JPH06115251A - 相変化型光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の照射によりその光学的性質が可逆的に変
化する相変化型記録材料で形成された記録層３を基板１
上に備え、その光学的性質の変化を利用して情報の記録
・再生・消去を行う相変化型光記録媒体において、消去
率の低下を招くことなく物質移動を抑制することによっ
て、従来より記録許容回数を格段に増やすことを目的と
する。 【構成】 上記の相変化型光記録媒体における記録材料
として一般式、 ｛（Ｇｅ_xＴｅ_1-x）_a（Ｓｂ_yＴｅ_1-y）_1-a｝_1-bＲ_b （但し、式中ｘ、ｙ、ａ及びｂは０．４≦ｘ≦０．６、
０．３≦ｙ≦０．５、０．１≦ａ≦０．５、０．０１≦
ｂ≦０．０８の範囲の数であり、Ｒは希土類元素を示
す）で示される組成物を使用する相変化型光記録媒体で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光等の光を照
射してその照射部位の光学的性質を変化させ、この光学
的性質の変化を利用して情報の記録・再生・消去を行う
相変化型光記録媒体に係り、特に、記録回数を多くする
ことが可能な相変化型光記録媒体の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の相変化型光記録媒体としては、
主に、結晶相−アモルファス相間の相変化を利用した光
記録媒体が知られており、かかる相変化型光記録媒体
は、一般に、基板上に下部保護層、相変化型記録材料か
らなる記録層、上部保護層、反射層及び表面保護層を順
次積層して構成されている。そして、この相変化型光記
録媒体においては、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、結晶状態にある記録層（材料）
をアモルファス状態に変化させてマークを形成して情報
の記録が行われ、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アモルファス状態部分の記録層を結
晶状態に変化させてマークの消去が行われ、更に、低出
力のレーザー光を記録層上に照射して結晶状態部分とア
モルファス状態部分（マーク）の２つの光学的性質の違
いを反射光量の差として検出することにより記録情報の
再生が行われる。しかも、この光記録媒体においては、
記録した情報内容に対応して高出力と中間出力とで強度
変調したレーザー光を記録層上に照射することにより、
前の記録情報の上に新しい情報を重ね書き（記録）する
こともできる。このような相変化型光記録媒体に用いら
れる相変化型記録材料としては、従来、特開昭６３−２
２５９３４号公報に開示されているＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ等
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような相変化型記録材料からなる記録層を有する相変化
型光記録媒体においては、その記録時に記録材料を高温
に加熱して溶融させるため、記録層の上下に形成される
両保護層材料の熱膨張に起因する変形等によって溶融し
た記録材料がトラックに沿って押出されるという現象
（以下、物質移動と称す）が発生した。そのため、かか
る光記録媒体では、特に多数回の記録を行うにつれ、そ
の物質移動によって記録材料の一部が初期の位置から大
きくずれてしまい、その結果、正常な記録が困難とな
り、その記録許容回数が自ずと制限されるという問題が
あった。

【０００４】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みなされたもので、その目的は、物質移動を抑制するこ
とによって、従来より記録許容回数を格段に増やすこと
ができる相変化型光記録媒体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために鋭意研究した結果、相変化型記録材
料として下記一般式で示される特定の組成からなる材料
を使用することにより、消去率を悪化させることなく上
記物質移動を確実に抑制することができ、結果的に従来
よりも多数回の記録が可能な相変化型光記録媒体となる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】なお、特開昭６１−２５８７８７８号公報
には、一般式｛（Ｓｂ_xＴｅ_1-x）_yＧｅ_1-y｝_1-zＭ_z、
（式中、ｘは０．２〜０．７、ｙは０．４〜０．８、ａ
は０．０１〜０．５の範囲の数であり、ＭはＹ，Ｌａ，
Ｄｙなどから選ばれる金属である）で示される組成から
なる記録材料を使用した光記録媒体が記載されている。
しかしながら、かかる公報記載の発明は、デジタル信号
記録用として使用した場合、高温高湿下におけるビット
エラー率の安定性が不充分であるという課題を解決した
もので、本発明における物質移動に起因する記録回数の
制約などの問題点について何ら着目しておらず、また、
第４成分としての金属Ｍについては特にＳｎ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎが好適である
としたものであって、本発明のように希土類元素を第４
成分として限定して積極的に使用するという技術思想を
有したものではない。そして、この記録材料からなる記
録層を有する光記録媒体においては、物質移動が充分に
抑制されなかったり消去率が悪化してしまうために、本
発明の目的を達成することができない。

【０００７】さて、本発明の相変化型光記録媒体は、光
の照射によりその光学的性質が可逆的に変化する相変化
型記録材料で形成された記録層を基板上に備え、その光
学的性質の変化を利用して情報の記録・再生・消去を行
う相変化型光記録媒体を前提とし、上記記録材料として
一般式｛（Ｇｅ_xＴｅ_1-x）_a（Ｓｂ_yＴｅ_1-y）_1-a｝_1-b
Ｒ_b（但し、式中ｘ、ｙ、ａ及びｂは０．４≦ｘ≦０．
６、０．３≦ｙ≦０．５、０．１≦ａ≦０．５、０．０
１≦ｂ≦０．０８の範囲の数であり、Ｒは希土類元素を
示す）で示される組成物を使用することを特徴するもの
である。

【０００８】上記の技術的手段において、希土類元素Ｒ
とは、周期表３Ａ族に属するＳｃ（スカンジウム）、Ｙ
（イットリウム）、及び、ランタノイド系列のＬａ（ラ
ンタン）、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、
Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマ
リウム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウ
ム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、
Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリ
ウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）
を示す。この希土類元素Ｒとしては、好ましくはＤｙ、
Ｔｂ、Ｈｏである。

【０００９】また、希土類元素Ｒの組成比ｂは０．０１
≦ｂ≦０．０８、好ましくは０．０３≦ｂ≦０．０５の
範囲である。この組成比ｂが０．０１未満の場合には物
質移動を充分に抑制することができず本発明の効果が小
さく、反対に０．０８を越える場合には結晶化速度が遅
くなることに起因して消去率が悪くなる等の問題があ
る。

【００１０】さらに、記録材料における組成比ｘ、ｙ及
びａについても、上記特定範囲から外れる場合には、次
のような不具合がある。すなわち、組成比ｘが０．４未
満であるとアモルファス相の安定性が悪化し、逆に０．
６を越えると結晶化速度が遅くなる。組成比ｙが０．３
未満であったり０．５を越えると結晶化速度が遅くな
る。組成比ａが０．１未満であるとアモルファス相の安
定性が悪化し、逆に０．５を越えると結晶化速度が遅く
なる。

【００１１】上記のような記録材料からなる記録層は、
スッパタリング法等によって形成することができ、その
層厚としては１０〜１００ｎｍ程度が好ましい。また、
本発明の光記録媒体は、少なくとも上記の記録層を従来
公知の基板上に形成した構造のものであれば特に限定さ
れず、その以外は必要に応じて他の所定の層（例えば、
保護層や反射層など）を積層して構成される。中でも、
他の所定の層として通常、記録層の上下位置にそれぞれ
保護層が形成されるが、この保護層はなくてもよい。

【００１２】

【作用】本発明によれば、消去率が悪化されることがな
く物質移動が抑制され、従って従来よりも記録許容回数
が格段に増加する。

【００１３】そして、上記物質移動の抑制作用は、次の
ような理由により得られるものと推考される。すなわ
ち、本発明における記録層の材料には、希土類元素Ｒが
特定量存在している。この希土類元素、或いは希土類元
素と他の構成元素（Ｇｅ，Ｔｅ，Ｓｂ）との組成物は、
１０００°Ｃ程度以上の高い融点を有したものである。
一方、記録時におけるレーザー光の照射部位は、通常、
最高８００°Ｃ程度まで昇温される。従って、上記の融
点と加熱部位の昇温温度との関係から、記録時のレーザ
ー光照射によって加熱溶融される記録層中には、必ず希
土類元素を含む不溶物が残留するものと推察される。そ
して、この希土類元素を含む不溶物の存在により、記録
材料の粘性や表面張力等が変化し、それによって溶融材
料の移動（即ち、熱膨張変形する上下保護層による押し
出し作用）に対する抵抗力が増加し、その結果、物質移
動が抑制されるものと考えられる。

【００１４】また、上記の消去率に係る作用について
は、第４成分としての希土類元素の添加により、それ以
外の３つの元素からなる組成物の固有の結晶化温度が或
る一定の添加量までにおいては維持されるが、その一定
量を越えると結晶化温度が上昇してしまい、この結晶化
温度の上昇に伴って結晶化速度が遅くなり、それにより
消去率が悪化することが考えられる。従って、本発明で
は希土類元素の組成比の上限を特定したことにより、そ
の記録材料における結晶化温度の上昇が抑えられ、ひい
ては消去率の悪化が阻止されるものと推測される。

【００１５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明についてさらに
詳細に説明する。図１に示すように、厚さ１．２ｍｍの
ポリカーボネート製の基板１の上に、厚さ１６０ｎｍの
ＺｎＳ−ＳｉＯ₂製の下部保護層２、後述する条件下の
厚さ２０ｎｍのＧｅ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｄｙ製の記録層３、
厚さ３０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ₂製の上部保護層４、厚
さ１００ｎｍのＡｌ−Ｔｉ製の反射層５をこの順で、い
ずれもスパッタリング法により積層形成し、次いで、こ
の反射層５の上に塗布後硬化して形成される厚さ１０μ
ｍのアクリレート系紫外線硬化樹脂製の表面保護層６を
積層し、相変化型光記録媒体を作成した。この実施例に
おけるＧｅ、Ｓｂ、Ｇｅ及びＤｙの４成分からなる記録
層３は、Ｇｅ₂Ｓｂ₂Ｔｅ₅（即ち、ｘ＝０．５、ｙ＝
０．４、ａ＝０．４４）製のターゲットの上に、図２に
示す適宜な組成比ｂとなるＤｙ製のチップを置いてスパ
ッタリングを行うことにより形成した。

【００１６】上記のようにして得られた相変化型光記録
媒体を、線速度が８．５ｍ／ｓとなるように回転させ、
波長８３０ｎｍの半導体レーザー光を照射して１０万回
の記録実験を行った後、その記録媒体における損傷量と
消去率について測定し、結果を図２に示した。

【００１７】多数回記録後において発生する物質移動
は、セクターの始端部における記録媒体の損傷として顕
著に現れる。従って、ここではその損傷部のトラック方
向の長さを「損傷量」と定義する。そして、上記損傷量
の測定については、各記録媒体における再生波形の歪み
具合（それは、損傷部のトラック方向の長さに対応す
る）を計測し、それらの値を、希土類元素を添加しない
（即ち、ｂ＝０）のときの損傷量を「１」とした場合の
相対値として表示した。また、上記の消去率について
は、光ディスクテスターにより計測した。

【００１８】図２の結果から、希土類元素（Ｄｙ）を所
定の範囲内（０．０１≦ｂ≦０．０８）で添加すること
により、無添加の場合と比べ、多数回記録後における損
傷量を少なくする、即ち物質移動を抑制することができ
ると共に、消去率を無添加時のレベルとほぼ同水準に維
持できることがわかる。実際、この実施例における本発
明に係る光記録媒体によれば、少なくとも１０万回以上
の多数回記録が可能であることが本発明者等によって確
認されている。また、希土類元素（Ｄｙ）無添加の光記
録媒体（ｂ＝０）の場合においては、数万回程度の記録
を行った時点で正常な記録ができなくなることも確認さ
れている。

【００１９】なお、本実施例では、希土類元素としてＤ
ｙを一例に挙げて本発明について説明しているのみであ
るが、希土類元素は互いに化学的性質が類似しているた
め、Ｄｙ以外の希土類元素においても同様の効果が期待
される。

【００２０】

【発明の効果】本発明の相変化型光記録媒体によれば、
層変化型記録材料中に特定量の希土類元素を存在させた
ことにより、消去率の低下を招くことなく物質移動が抑
制されるため、従来より記録許容回数を格段に増加させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す相変化型光記録媒体
の断面略図である。

【図２】 実施例の光記録媒体における損傷量と消去率
の特性図である。

【符号の説明】

１…基板、３…記録層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の照射によりその光学的性質が可逆的
   に変化する相変化型記録材料で形成された記録層を基板
   上に備え、その光学的性質の変化を利用して情報の記録
   ・再生・消去を行う相変化型光記録媒体において、上記
   記録材料として一般式、 ｛（Ｇｅ_xＴｅ_1-x）_a（Ｓｂ_yＴｅ_1-y）_1-a｝_1-bＲ_b （但し、式中ｘ、ｙ、ａ及びｂは０．４≦ｘ≦０．６、
   ０．３≦ｙ≦０．５、０．１≦ａ≦０．５、０．０１≦
   ｂ≦０．０８の範囲の数であり、Ｒは希土類元素を示
   す）で示される組成物を使用することを特徴とする相変
   化型光記録媒体。