JPH0441669B2 - - Google Patents

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JPH0441669B2
JPH0441669B2 JP58215489A JP21548983A JPH0441669B2 JP H0441669 B2 JPH0441669 B2 JP H0441669B2 JP 58215489 A JP58215489 A JP 58215489A JP 21548983 A JP21548983 A JP 21548983A JP H0441669 B2 JPH0441669 B2 JP H0441669B2
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Noboru Yamada
Kunio Kimura
Kenichi Nishiuchi
Eiji Oono
Mutsuo Takenaga
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光、熱等を用いて高速かつ高密度に光
学的な情報を記録、再生できる相変化型の光学情
報記録部材に関するものである。
従来例の構成とその問題点 レーザー光線を利用して高密度な情報の記録、
再生を行なう技術は公知である。このような記録
再生に用いる記録媒体として基板上にテルルの酸
化物TeOx1(O<x1<2)を主成分とする薄膜を
設けたものがある(特開昭50−46317号公報、特
開昭50−46318号公報、特開昭50−46319号公報、
米国特許第3971874号明細書)。添加成分としては
PbOx5(O<x5<1)、SbOx6(O<x6<1.5)、
VOx7<2.5)等が使用される。このような記録媒
体は再生用の光ビームの照射において透過率変化
を大きく得ることが出来る。
しかし、記録、再生装置の小型化、簡易化を図
る場合に使用し得るレーザー光源の出力には限度
があり、小型の出力20mW以内のHe−Neレーザ
ー発振装置、半導体レーザー発振装置等を使用し
て記録、再生を行なうには前記TeOx、(O<x
<2)を主成分とする薄膜を備えた記録媒体では
感度が不十分である。また、情報を反射光量変化
で再生する場合には十分な変化量が得られない。
次に、前記欠点を補うものとして、TeOx(O
<x<2)に、融点の低い添加材料を適用し、状
態変化のスレツシヨールド温度を下げる試み、例
えばTl2Ox(O<x<1.5)(Tl2O融点300℃)を
添加する方法が有る。
一方状態変化に伴う光学特性の変化を大きくす
るために、媒体の屈折率を大きくする方法があ
り、このため、イオン分極率の大きいかつ密度の
大きい添加材料を用いる試みがなされている。例
えば、BiOx2、InOx2(O<x2<1.5)等である。
(特願昭53−109002、特願昭54−71506) これらの方法によつて、TeOxを主成分とする
記録媒体は、半導体レーザによる記録、反射光量
変化による再生等が可能となつた。
しかし、情報社会の進展に伴ない、これまで以
上に情報伝達の高速化が要求されるようになる
と、従来以上の記録速度、再生速度、それに伴な
う記録感度の向上が必要となつてきている。
発明の目的 本発明は、従来のOを主成分とする光記録薄
膜、例えばTeOxを主成分とする材料すなわち、
TeとTeO2とから成る薄膜等を改良し、Oを主成
分とする光記録薄膜の特長、例えば耐湿性に強
い、といつたメリツトを残しながら、記録速度、
記録感度とも従来に比べて大巾に向上した高速、
高品質記録薄膜を得ようとするものである。
発明の構成 本発明の光学情報記録部材は、基板上に、Te,
Ge,SnならびにOの4元から構成され、膜中の
Oの原子比が20〜60%,Te,Ge,Snの原子比が
第1図の三元組成図に示すA,B,C,D,Eお
よびFの各点で囲まれた領域(ただしGe,Snと
も0%Gは含まない)による光記録薄膜を設けた
ものである。
Te−Oの2元から構成される光記録薄膜にお
いては、光照射−吸収−昇温というプロセスによ
つて、膜中のTe粒子が状態変化、すなわち結晶
化、あるいは粒形を増大し、記録が行なわれるわ
けであるが、この光学的濃度変化の主成分である
Teの状態変化を促進するため、例えば、結晶核
のようなものになり得、変態に用する照射時間を
短縮し、同時に照射強度を下げる添加材料とし
て、Sn,Geが有効である。また、外部からの熱、
光のエネルギーによる不必要な状態変化を避ける
目的で、Geが有効である。Geは、膜中で、ネツ
トワーク強化要素としての働きを合わせもち、変
態に至る温度を高める。
実施例の説明 次に図面を参照しながら実施例をもつて、本発
明を詳しく説明する。
第2図は、本発明による光学情報記録部材の断
面図である。
1は基材であり、金属、例えばアルミニウム、
銅等;ガラス、例えば、石英、パイレツクス、ソ
ーダガラス等;あるいは樹脂、例えばABS樹脂、
ポリスチレン、アクリル、塩ビ等、又透明フイル
ムとしては、アセテート、テフロン、ポリエステ
ル等が使用できる。中でも、ポリエステルフイル
ム、アクリル板等を使用する場合、透明性がすぐ
れており、形成せしめた信号像を光学的に再生す
る際に有効である。
2は、薄膜記録層を示す。薄膜記録層は、真空
系内に用意された複数個の蒸着ソースから、次の
ような手順で前記、基板上に形成する。
蒸着ソースとしては、TeまたはOの供給源と
してTeソースとTeO2ソースのどちらか、あるい
は両方。GeまたはOの供給源としてGeソースと
GeO2ソースのどちらか、あるいは両方、Snまた
はOの供給源としてSnソースとSnO2ソースのど
ちらか、あるいは両方を用意する。このとき、膜
中に必ずOが含まれるべく、TeO2、GeO2
SnO2ソースのいずれかは必ず用いられる。蒸着
は、各原材料を石英容器に入れ、その外壁をWコ
イルヒーターで加熱して行なう。加熱方法として
は、電子線ビームで直接加熱することもできる。
各ソースからの蒸着量は、それぞれのソースを
臨むセンサーで検出し、ヒーター電流、電子線ビ
ーム強度を制御して変えることができる。
このようにして各ソースから蒸発した各成分が
前記基板上に蒸着され前述の記録薄膜が合成され
る。
蒸着膜は、淡黄色ないしは黄カツ色の透過色を
呈する薄膜であり、膜厚は500〜2000Åの範囲で
用いるのが好ましい。
蒸着の際の真空度は5×10-5mmHg程度で十分
であり、蒸着条件を変化させても得られる光学記
録膜の特性に顕著な差は生じない。
蒸着膜の組成は、上記蒸着方法によつてO−
Te−Ge−Snの4元で自由に選ぶことが可能であ
る。
記録薄膜への記録は、Xeフラツシユランプ光、
He−Nsレーザ光、半導体レーザ光、赤外線ラン
プ光等の光照射の、何を用いても可能である。本
発明の記録膜は、赤外線ランプのような連続的光
照射から、10nsec程度のレーザーパルス光まで同
様に応答し、光学濃度を増すことがわかつた。
記録薄膜には、耐湿性をより確実にするため
に、防湿層をつけることも可能である。防湿層と
しては、半導体レーザ光の波長で、すなわち400
〜1000nm付近で透明な層が記録、再生上必要で
あり、酸化物薄膜、特にSiO2が有効である。
次に、更に具体的な例をもつて、本発明を詳し
く説明する。
〔実施例 1〕 蒸着ソースとして、TeO2,Te,Ge,Snを用
いる。蒸着レートは水晶振動子式膜厚計でモニタ
ーし、それぞれ1A/S,1A/S,2A/S,
2A/Sとする。加熱手段は、電子線ビームとし、
150rpmで回転する200mmφのPMMA樹脂製のデ
イスク基材上に、厚さ約1000ÅのTe−Sn−Ge−
O膜を形成した。膜組成は、オージエ電子分光法
で測定した結果、Te30Ge20Sn15O35であつた。
上記の方法で得た薄膜は、見た目に淡カツ色を
呈している。この膜に、λ=830nmの半導体レー
ザーを用いて、約0.8μのスポツトに集光し、照射
時間を10〜200nsecの間で変化させてレーザーパ
ワー7mWでパルス光を照射したところ、各パル
ス光に対して、リアルタイムで記録が完了し、見
た目に黒化変態することが確かめられた。この記
録したところは、同じ半導体レーザー光を弱め
て、その反射光を検出して再生することができ
る。
第3図は、前述の膜の分光反射率曲線を表わ
す。図中のaで示される部分は初期未記録状態、
bはレーザーで黒化記録した状態の曲線である。
半導体レーザー波長830nmでは、大きいΔR、25
%が得られている。
〔実施例 2〕 蒸着ソースとして、TeO2,Te,Gs,Snを用
い、実施例1と同様にして、各ソースからの蒸着
レートを変え、色々な組成比のTe−Ge−Sn−O
系薄膜を形成した。これらの薄膜に、照射時間
40nsecの半導体レーザー光を照射したところ、O
の原子比が20〜70%の範囲では第1図に示した、
A〜Fで囲まれた領域では、実時間で記録が終了
することがわかつた。A〜F領域の上では、記録
完了までに若干のタイムデイレイが観測された。
またA〜F領域の下では、光の吸収が不十分で、
記録感度が低かつた。
またA〜Fの領域の中でも、特に斜線で示した
G〜Nの領域では応答速度で速く、40nsec以下の
パルス光にも十分対応した。
なお、A〜N各点の座標は次のとおりである。
(Te,Ge,Sn)% A:60,25,15 B:60,15,25 C:30,0,70 D:5,0,95 E:10,90,0 F:40,60,0 G:50,40,10 H:55,30,15 I:55,20,25 J:35,20,45 K:15,45,40 L:15,75,10 M:20,75,5 N:25,70,5 第4図は、45℃,85H%中での耐熱、耐湿テス
トの試験結果を示す。cは、O20Te27Ge26Sn26
dは、O30Te22Ge21,eはO40Te20Ge20Sn20の相
対透過率T/TO(Tは透過率、Toは初期透過率)
を表わす。この結果から、Oの原子数比が20%を
切ると耐湿性が極端に低下することがわかつた。
また、逆にOが多すぎると膜の光吸収が低下し記
録感度が低下する。O比は30〜60%に選べば耐湿
性、記録感度の両方が保持される。
発明の効果 本発明における、テルル、ゲルマニウム、錫、
酸素から成る光学記録薄膜を有する光学記録部材
は、従来のテルル、酸素を主成分とした系を用い
る光学記録部材と比較して、次にあげる効果を有
する。
(1) 光照射に対して高速にレスポンスする。
薄膜の構造をレーザー光等に対して敏感なも
のとすることにより、40nsecと以下という短い
時間内に記録が完了する。
(2)信号品質が高い。
レーザー光で、記録された情報を再生する場
合に、初期未記録部と記録部の反射率差ΔRが
25%以上と極めて大きく、高品質の光学記録が
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による光学情報記録部材にお
けるO以外の有効な組成領域を示す組成図、第2
図は、本発明の一実施例における光学情報記録部
材の断面図、第3図は、本発明の一実施例におけ
る光学情報記録部材の分光反射率を示すグラフ、
第4図は光学情報記録部材の耐湿テストの結果を
示すグラフである。 1……基材、2……光学情報記録薄膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エネルギービームの照射によつて高速に結晶
    化を生じる記録薄膜を基板上に備えた相変化型の
    光学情報記録部材において、前記記録薄膜はTe,
    Ge,SnおよびOの4元素で構成される酸化物か
    らなり、この酸化物の成分のうちTe,Geおよび
    Snの組成化はこれらの3元素の合計を原子比で
    100%とする3元組成図において AはTe60%、Ge25%、Sn15%、 BはTe60%、Ge15%、Sn25%、 CはTe30%、Ge0%、Sn70%、 DはTe5%、Ge0%、Sn95%、 EはTe10%、Ge90%、Sn0%、 FはTe40%、Ge60%、Sn0%、 のそれぞれ組成点を示すA,B,C,D,Eおよ
    びFの各点を順次結ぶ直線で囲まれた領域内(た
    だしGe,Snとも0%は含まれない)にあり、O
    の組成比はTe,Ge,SnおよびOの4元素の合計
    を原子比で100%としたとき20〜60%の範囲内に
    ある光学情報記録部材。 2 Te,GeおよびSnの組成比はこれらの3元素
    の合計を原子比で100%とする3元組成図におい
    て GはTe50%、Ge40%、Sn10%、 HはTe55%、Ge30%、Sn15%、 IはTe55%、Ge20%、Sn25%、 JはTe35%、Ge20%、Sn45%、 KはTe15%、Ge45%、Sn40%、 LはTe15%、Ge75%、Sn10%、 MはTe20%、Ge75%、Sn5%、 NはTe25%、Ge70%、Sn5%、 のそれぞれ組成比点を示すG,H,I,J,K,
    L,MおよびNの各点を順次結ぶ直線で囲まれた
    領域内にある特許請求の範囲第1項記載の光学情
    報記録部材。 3 Oの組成比が30〜50%である特許請求の範囲
    第1項記載の光学情報記録部材。 4 記録薄膜の膜厚が500〜2000Åである特許請
    求の範囲第1項記載の光学情報記録部材。 5 記録薄膜の両面に400〜1000nmの波長に対し
    て透明な防湿層を設けた特許請求の範囲第1項記
    載の光学情報記録部材。 6 防湿層がSiO2からなる特許請求の範囲第5
    項記載の光学情報記録部材。
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