JPH04234691A - テルル合金を基材とする消去可能な光学記録材料およびその記録方法 - Google Patents

テルル合金を基材とする消去可能な光学記録材料およびその記録方法

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JPH04234691A
JPH04234691A JP3236098A JP23609891A JPH04234691A JP H04234691 A JPH04234691 A JP H04234691A JP 3236098 A JP3236098 A JP 3236098A JP 23609891 A JP23609891 A JP 23609891A JP H04234691 A JPH04234691 A JP H04234691A
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キー−チュアン・パン
Yuan-Sheng Tyan
ユアン−シェン・ティヤン
Fridrich Vazan
フリドリック・バザン
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学記録素子に有用なテ
ルル含有合金に関する。
【0002】
【従来の技術】光学記録法、すなわち高密度の情報を記
録するために、集束レーザ光線を利用して適当な媒体に
ミクロン大のマークをつける方法が近年広く研究されて
いる。光学記録法には基本的に2つの方法、すなわち一
度のみの書込み記録法および消去可能な記録法がある。 一度のみの書込み記録法では、媒体は一度しか記録する
ことができないが、記録した情報は幾度でも読取ること
ができる。一方消去可能な記録法では、記録した情報を
消去することができ、媒体の同じ部分に新しい情報を記
録することができる。
【0003】消去可能な記録方法の一つは非晶質−結晶
相変化物質を使用するものである。この方法では、集束
レーザ光線を用いて物質を非晶質状態及び結晶状態のい
ずれかに転換させる。通常は、高出力のレーザを用いて
物質上のスポットをその融点を超える温度に加熱して、
物質中の原子配列をランダム化させる。レーザ光線を遮
断すると、該物質の冷却速度が大きいために、該物質は
準安定の非晶質状態になる。レーザ光線の持続時間が長
い多くの場合には、低出力のレーザを用いて物質を融点
未満の温度に加熱する。高温下の原子は易動度が大きい
ので、該物質はさらに安定な結晶状態に移行する。この
ように、レーザ光線の出力及び持続時間を変えることに
よって、物質を非晶質状態および結晶状態のいずれかに
転換させることができ、消去可能な記録が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この技術の開発上の重
大な問題点は消去可能な光学記録材料に適当な物質を欠
くということであった。特に、結晶化速度が、レーザ加
熱下では高速記録を可能にするほど大きく、一方室温で
はデータ保持を確実にするほど小さい物質を見出すこと
が困難であった。
【0005】[Shogo Yagi]ら[(Crys
tallization of Amorphous 
Marks in SbTe Erasable Op
tical Storage Media 、Japa
nese Journal of Applied P
hysics 、Vol 26、Supplement
 26−4 、51(1987)] は消去可能な光学
記憶装置用にアンチモン−テルル合金系を検討した。彼
らが報告した組成範囲はSb=0.19乃至0.55で
あった。彼らはSb2 Te3 薄膜が、室温での非晶
質の長い寿命および短かい消去時間のために最良の組成
であることを見出した。しかし、性能はまだ満足できる
ものではなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点に鑑み、本発
明は、合金の薄膜光学記録層から成る光学記録素子であ
って、前記合金が式Tea (Sbx Sny Inz
 )1−a (式中、aは0.38乃至0.62;xは
0.05乃至0.65;yをzで除した商(以下「y/
z」という)は0.5乃至5;但し、(y+z)と(1
−z)の積(以下「y+z」(1−a)という)は0.
20よりも大とする)で表わされる前記光学記録素子を
提供する。
【0007】(構成および操作方法)前記のように、本
発明に有用な合金は四元素を有する。合金を規定する種
々のパラメータの範囲を下記に示す。
【0008】
【0009】光学記録素子の薄膜合金コーティングは種
々の基板上に蒸発およびスパッタリングのような通常の
真空蒸着法によって調製することができる。層の厚さは
、3乃至300nmが好ましい。記録プロセスの結果と
して生じる何らかの合金の歪を軽減させるために、合金
層の上に保護膜層を設けることが好ましい。このような
歪は消去プロセスで消去することができない残留信号を
生じることがある。通常の保護膜物質は米国特許第4,
340,655号に記録されているようなポリマーコー
ティング並びに炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニ
ウム、酸化ケイ素、硫化亜鉛及び酸化アルミニウムのよ
うな誘電体コーティングである。透明なKrylon(
登録商標)のような市販のアクリルスプレーペイントを
使用することもできる。
【0010】合金を蒸着させた後に記録層を初期化する
ことが好ましい。真空蒸着によって蒸着する層は非晶質
である。最適の性能を得るためには、少なくとも記録に
使用すべき層の部分を結晶化することが望ましい。該層
は、たとえば、炉内での、又はレーザ若しくは高出力フ
ラッシュランプを用いるような他の通常の手段による加
熱によって結晶化させることができる。
【0011】光学記録層は、本発明の合金を用いる合金
ターゲットからのRF(高周波)およびDC(直流)ス
パッタリングのような通常の薄膜蒸着法によって調製す
ることができる。磁界の適用によるスパッタリング増強
法(マグネトロンスパッタリング)も用いることができ
る。
【0012】使用することができる支持体には、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート及び
ポリカーボネートのようなプラスチック板、ガラス板、
紙並びにアルミニウムのような金属板がある。
【0013】レーザパルスの出力を変えることによって
消去可能な記録がなされる。高出力(たとえば、100
ns,18mW)のパルスは物質を低反射率の非晶質状
態に変化させ、低出力(たとえば100ns,6mW)
のパルスは物質を高反射率の結晶状態に変化させる。
【0014】また、本発明は、光学記録素子上に情報を
記録し、且つ消去する方法であって、前記素子が結晶状
合金の薄膜光学記録層から成り、前記合金が式Tea 
(Sbx Sny Inz )1−a (式中、aは0
.38乃至0.62;xは0.05乃至0.65;yを
zで除した商は0.5乃至5;但し(y+z)と(1−
a)との積は0.20よりも大とする)を有し、さらに
前記方法が、  a)前記合金層中に、前記情報に対応
する非晶質領域パターンを形成させるのに十分な出力お
よび時間だけ、前記結晶状合金記録層に情報で変調され
たレーザ光線を集束することによって情報を記録し、前
記パターンは前記情報に対応するものであり、そして、
  b)少なくとも工程a)で形成された非晶質領域部
分を結晶化させるのに十分な時間および出力だけ、前記
記録層にレーザ光線を集束し、それによって非晶質領域
の情報を消去する、工程から成る方法を提供するもので
ある。
【0015】簡単な記録パッケージの構造は、記録材料
の外面から順に、保護膜層、前述の薄膜光学記録層及び
支持体から成る。駆動信号に反応して、記録層上に集束
されるダイオード記録光線の強さを記録すべき情報に従
って変調させる。
【0016】記録中、記録材料は、一定速度、たとえば
毎分1800回転(RPM)で回転する。その結果、情
報のトラックが光学記録層上に選択された非晶質領域と
して記録される。記録が続くにつれて、記録スポットは
、記録材料を横切って半径方向に内側に向けて走査され
る。それによって情報をらせん状または同心円のトラッ
クに沿って記録させる。記録された情報マークの大きさ
および間隔は記録レーザ駆動信号の情報内容のみならず
記録材料上の半径方向の位置によっても異なる。
【0017】読取りプロセスの間は、このように記録さ
れた情報を有する記録材料を、記録プロセスの間に回転
させたときと同じ速度で回転させる。読出しレーザ光線
の光路は、開口数の大きなレンズによって記録材料上の
再生スポットに集束させる。記録材料は、反射性材料で
ある。従って光学記録材料上に記録された情報マークと
相互作用した後に、再生スポットで生じた光線は開口数
の大きなレンズを通して戻ってくる。レンズは反射した
レーザ光線を検出器の方向に向ける。検出器は、検出器
に当たる反射レーザ光線の照度の一時的変動(コントラ
スト)に反応して電気再生信号を生じる。
【0018】他の種類の記録パッケージも有用である。 たとえば、アルミニウムのような反射性支持体の両面に
本発明の合金を含む記録層を付与することができる。従
って有用な記録パッケージは、両面に平滑層、本発明の
相変化合金層及び透明な保護膜層を被覆したアルミニウ
ムである。類似の態様では、透明な支持体に合金を付与
し、さらに接着剤で支持体の両面に付着させる。さらに
別の態様では、透明な支持体に既述の合金を付与して記
録層を形成させる。次に光学記録層を接着層を介して同
じ記録材料の記録層と付着させる。接着層の厚さが2つ
の記録層の光学分離を決定する。
【0019】以下の実施例は本発明をさらに理解するた
めに示すものである。
【0020】
【実施例】実施例1 スパッタリングによってガラス支持体上にTe−Sb−
Sn−In薄膜を調製した。その厚さは約700オング
ストロームであった。書込み−消去評価のために該薄膜
をさらに高分子層で被覆保護した。
【0021】後記表1からわかるように、広い組成範囲
にわたってこの四成分系を評価した。Te濃度が、たと
えば0.28乃至0.37のように低い場合には、組成
物は書込み−消去特性に優れているが、データ安定性は
期待したほどではないことがわかった。しかし、aが約
0.38乃至0.62で、(y+z)(1−a)>0.
20である場合には、組成物は良好な書込み−消去特性
のみならず良好なデータ安定性を示した。
【0022】良好な書込み−消去特性については、試料
1乃至25(つまり、本発明の範囲内のもの及び若干の
比較例)を40乃至200nsのバンド幅を有するレー
ザパルスでサイクルさせて評価することができる。書込
み出力は18mWで消去出力は6乃至10mWであった
。試料1乃至14、つまり本発明の範囲内のものは、優
れたデータ安定性をも示した。
【0023】
【0024】実施例2 実施例1と同様な方法で多数の合金光学記録層を調製し
た。これらの組成物では、Teの量をa=0.48に固
定した。アンチモン、インジウムおよびスズの変動を三
成分ダイアグラム(図1)に示す。式Te0.48(S
bx Sny Inz )0.52中の有用な組成を四
角形ABCDで示す。この範囲内の組成物は優れた書込
み−消去特性及び良好なデータ安定性を有する。
【0025】この範囲外の組成物も調製し、かつ試験を
行った。インジウムを増すと(E点)消去時間が受入れ
難いレベルにまで増大した(>10μs)。アンチモン
を増すと(F点)、F点の薄膜は蒸着した状態で結晶性
であったほど、薄膜の安定性を低下させた。スズを増す
と(G点)結晶化速度が極めて増大し、その結果、メル
トクエンチ法では非晶質のマークを生じなかった。最後
に、アンチモンを減すと(E点)書込み−消去のコント
ラストが低下した。
【0026】図1に示した点の座標を表2に示す。
【0027】
【0028】我々は、また、テルル含量が50%(a=
0.50)のときに、Sb、SnおよびInの有用な組
成範囲が最大であると結論した。
【0029】実施例3 薄膜試料の結晶構造をX線回析で調べた。試料の組成を
表3に示す。薄膜試料は250℃で2分間加熱して結晶
化させた。
【0030】
【0031】試料はすべて同一のX線回析パターンを示
した。試料は同じ結晶相、つまりSn(II)Teと同
形構造のNaCl形構造を有すると結論される。試料の
格子定数は約0.627nmであることがわかった。
【0032】
【発明の効果】本発明に有用な合金は高速書込み−消去
速度、すぐれた感度、熱安定性および耐食性を有する。 さらに該合金は良好なデータ安定性および良好な書込み
−消去のコントラストを有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は座標ABCDにて示される本発明の範囲
内の組成物並びに比較例としての点E、F、G及びHに
含まれる組成物の三成分系ダイアグラムである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  合金の薄膜光学記録層から成る光学記
    録素子であって、前記合金が式Tea (Sbx Sn
    y Inz )1−a (式中、aは0.38乃至0.
    62;xは0.05乃至0.65;yをzで除した商は
    0.5乃至5;但し、(y+z)と(1−a)の積は0
    .20よりも大とする)によって表わされる前記光学記
    録素子。
  2. 【請求項2】  光学記録素子上に情報を記録し、且つ
    消去する方法であって、前記素子が結晶状合金の薄膜光
    学記録層から成り、前記合金が式Tea (Sbx S
    ny Inz )1−a(式中、aは0.38乃至0.
    62;xは0.05乃至0.65;yをzで除した商は
    0.5乃至5;但し、(y+z)と(1−a)の積は0
    .20よりも大とする)を有し、前記方法が、  a)
    前記合金層中に前記情報に対応する非晶質領域のパター
    ンを形成させるのに十分な出力および時間だけ、前記結
    晶状合金記録層に情報で変調されたレーザ光線を集束す
    ることによって前記情報を記録し、前記パターンは前記
    情報に対応するものであり、そして、  b)少なくと
    も工程a)で形成された非晶質領域部分を結晶化させる
    のに十分な時間および出力だけ、前記記録層にレーザ光
    線を集束し、それによって非晶質領域の情報を消去する
    、工程から成る前記方法。
JP3236098A 1990-09-17 1991-09-17 テルル合金を基材とする消去可能な光学記録材料およびその記録方法 Pending JPH04234691A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US583105 1990-09-17
US07/583,105 US5196294A (en) 1990-09-17 1990-09-17 Erasable optical recording materials and methods based on tellurium alloys

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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EP (1) EP0476762A3 (ja)
JP (1) JPH04234691A (ja)
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CA (1) CA2049762A1 (ja)

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