JPS63261553A - 光学的情報記録媒体の結晶化方法 - 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、光学的情報記録媒体において結晶状態を得る
方法に係り、特に、該媒体全体を一括して結晶状態にす
るに好適な結晶化方法に関する。

〔従来の技術〕

光学的情報記録媒体に情報を記録するには１例、えばレ
ーザ光等の光ビームエネルギ等を上記媒体″′に与えて
、該媒体の１つの構造状態を他の構造状態に物理的に変
化させて行なうことができろ。このような情報記録媒体
としてはカルコゲン化物が知られて′ｊ６ｖ、カルコゲ
ン化物は例えば非晶質状態と結晶状態の異なる２つの構
造状態をとることができる。例えば、元ビームを上記媒
体に照射し加熱昇温し徐冷すると該媒体は結晶化し、パ
ルス幅の短い元ビームを照射し、急熱急冷すると非晶質
状態となる。

上記記録媒体を用いた時の記録方法として、非晶質状態
から結晶状態ＫＫ化させて記録を行なう方法と、結晶状
態から非晶質状態に変化させて記録を行なう方法がある
。例えば１μｍ以下の短波長記録を行なう時には、急熱
急冷により得られる非晶質状態に変化させて記録を行な
う後者の方法が記鍮時におけるビット間の熱的干渉が少
なく、有利である。しかし、情報記録媒体の製造時には
通常、該媒体は非晶質状態であるため、上記記録方法を
用いる場倉、該媒体をあらかじめ結晶状態にしてｇく必
要がある。

上記の構造変化を生せしめる方法としては、特公昭４７
−２６８９７号公報に示されであるように、種々形態の
エネルギーを使用する方法が挙げられ。

例えば、電気エネルギー、輻射熱、写真用閃光ランプの
元、レーザ元来のエネルギー等の形における１＠エネル
ギーの様なビーム状エネルギー、ＭＬ子線や陽子線の様
な粒子線エネルギー等がある。

上記エネルギーを印加する具体的な方法として、゛例え
ば、恒温槽中に情報記録媒体を放置し、該媒体全体ケ加
熱する方法、あるいは特開昭６１−２０８６４８号公報
記載のように、上記加熱と同時に電気エネルギーを印加
する方法等が提案されている〔発明が解決しようとする
問題点〕 しかし、上記方法は情報記録媒体全体１１０Ｇ’ｃ’〜
１５０’Ｃ以上の高温にさらす必要があり、変形の点か
らアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等のプラスチッ
ク基板を用いた情報記録媒体に適用することは困難であ
った。

さらに、その他の方法においても、情報記録媒体の全体
を一括してあらかじめ結晶状態にしておくだめの有効な
方法については十分検討されておらず、生産性の良い方
法は見い出されていなかりた。

本発明の目的は、情報記録媒体において、一括して結晶
状態を得る方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を解決するために１本発明者等は糧々のエネル
ギーを使用する方法について検討を行ない、高出力の閃
光ランプを情報記録媒体に照射することにより、一括し
て所望の結晶状態が得られることを見い出した、 〔作用〕 上記方法として、本発明者等は、次の（１）〜（５）の
方法について検討した。

（１）オーブン加熱方法 （２）赤外線加熱方法 （５）高周波誘導加熱方法 （４）レーザビーム照射方法 （５）写真用閃光ランプ照射方法 以下、各々の検討結果について述べろ。第２図に検討に
用いた光学的情報記録媒体の要部断面図を示″ｆ、該光
学的情報記録媒体は直径１１ｍｍのディスク形状をして
ｇ５．以下、これ′ｔ−元ディスクで総称する。１１は
ポリカーボネート樹脂基板、１２は８ｂ−８ｅ−Ｂｉ記
録膜、１５は紫外線硬化樹脂保護膜、１４は接着剤であ
る。

（１）オーブン加熱方法 上記５ｂ−８ｅ−Ｂｔ　記録膜の結晶化温度は１５０°
Ｃであるため、良好な結晶状態會得るには１７０°Ｃで
１０分程度加熱する必要がある。基板としてガラスを用
いた時には、１７０°０１０分間オープン中に放置する
ことにより、該記録膜は良好な結晶状態となった。−万
、ポリカーボネート基板を用いた元ディスクｔ−１７０
°Ｃ１０分間加熱したところ基板が変形し、使用不能と
なりた、またポリカーボネート樹脂より耐熱性の高いポ
リオレフィン系樹脂基板を用いた元ディスクで同様の実
験を行なったところ、基板変形は少なかったが基板内部
に気泡が多数発生し、使用不能となり九。

以上のように、オープン加熱方法は、ガラス基板等の耐
熱性の高い基板を用いた元ディスクには適するが、現在
のプラスチック基板では耐熱性が低く、実用には適さな
い。該オープン加熱方法を用いるＫは、耐熱温度２０ｕ
０Ｃ以上の樹脂基板が必要である （２）赤外線加熱方法 第３図に、赤外線加熱装置の概略断面図を示す、１５は
赤外線加熱ランプ（石英カラス管にタングステンフィラ
メントを封じこんだもの）。

１６はランプハウス、１７は装置外壁、１は元ディスク
である。該装置は赤外線ランプを用いて。

５０°Ｃ／Ｓｅｃの速度で加熱昇温か可能であり、単時
間に記録膜を加熱することができる。本装置を用いて元
ディスク１の結晶化実験を行なったが、これにおいても
ディスク基板の変形を防ぐことができなかった。

（５）高周波誘導加熱方法 周波数２ＭＨｚ、５００Ｖの入力と、フェライト磁極を
用いて、元ディスクに高周波電磁界を印加した。しかし
、ガルコゲナイド系記録膜は半導体・半金属であるため
、高周波損失がほとんどない０　したがって、有効な加
熱ができず、良好な結晶状態は得られなかった。

（４）レーザビーム照射方法 第４図にレーザビーム照射装置ｔを示す。２０は出力ａ
ｏｏｍｗのアルゴンレーザ、２１はシャッター２２はＮ
　Ａ　Ｏ，１のレンズ、２５はディスク回転モータでこ
れは回転しながら図中の矢印の方向に移動する構造とな
っている。該装置においては、光ディスク１をモータ２
５で回転させなからレーザビームを該ディスクに照射し
、さらにステージを移動させることによりディスク半径
方向にレーザビームを移動させている６４００ｍｖｖの
レーザを直接照射するだり゛では、記録膜の温度上昇が
少なく、十分な結晶状態にすることはできない。

そのため、ＮＡ［Ｌｌのレンズ２２を用いて、レーザビ
ームスポット全豹２０μｍφに絞っている、該方法によ
れば、ディスクの一部のみレーザビーム？照射している
ため、ディスク基板の変形は全く問題がない。しかし、
レーザビームスポット径が小さいために、ディスク全面
を結晶化するためには、１０分〜６０分間必要であり、
生産性の点で問題となった。

（５）写真用閃光ランプ照射方法 写真用閃光ランプとして、市販されているストロボライ
ト（カイドナンノ＜−２５）’ｉ用（Ｓて。

元ディスクに照射した。元ディスクに接近させて行なっ
たところ、１０ｍｍ　Ｘ　２０ｍｍ程度の狭い範囲で結
晶化することができた。し力・し、元ディスクから５ｍ
ｍ以上離すとほとんど結晶化できないことから、該方法
では、ディスク全体を結１晶化することは困難であった
、 以上のように（１）〜（５）の方法について検討を行な
ったが、元ディスクを一括して短時間に結晶化する方法
はなかつ九。

しかし、本発明者等は、写真用閃光ランプ照射により小
面積ながら短時間で元ディスクの一部を結晶化できるこ
とく着目し、閃光ランプの出力を増大させることｔ考え
た、 直径１１ｍｍの元ディスク全体を結晶化するためには、
写真用閃光ランプ出力の１００．５以上のエネルギーを
照射しなければならない、本発明者等は。

大面積にわた９　２０００ジユ一ル程度のエネルギーを
照射できろ閃光ランプを試作し、該ランプ照射により、
元ディスク全体を一括して結晶化できることを確認した
。これにより、短時間で生産性良く、元ディスク全体を
結晶化することができた、〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１″図、第５因により説明
する。

実施例１ 第１図は本実施例で用いた閃光ランプ装置の要部断面図
と、元ディスク１に光線を照射している様子を示したも
のである。２は閃光放電管でありキセノンランプを用い
ている。元ディスク記録媒体は主に半導体レーザ波長域
で大きなエネルギー吸収を得ているために、閃光ランプ
としては、公党エネルギー分布が半導体レーザ波長であ
る８００ｎｍ付近に伸びていることが必要である。キセ
ノンランプは、公党エネルギー分布が自然昼光に近いげ
かりでなく、そのエネルギー分布は半導体レーザ波長域
まで十分に伸びている、したがって、キセノンランプは
、本発明を実施するに当り好適なランプである。４は凹
面の反射鏡であり、元ディスク１に閃光放電管２からの
光線３を有効かつ均一に５元ディスク１に照射するため
に設けたものである。５はガラス等より成る透明板であ
る。第５図は、第１図に示した閃光放電管を放電させる
ための回路の一例を示す回路である。５０はキセノンラ
ンプ＠　ＣＩ　＊　Ｃ２はコンデンサ、Ｔｒはトランス
、鴇、Ｒ１は抵抗、Ｓはサイリスタ、３４はスイッチ回
路である。Ｃ８はメインコンデンサであり、充電回路（
図示せず）により所定の電圧まで充電されるようになっ
ている、メインコンデンサＣ１の一方の電極は中上ノン
ランプ５０の陽極５１に接続され、他方の電極は陰極５
２に接続されている。スイン′　チ回路５４よりサイリ
ス−タＳのゲート端子にオン信号を与えると、トランス
Ｔ「にコンデンサＣ２の放電による電流が流れ、Ｔｒの
昇圧作用により高ｔ　ＥＥ−ｔ）Ｘキセノンランプ３０
のトリガー電極６５に印加される。こ１により、キセノ
ンランプＳＯ内のガスがイオン化されて、内部抵抗が減
少し、該午セノンランプ５０の両極間に一瞬に放電が行
なわれて発光がなされる。この時の発光時間は、ｏ、５
ｍ５ｅｃ　〜２ｍ５ｅＣである、中セノンランプの照射
光線エネルギーＷ　（Ｊ）は、ランプの発覚効率η、＝
？セノンランプに接続されるメインコンデンサの容量ｅ
（Ｆ）ト充電々圧Ｖ　（Ｖ）によりＷ＝ηＸ　２　　ｅ
Ｖ　　で与えられろ、発光効率ηは、ランプにより異な
るために。

１　　　　宜　　・ 本実施例ではランプの入力エネルギーＴＣ■を目安とし
ている。本実施例によれば、入力エネルギー１に２００
０Ｊとすることにより、直径１３０ｍｍの元ディスク全
体を一括して結晶化することができた。この時の充ｔＸ
圧は、約８００Ｖであった。入力エネルギー１ｉ−１０
００Ｊとした場合には、キセノンランプを一回照射した
だけでは。

元ディスク全体を十分に結晶化することはできなかった
。しかし、上記照射を数回繰り返丁ことにより、完全に
結晶化することができた。上記入力エネルギーＷと、完
全に結晶化するための照射回数Ｎとの関係は、−回照射
で完全に結晶化する時のエネルギーをＷｏとすると、は
ぼ、ＷｘＮ≧Ｗ０となりている。

上記実施例においては、元ディスク１に組み立ててから
、基板側より閃光照射を行なった。

閃光照射ｔ−するプロセスは、これに限るものではなく
第６図に示すように、記録膜形成後、あるいは保護膜形
成後に閃光照射をすることもできる。すなわち、本発明
における元ディスク作成プロセスは第６図のように、基
板作成後、３ｂ−８ｅ−Ｂｉ記録膜を形成し、紫外線硬
化樹脂保護膜を塗布・硬化後、接着剤により貼り合せて
元ディスクを得ている。したがって、閃光照射により結
晶化するプロセスは、第６図中に■。

■、■で示す所に挿入することができる、カラス基板を
用いた時には、■、■、■のいずれの時点に８いて閃光
照射をしても問題はなかったが、プラスチック基板を用
いた時には。

実施例１で示したプロセスに相当する第６図中■の方法
（元ディスク貼り合せ後に閃光照射する方法）を採ると
、基板表面（記動膜形成面側）に微少な凹凸が発生する
ことがあった。これを改善する方法として、前記の■、
■の方法について以下に述べる。

実施例２ 基板として、ポリカーボネート樹脂基板を用い該基板上
に、スパッタ法によジ８ｂ−８ｅ−Ｂｉ記鍮膜を１２０
ｎｍの厚さに形成した。該ディスクに、実施例１で示し
た閃光発生装置を用いて、閃光を照射した、閃光照射エ
ネルギーは、１０００Ｊと低いエネルギーで結晶化を行
なうことができたが、該エネルギーでは、記録膜に亀裂
が生じ九。これは、基板と記録膜の熱膨張率が約１桁異
なることによると考えられる。該亀裂は照射エネルギー
を５００Ｊ以下にすることにより防止できろが、結晶化
させるためのエネルギーとしては少な丁ぎるために照射
回数をふやす必要がある。−万、基板表面の微少凹凸は
発生しなかった６照射エネルギー？６００Ｊ　、照射回
数１に４回として結晶化を行ない、紫外線硬化樹脂保護
膜を塗布・硬化させ、接着剤で貼り合わせて元ディスク
を得た。

実施例３ 基板として、ポリカーボネート樹脂基板を用い該基板上
に、スパッタ法によｒ）　Ｓ　ｂ　−８ｅ　−Ｂ　ｉ記
録膜１ｋ１２０ｎｍの厚さに形成した。その後、紫外線
硬化樹脂保賎りを５０μｍの厚さに塗布形成し、紫外線
照射により硬化させた。該ディスクに、実施例１で示し
た閃光発生装置を用いて、閃ｙｔ、１照射した。閃光を
照射する方向は、基板側と保！！！１．＠の２方向があ
るが、保＠膜側から照射することにより良好な結晶状態
と基板赤面状態を得た。基板側から照射した場合には、
実施例１のディスク貼り合せ後に照射した時と同様に、
基板表面に微少な凹凸が生ずることがあった。また、保
護膜を形成ｊることにより、実施例２で生じたような記
録膜の亀裂の発生はなかった。ただし、保護膜の厚さ′
？ｔ２μｍ以下にすると、閃光照射時に保護膜にしわ状
のふ（れが生じたために、保護膜の厚さは２１１ｍ以上
、好ましくは５μｍ以上必要である。照射エネルギーを
２０００Ｊとし、保護膜側から１１閃元照射することに
より結晶化を行ない接着剤により貼り合わせて、元ディ
スクを得た。

上記保護膜は、有機系保護膜を用いていたが、記録膜の
上に８１０２等の無機系保護１４ｔ−５０ｎｍ〜１１ｘ
ｎ程度設けることにより、記録膜の亀裂を防ぐことも可
能である、また、無機系保護膜と有機系保護膜の複合と
することもでき、この場合には、有機保護膜の厚さ１ｆ
Ｉ：２ｐｍ　Ｊ）下にすることもできる。

上記実施例において、基板側から閃光照射した時に基板
表面に微少凹凸が発生することがあるのは、基板自身が
閃光スペクトルの一部を吸収するためと考えられろ。−
万、保護膜側から照射した場合には、照射エネルギーの
多くが記録膜で吸収され、基板へのダメージが少ないた
めに、基板表面の凹凸が生じにくいものと考えられる。

実施例４ 上記実施例３に？いては、ディスク全体に閃光照射を施
こしたが、第７図に示すように、内周および外周にマス
クを設けることにより・元ディスクの−Ｓを結晶化する
こともできる６第７図において、４１はポリカーボネー
ト樹脂基板。

４２は５ｂ−Ｊｅ−Ｈｉ記録膜、４２は厚さ５０ｐｍの
紫外線硬化樹脂保護膜、４４は内周マスク、４５は外周
マスクである。第７＠のようなマスク閃光照射により得
た元ディスクの平面因を第８図に示す。第８図において
、４７は閃光を照射し記録膜を結晶化した部分、４６は
マスクにより閃光をカットし記録ｉをアモルファス状態
に保ったままの部分である。通常、基板４１に記録膜を
設ける場合、最内周？よび最外周の部分には記録膜を設
けていないが、該境界部分に閃光照射を行なうと該部分
から記録膜のクランクあるいは保護膜のはく離を生ずる
ことがあった。これは、閃光照射時に上記境界部分に熱
が集中するためと考えており、これを防止するためには
第７図のよ５に、上記境界部分に閃光が照射されないよ
うな照射方法を採用することが有効であった。

すなわち、上記マスクにより、照射部分の熱が記録膜を
通して未照射部分に拡散し、上記のような熱的集中を防
止できたと考えられる。

上述した実施例においては、内周外周にマスクを設けた
が、これに限るものではなく１元ディスクの任意の部分
をマスクして照射することにより、結晶状態とアモルフ
ァス状態を混在させることも可能である。

また、これまで元ディスク製作段階で元ディスクを結晶
化する方法について述べてきたが、これに限るものでは
な（１元ディスクに記録を行なった後、このデータの一
部あるいは全Ｓを閃光照射により結晶化させ消去する方
法に適用できろことは言うまでもない、 上記実施例においては、発光源としてキセノンランプを
用いたが１本発明はこれに限るものではなく、情報記録
媒体が半導体レーザ波長域を中心に広（エネルギー吸収
を起こすことρ）ら各種のランプを用いることができる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば１元ディスク全体會一括して、短時間に
結晶状態とすることができるので１元ディスクの生産性
が同上する効果がある。

また、本発明によれば、元ディスク全体に一様に閃光を
照射するために、レーザ光照射等に較べて、全体をむら
なく結晶化することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の閃光発生装置の要部断面図
、第２図は本発明の実施例で用いた元ディスクの要部断
面図、第５図は本発明での検討に用いた赤外線加熱装置
の要部断面図、第４図は本発明で検討に用いたレーザビ
ーム照射装置の概略断面図、第５図は本発明の一実施例
に用いた閃光発生回路図、第６図は本発明で用いた元デ
ィスク製造プロセスを示すブロック図、第７図は本発明
による他の実施例を説明するための部分断面図、第８図
は本発明の一実施例により得られた元ディスフの平面図
である。 １・・・元ディスク。 ２・・・閃光放電管。 ３・・・光線。 ４・・・反射鏡。 ５・・・透明板。 １１・・・ポリカーボネート樹脂基板。 １２・・・記録膜。 １６・・・保護膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板上に記録媒体を形成して成る光学的情報記録媒
   体の結晶化方法において、高出力の閃光光線を上記記録
   媒体全体に照射し、一括して該媒体の全体あるいは一部
   に結晶化を生ぜしめることを特徴とする光学的情報記録
   媒体の結晶化方法。