程の高い反射率は得ら
れない。

本発明におけるＴｅを含有するカルコゲンガラス層中の
Ｔｅの含有量は、エネルギーの付与により高反射率を得
るためには、通常２０〜７０重量％、好ましくは３０〜
６０重量％が望ましく、２０重量％未満では反射率が低
く、また７０重量％をこえると高反射率とするのに要す
るエネルギーを多く必要とするために光ビームの照射時
間が長くなり好ましくない。

本発明において、下引き層としては、例えばＡｕ、　Ｃ
ｒ、　Ｉｎ、　Ｓｎ、　Ｃｕ及びそれらの合金等を用い
ることができる。

本発明の光カードは、基板上に所定のＴｅを含有するカ
ルコゲンガラスを蒸着法、スパッター法により形成する
ことにより容易に得ることができる。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 白色塩化ビニルから成る光カード基板（厚さ２ｍｍ）上
にカルコゲンガラス層としてＡｓｔＴｅ３　（Ｔｅ含有
力量６０重量％）のアモルファスカルコゲナイド蒸着膜
を１２０鳳鉢の厚さに形成して光カードを作成した。そ
の結果、光カート記録媒体の断面図は第２図（ａ）に示
すような構成となった。

また、白色塩化ビニルの平滑性とカルコゲンガラスの声
着性を向上させる目的で、白色塩化ビニル基板とカルコ
ゲンガラス層の間に、不図示の下引き層（蒸着層、塗布
層）が形成されても良い。

この状態で光カードは灰白色である。

次に、第２図（ｂ）に示すように、光カードに記録すべ
き情報パターンをフォトマスク１５を介してＵｖ光１６
を露光すると、未露光部Ａはアモルファスの状態１２ａ
のままで、露光部Ｂは結晶化した状態１２ｂとなる。す
なわち、ｔ５２図（Ｃ）に示すような構成になる。

この場合、露光部のアモルファス状態から結晶状態に変
化したＡＳ＊Ｔｅ３は肉眼で見ても余り差異は見られな
いが、顕微鏡で表面観察をして見ると、結晶して極めて
光沢の大きな表面に変化していることが認められる。

このままで、光情報記録部として情報トラック４を形成
してもよいが、追加露光があった場合、未露光部が残っ
ているとノイズの発生する原因となるので除去するのが
良い。

すなわち、カルコゲンガラスの未露光部Ａは、アルカリ
でエツチング除去されるのに対して、露光部ＢのＴｅ結
晶化部分は酸てしかエツチング除去されない、従って、
第２図（ｂ）に示す：１００Ｗ高圧水銀灯により２５ｃ
厘の距離から３０秒の露光により情報パターンの記録を
行った。

然る後、０．５Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を用いて、約１０秒
間エツチング処理を行い、水洗後乾燥すると、第２図（
ｄ）に示す様なレリーフパターンを形成することが出来
た。

第２図（ｃ）に示す未露光部Ａのカルコゲンガラスの反
射率は１０％であり、露光部Ｂの結晶化部のカルコゲン
ガラスの反射率は８５％であった。

更に、第２図（ｄ）に示す様に、未露光部Ａのカルコゲ
ンガラスのアモルファスの状Ｊｌｉ１２ａの除去を行う
と、Ｔｅの結晶化カルコゲンガラス層の反射率は８５％
をそのまま有効に利用することが出来る。もちろん、こ
の場合、塩ビベースの表面はマット面（無反射面）に加
工しておくことを要する。

以上の結果から、本発明は製造工程も、従来の光カート
に比べ簡単で、かつ反射率の高い光カートを得ることが
出来る。また、カルコゲンガラスの高解像性の特徴をそ
のまま利用することができるので記録情報密度が１桁以
上増大することができる。

実施例２ パターン露光を実施例１ではＵｖ光を用いたが、本実施
例ではＡｒレーザー、Ｃｄレーザー等のビームを絞り込
んだデジタル記録情報パターンとして情報トラックを形
成した。

実施例１と同様の方法により、Ａｒレーザー数１０ｍＷ
程度のものでＩＪＬのビーム径に絞り込んで、１／２秒
程度の露光により、情報パターンを形成した。

この場合、レーザーエネルギーが充分であればある程、
露光部のＡＳ＊Ｔｅ３の結晶化は進み、特にＴｅ単体が
析出したような状態を形成するようになる。従りて、未
露光部はアルカリガス（例えばアンモニアガス）中で若
干の振動を加えてやると自然に除去されてしまう、その
結果として第２図（ｄ）のパターンを得ることが出来た
。

この場合、実施例１と比較して、更に反射率を５〜１０
％高めることかできた。

実施例３ 実施例１と同様の方法で、白色塩化ビニル基板（２ｍｍ
厚）にＡＳｉｏＳｎｏＴｅｉｏ（Ｔｅ含有量３０重量％
）を１５０膿洟の膜厚に形成した。

１ｈＷのＡｒレーザーを用いてｌＩＬのビーム径で０．
５秒程度の短時間露光を与えると、熱エネルギーにより
カルコゲンガラス層は納品性を増し。

露光部の反射率が高められた。この場合、未露光部のカ
ルコゲンガラスの反射率は５％て、露光部の反射率は６
５％であった。

未露光部をエツチング除去をすると、露光部の反射率は
６０％程度になった。

未露光部の色調は、ＡｓとＳか多く含まれているために
暗赤色を呈しているが、露光部に数ミクロンの情報トラ
ックか記録されていても目視ては良く判別できない状態
であった。

実施例４〜７および比較例１ 実施例１と同様の方法で、白色塩化ビニル基板（２ｍｍ
厚）に、第１表に示す組成のカルコゲンガラスを蒸着し
て光カートを作成し、その反射率を測定した。その結果
を第１表に併記する。

以上の結果から、カルコゲンガラス中のＴｅの含有量が
２０〜７０重量％か最も効率良く高反射率を得ることが
出来るのに対して、２０重量％未満では反射率も５０％
以下となり余り良くない。

また、逆にＴｅが多すぎても露光時間がかかりすぎ、感
材感度が低く実用的ではない。

従って、各実施例の結果からも判るように、２０〜７０
重量％のＴｅ含有量のカルコゲンガラスが最も適してお
り、Ｔｅ含有量が７０〜９０重量％では露光感度が低か
ったり、未露光部との反射率の相異が大きくない等の欠
点が生ずることが認められる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明は従来の光カードに用いられ
ているカルコゲンガラス組成物の中から、特にＴｅを有
するカルコゲンガラスを選択し、このＴｅ含有カルコゲ
ンガラス層に情報パターンの露光を行なうと、他のカル
コゲンガラスよりも結晶化し易い特長があり、更にその
結晶化によって記録情報パターンの読出し時に、高反射
率であることが要求される光カードにおいて、５０％以
上の反射率を得ることができる。

特に、６０重量％程度のＴｅ含有のカルコゲンガラス層
の場合には８５〜９０％のＰｔ、　Ａｇ金属並みの高い
反射率を得ることかできる特徴を有している。

また、従来、パターニングによりｌＩＬ程度の解像力を
得ることは工程も複雑であり容易に得られなかったが、
本発明では、カルコゲンガラスの高解像性を利用してい
るためサブミクロンでの解像力を得ることも可能である
と共に光カートの製造工程がパターン露光のみで得られ
るので経済的効果も大きい。

一方、カルコゲンガラスにおいて、Ｔｅのように結晶化
を促進し、反射率を高める例は他になく、耐アルかり性
も大である特徴を有している。

更に、本発明では白色塩化ビニル基板を用いているが、
マット面にすることが難しいかまたは反射が未露光部に
於いて高い基板の場合には、カルコゲンガラスのアモル
ファスの反射率の低い部分を歿して利用することによっ
て、露光部との反射率の差を大きくとることが出来、Ｓ
／Ｎを大にすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光カードの一例を示す断面図、第２図
（ａ）〜（ｄ）は光カートへの情報記録方法を示す工程
図、第３図は従来例に於ける光カードの記録フォーマッ
トを示す模式的平面図および第４図は従来例に於ける光
カード再生装置の概略的構成図である。 ｌ・・・光カード　　　　　２・・・記録領域３・・・
バンド　　　　　　４・・・情報トラック５・・・レフ
ァレンスライン ６・・・回転機構　　　　　７・・・光源８・・・レン
ズ系　　　　　９・・・結像光学系１０・・・センサア
レイ １１−・・光ヘッド １２・・・カルコゲンガラス層 １２ａ・・・アモルファスの状態 １２ｂ・・・結晶化した状態 １３−・・下引き層 １４・・・基板 Ｉｓ−・・フォトマスク １６−ＵＶ光 Ａ・・・未露光部 Ｂ−・・露光部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを用いて情報を記録あるいは再生する光
   カードにおいて、記録層がＴｅを含有するカルコゲンガ
   ラス層で構成されていることを特徴とするカルコゲンガ
   ラス光カード。
2. （２）Ｔｅを含有するカルコゲンガラス層中のＴｅの含
   有量が２０〜７０重量％である特許請求の範囲第１項記
   載のカルコゲンガラス光カード。