JPH10502202A - 光学的情報担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 基体(1)、薄い反射層(5)、誘電体層(7)、ＧｅＴｅＳｅを基体とする相変化記録層(9)、誘電体層(11)、不透明金属反射層(13)及び保護層(15)からなる光学的情報担体が記載されている。この情報担体は、レーザー光ビームによる書込み、消去及び読取りが可能であり、書込み済の状態でＣＤ工業標準に合致する。記録層(9)は合金Ｇｅ_xＴｅ_yＳｅ_zからなり、原子％で、４７≦ｘ≦５３、１７≦ｙ≦４１、１２≦ｚ≦３０及びｘ＋ｙ＋ｚ≧９６で好ましくは１００に等しい組成を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】 光学的情報担体 本発明は、レーザー光ビームによって情報の書込み、読取り及び消去を行うた めの光学的情報担体であって、積層を担持する基体を具え、この積層は順に第１ 反射層、第１誘電体層、ゲルマニウム及びテルルを含む合金の相変化材料の記録 層、第２誘電体層及び第２反射層を具える光学的情報担体に関する。 本発明は更にこのような光学的情報担体の製造方法に関する。 コンパクトディスク（ＣＤ）、コンパクトディスクリードオンリーメモリー（ ＣＤ−ＲＯＭ）及びレーザービジョン（ＬＶ）のような既知の情報担体において は、情報は製造者によって書込まれ、ユーザーは市販の再生装置によって読取る ことしかできない。他の光学的情報担体には一度だけユーザーが書込むことがで きる。例えばＣＤ−Ｒ（記録可能）のようなものである。ユーザーが消去可能で 且つ再書込み可能であり、標準ＣＤ再生装置で読取ることができる情報担体は、 多くの応用分野で使用することができるに違いない。オーディオ、ビデオ又はデ ータ情報を、ユーザー自身が情報担体に書込むことができる。消去ステップの後 で新しい情報を情報担体に書込むことができる。 消去可能で且つ再書込み可能の型の既知の情報担体は、所謂相変化材料からな る可逆性の記録層を有する。集束されたレーザー光ビームによってこの記録層を 局部的に加熱し続いて冷却することにより、レーザースポットの位置でこれらの 材料の結晶状態が変化し、読取り可能のビットが形成される。記録層の材料によ り、非晶質材料が結晶質材料に変化し、又は逆に変化する。結晶相から他の結晶 相への変化も可能である。記録層は例えば結晶質であり、入射したレーザー光を 吸収する性質を持つ。 情報を書込む間、情報担体は、書込むべき情報によって変調された集束レーザ ー光ビームに対して相対的に動く。この結果、記録層の露光部分には、結晶質／ 非晶質相変化を有する相変化記録層中でクェンチングが起きて非晶質情報ビット が形成され、非露光部分は結晶質のままで残る。結晶質材料は非晶質材料とは異 なる光学的性質を有するので、低出力の集束レーザー光ビームを用いて、反射に より光学的な差異として書込まれた情報を読取ることができる。或る相変化材料 においては、非晶質領域を加熱することにより再び結晶質領域に変換することが でき、これにより書込まれた情報を消去することができる。この型の既知の合金 は、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｓｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ｓ ｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ及びＧｅ−Ｓｅ−Ｓｂ−Ｔｅに基づくものである。 記録層は続いて再書込みを行うことができる。 書込み可能で且つ消去可能の情報担体を標準ＣＤ再生装置で読取る場合に不可 欠なことは、この情報担体がＣＤ再生装置とコンパチブルであることである。即 ちディスク型平板の形状の情報担体が、ＣＤシステムのための工業標準に合致し ていなければならない。これを以後ＣＤ工業標準という。この標準は、ＣＤ−Ｄ Ａ（ディジタルオーディオ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ｉ（インタラクティブ）、 ＣＤ−photo、ＣＤ−Ｖ（ビデオ）及びＣＤ−Ｒ（記録可能）を含む。これは、 特に、相変化型の情報担体を使う際に、情報担体の未書込み（実際には結晶質） 領域の初期の反射係数Ｒ_H及び変調度ｍが特定の最小値を有する必要があること を意味する。約７８５nmの波長を持つ平行レーザー光ビームが基体に直角に入射 する場合、Ｒ_Hは少なくとも７０％でなければならない。書込み済の情報担体を 集束レーザー光ビームで読取る場合は、非晶質ビットと結晶質記録層との反射の 差が変調されたレーザー光ビームを生じさせ、これが検出器によって連続的に、 コード化されて書込まれたディジタル情報によって変調された光電電流に変換さ れる。ディジタル情報は、約１μmの幅及びディスクの線速度に依存して０．９ 乃至３．３μmの長さを持つ非晶質ビットから発生する。変調された光電電流は 最小基本周波数が１９６kHzのＨＦ信号である。光電電流のピーク間値をＩ₁₁と し、１９６kHzに対応するＨＦ信号のピーク値をI_peakとすると、変調度ｍは ｍ＝Ｉ₁₁／Ｉ_peak （Ｉ） と定義され、上述のＣＤ工業標準によればこれが少なくとも０．６でなければな らない。変調された光電電流は、情報担体の書込み済（非晶質）領域と未書込み （結晶質）領域との間の反射の差異によって発生される。 実際には、Ｒ_H≧７０％の情報担体の場合、変調に対する相変化の寄与は一般 的に無視できる程度に小さいことが分かっている。この変調は主として反射率の 差に基づく。これらの情報担体は、必要な変調度ｍ＝０．６を得るために極めて 大きい光学的コントラストを持つ必要がある。光学的コントラストＣは Ｃ＝１００（Ｒ_H−Ｒ_L）／Ｒ_H （II） のように定義される。この式で、Ｒ_Hは上述の意味を持ち、Ｒ_Lは形成された非晶 質層の反射係数である。実際には、変調度は光学的コントラストより小さい。こ れは、特に非晶質ビットの幅に比較してレーザースポットの直径が比較的大きい ことに起因する。それに加えて、書込み済非晶質ビットの反射係数は形成したま まの非晶質層の反射係数と異なる。非晶質ビットは小量の結晶質材料を含むこと があり得る。実験によれば、ｍ＝０．６の変調度の要求に合致するためには、必 要な光学的コントラストＣは６０％より大きくなければならず、更に詳しくいえ ば少なくとも８０％でなければならない。Ｒ_Hは少なくとも７０％でなければな らないので、Ｒ_Lは１４％以下でなければならない。 上述の光学的な要請に加えて、一つの情報担体に対して同じレーザー光ビーム を用いて、同時に情報を消去し且つ新しい情報を書込めることが望ましい。この プロセスは通常は直接上書き（ＤＯＷ）といわれ、別個の消去ステップが不要で あるという利点を有する。上述のＣＤ工業標準内に収まるようにディスクの線速 度を１．２乃至１．４m/sとすると、出願人によって行われた実験によれば、結 晶質に囲まれた非晶質ビットを完全に消去（即ち再結晶化）するために必要な時 間ｔ_eは３００乃至８００nsであることが示されている。これは、回転している 光学情報ディスク上の非晶質ビットがレーザー光ビームに露光される時間が短い という事実に寄与することができる。このディスク線速度においては、ｔ_eが８ ００nsを超える場合は、この目的のために使用できる時間が短過ぎて非晶質ビッ トの完全な再結晶化は不可能である。ｔ_eが３００ns未満の場合は、非晶質ビッ トの書込みの際に、局部的且つ一時的に温度の上昇が起き、このため、完全に又 は部分的に上述のビットの再結晶化が起こり、最終的に非晶質ビットが生成され ないか又は不完全なビットが生成される危険がある。 上述のＣＤ工業標準に合致し、ＤＯＷに使用するのに適した書込み可能で消去 可能な情報担体を製造することは難しいことが分かっている。 最初の文節に述べた型の情報担体は、本出願の出願人によって出願された欧州 特許出願EP-A-549024(PHN13.925)号から既知である。この既知の相変化型の情報 担体は、順に、第１反射層、第１誘電体層、ＧｅＴｅ合金の記録層、第２誘電体 層及び第２反射層が積み重ねられた積層を担持する基体を具える。この積層をＭ ＩＰＩＭ構造と呼ぶことにする。ここで、Ｍは反射層を表し、Ｉは誘電体層を表 し、Ｐは相変化記録層を表す。このようなＭＩＰＩＭ構造は、ＣＤ工業標準に合 致するに充分な、高い初期反射率Ｒ_H及び大きいコントラストＣを得ることを可 能にする。構造から見ると、既知の情報担体は、例えば半透明の薄膜金反射層、 Ｔａ₂Ｏ₅誘電体層、ＧｅＴｅ記録層、Ｔａ₂Ｏ₅誘電体層及び光学的に不透明な金 層からなる。干渉効果が情報担体の初期反射及びコントラスト両者を増加させる 原因になる。既知の薄層構造においては、結晶層の反射及び非晶質層の反射が、 形成直後にはそれぞれ７０％及び１２％である。従って、光学的コントラストＣ は８３％であり、情報担体はＣＤ工業標準に合致する。ＧｅＴｅに加えて、前記 特許出願には、Ｓｂを含むＧｅＴｅ合金及びＩｎ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｎ及び／又は Ｇａを含む合金について記述されている。しかしながら、光学的にはＣＤ工業標 準に合致するＧｅＴｅの記録層を有する既知の情報担体の問題点は、上述の情報 担体が、ディスクの線速度１．２−１．４m/sでＤＯＷに適さないことである。 これは、ＧｅＴｅの非晶質ビットの完全な再結晶化に要する時間ｔ_eが僅か５０n sであり、このため書込まれたビットが直ちに再消去されてしまうことによる。 本発明の目的は、特に書込み状態でＣＤ工業標準に合致し、更に特に、Ｒ_H≧ ７０％の初期反射要求及びｍ≧０．６の変調度要求に合致する、書込み可能で且 つ消去可能な光学的情報担体であって、情報担体の線速度１．２−１．４m/sで 直接上書きのために用いるのに適した情報担体を提供することにある。変調度要 求ｍに合致するためには、光学的コントラストＣが少なくとも８０％でなければ ならない。 本発明の目的は更に、最初は完全に非晶質で用いられる記録層が、レーザー光 ビームによって結晶化（初期状態化）されて所望の記録層になることができる、 上述のような情報担体を製造する方法を提供することにある。後者の要求につい て次に説明する。 ＣＤ工業標準に合致する光学的情報担体を提供する目的は、最初の文節に述べ たような光学的情報担体において、記録層がＧｅ_xＴｅ_yＳｅ_zで表され、原子％ で ４７≦ｘ≦５３ １７≦ｙ≦４１ １２≦ｚ≦３０ 及びｘ＋ｙ＋ｚ≧９６である組成の合金からなることを特徴とする光学的情報担 体によって達成される。 記録層の結晶化温度、消去し且つ書込むことができる回数（繰り返し能力）及 び寿命に影響するため、光学的特性及び／又は消去回数に対する悪影響が出ない ようにするためには、記録層が含有することができるＯ、Ｓｂ、Ｎ又はＢｉの量 は最大４原子％である。記録層の説明を簡単にするため、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００％ であるとする。 本発明による組成は、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｅの原子パーセントが軸に沿って表さ れる三元三角図（図１参照）上の領域として表すことができる。この領域は以下 の頂点を持つ平行四辺形を形成する。 Ｇｅ₄₇Ｔｅ₄₁Ｓｅ₁₂（Ａ） Ｇｅ₄₇Ｔｅ₂₃Ｓｅ₃₀（Ｂ） Ｇｅ₅₃Ｔｅ₁₇Ｓｅ₃₀（ｃ） Ｇｅ₅₃Ｔｅ₃₅Ｓｅ₁₂（Ｄ）。 本出願人の実験によれば、記録層の組成がこれらの境界の外側にある場合は、 変調度ｍがＣＤ工業標準に合致せず、及び／又は消去時間ｔ_eが上述の３００乃 至８００nsの範囲に入らず、従って所定のディスク速度においてＤＯＷが不可能 である。Ｇｅ（Ｇｅの範囲は４７乃至５３原子％）及びＴｅの記録層にＳｅを添 加することによって、消去時間ｔ_e及び光学的コントラストＣを増加させること ができる。Ｓｅの含有量が少なくとも６原子％ならばＤＯＷが可能である。しか しながら、更に変調度の要求に合致するためには、Ｓｅの含有量は１２乃至３０ 原子％の間に限定されなければならない。Ｓｅが１２原子％以下の場合は、光学 的コントラストＣ及び変調度ｍが減少し過ぎ、Ｓｅが３０原子％以上の場合はそ れらが急激に減少する。 記録層のＧｅの含有量の５０原子％からの小さい変動即ち最大で±３原子％の 変動のみは許容されることが分かっている。これらの限界の外側では、コントラ ストＣ及び変調度ｍが急激に減少し、その結果、情報担体はもはやＣＤ工業標準 に合致しなくなる。これらの限界の中では、最小でも８０％の光学的コントラス トＣと、これに加えて少なくとも７０％の初期反射係数Ｒ_Hが得られる。 好ましくは、ｘ、ｙ及びｚの値が次の値を有する（原子％）。 ４８≦ｘ≦５２ ２０≦ｙ≦３４ １８≦ｚ≦２８。 この組成は、以下の頂点を持つ斜線が施された平行四辺形の中にある（図１参 照）。 Ｇｅ₄₈Ｔｅ₃₄Ｓｅ₁₈ Ｇｅ₄₈Ｔｅ₂₄Ｓｅ₂₈ Ｇｅ₅₂Ｔｅ₂₀Ｓｅ₂₈ Ｇｅ₅₂Ｔｅ₃₀Ｓｅ₁₈。 これらの狭い範囲では、情報担体のより大きいコントラストＣ及び従ってより 大きい変調度ｍが得られる。上述の狭い範囲の中では、最小で８６％の光学的コ ントラスト、及びこれに加えて、少なくとも７０％の初期反射係数Ｒ_Hが得られ る。 好ましくは、合金Ｇｅ₅₀Ｔｅ_50-zＳｅ_zが用いられる。ここで１２≦ｚ≦３０ 原子％であり、好ましくは１８≦ｚ≦２８原子％である。高いコントラストＣを 持つ極めて好ましい合金は、Ｇｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓｅ₂₅の組成を持つ。 ＭＩＰＩＭ構造の基体側に位置する反射層Ｍは、元素Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ又はＡ ｇの金属又は金属合金からなってもよい。この反射層は半透明であり、この透過 係数は例えば０．２を超える値を持つ。反射層Ｍは更に例えばそれぞれがＴａ₂ Ｏ₅及びＳｉＯ₂である高い反射係数と低い反射係数とを持つ誘電体層を交互に積 層した誘電体ミラーであってもよい。 光学的情報担体の外側の反射層Ｍは、好ましくは例えば元素Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ 又はＡｇの金属又は金属合金からなる不透明金属層であり、これにより反射層に よって可能な限り少ないレーザー光が通される。７８５nmの波長のレーザー光に 対する反射率及び耐腐食性が大きいことから、反射層Ｍとして金を用いることが 望ましい。 干渉層として誘電体層Ｉを加えることにより、情報担体の反射とコントラスト の両者が増加する。これに加えて、上述の誘電体層は、発生し得る酸化に対して 記録層Ｐを保護し、反射層Ｍから記録層Ｐへの金属の拡散を防ぐ。上述の誘電体 層は更に、記録層に非晶質ビットが書込まれる際に熱の制御された移動を確実に する。 誘電体層としては、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｎＳ、ＡｌＮ又はＴａ₂Ｏ₅のような 通常の材料を使用することができる。ＺｎＳとＳｉＯ₂の混合物のように、これ らの材料の混合物を用いてもよい。誘電体層は使用されるレーザー光に対して透 明でなければならない。反射層と誘電体層の両者共、蒸着又はスパッタリングに よって形成することができる。 ＭＩＰＩＭ構造の層の厚さは、Ｃが最大になり、Ｒ_Hが少なくとも７０％であ るように選択される。 情報担体の基体は、少なくとも読取りのために用いられる波長７７０−８３０ nmのレーザー光に対して透明であり、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタ クリレート（ＰＭＭＡ）、非晶質ポリオレフィン又はガラスから形成することが できる。基体は更に書込み及び消去に用いるレーザー波長に対して透明でなけれ ばならない。ＣＤ工業標準によれば、情報担体はディスク型であり、１２０mmの 直径を持ち、基体の厚さは１．２mmである。 基体の記録層側の表面は、好ましくは光学的に走査されるサーボトラックを具 える。このサーボトラックは、しばしばスパイラル形の溝によって構成され、基 体が射出成型又はプレス成型される際のモールドによって基体に形成される。こ の溝は、これに代わり、例えば基体上に別個に形成されたアクリレートの紫外線 硬化層のような合成樹脂層における転写法によって形成することもできる。この ような溝のピッチは１．６μmで幅は例えば０．６μmである。 更に、積層の最外側の層は、例えは紫外線硬化ポリ（メタ）アクリレートの保 護層によって外界から遮蔽されている。 ＣＤ工業標準に合致する情報担体の消去可能の記録層のためには、本発明によ るＧｅＴｅＳｅ合金が最適であるが、この合金は、更に、ディスク形ではなく、 大きい光学的コントラスト及び変調度を必要とする情報担体のような他の光学的 情報担体に用いるのにも適している。このためには、可撓性の、例えばテープ状 の基体を用いることができる。 記録層は、蒸着又は適切なターゲットのスパッタリングによって基体に形成す ることができる。この層は従って非晶質に形成され、低い反射係数を示す。高い 反射係数を有する適切な記録層を形成するためには、この層が先ず完全に結晶化 されなければならず、これを通常初期化という。このためには、情報担体を炉中 で、対応するＧｅＴｅＳｅ合金の結晶化温度に加熱する。結晶化温度はほぼ２５ ０℃である。この方法はポリカーボネートのような合成樹脂基体には適さない。 これに代わって、例えば再生装置中で、充分なパワーのレーザー光ビームで非晶 質層を初期化することが可能であり、この場合、レーザー光ビームが回転してい る情報担体を走査する。このようにすれば、基体が不利な熱負荷に曝されること なしに、非晶質層が局部的に結晶化温度に加熱される。 しかしながら、実験によれば、本発明による組成を有する非晶質ＧｅＴｅＳｅ 合金は、レーザー光ビームでは１０μs以内で初期化されず、一方で非晶質ビッ トが８００ns以内で消去即ち結晶化されることが分かっている。一見して特異な この現象は、次のように説明される。非晶質材料の結晶化には２つの別個のプロ セス即ち、核形成及び成長が必要である。核形成は非晶質の中に小さい結晶が発 達するプロセスである。成長は小さい結晶の体積が増加するプロセスである。両 プロセスの速度は、強く、しかし広い範囲に異なって温度に依存する。均一な非 晶質層の結晶化は、核形成及び成長の両者を必要とする。しかし、結晶質の中の 非晶質ビットの場合は、結晶がビットの縁に沿ってビットの中央に向けて成長で きるので、核形成は必要ない。この結果、非晶質ビットは極めて速く消去（結晶 化）することができる。Ｇｅ₅₀Ｔｅ₃₂Ｓｅ₁₈及びＧｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓｅ₂₅のような本 発明による合金は、それぞれ３５０及び６００nsの非晶質ビットの消去時間ｔ_e を持ち、従ってＣＤ−Ｅ（消去可能）に適している。これらの合金からなる均一 な非晶質層は、実質的に２５，０００nsを超える（＞２５μs）結晶化時間を持 ち、レーザー光ビームによるこの合金の初期化は極めて難しい。 レーザー光ビームによって初期化を行うことができ、誘電体層Ｉ及び反射層Ｍ が通常の方法で基体上に形成される上述のような光学的情報担体を製造する方法 を提供する目的は、記録層が、主としてＧｅとＴｅとの合金で第１層厚さを持つ 第１層及び主としてＧｅとＳｅとの合金で第２層厚さを持つ第２層からなる２つ の積み重ねられた非晶質層から形成され、レーザー光ビームによって２つの層を 加熱及び混合し更にこの層を冷却した後では結晶質記録層Ｇｅ_xＴｅ_yＳｅ_zが形 成され且つｘ、ｙ及びｚが前記の値を持つように組成及び層の厚さが選択される 光学的情報担体の製造方法によって達成される。 本発明によれば、記録層は、例えばＧｅＴｅとＧｅＳｅとの２つの積み重ねら れた、異なる、相変化層によって形成される。組成及び層の厚さは、平均組成が 所望の組成に対応するように選択される。この２つの層の１つ（ＧｅＴｅ）は、 容易に核形成を行い続いて結晶化する性質を有する。充分なパワーのレーザー光 ビームが２つの層を混合し、その後冷却すると、平均組成の単結晶層が形成され る。 Ｇｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓｅ₂₅の均一な非晶質層は、非晶質ビットの消去時間が僅か６０ ０nsであるにも拘わらず、１ms以上（＞１０⁶ns）の核形成時間を持ち、その結 果、レーザー光ビームによる初期化が極めて困難である。同一の厚さの非晶質の Ｇｅ₅₀Ｔｅ₅₀及び非晶質のＧｅ₅₀Ｓｅ₅₀からなる二重層を形成すれば、加熱した 時のＧｅ₅₀Ｔｅ₅₀層の極めて速い核形成が、２μs以内で二重層の結晶化（初期 化）及び混合を生起させ、結局１つの結晶層を形成させる。このような短い結晶 化時間により、非晶質二重層をレコーダーで初期化することが可能になる。結晶 化した層の組成はＧｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓｅ₂₅であり、この層は、１つの非晶質層を用い て結晶化した同一組成の層と同一の性質を有する。 欧州特許明細書EP-B-217293号には、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂを含み、Ｔｅを部分的 にＳｅで置き換えることができる合金からなる可逆性の光学的記録層について記 載されている。出願人が行った測定によれば、これらの合金はＣＤ−Ｅの要求に 合致しないことが示されたことに注意すべきである。例えば、合金Ｔｅ₃₉Ｇｅ₅₂ Ｓｂ₉は僅か３０nsの消去時間ｔ_eを持つため、これらの合金は直接上書きに適し ていない。更に、この層からなる光学情報担体の光学的コントラストＣは、上述 ＭＩＰＩＭ構造において７４％であり、これは必要な変調のためには不充分であ る。組成Ｇｅ₃₉Ｔｅ₄₀Ｓｅ₁₂Ｓｂ₉の合金は、同一の条件の下で消去時間ｔ_eが５ ５０nsであるが、光学的コントラストＣ及び変調度ｍはそれぞれ僅か６７％及び ４４％である。 次に、添付図面を参照し実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。 図１はＧｅ−Ｔｅ−Ｓｅを原子パーセントで示す三元組成図であり、この図に おいてＡＢＣＤで囲まれた平行四辺形の範囲が本発明による組成範囲であり、斜 線が施された範囲が好ましい組成範囲であり、 図２は消去時間ｔ_eを、ｎｓで、合金Ｇｅ₅₀Ｔｅ_50-zＳｅ_zについて原子％で表 されたＳｅの含有量ｚの関数として表す図であり、 図３はＲ_H＝７０％の情報担体の光学的コントラストＣを、％で、合金Ｇｅ₅₀ Ｔｅ_50-zＳｅ_zについて原子％で表されたＳｅの含有量ｚの関数として表す図で あり、更に 図４は本発明による光学的情報担体の模式的断面図である。実施例１ 図２は、合金Ｇｅ₅₀Ｔｅ_50-zＳｅ_zの結晶質層における非晶質ビットの消去時 間ｔ_e（単位ｎｓ）とＳｅの含有量ｚ（単位原子％）との間の関係を示す。この 層は、対応する組成のターゲットのスパッタリングによって非晶質層として形成 され、続いて炉中で結晶化されて均一層を形成したものである。この層は、厚さ １８５nmの厚さを持つＴａ₂Ｏ₅の２つの誘電体層の間に位置する。これらの実験 においては、この層はレーザー光ビームに対して静止しており、ビームはビット の中央に向いている。消去時間ｔ_eは、非晶質ビットが完全に結晶化するのに必 要な最小レーザーパルス持続時間によって定義される。これらの実験は、少なく とも６原子％のＳｅ含有量ｚを持つ組成について、消去時間ｔ_eが適切な範囲で ある３００乃至８００nsの範囲にあり、これらの組成がディスクの線速度１．２ −１．４m/sでの直接上書きに適していることを示している。 図３は、Ｒ_H＝７０％の情報担体の光学的コントラストＣ（単位％、式IIで表 される）と記録層のための同じ合金のＳｅの含有量ｚ（単位原子％）との間の関 係を示す。この関係は、ｔ_e＞３００nsの範囲で、コントラストＣの最小が８０ ％であるとすると、Ｓｅの含有量ｚは少なくとも１２原子％が必要であることを 示す。Ｓｅが２５原子％を超えるとコントラストＣが急激に減少する。Ｓｅが３ ０原子％を超える範囲では光学的コントラストＣが８１％より小さい。これは、 合金Ｇｅ₅₀Ｔｅ_50-zＳｅ_zが、１２％＜ｚ＜３０原子％の場合にＣＤ−Ｅに適し ていることを意味する。実施例２ 図４は本発明による光学的情報ディスクの断面の一部を示す。参照番号１は、 直径１２０mmで厚さ１．２mmのガラスのディスク形状を持つ基体を表す。この基 体の一方の側には、スパイラル形状のサーボトラック（図示されていない）が溝 の形で設けられている。この溝は、アクリレートの紫外線硬化層に転写プロセス によって設けられる。厚さ５nmのＴａ₂Ｏ₅の極薄層３は、この溝が形成されてい るアクリレート層に形成される。この層３は、続いて形成される金層５に対する 結合層として作用する。層３には次の層が積層される。 −１５nmの金からなる反射層５、 −２０nmのＴａ₂Ｏ₅からなる誘電体層７、 −２５nmのＧｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓｅ₂₅からなる記録層９、 −２７nmのＴａ₂Ｏ₅からなる誘電体層11、 −７５nmの金からなる反射層13。 これらの層はスパッタリング又は真空蒸着によって形成することができる。ス パッタリングの後では記録層９は非晶質であり、熱処理によって結晶質層に変換 される。厚さ１０μmの紫外線硬化性のアクリレートラッカーからなる保護層15 が反射層13の上にスピンコートされる。 記録層９の合金は可逆性の結晶質−非晶質相変化材料である。情報の書込み、 読取り、及び追加として消去のためのレーザー光ビームは、基体１の入射面17か ら情報担体に入射する。このビームは、図には矢印で表されている。書込みの間 は情報担体が１．２−１．４m/sの一定の線速度で回転し、６０mWのピークパワ ーを持つ変調されたレーザー光ビームの作用によって、結晶質記録層９の中に非 晶質ビットが形成される。上述の層構造においては、結晶質及び非晶質状態（形 成のまま）の計算された反射係数が室温でそれぞれ７０．５％及び４．１％であ る。従って、光学的コントラストＣは９４％になる。情報担体の実測反射係数は それぞれ７１％及び１０％であり、変調度ｍは０．６１（式Ｉ）である。この結 果、初期反射及び変調度は、ＣＤ工業標準に合致し、書込み済の情報担体は標準 のＣＤ再生装置で再生することができる。 非晶質ビットの消去時間は６００nsであり、ディスクの線速度が１．２−１． ４m/sの場合にレーザー光ビームによって消去することができ、直接上書きが可 能である。このように、書込み済の情報担体はＣＤ工業標準に合致する。実施例３ Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｅの異なる組成を持つ記録層９を用いて、実施例２を繰り返 す。得られた情報担体について非晶質ビットの消去時間ｔ_e（単位ｎｓ）と、結 晶質及び非晶質領域の反射係数Ｒ_H及びＲ_Lとをそれぞれ計算（単位％）する。こ れらのデータから、式IIにより光学的コントラストＣ（単位％）を計算する。こ のようにしてＲ_Hが７０％の最適の積層が得られる。結果は次の表に示されてい る。 ＧｅＴｅＳｅ合金１−６は本発明による光学的情報担体に用いるのに適した合 金である。合金１−５は図１の平行四辺形ＡＢＣＤの中に位置する。記録層とし てこれらの合金を含む情報担体は、Ｒ_H値が７０％で且つ消去時間ｔ_eが３００乃 至８００nsにおいて、最小８０％のコントラストＣを示す。これらの合金により 、ＣＤ工業標準に合致した光学的情報担体を製造することが可能になる。実験３ 、４及び５は図１の斜線の範囲の中にあり、Ｒ_H値が７０％で極めて高いコント ラストＣを示す。実験６の合金は、４原子％のＳｂを含み、消去時間ｔ_eが３０ ０nsを持ち、必要な範囲である３００−８００nsにちょうど含まれる。 実験７−１８はコントラストＣが小さ過ぎるか又は消去時間ｔ_eが不適切、即 ち範囲３００−８００nsの外側にある。 本発明による情報担体は書込み可能で且つ消去可能な光学的情報担体であり、 書込み済の状態でＣＤ工業標準に合致し、且つ、直接上書きに適する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤコブス ベルナルダス アントニウス ヨハヌス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ヨンゲネリス アドリアヌス ペトルス ヨハネス マリア オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．レーザー光ビームによって情報の書込み、読取り及び消去を行うための光学 的情報担体であって、積層を担持する基体を具え、該積層は順に第１反射層、第 １誘電体層、ゲルマニウム及びテルルを含む合金の相変化材料の記録層、第２誘 電体層及び第２反射層を具える光学的情報担体において、記録層が Ｇｅ_xＴｅ_yＳｅ_zで表され、原子％で ４７≦ｘ≦５３ １７≦ｙ≦４１ １２≦ｚ≦３０及び ｘ＋ｙ＋ｚ≧９６ である組成の合金からなることを特徴とする光学的情報担体。 ２．ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００であることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報担 体。 ３．ｘ、ｙ及びｚの値が ４８≦ｘ≦５２ ２０≦ｙ≦３４ １８≦ｚ≦２８ であることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報担体。 ４．記録層がＧｅ₅₀Ｔｅ_50-zＳｅ_zで表され、１２≦ｚ≦３０であることを特徴 とする請求項１に記載の光学的情報担体。 ５．反射層が金を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学的情報担体。 ６．基体がレーザー光ビームのためのサーボトラックを具えることを特徴とする 請求項１に記載の光学的情報担体。 ７．Ｇｅ_xＴｅ_yＳｅ_zであり、原子％で ４７≦ｘ≦５３ １７≦ｙ≦４１ １２≦ｚ≦３０及び ｘ＋ｙ＋ｚ≧９６であり、好ましくは１００である合金を用いたことを特徴と する消去可能の光学的情報担体の記録層。 ８．通常の方法で基体上に形成される結晶質記録層、誘電体層及び反射層を有す る請求項１に記載の光学的情報担体の製造方法において、記録層が、主としてＧ ｅとＴｅとの合金で第１層厚さを持つ第１層及び主としてＧｅとＳｅとの合金で 第２層厚さを持つ第２層からなる２つの積み重ねられた非晶質層から形成され、 レーザー光ビームによって２つの層を加熱及び混合し更にこの層を冷却した後で は結晶質記録層Ｇｅ_xＴｅ_yＳｅ_zが形成され且つｘ、ｙ及びｚが前記の値を持つ ように組成及び層の厚さが選択されることを特徴とする光学的情報担体の製造方 法。 ９．第１層にはＧｅ₅₀Ｔｅ₅₀の合金を用い、第２層にはＧｅ₅₀Ｓｅ₅₀の合金を用 いて２つの非晶質層を等しい厚さにスパッタし、これにより組成Ｇｅ₅₀Ｔｅ₂₅Ｓ ｅ₂₅の結晶質記録層を形成することを特徴とする請求項８に記載の光学的情報担 体の製造方法。