JPH01220147A - 情報記録媒体 - 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、高エネルギー密度のレーザービームを用いて
情報の書き込み、読み取りおよび消去が可能な情報記録
媒体に関するものである。

（従来の技術） 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度のビー
ムを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されている
。この情報記録媒体は、例えばビデオ・ディスク、オー
ディオ・ディスクなどの光ディスク、さらには大容量静
止画像ファイル、大容量コンピュータ用ディスク・メモ
リ、または光カード、マイクロ画像記録媒体、超マイク
ロ画像記録媒体、マイクロファクシミリ、写真植字用原
版などに応用されている。

情報記録媒体は基本的に、プラスチック、ガラス等から
なる透明基板と、この上に設けられた記録層とから構成
される。記録層の材料としては、Ｂｉ、　Ｓｎ、　Ｉｎ
、　Ｔｅ等の金属または半金属、およびシアニン系、金
属錯体系、キノン系等の色素が知られている。

情報記録媒体への情報の書き込みは、例えばレーザービ
ームを記録媒体に照射することにより行われ、記録層の
照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇する結果
、物理的または化学的な変化を生じてその光学的特性を
変えることにより情報が記録される。

記録層の変化としては、孔（ピット）形成、凹部形成お
よび眉間の気泡（パルプ）形成による変形が代表的であ
り、なかでも孔形成による記録は最も盛んに行われてい
る方法である。また、他の記録方法としては、２Ｍの記
録層間の反応を利用する方法、相変化を利用する方法お
よび磁化反転を利用する方法などが知られている。

情報記録媒体からの情報の読み取りも、また、レーザー
ビームを記録媒体に照射することにより行われ、記録層
の光学的特性の変化に応じた反射光または透過光を検出
することにより、情報が再生される。

情報記録媒体に記録された情報の消去は、記録が記録材
料の可逆変化による場合以外には行うことができず、孔
形成等の外形変化による場合には記録媒体は書き換え不
能タイプとなる。書き換え可能、すなわち消去可能タイ
プとしては、結晶状態と非晶質状態または相溶状態と相
分離状態等の可逆変化である相変化を利用して記録およ
び消去が行われるのが一般的である。結晶状態と非晶質
状態の相変化タイプの記録層としては、Ａｓ　−Ｔｅ　
−Ｇｅ系、Ｔｅ０，１　、５ｂｚＳｅｓ等が以前から知
られている。

また最近５ｂ−Ｔｅ　（Ｔｅの含有比率が大きい）系が
消去速度が速いこと、記録状態での寿命が長いこと等で
注目されている（（第４７回応用物理学会学術講演会、
八木等、２９ａ−ＺＢ−４，１９８６秋）、特開昭５９
−１０９３９２号公報、特開昭６０−１２４０３８号公
報、特開昭６０−１２４２９０号公報参照）。

しかしながら、上記Ｔｅの含有比率が大きい（−般に６
０％近い比率）Ｓｂ−Ｔｅ系は、上記価れた性能を持っ
ている反面、書き込み時に大きなパワーを必要とする。

すなわち情報記録媒体が静止状態の場合、または回転速
度が極めて遅い場合には、通常のレーザービームによる
情報の書き込みが可能であっても、実際の回転数の速い
情報記録媒体に対して情報の書き込みを行うことは不可
能であった。

なお、情報記録媒体には、１回の記録（書き込み）のみ
が可能なもの〔追記型、またはＤＲＡＭ（Ｄｉｒｅｃｔ
　Ｒｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　Ｗｒｉｔｅ）型）と、記録と
消去を繰り返し行うことが可能なタイプ〔消去可能型、
Ｂ−ＤＲＡＷ　（Ｅｒａｓａｂｌｅ−Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒ
ｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　１４ｒｉｔｅ）型〕とがある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、情報の書き込みが容易で、記録された情報の
保存性が優れ、情報の消去効率が高く、そして情報の読
取精度が高い情報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） 本発明は、基板上に、レーザーによる情報の書き込み、
読み取りおよび消去が可能なＳｂ　−Ｔｅ合金からなる
記録層が設けられた情報記録媒体において、該記録層は
、該Ｓｂ　−Ｔｅ合金に対して０．１〜２０原子％の範
囲のＳｎを含有しているものとする。

本発明の上記特定の組成のＳｎを含有したＳｂ　−Ｔｅ
合金の記録層は、従来の５ｂ−Ｔｅ合金の書き込み時に
大きなレーザーパワーを必要とする欠点を解消し、小さ
なレーザーパワーでも情報の書き込みを可能にする。し
かも、従来のＳｂ　−Ｔｅ合金の長所である消去速度が
速く、記録された信号のコントラストが高い。

本発明の情報記録媒体は、例えば以下のような方法によ
り製造することができる。

本発明において使用する基板は、従来より情報記録媒体
の基板として用いられている各種の材料から任意に選択
することができる。基板の光学的特性、平面性、加工性
、取扱い性、経時安定性および製造コストなどの点から
、基板材料の例としてはソーダ石灰ガラス等のガラス；
セルキャストポリメチルメタクリレート、射出成形ポリ
メチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニ
ル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキ
シ樹脂：ボリカーボネート；ポリエチレンテレフタレー
ト；トリアセチルセルロース；ポリエチレン；アルミニ
ウム等の金属箔および表面をポリエチレン等で平滑にし
た紙を挙げることができる。これらのうちで寸度安定性
、透明性および平面性などの点から、好ましいものはポ
リメチルメタクリレート、ポリカーボネート、エポキシ
樹脂およびガラスである。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層が設けられていてもよい。下塗層の材料としては、例
えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタク
リル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質；シラ
ンカップリング剤などの有機物質；および無機酸化物（
ＳｉＯｌ、　Ａｌ２１０＊　、　Ｆｅ１０３　、　Ｔｉ
１ｔ等）、無機弗化物（Ｍｇｈ）　、無機硫化物（Ｚｎ
Ｓ等）などの無機物質を挙げることができる。

ガラス基板の場合は、基板から遊離するアルカリ金属イ
オンおよびアルカリ土類金属イオンによる記録層への悪
影響を防止するためには、スチレン・無水マレイン酸共
重合体などの親水性基および／または無水マレイン酸基
を有するポリマーからなる下塗層が設けられているのが
望ましい。下塗層は、例えば上記物質を適当な溶剤に溶
解または分散したのち、この塗布液をスピンコード、デ
イツプコート、エクストルージョンコートなどの塗布法
により基板表面に塗布することにより形成することがで
きる。

また、基板（または下塗Ｎ）上には、トラッキング用溝
またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸の形成の目的
で、プレグルーブ層が設けられてもよい。プレグルーブ
層の材料としては、アクリル酸のモノエステル、ジエス
テル、トリエステルおよびテトラエステルのうちの少な
くとも１種の七ツマ−（またはオリゴマー）と光重合開
始剤との混合物を用いることができる。

プレグルーブ層の形成は、まず精密に作られた母型（ス
タンパ−）上に上記のアクリル酸エステルおよび重合開
始剤からなる混合液を塗布し、さらにこの塗布液層上に
基板を載せたのち、基板または母型を介して紫外線の照
射により液層を硬化させて基板と液相とを固着させる。

次いで、基板を母型から剥離することにより、プレグル
ーブ層の設けられた基板が得られる。プレグルーブ層の
層厚は、一般に０．０５〜１００μｍの範囲内であり、
好ましくは０．１〜５０μｍの範囲内である。また、基
板材料がプラスチックの場合、射出成形または押出成形
等により直接基板上にプレグルーブを設けてもよい。

なお、記録層が自己支持性である場合には、必ずしも前
記基板を必要としない。

次に、基板（または下塗層）上には記録層が形成される
。

情報の消去が可能な記録層は、温度により相変化を起こ
しうる物質からなる層である。必要に応じて光吸収性物
質が分散含有されていてもよい。

相変化としては、例えば、結晶状態−非晶質状態間の変
化、相溶状態−相分離状態間の変化などの相変化を挙げ
ることができる。可逆変化を起こす温度（前者の場合に
はｒガラス転移点１、後者の場合にはｒ曇点」と呼ばれ
る）は、物質の種類によっても異なるが、６０〜４００
°Ｃの範囲にあるのが好ましく、特に好ましい温度は８
０〜３００°Ｃである。

本発明の記録層は結晶状態−非晶質状態間で状態変化を
起こしうる、すなわちレーザーによる情報の書き込み、
読み取りおよび消去が可能な材料として、Ｓｂ　−Ｔｅ
合金およびＢＳｂ−Ｔｅ合金に対して０．１〜２０原子
％の範囲のＳｎを含有していることを特徴としている。

本発明の上記特定の組成のＳｎを含有した５ｂ−Ｔｅ合
金の記録層は、従来のＴｅの比率が大きい（一般に６０
％近い比率）Ｓｂ−Ｔｅ合金の書き込み時に大きなレー
ザーパワーを必要とする欠点を解消し、小さなレーザー
パワーでも情報の書き込みが可能なものである。従って
、実際の回転数の速い情報記録媒体であっても、低いレ
ーザーパワーにより情報の記録が可能である。

本発明の上記記録層は記録状態である非晶質状態から消
去状態である結晶状態への変化が速い。

すなわち結晶化速度が速い。従って、記録層に記録され
た情報の消去が速く、通常の消去方法である、レーザー
をその集光ビームを楕円形にして情報記録媒体に照射す
ることにより消去を行う方法（弱いレーザービームを長
時間照射する方法）を用いることにより、消去できるの
はもち論んであるが、集光ビームを円形にして情報記録
媒体に照射する、すなわち比較的強いレーザービームを
短時間照射することによっても、情報の消去を行うこと
が可能である。

また、上記記録層にレーザー光の照射により情報の記録
を行った場合、結晶状態から非晶質状態への変化のコン
トラストが大きく、情報を読み取る際の読み誤りが少な
い。

本発明の上記５ｂ−Ｔｅ合金とＳｎからなる記録層は、
該Ｓｎが該５ｂ−Ｔｅ合金に対して０．１〜２０原子％
の範囲で含有されている。。これによって該記録層は記
録状態である非晶質の寿命が長くなるので、記録された
情報の保存性が向上する。上記Ｓｎの含有量は好ましく
は、０．５〜６．０原子％である。そして上記Ｓｂ　−
Ｔｅ合金のＳｂとＴｅとの比が原子数比で８：　９２〜
１２　：　８８　（Ｓｂ　：　Ｔｅ）または６１　：　
３９〜５２　：　４Ｂ（Ｓｂ　：　Ｔｅ）の範囲の組成
に対して上記の量のＳｎを含有するとき、上記記録され
た情報の保存性が顕著に向上するとともに、消去効率お
よび読み誤りについても、さらに優れた性能が得られる
。

本発明の方法において、光吸収性物質としてシアニン系
、金属錯体系、キノン系等の色素を用いてもよいし、金
属または半金属を用いてもよい。

これらは単独で使用してもよく、組成物として併用して
もよい。また、金属または半金属と、それらの酸化物、
ハロゲン化物、硫化物とを併用してもよい。

また、本発明の記録層は、該Ｓｂ　−Ｔｅ合金およびＳ
ｎ、そして必要により光吸収性物質を基板表面に蒸着、
スパッタリングまたはイオンブレーティングすることに
より基板上に形成することができる。

記録層は単層でも重層でもよいが、その層厚は光情報記
録に要求される光学濃度の点から一般に１００〜１５０
０人の範囲にあり、好ましくは１５０〜１ｏｏｏ人の範
囲にある。

さらに、記録層（または光吸収層）上もしくは基板と記
録層との間には、情報の再生時におけるＳ／Ｎ比の向上
および記録時における感度の向上の目的で、Ａ！、Ｃｒ
、　ＡｕおよびＮｉなどの金属からなる光反射層が設け
られてもよい、また、記録層（または光吸収層）上には
記録層を物理的および化学的に保護する目的で、５ｉｏ
ｔｓ　ＨｇＦｔ、Ｓｎｕｇ、Ｆｅ＝Ｑ、、　、Ｔｉ０１
、ＺｎＳ等の無機物質またはＵＶ硬化性樹脂等の有機物
質からなる保護層が設けられてもよい。

次に、本発明の光情報記録媒体の情報の書き込み（記録
）、読み取り　（再生）および消去方法は、例えば下記
のように行われる。

以下の光情報記録等は、Ｇａ　−Ａｓ系レーザー等の近
赤外光を発振する半導体レーザーを用いて、公知の方法
に従って集光されたレーザービームを、上記記録層が設
けられた情報記録媒体を回転させながら、その表面に照
射することによって行われる。

上記の情報記録媒体に記録を行う前に、該情報記録媒体
の初期化工程を行うことが好ましい。例えば、消去可能
記録用のパワーのレーザービームを記録層全面に照射し
た後（全面記録）、消去用のパワーのレーザービームを
記録層全面に照射する（全面消去）ことにより行う。こ
れにより、完全な未記録状態にすることができる。

なお、本発明においては、この記録層の初期化工程を省
略しても差し支えない。

続く光情報記録は、レーザービームを情報に基づいて変
調しながら記録層に情報の書き込みを行う。例えば、上
記記録層への情報の記録は、記録層がレーザー光の照射
により結晶状態から非晶質状態に変化することによって
行われる。

そして読み取り（再生）は、記録および消去時より、弱
い照射パワーのレーザービームを記録層に照射して情報
の読み取りを行う。

次に、記録された情報の消去は記録時より、例えばパワ
ー密度の低いレーザー光を使用し、結晶化させることに
よって行われる。従来、上記記録を消去する方法は消去
するために必要な最低時間のパルスでレーザー光を記録
部分に照射する（ＤＣ消去）。その際、レーザー光をそ
の集光ビームを楕円形にして情報記録媒体に照射するこ
とにより消去を行う方法（弱いレーザービームを長時間
照射する方法）を用いることにより消去を行うか、また
は集光ビームを円形にして情報記録媒体に照射する、す
なわち比較的強いレーザービームを短時間照射すること
によって情報の消去を行う。

さらに、上記円形ビームで、高周波数変調されたレーザ
ー光を情報記録媒体に間欠的に照射することによっても
情報の消去は可能である。

このように本発明の情報記録媒体は、通常記録用に用い
られる上記円形ビームによって消去が可能であるので、
特に楕円ビームを必要としない点から実用上有利である
ということができる。

（実施例） 次に本発明の実施例および比較例を以下に説明する。た
だし、これらは本発明を制限するものではない。

１施炎上 プレグルーブが設けられた円盤状のセルキャストポリカ
ーボネート樹脂基板（外形：　１３０　ｍｌ、内径：１
５Ｍ、厚さ：１．２１１１１１１．）ラックピッチ：１
．６μｍ）上に、Ｓｂ、　ＴｅおよびＳｎを原子数比で
８．６：８６．４　：　５．０の割合で三元共蒸着させ
て、層厚が７００人の上記組成のＳｂ　−Ｔｅ合金およ
びＳｎからなる記録層を形成した。このようにして情報
記録媒体を得た。

この情報記録媒体に、半導体レーザー光（波長：　８３
０　ｎｍ、照射パワー＝５１、円ビーム径＝１．５μｍ
、レンズの開口率：　０．５５）を、１．２　ｍ／秒の
線速度で基板側から照射して全面記録を行った。

次いで、記録媒体全面に半導体レーザー光（波長：　８
３０　ｎｍ、照射パワー：　３．０　ｍＷ、円ビーム径
：１．５μｍ、レンズの開口率：　０．５５）を、１．
２　ｍ／秒の線速度で基板側から照射して記録媒体の初
期化を行った。

上記情報記録媒体に、変調した半導体レーザー光（波長
：　８３０　ｎｍ、照射パワー：５１、周波数：０．６
５　ＭＨｚ、ビーム径：１．５μｍ、レンズの開口率？
　０．５５）を、１．２　ｍ／秒の線速度で基板側から
照射して情報の書き込みを行った。ここで、下記のＣ／
Ｎ、寿命のテストを行った。

次いで、半導体レーザー光（波長：　８３０　ｎｍ、照
射パワー：３．ＯｍＷ、ビーム径：１．５　μｍルンズ
の開口率ＮＡ　：　０．５５）を、１．２　ｍ／秒の線
速度で基板側から照射して上記書き込まれた情報の消去
を行い、ここで下記の消去率を測定した。

１庭班主 プレグルーブが設けられた円盤状のセルキャストポリカ
ーボネート樹脂基板（外形：　１３０　ｍｍ、内径：　
１５ｍｍ、厚さ：１，２ｎｎｍ、トラックピッチ；１．
６ａｍ）上に、Ｓｂ％ＴｅおよびＳｎを原子数比で５６
．４　：４２．６　：　１．０の割合で三元共蒸着させ
て、層厚が７００人の上記組成のＳｂ、　ＴｅおよびＳ
ｎからなる記録層を形成した。このようにして情報記録
媒体を得た。

この情報記録媒体に、半導体レーザー光（波長：　８３
０　ｒｖ、照射パワー２５１１円ビーム径：１．５μｍ
）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射して全面記録
を行った。次いで、記録媒体全面に高周波数変調した半
導体レーザー光（波長：　８３０　ｎｍ、照射パワー：
５．５ｍＷ、周波数：　１０　ＭＨｚ、円ビーム径：１
．５μｍルンズの開口率：　０．５５）を、３ｍ／秒の
線速度で基板側から照射して記録媒体の初期化を行った
。

上記情報記録媒体に、変調半導体レーザー光（波長：　
８３０　ｎｍ、照射パワーニアｉ、周波数：１．５　Ｍ
Ｈ２、ビーム径：１．５μｍ、レンズの開口率：　０．
５５）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から照射して情報
の書き込みを行った。ここで、Ｃ／Ｎ、寿命のテストを
行った。

次いで、高周波数変調した半導体レーザー光（波長：　
８３０　ｎｎ＋、照射パワー：５．５ｍＷ、周波数；１
０　ＭＨｚ、ビーム径：１．５　μｍ、レンズの開口率
Ｎ＾：　０．５５）を、３ｍ／秒の線速度で基板側から
照射して上記書き込まれた情報の消去を行い、ここで下
記の消去率を測定した。

且較■土 実施例１において、記録層を形成させるＳｂ、　Ｔｅお
よびＳｎの組成のうち、この組成からＳｎを除いた組成
に代えて二元共蒸着させた以外は実施例１と同様に初期
化、書き込み、読み取りおよび消去を行った。

ル較五ｌ 実施例２において、記録層を形成させるＳｂ、　Ｔｅお
よびＳｎの組成のうち、この組成からＳｎを除いた組成
に代えて二元共蒸着させた以外は実施例２と同様に初期
化、書き込み、読み取りおよび消去を行った。

次に評価方法について述べる。

以下の（１）および（２）における、情報の読み取りは
、半導体レーザー光（波長：　８３０　ｎｍ、照射パワ
ｍ：０．５　ｍＷ、ビーム径：１．５μｍ、レンズの開
口率二〇、５５）を、実施例１および比較例１において
は１゜２ｍ／秒、そして実施例２および比較例２におい
ては３ｍ／秒の線速度で基板側から照射して行った。

（１）　　記録時Ｃ／Ｎ　（ｄＢ） 書き込まれた情報を読み取る際のキャリヤーとノイズの
出力レベルの比であるＣ／Ｎを測定した。

（２）消去率（ｄＢ） 書き込まれた情報を読み取る際のキャリヤー出力と、消
去後に読み取る際のキャリヤー出力を測定し、その差で
算出した。

（３）情報の記録された記録層の寿命（室温）示差走査
熱量計（ＤＳＣ）を用いて非晶質から結晶　゛への状態
変化の速度を測定し、これから情報の記録された記録層
の寿命に換算した。

これらの測定結果を第１表に示す。

第１表 （発明の効果） 以上説明したように、本発明は、基板上に設けたＳｂ　
−Ｔｅ合金からなる記録層が、該Ｓｂ　−Ｔｅ合金に対
して０．１〜２０原子％の範囲のＳｎを含有しており、
この特定の組成のＳｎを含有したＳｂ　−Ｔｅ合金は、
記録状態である非晶質状態から消去状態である結晶状態
への変化が速い。すなわち結晶化速度が速いので、記録
層に記録された情報の消去が速く、通常の消去方法であ
る、レーザーをその集光ビームを楕円形にして情報記録
媒体に照射することにより消去を行う方法（弱いレーザ
ービームを長時間照射する方法）を用いることにより消
去できるのはもち論であるが、集光ビームを円形にして
情報記録媒体に照射する、すなわち強いレーザービーム
を短時間照射することによっても情報の消去を行うこと
ができる。

また、上記記録７層にレーザー光の照射により情報の記
録を行った場合、結晶状態から非晶質状態への変化のコ
ントラストが大きく、情報を読み取る際の読み誤りが少
ない。そして、再生レーザー光を繰り返し照射しても記
録した信号が劣化することがない。

さらに本発明の特徴的な要件であるＳｂ　−Ｔｅ合金に
Ｓｎを含有されることによって、該記録層の非晶質状態
での安定性の向上に特に大きな効果がある。

すなわち記録された情報の保存性が格段に向上し、その
寿命が長いものとなる。

従って、本発明の情報記録媒体は、情報の書き込みが容
易で、記録された情報の保存性が優れ、情報の消去効率
が高く、かつ情報の読取精度が高い情報記録媒体である
ということができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、レーザーによる情報の書き込み、読み取
   りおよび消去が可能なＳｂ−Ｔｅ合金からなる記録層が
   設けられた情報記録媒体において、該記録層が該Ｓｂ−
   Ｔｅ合金に対して０．１〜２０原子％の範囲のＳｎを含
   有していることを特徴とする情報記録媒体。 ２、該Ｓｎの含有量が、該Ｓｂ−Ｔｅ合金に対して０．
   ５〜６．０原子％の範囲にあることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の情報記録媒体。 ３、該Ｓｂ−Ｔｅ合金のＳｂとＴｅとの比が原子数比で
   ８：９２〜１２：８８（Ｓｂ：Ｔｅ）の範囲にあること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体
   。 ４、該Ｓｂ−Ｔｅ合金のＳｂとＴｅとの比が原子数比で
   ６１：３９〜５２：４８（Ｓｂ：Ｔｅ）の範囲にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒
   体。