JPH01277338A - 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、光記録媒体に関し、特に、記録情報の長期安
定性、高速消去性及び書込−消去の繰返し性が改良され
た書換型レーザー光記録媒体として好適な光記録媒体に
関する。

〔従来の技術〕

近年、小型で高性能のレーザーの進歩に伴って、収束レ
ーザー光を照射して基板上に設けられた金属薄膜に情報
の記録を行う記録媒体が、高密度、大容量の記録を可能
にするものとして期待されている。中でも、金属薄膜の
非晶質−結晶質の転移に基づいて記録を行う書換型レー
ザー光記録媒体は、情報の書込みをレーザー光により金
属薄膜を融点以上に加熱後、急冷して非晶質化させるこ
とにより行い、また情報の消去をレーザー光により金属
薄膜を融点以上に加熱後、徐冷して結晶質化させること
により行うもので、情報の書込と消去を多数回繰り返し
て行うことができる利点があり、特に注目されている。

このような書換型レーザー光記録媒体では、（ａ）光デ
ィスクのような高速記録を求められる場合に・　　おい
ても、書込時にレーザー光出力２ｈＷ以下、パルス幅１
００ｎｓｅｃ以下、消去時にパルス幅１μｓｅｃ以下と
いう厳しい条件下で動作しうること、（ｂ）書込と消去
の安定した繰り返し性を有すること（実用的には、１０
３回以上とされている）　、（Ｃ）書込状態の室温付近
での長期安定性が高いこと（実用的には、１０年以上と
されている）などが要求される。

しかし、これらの要求特性をバランスよく兼ね備えた記
録媒体は、未だ開発されていない。

例えば、純Ｔｅはガラス転移温度が室温程度（約２０°
Ｃ）と低く、非晶質化させても短時間で容易に結晶質化
してしまうため記録層として用いることができないので
、従来、Ｔｅに１０〜２０原子％程度のＧｅ、Ｓｂ、Ａ
ｓ、Ｂｉ等の不純物元素を添加することによりガラス転
移温度を１００℃以上に高めたＴｅ合金膜が記録層とし
て提案されている。

（発明が解決しようとする課題〕 上記のＴｅ合金膜によれば１０年以上という書込状態の
長期安定性を得ることができるが、その場合、書込状態
を消去するのに１０　Ｂ　ｓｅｃ以上、通常１０〜数１
００　、ｃｚｓｅｃのパルス幅のレーザー光を照射しな
ければならなくなるため高速消去性が失われる。

このように、従来の書換型レーザー光記録媒体は、前記
の要求特性を十分に兼ね備えていないという問題がある
。

そこで、本発明の目的は、前記の要求特性をバランス良
く兼ね備えた書換型レーザー光記録媒体を提供すること
にある。特に、記録の長期保存性と記録の高速消去性を
兼ね備えた書換型レーザー光記録媒体を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

前述のように、従来、Ｔｅに不純物元素を添加しその添
加量を増して行くと、非晶質状態の長期安定性は向上す
るものの、結晶化速度が低下して高速消去性が低下する
。そればかりでなく、書込、消去の繰り返しにより相分
離等の不可逆変化が発生して操り返し性も低下するもの
と考えられていた。ところが、本発明者らは、Ｔｅに従
来よりもかなり高濃度でｓｂを添加したＴｅ合金薄膜で
記録層を形成することにより、意外にも上記の目的を達
成しうる記録媒体が得られることを見出した。

すなわち、本発明は、式（Ｉ）： （Ｓｂｚ　　丁ｅ＋−ｘ　　）ｔ−ｙ　　？Ｉｙ　　　
　　（１）〔ここで、Ｘは、０．４≦ｘ　＜０．７の数
であり、ｙは、ｙ≦０．２の数であり、ｈはＡｇ＋　Ａ
Ｌ　Ａｓ、　Ａｕ＋Ｂｉ＋　Ｃｕ＋　Ｇａ、　Ｇｅ、　
Ｉｎ＋　Ｐｂ＋　Ｐｔ＋　Ｓｅ、　Ｓｉ、　Ｓｎ及びＺ
ｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素である
。〕 で表される組成の合金からなる記録層を有する光記録媒
体を提供するものである。

本発明の記録媒体の記録層を構成、するＴｅ合金は、前
記の組成を表す式（１）において、Ｘが０．４以上０．
７未満、好ましくは０．４５〜０．６５の数であり、ｙ
が０．２以下、好ましくは０．０５〜０．１５の数であ
る。Ｔｅに対するｓｂの割合を示すＸが０．４未満では
、書込状態の長期安定性、高速消去性を兼ね備えた記録
層を得ることができない。また、元素Ｈの添加により、
合金膜の結晶化温度が高まり非晶質状態の安定性が向上
しく特に、Ａｓ＋　Ｇｅ＋　Ｓｅ及びＳｉが効果的で、
中でもＡｓ、　Ｇｅが好ましい、）、またレーザー光照
射による結晶化ひいては消去の一層の高速化が達成され
る（特に、Ａｇ、　ＡＩ、＾ｕ、　Ｂｉ。

Ｃｕ、　Ｇａ、　Ｉｎ、　Ｇｅ＋　ｐｂ、　ｐｔ、　Ｓ
ｎ及びＺｎが効果的で、中でもＧｅ、　Ｉｎが好ましい
、）が、この元素Ｈの割合を示すｙが０．２を超えると
、書込と消去の安定した繰り返し性が損なわれる。

本発明の記録媒体では、記録層は、通常、基板上に形成
される。記録層の形成方法は、特に制限されず、例えば
、真空蒸着法、スパッタリング法、などを用いることが
できる。記録層の厚さは、通常、２００〜１０００人の
範囲である。

また、用いられる基板としては、例えば、アクリル樹脂
、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等の合成樹脂
、パイレックスガラス等のガラスなどが挙げられる。基
板の厚さは、通常、１．２〜１．５　ｍ鵬の範囲である
。

本発明の記録媒体では、記録層の上面及び下面の少なく
とも一方、通常両面に、レーザー光による加熱の際に記
録層に穿孔や変形が生じたり、合成樹脂製の基板に不可
逆的な変形などが生じるのを防止するため、また記録層
の酸化防止のために保護層（オーバーコート層、アンダ
ーコート層）を設けることが望ましい。保護層の材料と
しては、例えば、Ｓｉｎｇ、　ＳｉＯ＋　Ａ１ｚ０３．
　ＹｚＯｓ＋　ＷＯｓ＋↑ａｔＯ５＋Ｃｒ２Ｏ３，Ｃｅ
０ｚ＋　ＭｏＯｓ＋　Ｉｎ！０３＋　Ｇｅ０ｚ＋　Ｔｔ
Ｏｚ＋　Ｚｒ０ｚ等の無機酸化物、ＡＩＮ、　ＢＮ、　
ＳｉｚＮｍ等の無機窒化物、ＭｇＦｚ、　ＣｅＦ３等の
金属フッ化物、ＺｎＳ等の金属硫化物及びポリフェニレ
ンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミ
ド等の有機高分子物質などが挙げられる。これらの無機
材料からなる保護層は、例えば、電子線加熱蒸着等の蒸
着法、スパッタリングなどの方法で形成できる。また有
機高分子物質からなる保護層は、蒸着、スパッタリング
等の方法で形成することができ、またテトラメチルスズ
等のプラズマ重合膜も用いることができる。保護層の厚
さは、通常、２００〜１５００人の範囲である。

一般に、無機系の保護層は耐熱性に優れるため不可逆的
な変形などが起こり難（、書込−消去の操り返し性の高
い記録媒体を得るのに特に適している。有機系の保護層
は熱伝導率が小さいのでレーザー光により記録層の合金
膜の温度を融点以上に高める際に熱拡散によるエネルギ
ー損失が少なく、そのためより短いパルス幅のレーザー
光で書込、消去を行うことができる利点がある。

本発明の記録媒体を製造する際に、基板として、耐熱性
の高いポリイミド等の耐熱性プラスチック、パイレック
ス等の耐熱性ガラスを使用すると、レーザー光による加
熱時の基板の変形などの恐れがないので、アンダーコー
トの保護層は不要であり、書込−消去の繰り返しの再現
性向上に有利である。

また、本発明の記録媒体の形態は特に限定されず、例え
ば、ディスク状、カード状などが挙げられる。

〔作用〕

本発明の記録媒体のバランスのとれた優れた特性が達成
される理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは
Ｓｂ　４０〜７０原子％の組成のＴｅ　−Ｓｂ合金は５
ｂｚＴ６ｓの単相となることを見出しており、このこと
が単相状態のままでの書込−消去の繰り返しを可能にし
、さらに融点及び結晶化温度が適度であることとあいま
って、前記した種々の相対立する要求特性を向上させて
いるものと推察される。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ （１）基板として、寸法５０ｍｍ四方、厚さ１．２　ｒ
ｍのパイレックスガラス板、同寸法のポリカーボネート
樹脂板及び直径１３０鵬、厚さ１．２　ｍのポリカーボ
ネート樹脂円板の３種を使用した。まず、これらの基板
の片面に電子線蒸着法により膜厚１５０ｍａｉのＳｉ０
ｇ膜を形成した。次にその上に電子線加熱蒸着法により
、下記に示す１２種類の組成を有する、膜厚１０００人
のＳｂ　−Ｔｅ　−Ｇｅ合金膜を形成した。

（Ｓｂｏ、　ｔｏＴｅａ、　ｚｏ）　ｏ、　ｑｓＧｅｏ
、　６５（Ｓｂｏ、ｔｏＴｅａ、３ｇ１）０．ｑｓＧｅ
ｏ、　Ｉ。

（Ｓｂｏ、　ｔｏＴ１３ｏ、　３１１）　＋１．５ｏＧ
ｅｏ、　ｇ。

（Ｓｂｏ、　１ｏＴｅａ、　４６）　１１．　ｑｓＧｅ
ｏ、　ａｓ（Ｓｂｏ、　１ｏＴｅａ、　ｎｏ）　ｏ、　
ｑｓＧｅｏ、　Ｉ。

（Ｓｂｏ、　ｂｏＴｅａ、　ｎｏ）　ｏ、　ａｏＧｅｏ
、　ｚ。

（Ｓｂａ、　５ｏＴｅｏ、　ｓｏ）　ｏ、　ｑｓＧｅｃ
＋、　０５（Ｓｂｏ、　５ｏＴｅｏ、　ｉｏ）　ｏ、　
Ｑ＠ｃｅ１１．　Ｉ。

（Ｓｂｏ、　５ｏＴｅｌｏ、　ｓｏ）　ｏ、　Ｉｔ）ｃ
ｅ＠、　ｔ。

（Ｓｂｏ、　ｍ５Ｔｅａ、　６０）　６．９Ｓｃｅ（１
，１１５（Ｓｂｏ、　ｎｏＴｅａ、　６ｏ）　＠＊　９
＠ｃｅｔ１．　Ｉ。

（Ｓｂｏ、ｎｏＴｅ６．＆＠）ｔ１．５ｌｉｃｅ＠、ｔ
。

蒸着は、Ｉ　ＸＩＧ−’Ｔｏｒｒの真空下で行い、ｓｂ
とＴｅとＧｅの３つの蒸着源に対する電子線出力を変化
させることにより生成する合金膜中のｓｂ及び元素Ｈの
含有量を調節した。上記の組成はＸ線光電子分光分析に
より確認したものである０次に、得られた記録層である
Ｓｂ　−Ｔｅ合金膜の上に電子線蒸着法により膜厚１５
００人のＳｉ０ｇ膜を形成した。こうして作成した記録
媒体の性能を次のようにして評価した。

（２）１尼、」Ｌ綻１１ 方形のポリカーボネート板及びパイレックスガラス板を
基板として作成した記録媒体を試料として用いた。

光源としてＡｌＧａＡｓレーザーダイオード（発振波長
８３００人）を用い、直径１．４μｍに収束したレ−グ
ー光を記録媒体の基板側から照射して書込と消去を行っ
た。

記録層の非晶質−結晶質の状態変化は、一般に結晶質状
態のほうが非晶質状態よりも光の反射率が低いことを利
用して、記録媒体の記録部に再生用レーザー光（連続発
振、レーザー光出力０．１ｏ＋Ｗ）を照射した際の反射
光量を測定し、反射率の相対変化ΔＲ／Ｒ（Ｒ：結晶質
状態の反射率、ΔＲ：非晶質状態と結晶質状態の反射率
の差）を求め指標とした。なお、上記で製造したままの
記録媒体の合金膜は非晶質と結晶質の中間状態にあるの
で、予め、−旦連続発振のレーザー光を照射して合金膜
を融点以上に加熱後徐冷して完全に結晶質化とした後に
使用した。

１込 レーザー光の出力を１５ｍＷと一定とし、種々のパルス
幅のレーザー光を照射して反射率の相対変化が３０％と
なる書込可能条件を調べた。その結果、実施例の試料で
は、基板が方形ポリカーボネート板である記録媒体では
３０〜７Ｑｎｓｅｃであり、基板がパイレックスガラス
板である記録媒体では６０〜９０ｎｓｅｃであった。

逍去 上で書き込んだ信号を、照射するレーザー光の出力とパ
ルス幅を変えて消去を試み、消去可能な最も短いパルス
幅を消去速度として評価した。実施例の試料ではいずれ
の場合も、パルス幅１００ｎｓｅｃ以下の高速消去が可
能であった。Ｇｅを含まない比較例の試料では、２００
ｎｓｅｃであった。

１込欣凰夏支定性 上で書込を行ったパイレックスガラス板を基板とする試
料に、室温から２５０°Ｃまでの種々の温度で熱処理を
加え、書込信号が１００ｓｅｃの熱処理で半減する温度
を調べ、この温度を結晶化温度とした。その結果、実施
例の試料ではいずれの場合も結晶化温度は１５０°Ｃ以
上であった。これは、室温では非晶質状態が１０年以上
安定であることを意味する。

゛入−゛′の　゛し 基板としてパイレックスガラス板を用いた試料に、書込
は、レーザー光の出力１５ＩＩＷ、パルス幅９０ｎｓｅ
ｃで行い、消去は、レーザー光の出力６ＩＩＩＷ、パル
ス幅２００ｎｓｅｃで行い、書込と消去を繰り返した。

その結果、実施例の試料では、いずれも再現性が良＜１
０３回以上の書込−消去の繰り返しが可能であった。繰
り返し数が５Ｘ１０’回を超えると、ｓｂ含有量が４０
％及び７０％の試料は完全には消去することができなく
なったが、その他の実施例の試料はなお再現性が良好で
あった。

（３）光ヱ土久久豊性 前記のポリカーボネート円板を基板とする記録媒体を試
料として用い、光ディスクとしての搬送波対雑音比（Ｃ
／Ｎ比）を次のようにして評価した。

書込時のレーザー光の出力１５ＩｍＷ、パルス幅１００
ｎｓｅｃとし、再生時のレーザー光の出力１．２ｍＷ。

ディスク回転数１８０Ｏｒｐｍで記録、再生の実験を行
ったところ、実施例の試料ではいずれの場合もＣ／Ｎ比
は５５ｄＢ以上であった。

引き続きディスクの情報書込部を出力６１のレーザー光
で走査したところ、実施例のディスクではいずれの場合
も書き込んだ情報を完全に消去することができた。

上記の書込−消去を１０３回繰り返したが、Ｃ／Ｎ比の
減少は認められず、また消し残りは生ぜず完全に消去可
能であった。

実施例２ 式（１）における元素Ｈとして、Ｇｅの代わりにＡｇ＋
　Ａｌｌ　Ａｓ、　Ａｕ＋　Ｂｔ＋　Ｃｕ、　Ｇａ＋　
Ｉｎ、　Ｐｂ＋　ＰｔＩ　Ｓｅ。

Ｓｔ、　Ｓｎ又はＺｎを使用した以外は、実施例１と同
様にして記録媒体を製造し評価した。実施例１と同等の
性能が確認されたた。中でも、ＡＬ　Ａｌｌ　Ａｕ。

Ｂｉ、　Ｃｕ、　Ｇａ、　Ｉｎ＋　Ｐｂ、　Ｐｔ、　Ｓ
ｎ及びＺｎは高速消去性の向上に特に有効であり、Ａｓ
、　Ｓｅ及びＳｉは書込状態の安定性向上に特に有効で
あることがわかった。

実施例３ 記録層及び上下の保護層をＲＦスパッタリングにより形
成した以外は実施例１と同様にして記録媒体を製造した
。記録層形成のスパッタリングは、スパッタリングガス
としてＡｒを用い、ガス圧５×１０−”Ｔｏｒｒ、　Ｒ
Ｆ出力１００Ｗで行い、記録層である５ｂ−Ｔｅ−Ｇｅ
合金膜の組成は、ターゲットである５ｂ−Ｔｅ−Ｇｅ合
金の組成を変えることにより調節した。

得られた記録媒体を実施例１と同様にして評価したとこ
ろ、書込状態の長期安定性、高速消去性、書込−消去の
繰り返し性のすべての点において、実施例１と同等の結
果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明の光記録媒体は、従来、同時に向上させることが
できなかった書込状態の長期保存性、高速消去性及び書
込−消去の繰り返し性などの要求特性をバランスよく備
えており、書換型レーザー光記録媒体として優れたもの
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）式：（Ｓｂ＿ｘＴｅ＿１＿−＿ｘ）＿ｔ＿−＿ｙ
   Ｍ＿ｙ〔ここで、ｘは、０．４≦ｘ＜０．７の数であり
   、ｙは、ｙ≦０．２の数であり、ＭはＡｇ、Ａｌ、Ａｓ
   、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｐｔ、
   Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｎ及びＺｎからなる群から選ばれる少な
   くとも１種の元素である。〕で表される組成の合金から
   なる記録層を有する光記録媒体。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光記録媒体であって
   、前記記録層の上面及び下面の少なくとも一方に、無機
   酸化物、無機窒化物、金属フッ化物、金属硫化物及び有
   機高分子物質から選ばれる少なくとも１種からなる保護
   層が設けられている光記録媒体。