JPH11286177A - 超高感度のマ―ク可能な相変化層を含む記録素子 - Google Patents

超高感度のマ―ク可能な相変化層を含む記録素子

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JPH11286177A
JPH11286177A JP11013290A JP1329099A JPH11286177A JP H11286177 A JPH11286177 A JP H11286177A JP 11013290 A JP11013290 A JP 11013290A JP 1329099 A JP1329099 A JP 1329099A JP H11286177 A JPH11286177 A JP H11286177A
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Kee-Chuan Pan
パン キー−チュアン
Yuan-Sheng Tyan
ティアン ユアン−シェング
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ロバート プロウス ドナルド
Giuseppe Farruggia
ファーラグギア ジュゼッペ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーの低いレーザによりマークすることが
できるCD及びDVDを製造する。 【解決手段】 光学記録デバイスはデータマークを有す
る透明層12と、該透明層12の一部上に配置され、加
熱に伴い相及び反射率が変化するように適合された特定
のSb、Sn、Inから形成されたマーク可能な相変化
層14と、透明層12上に配置された反射層16と、反
射層16上に形成された保護層18とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光学的記録デバイ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】コンパクトディスク(CD)は市場にお
いて成功を納めてきた。例えば、CD−記録ディスクと
CD−オーディオディスクはどちらも広く市場に出回っ
ている。現在、DVDディスク(デジタルバーサタイル
ディスク)と呼ばれる新規なコンパクトディスクが導入
されつつある。DVDディスク(4.7GB)の記憶容
量はCD−オーディオディスク(640MB)よりもず
っと高い。その結果、ほとんどの映画を単一DVDに記
憶させることができる。
【0003】DVDを用いた映画のレンタルプロセスを
最大限活用するためには、ディスクが再生状態にある間
にディスクにマークすることによりそのディスク上に直
接その使用を登録することが高く望まれる。しかしなが
ら、典型的なDVDディスクは読み取り専用デバイスで
あり、ユーザによりマークすることはできない。更に、
典型的な読み取り装置は書き込みチャネルを有しておら
ず、または従来の記録媒体上に書き込むのに十分なパワ
ーのレーザを有していない。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】本発明の1つの目的
は、パワーの低いレーザによりマークすることができる
CD及びDVDを製造し、従来のディスク読み取り装置
のパワーの低い読み取りレーザービームでディスクにマ
ークすることができるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、(a)
データマークを記録するための透明層と、(b)透明層
との関係において、該透明層の一部の上部に配置される
と共に、加熱に応じてフェーズ及び反射率が変化するよ
うに適合されたマーク可能な相変化層であって、該マー
ク可能な相変化層は、アンチモン、すず、インジウムの
三元組成状態図中の1つの多角形内の組成を有し、組成
状態図は図6に示すとおりであり、多角形は表1に示し
た頂点及び原子パーセントで表された対応する座標を有
する、相変化層と、(c)透明層上に設けられた反射層
と、(d)反射層上に形成された保護層と、を備える光
学的記録デバイスにより達成される。
【0006】
【表1】
【発明の実施の形態】図1には、光学的記録デバイス1
0が図示されている。光学的記録デバイス10は、光学
的記録デバイス10がCD−R(CD−記録可能)ディ
スクである場合使用可能な必要に応じて設けることがで
きる記録層を有する透明層12を備える。データマーク
13は透明層12内でエンボス処理することができ、あ
るいは記録層において予め記録することができる。好ま
しくは、透明層12はポリカーボネートなどの材料で作
製され、必要に応じて染料記録可能層を含んでもよい。
マーク可能な相変化層14は透明層12の一部上の、デ
ータマーク13と同じ側に形成される。このマーク可能
な相変化層14は、レーザ読み取りビーム20により加
熱されている間にアモルファス状態から結晶状態に変化
することができる。反射層16は透明層12の残りの部
分上に形成される。最後に、保護層18がマーク可能な
相変化層14と反射層16上に塗布される。この保護層
18はスピンコーティングにより塗布しUV暴露により
硬化させることができる高分子ラッカーとすることがで
きる。
【0007】三元組成状態図はしばしば三成分系の分析
において使用される。以下の図について説明する。3元
素混合物は三角形のプロットとして表すことができる。
3つの角のそれぞれには3元素の各々が付されている。
この場合Sb、Sn及びInである。三角形上あるいは
三角形内のどの点も唯一の組成を表す。角は純粋元素を
表す。三角形の辺はその辺の端の2元素からなる二元混
合物を示し、内部の点は3元素全てからなる三元組成物
を示す。状態図内の一点で表される組成物内の1元素の
割合は、その元素を表す角に対向する辺からその点まで
の垂直距離に比例する。明確にするために、50%−5
0%二元混合物間の連絡線(点線)を状態図中に示す。
連絡線の各々においては最も近い角の元素が50%含ま
れ、他の2つの元素の混合割合が変化する。組成物の1
つの範囲は組成物状態図内の1つの領域を説明すること
により特定することができる。このようにするための1
つの方法は、三角形プロット内の多角形の頂点を特定す
ることである。本発明は、図6に示したSb、Sn、I
nの三元組成状態図における1つの多角形内の組成を有
する合金からなるマーク可能な相変化層14を備える光
学的記録デバイス10を提供する。
【0008】多角形は以下の表2に示す頂点及び原子パ
ーセントで表された対応座標を有する。
【0009】
【表2】 とりわけ有効な、マーク可能な相変化層14は以下の図
7に示す多角形内の合金組成を有する。
【0010】多角形は以下の表3頂点及び原子パーセン
トで表された対応座標を有する。
【0011】
【表3】 超高感度材料の調製を理解するために以下の実施例を示
す。
【0012】
【実施例】実施例1.コスパッタリングプロセスにより
この発明のマーク可能な相変化層14を調製した。マー
ク可能な相変化層14はアルゴン中で3つのターゲット
から同時に透明層12上にスパッタされた。ターゲット
はSb、Sn、及びSbInであった。アルゴン流は4
mTorrの圧力の7sccmとした。各ターゲット上
のパワーを変化させ、様々な組成の合金を調製した。表
4に調製した組成物のいくつかについての相転移温度、
反射率変化を示す。
【0013】
【表4】 マーク可能な相変化層14の厚さは約160nmであっ
た。本発明に従いより薄い層を使用することができる
が、マーク可能な相変化層14の組成を正確に決定する
ために、ここではより厚い層を使用することとした。分
析はICP(誘起結合プラズマ−原子発光分光法)によ
り行った。
【0014】アモルファスから結晶への相転移は熱によ
り誘起されるプロセスである。合金組成を調整すると、
転移温度を更に低くすることができ、より感度の高いマ
ーク可能な相変化層を得ることができる。
【0015】図2は、Sb−Sn−In合金の三元組成
状態図において、転移温度が100℃と一定なものの線
を示す。100℃という一定温度は例として使用した。
それにも関わらず、良好な結果が得られた。この温度は
高感度であるためには十分に低く、一方、DVD−RO
Mプレーヤ環境において安定であるためには十分高い。
【0016】測定した転移温度は加熱速度と相関関係に
あることに注意しなければならない。転移温度はまた層
の厚さと相関関係にある。さらに、転移温度は真空室中
の酸素の量に比例する。間接的には、転移温度は析出前
のポンプダウンの期間に依存する。
【0017】図3及び図4はそれぞれ、Sb49Sn40
11及びSb44Sn25In31のマーク可能な相変化層1
4の鏡面反射率を温度の関数として表したものである。
マーク可能な相変化層14は0.1℃/秒の割合で加熱
した。アモルファスから結晶への転移は、明確な温度で
反射率の急激な増加を引き起こす。この温度をここでは
マーク可能な相変化層14の転移温度という。
【0018】図3、図4及び表4にはまた、反射率変化
の大きさが示されている。変化は大きいほうが好まし
い。
【0019】実施例2.80nmの厚さのマーク可能な
Sb49Sn40In11相変化層14を透明層12上に析出
させた。その後、更にUV−硬化ポリマー保護層18で
コートした。この構造について、NAが0.60、ディ
スク線速度が3.5m/sの、635nmの波長のレー
ザを備えた光ディスクテスターを用いて検査した。レー
ザのパワーは、CD及びDVD読み取り装置において典
型的な0.6から1.0mWまで変化させた。反射率は
0.5mWCWレーザを用いてモニタした。
【0020】図5に示されるように、レーザのパワーが
0.8mWを超えると、たった1サイクルの暴露で、反
射率がかなり増加することが観察された。図5は、この
発明の材料が非常に高感度であることを示している。さ
らに、ディスクの線速度を減少させると、さらにマーク
のためのパワーを減少させることができる。
【0021】この発明について、特に、この発明の一定
の好ましい実施の形態を用いて詳細に説明してきたが、
本発明の精神及び範囲内であれば変更、改良が可能であ
ることは理解されるであろう。
【0022】
【発明の効果】本発明に従い作製されたデバイスはマー
ク可能な相変化層上にマークすることができる。
【0023】この発明はレーザ加熱により反射率が変わ
る超高感度材料を提供する。この変化はアモルファスか
ら結晶への相転移である。これらの材料ではレーザ加熱
により反射率が変化する。
【0024】本発明の適用はDVDに限られるものでは
ない。この発明は超高感度材料を使用することができる
他の光学的記録デバイスに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかるデバイスの一部の断面図であ
る。
【図2】 転移温度が100℃と一定であるSb−Sn
−In合金を示した三元組成状態図である。
【図3】 窒素雰囲気中、0.1℃/秒の一定速度で加
熱した場合のSb49Sn40In11の相転移による急激な
反射率の変化を示した反射率対温度の図である。
【図4】 窒素雰囲気中、0.1℃/秒の一定速度で加
熱した場合のSb44Sn25In31の相転移による急激な
反射率の変化を示した反射率対温度の図である。
【図5】 読み取りレーザによるレーザ暴露サイクルの
数の関数として反射率の変化を示した相対反射率対読み
取りサイクルのグラフである。
【図6】 本発明の相変化層の組成を説明するためのS
b、Sn、Inの三元組成状態図である。
【図7】 本発明の他の相変化層の組成を説明するため
のSb、Sn、Inの三元組成状態図である。
【符号の説明】
10 光学的記録デバイス、12 透明層、13 デー
タマーク、14 マーク可能な相変化層、16 反射
層、18 保護層、20 レーザ読み取りビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ロバート プロウス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ドッグウッド レーン 29 (72)発明者 ジュゼッペ ファーラグギア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター ビショップス レーン 706

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)データマークを記録するための透
    明層と、(b)前記透明層との関係において、該透明層
    の一部の上部に配置されると共に、加熱に応じてフェー
    ズ及び反射率が変化するように適合されたマーク可能な
    相変化層と、(c)透明層上に設けられた反射層と、
    (d)反射層上に形成された保護層と、 を備え、 前記マーク可能な相変化層は、アンチモン、すず、イン
    ジウムをそれぞれ頂点とする三角形で表される三元組成
    状態図中の1つの多角形内の組成を有し、 前記多角形は、以下に示す頂点A〜Gを順次結んで形成
    され、 前記頂点A〜Gは、それぞれ含有するSb:Sn:In
    の原子パーセントで表され、 頂点AのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、8
    5:15:0、 頂点BのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、6
    5:35:0、 頂点CのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、4
    0:50:10、 頂点DのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、3
    0:25:45、 頂点EのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、5
    0:5:45、 頂点FのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、5
    0:30:20、 頂点GのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、8
    0:10:10、であることを特徴とする光学的記録デ
    バイス。
  2. 【請求項2】 透明層はレーザ光を適用することにより
    エンボス処理されたあるいは記録されたデータマークを
    含むことを特徴とする請求項1記載の光学記録デバイ
    ス。
  3. 【請求項3】 (a)データマークを記録するための透
    明層と、(b)透明層との関係において、該透明層の一
    部の上部に配置されると共に、加熱に応じてフェーズ及
    び反射率が変化するように適合されたマーク可能な相変
    化層と、(c)透明層上に設けられた反射層と、(d)
    反射層上に形成された保護層と、 を備え、 前記マーク可能な相変化層は、アンチモン、すず、イン
    ジウムをそれぞれ頂点とする三角形で表される三元組成
    状態図中の1つの多角形内の組成を有し、 前記多角形は、以下に示す頂点A〜Gを順次結んで形成
    され、 前記頂点A〜Gは、それぞれ含有するSb:Sn:In
    の原子パーセントで表され、 頂点AのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、8
    0:18:2、 頂点BのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、5
    0:44:6、 頂点CのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、3
    8:42:20、 頂点DのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、3
    6:24:40、 頂点EのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、4
    6:14:40、 頂点FのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、5
    0:36:14、 頂点GのSb:Sn:Inの含有原子パーセントが、8
    0:14:6、であることを特徴とする光学的記録デバ
    イス。
JP11013290A 1998-01-26 1999-01-21 超高感度のマ―ク可能な相変化層を含む記録素子 Pending JPH11286177A (ja)

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