JP3075816B2 - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JP3075816B2
JP3075816B2 JP03352007A JP35200791A JP3075816B2 JP 3075816 B2 JP3075816 B2 JP 3075816B2 JP 03352007 A JP03352007 A JP 03352007A JP 35200791 A JP35200791 A JP 35200791A JP 3075816 B2 JP3075816 B2 JP 3075816B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録層の結晶状態の変
化を利用して情報の記録・再生を行なう光記録媒体に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度記録が可能で、しかも記録
情報を消去して書き換えることが可能な光記録媒体が注
目されている。書き換え可能型の光記録媒体のうち、相
変化型の光記録媒体は、レーザー光を照射することによ
り、記録層を結晶質から非晶質に変化させたり、あるい
は非晶質から結晶質に変化させ、このような状態変化に
伴なう記録層の反射率変化を検出するものである。相変
化型の光記録媒体の駆動装置は、光学系の構成が光磁気
記録媒体のそれに比べて単純である。
【0003】相変化型の光記録媒体には、結晶状態と非
晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安
定度が比較的高いことなどから、TeおよびGeを主成
分とする記録層が通常用いられている。
【0004】相変化型光記録媒体の記録層の改良につい
ては、以下に示すような提案が行なわれている。
【0005】例えば、特開昭63−63141号公報の
特許請求の範囲第二項には、
【0006】「薄膜の組成を示す一般式を、 (Tey Ge100-y100-xx M:(Al,Ga,In,Zn,Ni)の中から選ばれ
た、少なくとも1種以上の元素。 x:薄膜中のMの原子数% y:(TeとGe)中のTeの原子数% と表わした場合、xとyの範囲がそれぞれ2≦x≦2
0、30≦y≦70であることを特徴とする情報記録媒
体」
【0007】が開示されている。この情報記録媒体の薄
膜(記録層)では、通常、非晶質から結晶質への変化に
より記録がなされる。そして、同公報には、読み出し光
による吸収熱で薄膜が結晶化する(記録状態となる)こ
とを防止するために、上記組成により薄膜の結晶化転移
温度を上昇させた旨が開示されている。同公報の実施例
では、原子数比50%のTeGe合金を薄膜の原料とし
て用いている。
【0008】また、特開平3−15591号公報では、
上記特開昭63−63141号公報に開示されている記
録層組成ではC/Nおよび耐久性が不十分であるとし
て、
【0009】「記録層に含まれるTe、GeおよびZn
の原子数比を、(Tex Ge100-x100-y Zny
x、yで表わした場合に、20≦x≦90および20<
y≦70」
【0010】とし、記録層の結晶化温度を高めている。
同公報の第6ページ左上欄には、「レーザ光が照射され
ない部分では非晶質であり、レーザ光が照射された部分
が徐冷されて部分的に結晶化されることにより情報の記
録が可能になっている」と記載されている。
【0011】一方、結晶状態から非結晶状態への変化に
よって記録がなされる光記録媒体については、例えば特
開平1−165047号公報に開示されている。同公報
記載の光記録媒体は、GeとTeの1:1の化合物であ
るGeTeに、Ni、Co、Cu、Fe、V、Cr、T
i、Mn、Zn、Y、Mo、Pd、Pt、Ag、Au、
Rhの少なくとも一つを10%以下添加した光記録材料
層を有する。GeTe薄膜では、記録時の結晶状態から
非結晶状態への変化速度(ディスク周速10m/s 以下に
相当)に比べ、消去時の非結晶状態から結晶状態への変
化速度(ディスク周速2m/s 以下に相当)が遅いため
に、ディスクの周速を高められなかったが、同公報記載
の光記録媒体では、結晶化速度を高めることができたの
で、ディスクの周速を速くすることができ、これにより
データ転送速度が向上できた旨が同公報に記載されてい
る。
【0012】ところで、最近、コンパクトディスク(C
D)と同じ線速度で記録・再生が可能な光記録ディスク
が、光学系を追加ないし変更するだけでCDと駆動装置
を共用できるために注目されている。このような光記録
ディスクとしては、例えば、記録層に有機色素を用いた
追記型の光記録ディスクや光磁気記録ディスクなどが開
発されている。相変化型の光記録ディスクは書き換えが
可能であり、しかも光磁気記録ディスクに比べ駆動装置
の光学系の構成が単純なので、このような用途に好適で
あると考えられる。
【0013】しかし、上記した特開平1−165047
号公報に記載されているような、結晶状態から非晶質状
態へ変化させることにより記録を行なう相変化型の光記
録ディスクでは、CDと同等の線速度で使用すると良好
なC/Nが得られない。CDでは、線速度が1.4m/s
以下であり、これは従来の相変化型光記録ディスクに比
べ極端に遅い。このため、CDと同等の線速度で相変化
型光記録ディスクを使用すると、レーザービームによる
熱の影響が照射領域外にまで及ぶことになる。信号記録
部は、レーザービームにより加熱された領域が急速に冷
却されて非晶質状態となったところであるが、信号記録
部が長い場合、例えば11T信号などの記録部では、照
射終了領域が隣接する照射部の影響を受けて引き続き僅
かに加熱されるため、徐冷状態となってしまい良好な非
晶質化を行なうことができない。このため、良好なC/
Nが得られなくなる。
【0014】このような問題を解決するためには、記録
層の結晶化速度を遅くして非晶質化が可能な冷却速度の
範囲を広げることが必要とされる。しかし、上記したよ
うに高密度記録のための結晶化速度向上の提案はなされ
ているが、結晶化速度を低下させる提案はなされていな
かった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、相変化型の光記録媒体にお
いて、記録層の結晶化速度を低下させることにより、光
ビームに対する記録層の相対速度が低い場合に良好なC
/Nを実現することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(3)の本発明により達成される。
【0017】(1)基板上に記録層を有し、光ビーム照
射により前記記録層の結晶状態が変化して記録が行なわ
れる光記録媒体であって、前記記録層がTe、Geおよ
びM(Mは、ZnまたはZnおよびTiである。)を含
有し、前記記録層中におけるTe、GeおよびMの原子
比が下記式で表わされることを特徴とする光記録媒体。 式 (GeTe1−x100−y (上記式において、 0.05≦x≦0.20、 0<y≦10 である。)
【0018】(2)前記記録層において、信号未記録部
が結晶質であり、信号記録部が非晶質である上記(1)
に記載の光記録媒体。
【0019】(3)光ビームに対する記録層の相対速度
が1.2〜2.8m/s で使用される上記(1)または
(2)に記載の光記録媒体。
【0020】
【作用】本発明の光記録媒体では、TeおよびGeに加
え、Tiおよび/またはZnを添加して記録層を構成す
る。Teが上記範囲含まれる記録層に上記範囲のTiお
よび/またはZnを添加したとき、記録層の結晶化速度
は低下する。このため、線速度の低い光記録ディスクに
本発明を適用した場合に良好なC/Nが得られる。
【0021】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
【0022】本発明の光記録媒体は、基板上に記録層を
有し、光ビーム照射により前記記録層の結晶状態が変化
して記録が行なわれる光記録媒体であり、
【0023】前記記録層がTe、GeおよびM(Mは、
ZnまたはZnおよびTiである。)を含有し、前記記
録層中におけるTe、GeおよびMの原子比が下記式で
表わされることを特徴とする。
【0024】式 (Gex Te1-x100-yy 上記式において、0.05≦x、好ましくは0.10≦
xであり、x≦0.20、好ましくはx≦0.15であ
る。また、0<y≦10、好ましくは5≦y≦8であ
る。
【0025】xが前記範囲を超えると、すなわちGeに
対するTeの含有量が不十分となると、結晶化速度が高
くなりすぎて、信号長の長い11T信号などを非晶質状
態として固定できず、良好なC/Nが得られなくなる。
また、結晶状態と非晶質状態との反射率の差が不十分と
なる。xが前記範囲未満となると、すなわちGeに対す
るTeの含有量が多すぎると、Te同士の結合が増加し
て非晶質状態が不安定となり、記録後まもなく結晶化が
生じてしまう。
【0026】TeおよびGeの含有量を前記範囲とした
上で、Mの含有量を前記範囲内とすれば、記録層の結晶
化速度を低下させることができる。このため、記録用光
ビームに対する記録層の相対速度が低い場合、すなわち
線速度の低い記録において良好なC/Nが得られる。M
の含有量を表わすyが前記範囲未満であるとC/N向上
効果が実現せず、前記範囲を超えると、結晶状態と非晶
質状態との反射率の差が不十分となる。
【0027】
【0028】記録層の厚さは特に限定されないが、通
常、100〜2000A、特に150〜1500A とす
ることが好ましい。
【0029】記録層の形成方法は特に限定されず、スパ
ッタ法や蒸着法などから適宜選択すればよい。
【0030】本発明の光記録媒体では、基板を通して記
録層に記録光および再生光が照射される構成とすること
が好ましいので、基板はこれらの光に対して実質的に透
明である材質、例えば、樹脂やガラスなどから構成する
ことが好ましい。これらのうち、取り扱いが容易で安価
であることから、基板の材質としては樹脂が好ましい。
具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキ
シ樹脂、ポリオレフィン等の各種樹脂を用いればよい。
【0031】基板の形状および寸法は特に限定されない
が、通常、ディスク状であり、その厚さは、通常、0.
5〜3mm程度、直径は50〜360mm程度である。基板
の表面には、トラッキング用やアドレス用等のために、
グルーブ等の所定のパターンが必要に応じて設けられ
る。
【0032】記録層と基板との間および記録層上には、
誘電体薄膜を設けることが好ましい。用いる誘電体は特
に限定されず、例えば、SiO2 等の酸化ケイ素やSi
34 等の窒化ケイ素、あるいはこれらの他、透明な各
種セラミックスや各種ガラスなどを用いてもよく、例え
ば、La、Si、OおよびNを含有する所謂LaSiONや、
Si、Al、OおよびNを含有する所謂SiAlON、あるい
はYを含有するSiAlON等を好ましく用いることができ
る。
【0033】このような誘電体薄膜は、記録層の保護作
用を有する他、記録後、記録層に残った熱を熱伝導によ
り速やかに放出する作用も有する。
【0034】誘電体薄膜の厚さは500〜2000A 程
度とすることが好ましく、また、誘電体薄膜はスパッタ
法や蒸着法等の気相成長法により形成することが好まし
い。
【0035】記録層の上あるいは必要に応じて記録層上
に設けられる誘電体薄膜上には、必要に応じて反射薄膜
を設けてもよい。反射薄膜の材質は特に限定されない
が、通常、Al、Au、Pt、Cu等の高反射率金属か
ら構成すればよい。反射薄膜の厚さは、300〜150
0A とすることが好ましい。厚さが前記範囲未満である
と十分な反射率が得にくくなる。また、前記範囲を超え
ても反射率の向上は小さく、コスト的に不利になる。反
射薄膜は、スパッタ法や蒸着法等の気相成長法により形
成されることが好ましい。
【0036】誘電体薄膜あるいは反射薄膜上には、耐擦
傷性や耐食性の向上のために、必要に応じて保護膜を設
けてもよい。この保護膜は、種々の有機系の物質から構
成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合物
やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬化
させた物質から構成されることが好ましい。保護膜の厚
さは、通常、0.1〜100μm 程度であり、スピンコ
ート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング
等、通常の方法により形成すればよい。
【0037】本発明の光記録媒体では、記録および再生
は以下のようにして行なわれる。
【0038】本発明の光記録媒体は、初期化された状態
では記録層全面が結晶化している。結晶化状態の記録層
に記録用光ビーム(レーザー光ビーム)を照射すること
により、照射部位は溶融する。そして、記録用光ビーム
通過後に前記部位の温度は急速に下がるので前記部位は
実質的に非晶質化し、信号記録部となる。本発明の光記
録媒体では記録層の結晶化速度が低いので、記録層に対
する記録用光ビームの相対速度が低く照射部位の冷却速
度が比較的低くなる場合でも、良好な非晶質化がなさ
れ、高いC/Nが得られる。
【0039】一方、記録情報を書き換えるときには、新
たに書き込む信号の記録部位において記録用光ビームを
照射し、その他の部位では消去用光ビームを照射する。
消去用光ビームは記録用光ビームに比べ低パワーであ
り、照射部位は結晶化温度以上まで昇温されるが到達温
度は比較的低いため、冷却速度が結晶化速度以下となっ
て照射部位は結晶化する。書き換えの際には、照射前の
状態が結晶質であっても非晶質であっても、記録用光ビ
ーム照射部位は全て非晶質となり、また、消去用光ビー
ム照射部位は全て結晶質となる。
【0040】なお、記録層の結晶化温度は80〜120
℃程度なので、耐熱性の低い樹脂製基板を用いた場合で
も、光記録媒体全体を恒温槽中で熱処理して記録層全面
を初期化することが可能である。
【0041】再生用光ビームは、記録層の結晶状態に影
響を与えない低パワーの光ビームである。なお、非晶質
の信号記録部は、結晶質の未記録部に比べ反射率が低下
する。
【0042】本発明の光記録媒体では、上記各光ビーム
に対する記録層の相対速度を1.2〜2.8m/s 程度、
特に、CDの線速度と同等の1.2〜1.4m/s とする
ことが好ましい。この範囲の線速において良好なC/N
が得られる。
【0043】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
【0044】基板の表面に、第一の誘電体薄膜、記録
層、第二の誘電体薄膜および保護膜を形成し、表1に示
される光記録ディスクサンプルを作製した。基板には、
射出成形によりグルーブを同時形成した直径133m
m、厚さ1.2mmのディスク状ポリカーボネートを用
いた。第一および第二の誘電体薄膜は、SiOをター
ゲットとしてスパッタ法により1500Aの厚さに形成
した。記録層はRFスパッタ法により形成した。ターゲ
ットには、Ge−Te合金表面にZnチップあるいはZ
nおよびTiチップを貼ったものを用いた。記録層の厚
さは1000Aとした。記録層の組成を下記表1に示
す。保護膜は、紫外線硬化型樹脂をスピンコート法によ
り塗布後、紫外線照射により硬化して形成した。硬化後
の保護膜厚さは5μmであった。
【0045】各サンプルを恒温槽中に入れ、100℃ま
で昇温した後、槽外に出して自然冷却し、記録層の全領
域を結晶化させて初期化した。記録層が結晶化されてい
ることは、X線回折により確認した。
【0046】次いで、各サンプルをCDと同等の線速度
(1.4m/s )で回転させながら、CD信号{11T信
号(196kHz )}を記録した。また、その後、さらに
上記CD信号の書き換えを行なった。なお、記録用光ビ
ームのパワーは6mWとし、消去用光ビームのパワーは3
mWとした。これらの光ビームの波長は、780nmとし
た。
【0047】これらの信号を、0.7mWの光ビームを照
射して再生し、C/Nを測定した。結果を表1に示す。
【0048】
【表1】
【0049】表1に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、TeとGeの比率およびMの
含有量が本発明の範囲内であるサンプルNo.1〜3で
は、良好なC/Nが得られている。
【0050】一方、Mが含まれないサンプルNo.4お
よび6、Mの含有量が本発明範囲を超えているサンプル
No.5、Teの比率が本発明の範囲を下回るサンプル
No.7、8は、C/Nが著しく低い。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、CDと同等の低い線速
度で記録を行なった場合でも、極めて良好なC/Nが得
られる相変化型光記録媒体が実現する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−63141(JP,A) 特開 平3−15591(JP,A) 特開 平1−165047(JP,A) 特開 昭63−155442(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 5/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に記録層を有し、光ビーム照射に
    より前記記録層の結晶状態が変化して記録が行なわれる
    光記録媒体であって、 前記記録層がTe、GeおよびM(Mは、ZnまたはZ
    nおよびTiである。)を含有し、前記記録層中におけ
    るTe、GeおよびMの原子比が下記式で表わされるこ
    とを特徴とする光記録媒体。 式 (GeTe1−x100−y (上記式において、 0.05≦x≦0.20、 0<y≦10 である。)
  2. 【請求項2】 前記記録層において、信号未記録部が結
    晶質であり、信号記録部が非晶質である請求項1に記載
    の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 光ビームに対する記録層の相対速度が
    1.2〜2.8m/s で使用される請求項1または2に記
    載の光記録媒体。
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