JPS63313330A - 光記録媒体の製造方法 - 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 本発明は光記録媒体の初期結晶化方法に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、レーザビームによ
りヒートモード記録が行える光記録媒体、特に記録層の
非晶質化と結晶化を可逆的に生起させることを利用して
情報の記録と消去が可能な光記録媒体において、記録し
た情報を消去する際に消し残りが生じないようにするた
めの光記録媒体の初期結晶化方法に関するものである。

従来の技術 これまで、情報の記録が可能な光記録媒体としては、基
板上に設けられた記録層に、レーザ光を照射して情報に
応じた孔を形成させて情報を記録する開孔方式のものと
、レーザ光の吸収あるいは吸収による温度上昇てよって
光学特性を変化させ、情報を記録する相変化方式のもの
とが知らｎている。

前者の記録層に孔を形成させて記録を行う開孔方式は、
いったん情報が記録されれば消去することができず、書
き換えが不可能であるのに対し、後者の相変北方式は、
非晶質−結晶質の遷移に基づいて記録を行う方式であっ
て、２つの状態間の遷移を可逆的に行うことにより、記
録と消去の繰り返しが可能である。

このような相変化書換型光記録媒体は、追記型のドライ
ブとの互換性が容易に得られるなどの実用上のメリット
が大きい上に、今後オーバーライドもできる可能性を有
し、将来の光記録媒体の本命と考えられている。

この相変化書き換え型光記録媒体は、例えばガラスや、
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどのプ
ラスチック材料から成る基板と、該基板上に蒸着やスパ
ッタリングなどによって設けられた、Ｔｅ、　Ｓｅ、　
Ｓｂ、Ｓｎ、Ｓｉなどの金属又は半金属、あるいはこれ
らの合金の薄膜から成る記録層とから基本的に構成され
ている。

このような書き換え型光記録媒体については、一般に非
晶質状態を記録状態とし、結晶状態を消去状態として用
いられている。しかしながら、該光記録媒体を構成して
いる記録層は、通常成膜直後は非晶質状態であるため、
実際に情報記録媒体として用いる場合には、先ず、光ビ
ームの照射その他の方法によって加熱し、該記録層を結
晶状態にする、いわゆる初期結晶化を行う必要がある。

そして、このように初期結晶化された記録層に情報全記
録するには、高パワーのレーザビームを照射して、薄膜
を高い温度に昇温したのち、冷却して非晶質化させれば
よい。また、このようにして記録さｎた情報は、低パワ
ーのレーザビームを照射し、比較的低い温度に昇温して
非晶質状態からもとの状態である結晶状態に戻すことに
よって消去することができる。

一般に、記録状態にある非晶質状態では反射率が低く、
一方消去状態である結晶状態では反射率が高いので、こ
の差を利用して情報の再生を行うことができる。通常、
光記録媒体を低速で回転させた状態でレーザビームを照
射し、結晶状態にもたらす場合、第１図に示すように、
レーザパワーが上昇するに伴い、反射率は上昇し、その
後ある一定のレーザパワーで飽和する。これは低パワー
の場合は、結晶化が不完全であり、ある程度高パワーに
なると結晶化が完了するためである。さらに、それ以上
のレーザパワー全照射すると、膜の変形や基板の変形を
もたらす。

一方、結晶化時間（ここで、結晶化時間とは、結晶化を
完了させるために必要なレーザ照射の最小時間をいう）
より短い時間内に光記録媒体がレーザビームを通過する
ような高速で、光記録媒体を回転させながらレーザビー
ム金照射し、結晶状態にもたらす場合は、第１図に示す
ように、完全な結晶化が行われず、その結果、完全結晶
化状態に対応する飽和反射率まで到達しない。

ところで、最近、単一ビームで消去しながら、同時に記
録する、いわゆる単一ビームオーバーライトが提案さｎ
ている。この単一ビームオーバーライトにおいて、例え
ば角速度一定方式（ＣＡＶ）ｔ−採用する場合、内周と
外周とでは線速度が異なるために、光記録媒体がレーザ
ビームに照射されている時間に差が生じる。この際、光
記録媒体がレーザビームに照射さｎる時間が結晶化時間
と同等あるいはそれ以上の場合には、線速度に応じて照
射するレーザパワーを変えることによって、飽和反射率
のレベルに到達させることができる。しかしながら、レ
ーザビームに照射される時間が結晶化時間以下の場合に
は、レーザパワーを変化させても飽和反射率レベルまで
結晶化させることができない。そのため、初期結晶化に
おいて飽和反射率レベルになるまで全面一様に結晶化し
た場合、光記録媒体上において、レーザビームに照射さ
ｎる時間が結晶化時間より短い部分においては、初期結
晶化状態の部分の反射率と、いったん記録したのち、消
去全行った部分の反射率とに差が生じ、いわゆる消し残
すヲ生じる。

第２図は、このような消し残ジの状態を波形で示したも
ので、記録ピットの部分は、消去操作を行っても、初期
結晶化状態の反射率まで到達しない状態を示している。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような従来技術における欠点を克服し、
基板と、その上に設けら几た記録層とから成る光記録媒
体において、記録の消去時に、いわゆる消し残りを生じ
ないように、該記録層の初期結晶化を行う方法を提供す
ることを目的としてなさｎたものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは前記目的を達成するたりに鋭意研究を重ね
た結果、光記録媒体上において、レーザビームに照射さ
れる時間が記録層の結晶化時間と同等かそれ以上の部分
においては、完全結晶化状態に対応する飽和反射率が得
られるように初期結晶化し、一方、レーザビームに照射
さｎる時間が結晶化時間より短い部分においては、その
部分のレーザビーム照射時間で到達できる反射率になる
よりに初期結晶化を行うことにより、すなわち。

内周から外周にかけて、初期結晶化状態の反射率レベル
を特定の状態に変化させることにより、その目的を達成
しうろことを見い出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明は、円板型基板上に設けらｎた記録層
の、結晶状態及び非結晶状態の光学特性の変化を利用し
て情報の記録、消去及び再生を行う光記録媒体を製造す
るに当り、該円板上の回転中心からレーザビームの照射
域まで距離ｒ　（ａｍ　）力；、 ｒ≦ｒ、（］士四重）　　　　・・・（１）〔ただしｒ
ｏ”　　ｌ！ｆｆＴ（Ｒ／６０）　　Ｘ”τ：記鎌層の
結晶化時間（μｓｅｃ　）長さくμｍ）］ の範囲内では、初期結晶化状態の反射率が一定となり、
また ｒ’＞ｒｏ（１±ｏ、ｌ）　　　　　　　・・（１０（
ただし、ｒｏは前記と同じ） の範囲内では初期結晶化状態の反射率が半径の増大とと
もに低くなる条件で回転させながら、初期結晶化処理を
施すことを特徴とする光記録媒体の製造方法を提供する
ものである。

本発明方法においては、レーザビームに照射される時間
が記録層の結晶化時間と同等かそ几以上の部分において
は、完全結晶化状態に対応する飽和反射率が得らｎるよ
うに記録層を初期結晶化し、一方レーザビームに照射さ
れる時間が結晶化時間より短い部分においては、その部
分のレーザビーム照射時間で到達できる反射率になるよ
うに記録層に初期結晶化処理が施さｎる。

この場合、結晶化時間をτ（μ８ｅす、記録、消去時に
おける光記録媒体の回転数ｔＲ（ｒｐｍ）、光記録媒体
の円周方向のレーザビーム長さ（ｉ−ｄ（μｍ）、光記
録媒体上の半径ｔｒｃｔｍ）とすると、該光記録媒体が
レーザビームを通過する時間は、式２πｒ（Ｒ７６ｇ）
　　で表わすことができるので、結晶化時間τが式 の関係を満たす範囲、すなわち、半径ｒが式の関係を満
たす範囲においては、飽和反射率となるように、記録層
を初期結晶化し、一方、半径ｒが式 ％式％（） の関係を満たす範囲においては、非晶質状態の記録ピッ
トが消去操作によって結晶化さ几る際の反射率に合わせ
て記録層の初期結晶化を行う。すなわち半径が式（Ｖ）
の関係を満たす範囲においては、半径ｒが大きくなるに
伴い、初期結晶化反射率を低くすることによって、該記
録媒体の外周においても消し残りが無くなる。前記式（
ＩＶ）及び（Ｖ）で表わされる半径ｒの値が、±１０％
以内で変化しても消し残りはほとんど発生せず、実用上
問題はない。

ここでいう結晶化時間とは、結晶化を完了させるために
必要なレーザ照射の最小時間をいう。

第３因はこの初期結晶化条件を説明するための初期結晶
化した際の光記録媒体の内周から外周にかけての反射率
レベルを示すグラフである。このような初期結晶化条件
を用いれば、情報金消云する際の消え残りが無くなる。

本発明方法が適用できる記録層については、結晶−非晶
質間の遷移を利用しうるものであｎばよく、特に制限は
ない。このようなものとしては、例えば工ｎ−８ｅ−Ｔ
ｏ　、　Ｔｅ−Ｇ０＝ｄ／２πτ（Ｒ／６０）×１０３
８ｎ−Ａｕ、　Ａｕ−■ｎ−Ｔｅ　。

Ｇｅ−Ｔｅ、５ｎ−８ｓ−Ｔｅ、　’ｒｅ−０，５ｂ−
Ｔｅ　％５ｂ−８ｅ　。

Ｉｎ−８ｅ、５ｂ−Ｔｅ−Ｇｏ　　などの合金薄膜が挙
げられる。特に、５ｂ−Ｔｅ−Ｇｅについては、Ａ　（
Ｓｂ２１　Ｔｅ１６Ｇｅ６ｏ）、Ｂ　（５ｂ２１　Ｔａ
９Ｇｅ７ｏ）、０　（５ｂ（１’ｒｅ２０Ｇｅ１６０　
）、Ｄ　（Ｓｂ□　Ｔｅ４０　Ｇｅ６ｇ　）の４点で囲
まれた組成のものが適当である。

発明の効果 本発明の光記録媒体の初期結晶化方法は、該光記録媒体
の内周から外周にかけて、初期結晶化状態の反射率レベ
ルが特定の状態に異なるように記録層を初期結晶化する
方法であって、この方法によって記録した情報を消去す
る際、消し残りを無くすことができる。

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこ几らの例によってなんら限定さ几るものでは
ない。

比較例 厚さ１．２０の円板状グループ付きのポリカーボネート
樹脂基板の上に、三元共蒸着法により、膜厚ＩＵＯｎｍ
の５ｂ１０　Ｔ８２ｇ　Ｇｅ７ｏ薄膜を形成した。この
ときの蒸看中の真空度は、３　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ
以下であった。

次いで、上記のようにして作製した光記録媒体のサンプ
ルをスピンドル上に載置し１回転数を変えながら、波長
８３０　ｎｍの半導体レーザ光の円形集束ビーム（ビー
ム径約１μｍ）で、連続光をディスク１周分光記録媒体
に照射した。回転数とレーザパワーを変化させて、反射
率の変化を測定した。その結果を第４図に示す。照射し
たトラックの半径は、約４０１１１１であり、成膜直後
の薄膜は非晶質状態であった。第４図に示すように、ス
ピンドルの回転数ｆ　６００　ｒｐｍ　（Ａ）、９００
ｒｐｍ（Ｂ）、１０００１０００ｒｐ、１８００　ｒｐ
ｍ　（Ｄ）と変化させると、１１０００ｒｐ以下の低速
回転（Ａ、Ｂ、Ｃ）では飽和反射率に到達するが、１８
０Ｕｒｐｍ　（Ｄ）になると飽和反射率に到達せずに、
不完全結晶化の段階で停止してしまう。レーザビーム径
を約１μｍとすると、　　１１０００ｒｐの場合のレー
ザビーム照射時間は、約２５０ｎ８ｅｃであり、これが
、前記の結晶化時間に相当する。レーザビームに照射さ
れる時間が結晶化時間より短くなるような高速回転では
、完全結晶化に対応する飽和反射率まで到達しないこと
が分かる。

次いで、同様にして作成したサンプルをアルゴンイオン
レーザにて完全結晶化に対応する飽和反射率になるよう
に、全面一様に初期結晶化を行った。これをスピンドル
上に載置し、９００　ｒｐｍで回転させながら、半導体
レーザ光の集束ビームで同心円状に照射し、情報の記録
、消去実験を行った。

まず、半径３５龍の位置（レーザビームに照射さｎる時
間は約３００　ｎｓθＣ）の１トラツクに周波数１ＭＨ
ｚの信号を、レーザパワー９　ｍＷで記録した。

このトラックに連続光ｆ　５　ｍＷで照射したところ、
完全に信号は消去できた。一方、半径６０ＩＩｍ（レー
ザビームに照射される時間は約１８０　ｎ５ｅｃ　）の
位置の１トラツクに周波数ＩＭＨ２の信号を、１２ｍＷ
のレーザパワーで記録した。このトラックに連続光’ｊ
５７ｍＷで照射したが、信号は完全に消えず消し残シが
生じた。すなわち、記録ビットの部分を消去しても、初
期結晶化状態の反射率まで到達しないためである。

実施例 比較例と同様の方法で、作製した光記録媒体を、まず下
記のようにして初期結晶化を行った。９００ｒｐｍで回
転させたときに、レーザビーム照射時間が結晶化時間よ
り長い部分、すなわち半径４２１１１１以下の部分は飽
和反射率まで結晶化させ、そｎよりも半径が大きい部分
、すなわちレーザビーム照射が結晶化時間よりも短い部
分は、各線速度で到達する反射率になるように初期結晶
化を行った。

すなわち、第３図に示すように内周から外周にかけて初
期結晶化の反射率を異ならしめた。

次いで、この初期結晶化した光記録媒体をスピンドル上
に載置し、比較例と同様にして情報の記録、消去実験を
行った。半径６０１０１の位置の１トラツクに周波数Ｉ
ＭＨ２の信号を、１２’ｍＷのレーザパワーで記録した
。このトラックに７ｍＷの連続光を照射したところ、信
号は完全に消去できた。

そのほかの任意のトラックを選んで、記録、消去実験を
行ったが、消し残りは全く生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低速回転と高速回転の場合の、記録層に照射
するレーザパワーと反射率との関係を示すグラフ、第２
図は消し残りの概念を示す波形、第３図は本発明の初期
結晶化方法を示したもので、初期結晶化した際の内周か
ら外周にかけての反射率レベルを示すグラフ、第４図は
スピンドルの回転数を変えた際のレーザパワーと光記録
媒体の反射率との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円板型基板上に設けられた記録層の、結晶状態及び
   非結晶状態の光学特性の変化を利用して情報の記録、消
   去及び再生を行う光記録媒体を製造するに当り、該円板
   上の回転中心からレーザビームの照射域まで距離に（ｍ
   ｍ）が、ｒ≦ｒ＿０（１±０．１） 〔ただしｒ＿０＝ｄ／２πτ（Ｒ／６０）×１０＾３τ
   ：記録層の結晶化時間（μｓｅｃ） Ｒ：記録時又は消去時における光記録媒体の回転数（ｒ
   ｐｍ） ｄ：光記録媒体の円周方向のレーザビームの長さ（μｍ
   ）〕 の範囲内では、初期結晶化状態の反射率が一定となり、
   また ｒ＞ｒ＿０（１±０．１） （ただし、ｒ＿０は前記と同じ） の範囲内では初期結晶化状態の反射率が半径の増大とと
   もに低くなる条件で回転させながら、初期結晶化処理を
   施すことを特徴とする光記録媒体の製造方法。