JPS6339387A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光によって情報の記録を行なう光ディスク、
レーザＣＯＭなどの光記録媒体に関りる。

さらに詳しくは、記録膜の相転移を利用して情報を記録
再生する光記録媒体に関する３゜［従来の技術］ 従来、相転移を利用し１こ光学的記録媒体にｄ３りるＴ
ｅ−８ｅ系の記録層としては、３　ｎ−Ｔｅ　−３ｅ系
（第４６回応用物理学会学術講演会講演予稿集１３Ｐ−
Ｅ−２，Ｆ−３）　、Ｇａ−Ｔｅ−３ｅ系（特開昭６０
−２５１５３４号公報）等のアーしルファス相と結晶相
との間で記録層の反射率か異なることを利用したものが
知られている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし４【がら、このような記録層は、記録時の照射光
により記録部の変形、開口もしくは四部形成雪が起りや
すいため記録時の光エネルギーの制約が大きい。またこ
の欠点に鑑み、Ｈｅ−３ｅ系記録層には一般的に５ｉ０
２等の酸化物、５１３Ｎ３などの窒化物を保護層として
設けることか行なわれているが、保護層形成時にピンホ
ールを生じるなど製造上の問題点かあり、さらに製造費
か高くなるという欠点もある。

本発明の１］的は、記録時の照射エネルギーの広い範囲
で安定な相転移で記録が行なわれ、比較的製造］ス１へ
が安価な光記録媒体を提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、基板上に形成された記録層に光
を照（ト）することにより、熱的にアモルファス質と結
晶質の相転移を行ない、情報を記録するようにした光学
的記録媒体において、前記記録層が”ｌｅ、　Ｚｎおよ
びＳｅを含有することを特徴とする光記録媒体により達
成される。

本発明における記録層とは、Ｔｅ（テルル）、Ｚｎ（亜
鉛）およびＳｅ（セレン）を主要構成元素として含有す
る合金薄膜をいう。その組成は特に限定されるものでは
ないが、本発明による効果を発揮させるためには、以下
のような一般式で表わされる組成が好ましい。

工０（１００−ａ−ｂ）ＺｌａＳｏｂ ここで、数字の１００は合金の原子％、ａは合金中のｚ
ｎの原子％、ｂは合金中の３ｅの原子％を示す。

より好ましくは、ａが５≦ａ≦４０、ｂが２゜５≦ｂ≦
３０の範囲で用いるのがよい。ａが５未満では、記録光
の照則により、非照削部が変形、開口″ｂｂ＜は凹部の
形成を起しやりくなり、相転移モード記録か勤しく、ま
た４０を越えた場合には、相転移現象か起りにくくなる
。

ｂが２．５未渦では記録層が酸化などの経時劣化を起し
やすく、３０を越えると、記録層の光吸収が小さくなり
、記録時に大出力の光源が必要となって用途が限定され
る。

相転移型の光記録媒体においては、情報の記録部と非記
録部との光学特性の差が大きいことが望ましく、ａはお
よそ１０〜３０原子％、ｂはおよそ５〜２５原子％であ
るのが好ましく、さらにこの範囲において、ａとｂの比
（ｂ／ａ）がおよそ０．２５〜１．５でかつ、ａとｂの
和（ａ　十ｂ　）がおよそ２０〜４５原子％であるのが
より好ましい。

本発明において記録層を形成するＴｅＺｎ５ｅ合金膜は
、光照ｑ寸により光反射率が高くなり、同時に光透過率
が低下する。同様の変化が加熱により生じることから、
上記の変化は熱的に生じたものと考えられる。

第１図は、ガラス基板上に形成したＴｅＺｎ５ｅ膜の分
光特性の熱的変化を示すものである。曲線（１）および
（３）はそれぞれ加熱前の反射率、透過率を示し、（２
）　Ｊ５よび（／Ｉ）　ハ３００　’Ｃ１１０分間の加
熱後の反射率、透過率を示１゜反ｑ４率が曲線（１）の
９ｏｏｎｍ、曲線（２）の１ｌ１００ｎイ・］近で極小
を示しているのは干渉によるものである。

加熱により透過率は減少し、反射率は干渉による低下を
差し引くと、増加している。また反射率の干渉の谷が、
加熱により長波長側にシフトし、加熱前の干渉の谷付近
では反射率の差が助長されている。またこの干渉の谷の
シフトはＴｅＺｎ５ｅ膜の屈折率の増加を意味している
。

さらに、ＨｅｚｎＳｅ膜の抵抗値は加熱前はぼ無限大か
ら加熱後数にΩまで低下する。これらの現象を総合して
勘案すると、この記録層の変化は、アモルファス−結晶
転移によるものと考えられる。

本発明の記録層の膜厚は、およそ１００人〜１ｏｏｏｏ
人程度である。特に光ディスクとして高い記録感度を得
るためには、１００Å以上２０００Å以下とすることが
好ましい。さらに光の干渉効果を利用することにより、
記録層のアモルファス相と結晶相の反射率の差を助長す
ることができるので、合金の組成および使用する光源の
波長によっても異なるが、干渉効果を発現しやすいこと
から、およそ５００人〜’Ｉ　５００人が好ましい。

本発明における光記録媒体は、基板上に前記記録層を隣
接して設は単層構造として用いることができる。ざらに
必要に応じて誘電体層、反射層を積層して設【プた多層
構造として用いることもできる。また、ＴｅＧｅ、５ｂ
Ｓｅ等の他のアモルファス相と結晶相聞の相転移を起す
記録層と積層して用いることができるのは当然のことで
ある。また、これらの層の表面あるいは基板と記録層の
間、多層構造とする場合は層間に、保護層もしくは拡散
防止層を必要に応じて設けてもよい。

本発明における基板としては、プラスチック、カラス、
アルミニウムなど従来の記録媒体と同様なものでよい。

収束光により基板側から記録することににつで、ごみの
影響を避ける目的からは、基板として透明材料を用いる
ことが好ましい。上記のような材料としては、ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネー１〜樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、スヂレン系樹脂など
が挙げられる。好ましくは、複屈折が小さいこと、形成
が容易であることから、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネーＩ〜、エポキシ樹脂である。

基板の厚さは、特に限定するものではないか、１０ミク
ロン以上、５ミリメー１〜ル以下が実用的である。１０
ミクロン未満では基板側から収束光で記録する場合でも
ごみの影響を受（プやすくなり、５ミリメー１〜ルを越
える場合は、収束光で記録する場合、対物レンズの開口
数を大きくすることかできなくなり、ピッ１〜サイズが
大ぎくなるため記録密度を上げることが困難になる。

基板はフレキシブルなしのであっても良いし、リジッド
なものであってもＪ：い。ルニ（−シブルな基板は、デ
ープ状、あるいはシー１〜状で用いることができる。リ
ジッドな基１反は、カート状あるいは円形ディスク状で
用いることができる。

記録層は、公知のように基板の片面・シシクは、両面に
設（プることができる。また、必要に応じて、２枚の基
板を用いてエアーザンドイツチ横）盾、］ニアーインシ
デン１〜構造、密着張り合せ構造などとすることもでき
る。

本発明の光記録媒体の記録に用いる光としては、レーザ
光やストロボ光の如き光であり、とりわけ、半導体レー
ザを用いることは、光源が小型でかつ、消費電力が小さ
く、変調が容易であることから好ましい。

製造方法 本発明の光学的記録媒体の記録膜を形成するに際しては
、複数の蒸発源による真空蒸着、合金または複数のター
ゲラ１〜を用いたスパッタリングさらにイオンブレーテ
ィングなどの慣用の手段を用いることができる。以下に
本発明の記録膜を形成する方法の一例を示す。

第２図に示したように、円板状基板５に丁ｅと７ｎ、お
よびＳｅを入れた３つの蒸発源６，７゜８を加熱し、蒸
着を行なう。加熱、蒸発源としては特に限定するもので
はなく、蒸着用ポート等による抵抗加熱、電子ビーム加
熱や、高周波誘導加熱等の慣用手段を用いることができ
る。また、特に限定されるものではないが、基板上のＴ
ｅ、ＺｎおよびＳｅの組成比を均一化するため基板を回
転させることは有効であり、さらに３つの蒸発源を互い
に近接して配するか、基板回転の中心から放射状に配す
るか、又は同一円周上に配することが有効であり、さら
に基板回転の中心から放射状の同一円周上に配すること
もできる。記録層の組成比は、ｌ’−ｅとＺｎおよびＳ
ｅの蒸発量により決められ、蒸発量の制御は蒸発源へ供
給する電力により行なうことができる。具体的には、前
もって計算された蒸発量に対する電力を供給しても良く
、又は、蒸発量をたとえば水晶式膜厚モニタ９，１０．
１１でモニタしながら供給する電力を制御しても良い。

さらに基板上の組成の均一化と膜厚の均一化のため必要
に応じてシＶツタ１２．１３゜１４や扇形のスリブ１〜
１５，１６．１７をもつマスク板１Ｂを蒸発源と基板と
の間に配置しても良い。記録層の膜厚は、Ｔｅとｚｎお
よびＳｅの単位時間の蒸発量と時間の積の和、又は、Ｔ
ｅと７ｎおＪ：びＳｅのモニタ値の和で知ることができ
る。

−９＝ 真空度は特に限定されるものではないが、たとえばＩ　
Ｘ　１０’Ｔｏｒｒから５　Ｘ　１Ｑ−３↑ｏｒｒ程度
である。

里逐 かくして製造された本発明の光記録媒体は、光ディスク
、光テープ、光カード、光フロツピーディスク、マイク
ロフィシュ、レーザ・コム（Ｃ０Ｍ）の媒体などに有効
に使用される。

以下実施例に基づいて説明する。

特性の評価方法ならびに効果の評価 ■　評価用試料 直径１２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍ、１．６μｍピッチのグ
ル−プ（＝Ｉきボリカーボネー１〜製ディスク基板に記
録層を形成して光記録媒体を作成し評価を行なった。１
記録層の形成は、第２図に示した蒸着装置において、蒸
発源として蒸着用ボートを使用し、基板を３００　ｒｔ
）ｍで回転さ′ｔ！ながら、Ｔｅと７ｎおよびＳｅの蒸
発量をモニタし、記録層の組成比に応じた蒸発量として
、真空度はおよそ２×１０−５↑ｏｒｒで８００人〜９
００人の膜厚に蒸着を行なつ　Ｉこ　。

■　記録特性の評価法 前記の光ディスクを線速度／ｌ−，Ｏｒｎ／秒から線速
度９．Ｏｎ／秒のシー１１走査速度となるように回転し
、スポット径２μｍに収束した波長８３０ｎｍの半導体
レーザ光を’ｌ　Ｍｌｌｚ〜２ト川７のパルスで変調し
て、基板を通して記録層に照射し記録を行なった。しか
る後、レージ“の出ノＪを膜面Ｑ、７１ｎＷとして記録
信号を再生し、再生信号のキＡ７す／対ノイズ（Ｃ／Ｎ
）を測定した。

［実施例］ 実施例１ ポリカーボネート製ディスク基板上に、記録層の原子数
組成仕丁ｅ　７５　／ｌ　ｎ　１３ｓ　ｅ　１２テ膜厚
を８００人に形成した。この光学的記録媒体を移動速度
４　ｍ／ｓｅｃで回転させ、周波数１）１１１ｚに変調
した波長８３０ｎｍの半導体レーザ光を２μｍのスボッ
１へ径に収束し、基板側から５ｍｗのパワーで記録し、
０．７ｍｗのパワーで再生を行なった。この結果、光記
録媒体の反射率に比例する信号電圧は、記録前おＪ：び
非記録部が０．２Ｖであったが、記録部は０．３Ｖに上
昇した。これはレーザ光により記録部がアモルファス相
より結晶相への相転移であり、記録層に変形、開口、も
しくは凹部形成のないことを示している。この条件にお
けるＣ／Ｎとしては／１．　Ｏｄ　ｂが得られた。この
光記録媒体を移動速度、変調周波数、記録パワーを変え
たときのＣイＮを表１に示す。この結果から明らかなよ
うに、保護膜のない状態での光学的記録媒体において移
動速ｆｌ　／１．　ｍ／ｓｅｃから９ｍ／ｓｅｃ　、記
録周波数１Ｈｌｌｚから２ＨＨ７，記録パワー３ｍｗか
ら８ｍｗと広い条件で相転移型記録ができ、かつ実用可
能なＣ／Ｎが得られた。

表１ 実施例２ ポリカーボネート製ディスク基板上に表２に示すごとく
記録層の組成比を変えて形成した光記録媒体のＣ／Ｎを
実施例１と同様に測定した結果を表２に示す。

比較例１ ポリカーボネート製ディスク基板上に７ｎの代りに３ｎ
を用いて、記録層の原子数組成比をＴｅ７５Ｓｎ１３Ｓ
ｅ１２で膜厚を８００人に形成した、。

この光学的記録媒体を実施例１と同様の方法で評価した
ところ、記録パワー３ｍＷ、記録周波数１Ｈｔ（ｚ　、
移動速度４−ｍ／Ｓｅｃのときは相転移するが、記録に
よる信号電圧の変化が小さく、Ｃ／Ｎは３５ｄｂ程度で
あり実用的でない。また、記録パワーが４酢から６畦で
、記録周波数１Ｈｔｌｚ、移動速度４．　ｍ／ｓｅｃの
ときは記録部の信号電圧が相転移を示す非記録部より高
くなる部分と、変形、開口、もしくは凹部形成を示す低
くなる部分か混在し、安定な記録モードが得られなかっ
た。

［発明の効果コ 本発明は、Ｔｅｚｎ３ｅからなる光学的記録媒体の記録
層としたので、次のごとき優れた効果を奏するものであ
る。

■　安定な相転移であるので、保護層を必要とせず、し
たがって構成が単純化し量産性に優れ、安価に製造でき
た。

■　光照射エネルギーの広い範囲において安定な相転移
であるため、記録速度や記録パワー等の異なる用途にも
適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の記録層の分光特性の熱的変化を説明す
る図、第２図は記録層形成の一方法を示す装置の概略平
面図である。 １：加熱前の反射率 ２：加熱後の反射率 ３：加熱前の透過率 ４：加熱後の透過率 ６．７，８：蒸発源 ９．１０，１１　：モニタ コ２．’１３．１４　：シャッタ １５．１６．１７：スリット １８：マスク板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に形成された記録層に光を照射することにより、
   熱的にアモルファス質と結晶質の相転移を行ない、情報
   を記録するようにした光学的記録媒体において、前記記
   録層がＴｅ、ＺｎおよびＳｅを含有することを特徴とす
   る光学的記録媒体。