JPH05116455A - 相変化光記録媒体 - Google Patents

相変化光記録媒体

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JPH05116455A
JPH05116455A JP3185236A JP18523691A JPH05116455A JP H05116455 A JPH05116455 A JP H05116455A JP 3185236 A JP3185236 A JP 3185236A JP 18523691 A JP18523691 A JP 18523691A JP H05116455 A JPH05116455 A JP H05116455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
crystal
phase change
recording layer
optical recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP3185236A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Ueno
修 上野
Hideo Kobayashi
英夫 小林
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP3185236A priority Critical patent/JPH05116455A/ja
Publication of JPH05116455A publication Critical patent/JPH05116455A/ja
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相変化材料の記録層を基板上に設けた光記録
媒体において、その消去率を大きくすることにより、情
報の再生誤りが少なく、パワーマージンの大きい相変化
光記録媒体を提供する。 【構成】 記録層中に相変化材料12がアモルファスか
ら結晶へ相変化する際にその結晶の核となりかつ前記相
変化材料12がアモルファス又は結晶のいずれへ相変化
する際にも溶融しない結晶核材料11を含ませることに
より、相変化材料を結晶粒径を揃えて結晶化させ消去率
を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光記録技術に関し、とく
にアモルファスと結晶間の相変化に伴い光学的性質が変
化する相変化材料の記録層を基板上に設けた相変化光記
録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の相変化光記録媒体を図3に示す。
基板1上に、光入射側保護層2、相変化材料の記録層
3、光透過側保護層4、反射層5、表面保護層6を設
け、相変化光記録媒体が形成される。
【0003】かかる相変化光記録媒体を用いた光記録で
は、直径1ミクロン程度に絞った高出力のレーザー光を
記録層上に照射してその照射部位を溶融後急冷すること
によりアモルファス状態に変化させて情報の記録を行
い、また中間出力のレーザー光を記録層上に照射してそ
の照射部位を所定時間結晶化温度以上に保持することに
より結晶状態に変化させて情報の消去を行い、さらに低
出力のレーザー光を記録層上に照射して結晶状態とアモ
ルファス状態の光学的性質の違いを反射光量の差として
検出することにより情報の再生を行う。そして情報に対
応してレーザー光強度を高出力と中間出力とで強度変調
することにより、前の情報の上に新しい情報を重ね書き
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の相変化光
記録材料では、結晶相が形成されるときの加熱冷却過程
の違いにより同一記録層内で結晶粒径が異なるため、重
ね書き前の信号が重ね書き後も幾分残留してしまう(第
51回応用物理学会学術講演会予稿集、1199頁、1
990)。このため前の信号が消える割合(以下「消去
率」という)が25〜30dB程度と小さく、情報の再
生誤りが多くなったり、レーザー光の中間出力(消去レ
ベル)のパワーマージンが小さくなるという問題があっ
た。
【0005】この課題を改善する試みとして、レーザー
光を記録層上に照射した後の冷却速度を大きくして結晶
粒径が大きくならないようにする方法もあるが、充分で
なかった。
【0006】そこで本発明は、加熱冷却過程の違いによ
っても結晶粒径が大きくならないようにして同一記録層
内で結晶粒径が異なることを防止し、消去率を上げ情報
の再生誤りが少なくまたパワーマージンの大きい相変化
光記録媒体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、アモルファス
又は結晶のいずれか他方への相変化に伴い光学的性質が
変化する相変化材料の記録層を基板上に設けた相変化光
記録媒体において、前記相変化材料がアモルファスから
結晶へ相変化する際にその結晶の核となりかつ前記相変
化材料がアモルファス又は結晶のいずれへ相変化する際
にも溶融しない結晶核材料を前記記録層中に略一様な分
布で分散させることにより課題を解決する。
【0008】本発明に用いられる相変化材料としては、
従来の光記録媒体に用いられる相変化光記録材料である
Ge−Sb−Te、In−Sb−Te、In−Ge−S
b−Te等を用いてもよいし、また相変化材料自体に結
晶化の核を生成させる必要がないため、結晶化速度が遅
いとされるGeTe等の材料でもよい。
【0009】一方結晶核材料には次のようなものを用い
ることができる。前記相変化材料の結晶相はいずれも格
子定数約6オングストロームのNaCl型構造を有して
おり、またその融点は600°C程度である。従って、
記録消去時に溶融せず結晶化の際の結晶核となる上記結
晶核材料の性質としては、格子定数が6オングストロー
ム前後のNaCl型の結晶構造を有し、融点が1000
°C程度以上の材料であることが望ましい。
【0010】このような性質を有する結晶核材料とし
て、CeSe、CeTe、DyTe、ErTe、Eu
S、EuSe、HoTe、LaS、LaSe、NdS
e、PrSe、PuTe、SmSe、SrS、TbT
e、ThSe、TmTe、UTe、YTe、YbSe、
CeP、DySb、ErSb、HoSb、LaP、Nd
P、PrP、ThP、ScSb、TbSb、TmSb、
USb、YbSb、CeAs、GeAs、LaAs、N
dAs、PrAs、PuAs、SmAs、TbAs、T
hAs、PbSe等を用いることができる。このうちP
bSe以外は、周期表3A族の元素(希土類元素及びア
クチノイド元素)を含む化合物である。
【0011】本発明では、結晶核材料を記録層中に略一
様な分布で分散させることが重要であるが、その分散の
形態としては、図1に模式的に示すように、結晶核材料
11が相変化材料12中に固溶せず一様に分散さしてい
る形態でもよく、あるいは、結晶核材料13が隣接する
保護層上に島状あるいは柱状に形成されており、この結
晶核材料に接して相変化材料14が存在るす形態でも良
い。しかも結晶核材料11の分散密度は相変化材料12
が結晶化したときに粗大結晶粒が成長しない程度に十分
高い密度である。
【0012】図1のように、結晶核材料を相変化材料中
に固溶せずに混合させるには、結晶核材料のターゲット
と相変化材料のターゲットを同時スパッタリングする方
法のほか、結晶核材料の蒸着源と相変化材料の蒸着源を
用いた同時蒸着法で作製する方法がある。
【0013】また図2のように、結晶核材料を隣接する
保護層面に島状あるいは柱状に形成する場合には、保護
層を形成したのち、スパッタリング法や蒸着法等で結晶
核材料の層をごく薄く形成し、更にその上に上記相変化
材料をスパッタリング法や蒸着法等で積み重ねる方法が
ある。スパッタリング法や蒸着法で層を形成するとき、
ごく薄い状態では島状あるいは柱状になることが知られ
ており、この方法で結晶核材料を島状あるいは柱状に形
成するものである。他の方法としては、スパッタリング
法等で一定厚さの結晶核材料の層を形成したのち、逆ス
パッタリング等の方法でこの結晶核材料の一部を削除
し、島状あるいは柱状の結晶核材料を残し、その上に上
記相変化材料をスパッタリング法や蒸着法で積み重ねて
もよい。また逆に、相変化材料を形成した後、これらの
方法で結晶核材料を島状あるいは柱状になるように形成
しても当然のことながらよい。
【0014】
【作用】本発明においては、相変化材料を有する記録層
中に結晶核材料を略一様な分布で分散させる。そして、
この結晶核材料は前記相変化材料がアモルファスから結
晶へ相変化する際に常にその結晶の核となることによ
り、形成される結晶粒は隣接して形成される結晶粒によ
りその大きさを互いに制限される。その結果、その結晶
粒径は、結晶核材料の分散の密度に応じて略一定とな
る。しかも、結晶核材料は前記相変化材料がアモルファ
ス又は結晶のいずれか他方への相変化をする際にも溶融
しないため、過熱冷却過程が異なっても結晶核材料の分
散の密度は変化しない。従って過熱冷却過程が異なって
も形成される結晶相の結晶粒径は略一定となり、消去率
を改善できる。
【0015】また、結晶核材料は前記相変化材料がアモ
ルファス又は結晶のいずれか他方への相変化をする際に
も溶融しないため、結晶核材料の密度や分散の状態を変
化させずに記録消去を繰り返すことができ、安定した消
去率の改善を実現するものである。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
【0017】(1)実施例1 第1の実施例では記録層はGe2Sb2Te5を相変化材
料としDyTeを結晶核材料とし、Ge2Sb2Te5
ーゲットとDyTeターゲットを用いて2元同時スパッ
タリング法で作製した。この記録層を用い光記録媒体を
次のように製作した。すなわち厚さ1.2mmのポリカ
ーボネート製基板上に、厚さ160nmの(ZnS)80
(SiO220製の光入射側保護層と、厚さ25nmの
記録層と、厚さ30nmのSiO2製の光透過側保護層
と、厚さ100nmのAl−Ti製の光透過側反射層と
をスパッタリング法で順次形成する。次に、厚さ1.2
mmのポリカーボネート製保護板を紫外線硬化樹脂を用
いて接着してなる表面保護層を形成することより光記録
媒体となる。
【0018】この光記録媒体を回転数1800rpmで
回転させると共に、波長830nmの半導体レーザー光
を開口数0.5の対物レンズで記録層上に集束して評価
を行った。レーザー光をピークパワーとバイアスパワー
の2値で強度変調して記録を行った。周波数3.7MH
zの信号を記録した上に、周波数1.39MHzの信号
を重ね書きし、このときの3.7MHzの信号レベルの
減少量を消去率と定義した。
【0019】本実施例の光記録媒体は35dB以上の消
去率が得られ、比較例より消去率が改善されることがわ
かった。3.7MHzの信号を記録を105回記録した
後の消去率も同様の値が得られ、繰返し性も良好であっ
た。
【0020】またこの媒体の記録層を透過電子顕微鏡で
観察したところ、比較例の媒体より結晶粒径が揃ってい
た。
【0021】ここで、作製された記録層はGe2Sb2
5とDyTeに相分離し、Ge2Sb2Te5が結晶−ア
モルファス間相変化を行い、DyTeが結晶化の際の結
晶核となり、図1に模式的に示す形態で分散する。Ge
2Sb2Te5は、格子定数6.0オングストロームのN
aCl型の結晶相を有しておりその融点は約600°C
である。一方、DyTeは格子定数6.09オングスト
ロームのNaCl構造を有し、1500°C以上の融点
を有する。そこで記録消去時にDyTeは溶融せず、か
つGe2Sb2Te5が結晶化する際の結晶核になる。
【0022】レーザー光を記録層上に照射してその照射
部位の記録層が所定時間結晶化温度以上に保持される
と、形成される結晶粒は常に結晶核材料11を核として
結晶化する。このとき結晶核材料11は十分高い密度で
一様に分散しているので、形成される結晶粒径は隣接し
て形成される結晶粒により制限され結晶核材料11の密
度に応じほぼ一定に揃い、消去率が大きいのだと考えら
れる。また結晶核材料11は溶融しないためためレーザ
ー光の照射を繰返しても形成される結晶粒径は常に一定
で異なることはなく、繰返し性が良好なのだと考えられ
る。
【0023】(2)実施例2 実施例1と記録層を除き同一の構成の光記録媒体におい
て、その記録層として厚さ5nmのDyTe層をスパッ
タリング法で形成した上に厚さ20nmのGe2Sb2
5層をスパッタリング法で形成した。ここで、DyT
e層は5nmと薄いため図2のように島状あるいは柱状
に分散しており、このDyTeが結晶核材料13とな
り、一方Ge2Sb2Te5が相変化材料14となる。
【0024】この光記録媒体を実施例1と同様にして評
価したところ、比較例より大きな35dB以上の消去率
が得られた。また、実施例1と同様繰返し性も良好であ
った。またこの媒体の記録層を透過電子顕微鏡で観察し
たところ、比較例の媒体より結晶粒径が揃っていた。
【0025】(3)比較例 比較例として、記録層を厚さ25nmのGe2Sb2Te
5とした以外は実施例1と同様の構造の光記録媒体を、
実施例1と同様の方法で作製した。実施例1と同様の方
法で消去率を測定したところ、本実施例の消去率は約3
0dBと小さかった。また、この媒体の記録層を透過電
子顕微鏡で観察したところ、アモルファスマーク周辺に
リング状の粗大結晶粒が存在しており、また、アモルフ
ァスマークの上を消去したと思われる所に幾分大きな結
晶粒が存在するなど、結晶粒径のばらつきが大きかっ
た。
【0026】
【発明の効果】本発明の相変化光記録媒体によれば、記
録層中に結晶核材料を略一様な分布で分散させ、この結
晶核材料が前記相変化材料がアモルファスから結晶へ相
変化する際にその結晶の核となることにより前記記録層
中に前記相変化材料を結晶粒径を揃えて結晶化させると
ともに、前記相変化材料がアモルファス又は結晶のいず
れか他方への相変化をする際にも溶融せず結晶核の数や
混在状態を変化させず記録消去を繰返すことができるこ
とにより安定して高い消去率が得られ、データの再生誤
りが少なく、また、パワーマージンを大きくすることが
できる。
【0027】また、結晶核の数が変化せず、また、記録
材料の移動が起こりにくいことから、重ね書き回数を多
くすることが可能となる。また、結晶核生成を伴わず結
晶化速度が速いので高速でデータ転送を行うことが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の記録層の分散の形態を
示す模式図
【図2】本発明の第2の実施例の記録層の分散の形態を
示す模式図
【図3】従来の相変化光記録媒体の断面図
【符号の説明】
1・・・基板、2・・・光入射側保護層、3・・・記録
層、4・・・光透過側保護層、5・・・反射層、6・・
・表面保護層、11、13・・・結晶核材料、12、1
4・・・相変化材料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アモルファス又は結晶のいずれか他方への
    相変化に伴い光学的性質が変化する相変化材料の記録層
    を基板上に設けた相変化光記録媒体において、前記相変
    化材料がアモルファスから結晶へ相変化する際にその結
    晶の核となりかつ前記相変化材料がアモルファス又は結
    晶のいずれへ相変化する際にも溶融しない結晶核材料を
    前記記録層中に略一様な分布で分散させたことを特徴と
    する相変化光記録媒体。
JP3185236A 1991-06-28 1991-06-28 相変化光記録媒体 Pending JPH05116455A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3185236A JPH05116455A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 相変化光記録媒体

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JP3185236A JPH05116455A (ja) 1991-06-28 1991-06-28 相変化光記録媒体

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JP (1) JPH05116455A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1003964C2 (nl) * 1996-04-13 1998-03-17 Lg Electronics Inc Optisch registratiemedium en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
WO2004085167A1 (ja) * 2003-03-24 2004-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 情報記録媒体およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1003964C2 (nl) * 1996-04-13 1998-03-17 Lg Electronics Inc Optisch registratiemedium en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
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