JPH0440785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は少なくとも１つの側面にテルル、セレ
ンおよびアンチモン元素を含む削除記録層を有す
る基板を備え、情報を光学的に書込み読出すこと
ができる光学情報デイスクに関するものである。 かかる情報デイスクは公開された出願人のオラ
ンダ国特許出願第7805605号に開示されている。
この既知情報デイスクでは組成Te₃₃Sb₃₃Se₃₄を有
する記録層を使用する。 ここで削除記録層と称するは、記録すべき情報
により変調するエネルギー強度をもつた光線、例
えばレーザー光にあてることにより孔または凹所
が形成される層を意味するものとする。情報が記
録される際、デイスクが約150〜1800rpmの速度
で回転され、記録層上に収束されるパルス状レー
ザー光に露出される。パルス時間は短く、例えば
５・10^-7秒の如く10^-6〜10^-8秒である。レーザー
の使用出力も低く、例えばデイスク上で１〜20ｍ
Ｗの値である。パルス状レーザー光に露光した結
果、記録層は露光された位置で溶融する。記録用
材料が表面エネルギーの差の影響下で形成された
溶融位置で収縮する。このようにして得られた情
報ビツトは大きさが0.5〜2μｍ程度の小さい直径
寸法を有する。記録層の厚さは大体15〜50nｍで
ある。 記録された情報は書込みレーザー光よりかなり
弱く、例えば十分の一弱いレーザー光線で読出さ
れる。情報ビツトの検出は凹所または孔（ビツ
ト）の領域における記録層の反射または透過の変
化に基づく。反射での読出しは、光源から射出し
たレーザー光ビームおよび反射したレーザー光ビ
ームは大部分同じ光学通路を横ぎる対物レンズの
如き小数の光学素子が記録および読出し装置に必
要であるという利点を有する。書込みおよび読出
しの際、レーザー光ビームは好ましくは基板を経
て記録層上に収束される。基板の表面上に存在す
るダスト粒子、傷等が、レーザー光を収束する対
物レンズの焦点深度外に存在してかかる汚染は記
録し読出した情報の質に悪影響を及ぼさない。上
記場合において、基板は使用するレーザー光に対
して透明であり、例えばポリ塩化ビニルおよびポ
リメチルメタクリレートの如き透明な合成樹脂ま
たはガラスから製造すべきである。所要に応じ
て、光学的に読出し可能な情報トラツクを有する
光硬化ラツカー層の如き補助層を、基板と記録層
の間に設けることができる。情報トラツクは高レ
ベルと低レベル交互に位置する情報領域を有しこ
の領域はレーザー光により透明基板を介して反射
により読出される。情報領域の検出は光源から出
射したレーザー光ビームと反射したレーザー光ビ
ームとの位相差に基づく。領域間のレベル差は、
レーザー光により読出されるレーザー光の1/4波
長で、例えば0.15μｍである。情報領域の長さは
記録された情報に従つて変化し、約0.2〜3μｍで
ある。記録された情報は、例えばレーザー光ビー
ムを制御するためのデータを含み、これで情報、
例えば記録の速度および領域に関するデータが書
込まれる。 記録層の組成は、組成の僅かな変化が種々の点
における孔（ビツト）形成の複雑なプロセスに影
響を与える良好な結果を得るのに絶対的に重要で
ある。孔を形成する際生じるプロセスのパラメー
タについて発明者が得た知識および洞察に基づ
き、削除記録層を有し、就中レーザー光に対する
感度、安定性およびビツトの画成に関して最適の
結果を与える光学記録デイスクが開発された。 更に特に本発明は、記録層が次式 Te_xSe_ySb_ZS_q （式中ｘ＝55〜85原子％、ｙ＝13〜30原子％、ｚ
＝１〜12原子％、ｑ＝０〜10原子％、ｘ＋ｙ＋ｚ
＋ｑ＝100である）を満足することを特徴とする
既に述べた形の光学記録デイスクを提供する。 本発明の光学記録デイスクに使用する記録層
は、特にスペクトル可視部分および赤外部分にお
いてレーザー光に対する吸収が高く有利である。
この結果、約800〜850nｍの放射波長を有し比較
的低廉で都合よく大きさが小さいことにより特に
興味があるAlGaAsレーザーを有利に用いること
ができる。 記録層におけるテルル含量が層のレーザー光の
感度をかなりの程度まで決定する。テルルの含量
が高くなるほど層の感度は大になり、即ち層に孔
（ビツト）を設けるのにレーザー光のエネルギー
が少なくてよい。テルルは水分および酸化に対し
かなり敏感であり透明なテルル酸化物が形成され
て分解の結果としてテルルの感度が時間とともに
かなり低下する。このテルルの不安定性は前記分
量で記録層中に存在するセレンにより大部分抑制
される。セレン含量が多いほど、記録層の安定性
が感度を比較的僅かしか失わずに一層大となる。
テルルおよびセレンの前記許容範囲内で当業者は
所望の感度と安定性に関して選択をすることがで
きる。記録層が極めて長時間記録する必要がある
情報、例えば一般に30年の記録時間を必要とする
患者のＸ−線像またはこれに関する情報を含む場
合の如く、記録層の寿命が第一に必要である場合
には、約22〜30原子％という比較的高いセレン含
量および約55〜65原子％のテルル含量が選択され
る。これに対して、感度が第一の必要条件であ
り、例えば10年の短い寿命で十分である場合に
は、70〜85原子％という比較的高いテルル含量お
はび13〜22原子％のセレン含量を有する記録層が
好ましい。 上記分量で本発明の記録層に存在するアンチモ
ンは、記録層の性質に対し特定の意味および影響
を有する。驚くべきことには、アンチモンは記録
層の感度をかなりの程度まで増すが、一方層の安
定性はおかされず、改善すらされる。このアンチ
モンの特殊の挙動は１〜12原子％の使用量で生ず
る。１原子％の制限以下ではアンチモンの量は少
な過ぎて有意な作用をしない。12原子％より多く
のアンチモンを使用すると、層の感度および安定
性が低下する。 上記好ましい現象は説明するのが困難である。
Sb₂Se₃およびSb₂S₃の混晶（Ｓが層中に存在する
場合）が層に形成されることはたしかである。 Sb含有化合物の表面への拡散およびアンチモ
ン酸化物、例えばSb₂O₃およびSb₂O₅への酸化が
層の表面張力を増加させてレーザー光への感度が
増加する。 表面エネルギーが増加するとその結果記録層に
おいてレーザー光の影響下で形成される溶融領域
の周囲の縁に沿つて表面エネルギーの急上昇がお
きて小直径の溶融領域が引き開けられその間孔が
形成されるのでレーザー光エネルギーが少なくて
よい。上記表面エネルギーの急上昇は、溶融領域
において前記層の成分の混合がおこり、このため
記録層の溶融部分の表面エネルギーが層の固体部
分の表面エネルギーより低いという事実の結果で
ある。 所要に応じて、記録層は最高量で10原子％の硫
黄を含有してもよい。硫黄を使用する場合には、
層の無定形性が減ずる。細かい結晶の領域が無定
形マトリツクス中に形成される特徴が存在する。
硫黄を使用する場合には、層の感度および安定性
が増加する。硫黄の割合が上記10原子％より多い
場合は、一層粗い微結晶の生長が増加する。この
際層は有意に一層感度が悪くなり、孔（ビツト）
の質が低下する。 本発明の情報デイスクの好適例においては、 次式 Te_xSe_YSb_ZS_q 〔ｘ、ｙ、ｚおよびｑは前記と同じで、ｙがｙ＝
ａ・ｘ＋1.5z−ｑ（但しａは0.15〜0.30）の条件を
満足する〕で表わされる記録層を使用する。 この好適例は、アンチモンに結合するセレン
（Sb₂Se₃）の他のテルルの分量に対し計算して15
〜30原子％の、テルル中に溶解し得る、遊離セレ
ンが存在する場合に最適寿命が得られるという本
発明者の得た洞察に基づく。 組成Te₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅、Te₇₅Se₁₅Sb₁₀または
Te₇₅Se₁₅Sb₅S₅の記録層を使用する場合に極めて
好ましい結果が達成される。 次に図面を参照して本発明を実施例および試験
例により説明する。 実施例 第１図に示す厚さ1.3mmの基板１の一側面にア
クリル酸エステル基光硬化ラツカー層２を被着し
た。ラツカー層２は30μｍの厚さを有し、その表
面全体に亘りしばしばサーボトラツクと称せら
れ、レーザー光により光学的に書込むことができ
また記録の速度および位置についての情報の如き
データの記録に関する情報を有する情報トラツク
３を備える。この目的のため情報トラツクは、高
レベルに位置する情報領域４と低レベルに位置す
る情報領域５からなる銃眼模様の輪郭を有する。
これ等の領域の高さの差は読出しレーザー光の波
長の1/4で、約0.15μｍである。これ等情報領域の
トラツク方向の寸法は記録情報により変化し、約
0.3〜3μｍである。ラツカー層２を
Te₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅から成る厚さ30nｍの記録層６で
被覆する。データの記録に関して、記録層６を、
サーボトラツクを設けていない部分で、サーボト
ラツクを走査する読出しレーザー光より約10倍エ
ネルギー強度の大きいレーザー光にあてる。記録
レーザー光を基板１を介して記録層上で収束し記
録すべき情報に従つてパルス化する。パルス時間
は100nsである。層６に記録されるデータは、情
報ビツトが記録層６に形成される孔７から成る２
進特性を有する。 本発明の上記情報デイスク並びに上記記録層の
代りにTe₃₃Sb₃₃Se₃₄の記録層を有するデイスクを
用いて試験を行つた。 最初の一連の試験において、情報デイスクの限
界感度を測定した。この目的のため孔が記録層に
形成されるまで記録層を、増加するエネルギーの
パルス状のレーザー光にあてた（パルス時間
100ns）。本発明のデイスクに使用した
Te₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅の記録層の限界感度はパルス当り
0.50nJ（ナノジユール）の値を有しこれに対して
既知記録層（Te₃₃Sb₃₃Se₃₄）の限界感度はパルス
当り0.80nJであることを確かめた。第２の同様の
一連の試験において、記録層に直径0.7μｍの孔を
形成する場合の限界感度、すなわち記録層に直径
0.7μｍの孔を形成するために必要な１パルス
（100ナノ秒のパルス期間）当りの最小エネルギー
を測定した。記録層Te₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅では0.91nJの
最小エネルギーで0.7μｍの孔を形成することがで
きた。これに対し記録層Te₃₃Sb₃₃Se₃₄では最小エ
ネルギーは1.10nJより大であつた。 第３の一連の試験において、所謂ビツト−誤差
率（ΔBER）の平均の日々の増加を測定した。こ
れは誤差の数と記録（ビツト）の数の割合の１日
当りの平均増加を意味する。例えばピンホール、
即ち小孔の形の誤差は記録層が局部的にルーズに
働き損傷を与えられる際または例えば層が酸化の
結果として局部的に透明になる際におこり得る。
ビツト誤差率を測定するために、本発明の情報デ
イスク並びにTe₃₃Sb₃₃Se₃₄から成る既知記録層を
備える情報デイスクにつき標準老化試験、所謂サ
イクル湿潤試験を行つた。 この試験により、情報デイスクに24時間当り95
％の一定の空気相対湿度で次の温度サイクルを与
えた：25℃で12時間貯蔵、25℃から65℃に２時間
で加熱、65℃で２時間貯蔵、65℃から25℃に２時
間で冷却、25℃から65℃に２時間加熱、65℃で２
時間貯蔵、65℃から25℃に２時間で冷却。この結
果上記環境でTe₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅の記録層を有する本
発明のデイスクは、ビツト誤差率２・10^-7の毎日
の平均増加を示した。Te₃₃Sb₃₃Se₃₄の既知層を有
する情報デイスクは、2.5倍大で、５×10^-7の値
のビツト誤差率の毎日の平均増加を示した。これ
から本発明デイスクの安定性は既知光学情報デイ
スクの安定性より著しく大であることが結論付け
られた。 更に本発明の光学情報デイスクのこの好ましい
観点は、デイスクに上記サイクル湿潤試験を行
い、レーザー光透過率（λ＝750nｍ）を周期的
に測定した他の一連の試験から明らかである。結
果を第２図に示す。第２図においてサイクル湿潤
試験の日数を横軸に、レーザー光透過率を縦軸に
プロツトした。実線はTe₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅の記録層を
用いた本発明の情報デイスクの結果を示し、破線
はTe₃₃Sb₃₃Se₃₄の記録層を有する情報デイスクに
関するものである。第２図のグラフから本発明の
デイスクは既知デイスクより透過率の増加が著し
く小であることを示す。このことは本発明の情報
デイスクに使用した記録層の劣化が既知デイスク
におけるより著しく緩徐に起ることを意味する。
透過率の増加は、主として記録層のテルル成分の
透明テルル酸化物への転換または分解によるもの
である。 試験例 第１表に示す本発明に係る組成物No.１〜14と比
較のための組成物No.15〜26並びにSbの代にAsを
含む組成物No.Ａ、No.Ｂにより形成した記録層を有
する、実施例の試験で用いたと同様のデイスクを
使用して、以下に示す評価方法に従つて(a)感度、
(b)品質、(c)結晶化時間、(d)酸化に対する安定性お
よび(e)亀裂に対する安定性を評価し、得た結果を
第１表に併記する。

【表】

【表】 評価方法 (a) 感度 感度試験は、100nsのレーザー光パルスによ
る照射の結果として記録層に情報ビツトを形成
するのに必要なしきいエネルギー（最小エネル
ギー）に基づく。 ＋＝パルス当たり0.55nJより小さい最小エネ
ルギー ±＝パルス当たり0.55nJの最小エネルギー −＝パルス当たり0.55nJより大の最小エネル
ギー (b) 品質 品質は次の如く表わす。 ＋＝優。レーザー光パルスの照射により得た
情報ビツトは規則正しい形状を有し、ビツト
（孔）の縁部に記録用材料の溶滴を有しない。 ±＝良。情報ビツト（孔）は縁部（孔の周
り）に溶滴を有しない。孔は規則正しい形状を
有する。記録用材料の表面は、表面の他の部分
におけるより結晶が粗いスポツトを有する。 −＝不良。孔の不規則な形状および／または
孔の縁部の溶滴による許容し得ぬ品質。 (c) 結晶化時間 蒸発法またはスパツタ法を用いる記録層の被
着で、記録層は大体非晶状態を示す。次いでこ
の記録層を加熱処理して非晶状態を微結晶状態
に転換する。結晶化時間はむしろ短くして微結
晶の均一表面（組織）を得ることが必要であ
る：結果は次のように示す： ＋＝記録用材料の半分が微結晶状態に転換し
た結晶化時間（半減時間）が10分より短い。 ±＝半減時間が10分である。 −＝半減時間が10分より長い。 (d) 酸化に対する安定性 この試験は、デイスクを実施例に記録してあ
るようにサイクル湿潤試験した場合記録用材料
の層のレーザー光透過の増加量により、結果は
次のように表わす： ＋＋＝優れた安定性、透過量の増加は１日当
り0.01％より小。 ＋＝良好な安定性、透過量の増加は１日当り
0.01〜0.1％。 −＝許容し得ない安定性、サイクル湿潤試験
の結果としてレーザー光の透過量の増加は１日
当り0.1％日より大。 (e) 亀裂に対する安定性 被着後品質が許容し得ぬ低下をきたす極めて
微細な亀裂が記録用層に形成され得ることが見
出された。試験結果は次のように表わす。 ＋＝亀裂が存在しないかまたは形成されな
い。 −＝亀裂が存在する。 適切な記録層は、行つた上記の試験のすべてに
おいて許容し得る試験結果（＋または±）を有す
る組成物からなる必要がある。一つの試験にでも
マイナスの結果（−）を有する場合にはかかる組
成物から成る記録層は本発明の規準に従つて受け
入れられない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学情報デイスクの断面図、
第２図はサイクル湿分試験における本発明のデイ
スクと既知デイスクのレーザー行透過率の関係を
試験日数につき示したグラフである。 １……基板、２……光硬化ラツカー層、３……
情報トラツク、４，５……情報領域、６……記録
層、７……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの側面にテルル、セレンおよ
   びアンチモンを含む削除記録層を有する基板を備
   え、情報を光学的に記録し読出すことができる光
   学情報デイスクにおいて、前記記録層の組成が次
   式 Te_xSe_ySb_ZS_q （式中ｘ＝55〜85原子％、ｙ＝13〜30原子％、ｚ
   ＝１〜12原子％、ｑ＝０〜10原子％、ｘ＋ｙ＋ｚ
   ＋ｑ＝100である）を満足することを特徴とする
   光学情報デイスク。 ２ ｙ＝ａ・ｘ＋1.5z−ｑ（式中のｘ、ｙ、ｚお
   よびｑは前記のものと同じものを示し、ａは0.15
   〜0.30である）の条件を満足する特許請求の範囲
   第１項記載の光学情報デイスク。 ３ 記録層がTe₆₀Se₂₅Sb₁₀S₅の組成を有する特許
   請求の範囲第１項記載の光学情報デイスク。 ４ 記録層がTe₇₅Se₁₅Sb₁₀の組成を有する特許請
   求の範囲第１項記載の光学情報デイスク。 ５ 記録層がTe₇₅Se₁₅Sb₅S₅の組成を有する特許
   請求の範囲第１項記載の光学情報デイスク。