JPS63244339A - 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） 本発明は光ビームの照射によル記録膜の相変化を利用し
て情報の記録、消去がなされる光記録媒体に関する。

（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、相変化型の光
記録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、記録膜が平衡相と非平衡相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シ、平衡相の結晶から非晶質
または準安定相などの非平衡相の結晶構造へ相転移が行
われ情報の記録がなされる。また、記録膜に元ビームを
照射して加熱したのち、徐冷することによシ、再び平衡
相の結晶へ戻すことで記録された情報が消去される。記
録膜に記録された情報の再生は、元ビームを照射して情
報が記録された非平衡相の部分と情報が記録されていな
い平衡相の部分との反射率、透過率の変化を恢出するこ
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ｌｔ’ｌ”ｅ、Ｇｅ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Ｔｅは結晶化温度が室温付近に（１０℃前後
）に存在するので、純１“ｅ薄膜を平衡相の結晶質から
非平衡相の非晶質へ相変化させて情報の記録を行っても
、経時変化により非平衡相の部分が平衡相状態に戻り、
記録した情報が自然消去されるおそれがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、従来の相変化型の光記録媒体では、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、長期間にわた
って記録した情報が消去されることなく、安定した記録
状態を維持できる光記録媒体を提供することを目的とす
るものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、光ビームの照射に
より平衡相と非平衡相との間で可逆的に相転移する記録
膜を有した光記録媒体において、記録膜は融点が８００
℃から１３００　’Ｏの範囲にある電子化合物を含有し
てなることを特徴とするものである。

（作用） 融点が８００°０から１３００℃の範囲にある電子化合
物を含有した記録膜は、光ビームの照射による溶解急冷
によって平衡相の火報から非平衡相の状態に相転移させ
て情報の記録が可能である。

また情報の記録された記録膜に対して、光ビームを照射
して加熱除冷することにより非平衡相の状態から平衡相
の状態に相転移させて情報が消去される。例えば非平衡
相とし又非晶貿状態を考えた場合その結晶化温度は、室
温以上であるので非晶質化された部分の記録情報は室温
で安定に存在する。

（実施例） まず、本発明の光記録媒体の記録膜を形成する原子半径
効果化合物を含んだ金属間化合物について説明する。

合金の組織状態にを言置溶体をつくる場合、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単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。

原子価効果化合物は、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、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ものである。

さらに、電子化合物は、金槌的性質を示し、かなシ広い
範囲忙わたる固溶領域をもつことが多い０ これらの金属間化合物は、合金の中でも特に金属間の結
合が強く、その薄膜は光ビームの照射により溶融し急冷
すると容易に非平衡相の状態となる。

次にこれら金属間化合物の中の電子化合物を相変化型の
光記録媒体の記録膜に用いたものに関して詳細に説明す
る。

上述したように電子化合物は、金属的性質を示し、かな
シ広い範囲にわたる固溶領域をもつものであシ、その薄
膜は光ビームの溶融急冷によって非平衡相の状態となる
。

特に非平衡相の非晶質は、液体が急冷された組峨であり
、金属間の結合が強いものほど、急冷で非晶質化し易い
。

また、室温で非晶質が安定に存在するためには結晶化温
度が室温より鍋くなげれはならない。

一般に非晶質の結晶化温度は、絶対直置で表したその物
質の融点または液相温度の１／２〜２／３よシやや高い
ＩＡ匿であることが知られている〔８闇、作花著［ガラ
ス非晶質の科学Ｊｐ５１゜内田老鶴圃（１９８３）］。

従って、非晶ＩＸ犬状態室温で安定に存在するためには
、電子化合物の融点が少なくとも３００　”０以上であ
ることが望ましい。さらに光記録媒体の記録膜として使
用することを考慮すると、激しい環境での使用を可能と
し、記録したｔｋ報の安定性のためには、融点が８００
°Ｃ以上であることが好ましい。

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１５〜１００　ｍＷ程度の光ビームを照射する
ことによシ情報の記録、消去を行うことが必要であり、
そのためには電子化合物の融点はＩ　３００　’Ｏ以下
であることが望ましい。

記録膜を非平衡相から平衡相へ変化させて情報を消去す
る速度は、高速化が望まれておシ、電子化合物は、非平
衡相から平衡相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、その結晶化速就が通常の合金組成よ
りも極めて早い。

すなわち、一般に非平衡相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シ、２相分離を伴な
う。その２相分離のために非平衡相の結晶化では、原子
の長範囲の移動が必要となり、しかも２段階の結晶化と
なるため、その結晶化速度が遅い。−力、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。そのため
、光ビームの照射による高速消去が可能となる。

電子化合物は、一定の価電子濃度のあたシに決まった結
晶構造の中間相として出現するものとして知られ、価電
子一度が３／２．２１／１３゜７／４あたシに出現する
。〔参照、阿部著「金踊組織学序論」ｐ１０９．コロナ
社〕いずれの結晶構造も、短範囲の原子の移動によって
非平衡相から平衡相への相変化をする。

融点が８００℃から１３００℃の範囲にある電子化合物
の代表的な実例を次表に示す。

表　融点が８００℃〜１３００℃の範囲にある電子化合
物 以下余白 （日本金属学会編「金属データブック」丸善よ＃））こ
れらの電子化合物はスパッタ法による成膜で非平衡相状
態の膜が得られ、高温で７二−ルすることによシ平衡相
状態の膜となる。ざらに、光ビームの照射による溶融急
冷にょシ非平衡相状態となる。この相変化に伴ない膜の
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、これらの電子化合物は、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
。そのため、記録した情報は安定した状態で保持される
。

次に第１図に本発明に係る光記録媒体の構造を示す。こ
の光記録媒体１０は、基板１２．保護膜１４．記録膜１
６．保護膜１８．オーバーコート膜２０がこの順で形成
された構造となっている。

基板１２は、耐熱樹脂または耐熱ガラス等により形成さ
れた透明基板である。保護膜１４．１８は、記録膜１６
を挾むよう罠配設されており、記録膜１６が溶融するこ
とを防止している。この保護膜１４．１８は、高融点の
誘電体をスパッタ法又は蒸着法で５０〜５０００Ｘの厚
さで形成されている。保賎膜１８の上には光記録媒体１
０の損傷を防止するオーバーコート膜２ｏが形成されて
いる。このオーバーコート膜２０は、例えば保護膜１８
の上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗布層に紫外線を
照射して硬化させることにょ多形成する。また記録膜１
６は、前記表中て示した融点が８００°０から１３００
℃の範囲にあるＡ　ｇ　Ｃｅ　。

ＬａＡｇ、）、１Ｍｎ、ＭｇＡｕ、ＭｎＡｕ、Ｔｉ　Ｃ
ｏ、ＵＣｏ。

ＰｄＣｕ、ＮｉＧａ、ＮｉＧａ４　、ＰｄＩｎ３　、Ｐ
ｄＩｎ、ＭｇＹ。

ＴｉＮｉ及びＴｉＺｎのいずれかの電子化合物を含有し
たもので、スパッタ法または蒸着法にて保護膜１４上に
５０〜５０００にの厚さで成膜される。

記録膜１６は成膜直後は非平衡相の状態であるので、記
録膜１６に基板１２及び保護膜１４を介して所定条件の
光ビームＬを照射し、記録膜１６全体を平衡相とするこ
とにより初期化する。次いで、異なる条件の光ビームＬ
を照射して照射部分を非平衡相の状態に相変化させ、情
報の記録ビット２２を形成する。さらに、記録ビット２
２に光ビームＬを照射してその部分を元の平衡相の状態
に相変化させ情報を消去する。また、記録膜１６に弱い
光ビームＬを照射して、その反射率を検出することによ
〕記録した情報を再生する。

以下、この実施例による光記録媒体１０の記録した情報
の安定性に関する試験例について具体的に詳述する。

（試験例） まず、第１図に示した光記録媒体１０を下記に示す材料
及び方法で製造した。

５ｉ０２ターゲツトを使用してスパッタ法によシ耐熱ガ
ラス基板１２上に淳さ１１００ｎの５ｉ０２膜を形成保
護膜１４とした。次にＡｇターゲットとＣｅターゲット
を使用して２元同時にスパッタ法によシ各ターゲットに
投入するパワーを調整することによって、ＡｇＣｅから
成る記録膜１６を厚さ１００　ｎｍで保護膜１４上に形
成した。次いで、記録膜１６上に保護膜１２と同様の方
法で厚さ１００　ｎｍの５ｉ０２膜を保護膜１８として
形成した。さらＫ、この保護膜１８上に耐熱性のＵＶ樹
脂を塗布し、紫外線を照射して硬化させてＵＶＶ２Ｏ３
形成した。

上述のように形成された記録膜１６は成膜時には非平衡
相状態のため、１０ｍＷの光ビームＬを連続照射し、徐
冷して平衡相の状態とした。次いで、記録する情報に応
じて変調される出力２０ｍＷ　、パルス幅２００ｎｓの
光ビームＬを照射し、急速冷却して記録膜１６を非平衡
相の状態とし記録ビット部２２を形成して情報の記録を
行った。

第２図に、ガラス基板の上にＡｇＣｅの電子化合物を１
００　ｎｍでスパッタ法により成膜したサンプルの温度
６０’Ｏ，相対湿度８０％Ｒ，Ｈにおける環境試験の結
果を示す。初期の表面反射率几。

に対する変化率Ｒ／Ｒｏでグロットしであるカ；、２０
日後でもほとんど変化はみられず記録カー安定して維持
されていることがわ力）つだ。また、Ｘ線回折の結果で
は成膜直後のサンプル＆言非平衡相の非晶質であり、２
０日後のサンプルでも非平衡相の状態が維持されていた
。

従来のＴｅ膜では、几／Ｒｏが初期力）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Ｇｅ膜でｔ丁、几／　Ｒ。

が増力口し、２０日後のサンプルＸ線回折したところ、
まだ非平衡相の状態であったカー、表面全体に錆が発生
していた。

゛　また、出力約７　ｍＷの元ビームＬを記録ビット２
２に照射し、記録膜１６の結晶化温度以上に加熱して徐
冷することＫよシ容易かり高速に情報の消去をすること
ができた。

なお、本実施例の光記録媒体１０では、単面記録の光記
録媒体１０について説明したが、本発明はこれに限られ
ず、本来流側構造を１゛する２枚の光記録媒体１０をオ
ーバコート膜２０同志、接着層を介して貼シ合せた両面
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、情報が記録される
記録膜を融点が８００℃乃至１３００℃の範囲にある電
子化合物を含有させたので、情報が記録された非平衡相
の部分が経時変化によシ平衡相化することがない。この
ため、記録した情報が自然消去するおそれがなく、長期
間にわたり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構成を示す断面図、
第２図は本発明に係る光記録媒体の−実施例の表面反射
率変化率特性を示す図である。 １０・・・光記録媒体、１６・・・記録膜。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　犬胡典夫 第１図 旦牧帥ｊ 第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームの照射により平衡相と非平衡相との間で
   可逆的に相転移する記録膜を有した光記録媒体において
   、 前記記録膜は融点が８００℃から１３００℃の範囲にあ
   る電子化合物を含有してなることを特徴とする光記録媒
   体。
2. （２）記録膜をＡｇＣｅ、ＬａＡｇ、ＡｌＭｎ、ＭｇＡ
   ｕ、ＭｎＡｕ、ＴｉＣｏ、ＶＣｏ、ＰｄＣｕ、ＮｉＧａ
   、ＮｉＧａ＿４、ＰｄＩｎ＿３、ＰｄＩｎ、ＭｇＹ、Ｔ
   ｉＮｉ及びＴｉＺｎのいずれかの電子化合物で形成した
   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。