JPS61199044A - 記録媒体用錫−鉛合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、記録媒体用錫−鉛合金に関する。

（従来の技術） 近年になって、高速ランダムアクセスの可能な高密度大
容量の情報記録媒体円盤についての研究開発が盛んに行
なわれるようになったが、レーザ光スポットの照射によ
る情報の記録再生が可能で。

かつ、レーザ光または／及び必要に応じて適当な補助手
段をも用いて記録された情報を消去し、新しい情報に書
換えうるような機能も備えている如き新規な記録媒体に
ついての探索も行なわれている。

ところで、レーザ光を用いて情報の記録、再生が行なわ
れるようにされている記録媒体について。

レーザ光ビームのスポットによる加熱作用により。

記録媒体にどのような物理的な変化を生じさせて情報の
記録を行なうようにしているのかに着目して、現在まで
に提案されている多くの記録媒体を分類すると、ピット
形成型、泡あるいは凹凸形成型、光磁気型、相変化型（
熱エネルギにより光の透過率１反射率、吸収率等に変化
が生じる熱変態型）等の各種型式の記録媒体に大別でき
る。

そして、前記した各種型式の記録媒体の内で相変化型に
属する記録媒体は、低記録情報の消去の可能性もあると
いう点で注目されていて、現在までにこの種の記録媒体
としては、カルコゲナイド系の物質（ゲルマニウム、テ
ルル、アンチモン、シリコン、砒素、ビスマス、インジ
ュウム、ガリュウム、タリウム、セレン、硫黄）の色々
な組合わせからなる組成物の薄膜や、低級酸化物（例え
ば、ＴｅとＴ６０２の混合組成物等）の薄膜を用いた記
録媒体が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、カルコゲナイド系の物質の色々な組合わせか
らなる組成物の薄膜や、低級酸化物（例えば、ＴｅとＴ
　ｅ　Ｏ２の混合組成物等）の薄膜を用いて構成されて
いる既提案の記録媒体では、レーザ光強度（記録媒体に
相変化を起こさせることができる強度範囲内のレーザ光
強度であって、記録媒体にその強度のレーザ光が照射さ
れた部分からの再生信号中における２次高調波歪が極小
になされる如きレーザ光強度）及び／または信号対雑音
比が記録媒体の薄膜を構成しでいる物質の組成比によっ
て大きく変化するために、所定の特性を備えている記録
媒体の大量生産を簡単に行なうことができないという点
が問題になった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、錫が３０重量％乃至７０重量％であって残部
が鉛である記録媒体用錫−鉛合金を提供するものである
。

（実施例） 本発明は相変化型（熱エネルギにより光の透過率２反射
率、吸収率等に変化が生じる熱変態型）の記録媒体に適
する記録材料の探索に当り錫と鉛とからなる合金に着目
し、その錫−鉛合金における錫と鉛との組成を変化させ
て、錫が３０重量％乃至７０重量％であって残部が鉛で
あるような組成範囲の錫−鉛合金が、相変化型の記録媒
体に適した特性を備えていることを見出したことに基づ
いて。

本発明の記録媒体用錫−鉛合金を完成させたものである
。

次に、添付図面を参照しながら本発明の記録媒体用錫−
鉛合金について詳絹に説明する。本発明の錫と鉛との二
元合金からなる記録媒体用錫−鉛合金は、例えば、真空
蒸着法やスパッタリング法、その他、前記の方法に類似
な方法の適用によって厚さが１０００オングストローム
内外の薄膜として容易に形成できるものであるが、次に
、−例として二元独立同時スパッタリング法により１本
発明の記録媒体用錫−鉛合金、すなわち、錫が３０重量
％乃至７０重量％であって残部が鉛である記録媒体用錫
−鉛合金を、各種基板上に所定の厚さの薄膜として付着
形成させる場合の概略を説明すると次のとおりである。

すなわち、まず、真空槽内に設置された回転自在な基板
ホルダーに、適当な構成材料（例えば、ガラス、プラス
チックス）で製作されている基板を取付けた後に、真空
槽内を１０−’　〜１０−’　Ｔｏｒｒ程度の真空度に
なるように排気し１次にアルゴンガス（アルゴンガス圧
は１．０Ｘ１０１〜５Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ）の導入の下
に、錫のターゲットと鉛のターゲットとの独立した２つ
のターゲットにアルゴンイオンを衝突させてスパッタリ
ングを起こさせ、適当な回転速度で回転している基板上
に、所定の組成比と所要の厚さとを有する錫と鉛との合
金の薄膜を付着形成させるのである。

前記のように基板上に形成される錫−鉛合金薄膜の組成
は、前記した２つの独立したターゲットに衝突させるべ
きアルゴンイオンに与えるエネルギの設定の仕方を変え
ることにより変化できるのであり、それは前記した２つ
の独立したターゲットに与える電力を変化することによ
って容易に行なわれうる。また、基板の表面上に形成さ
せるべ。

き記録媒体用錫−鉛合金による薄膜記録媒体の厚さは、
スパッタリング時間を変化させることによって所定の膜
厚に設定することが容易である。

そして、前記のようにして錫が３０重量％乃至７０重量
％であって残部が鉛であるような記録媒体用錫−鉛合金
薄膜が記録層として基板の表面に付着形成されている記
録媒体を容易に製作することができる。

基板の表面に形成された記録層の表面に保護層を形成す
ることが必要な場合には、適当な合成樹脂の薄膜による
保護層を周知の任意の手段の適用によって記録層の表面
に被着させればよい。

また、スパッタリング法の適用による成膜に際しては、
錫と鉛とのスパッタリングレートを考慮した組成の錫−
鉛合金による１個のターゲットを用いて成膜が行なわれ
るようにしてもよい。

第１図は、前記のようにして基板上に記録媒体用錫−鉛
合金による記録層が付着形成されてなる記録媒体に１ノ
ーザ光のスポットを照射して、信号の記録再生を行なう
ための実験に用いた記録再生装置の概略構成を示すブロ
ック図であり、この第１図においてＭはモータ、ＴＴは
ターンテーブルであり、前記のターンテーブルＴＴには
記録媒体りが固着装置４（クランパ４　）によって固着
される。

記録媒体りは透明なプラスチックの基板１上に記録媒体
用錫−鉛合金の記録Ｍ２が付着形成された上に１図示の
例では保護膜３が設けられている。

ブロックＲは記録系であり、また、ブロックＰは再生系
であって、記録系Ｒには高出力状態に付勢させることが
できるとともに、変調信号によってレーザ光の強度変調
ができるようになされた半導体レーザ光源５（波長が８
３００オングストロームのレーザ光を放射）と、レーザ
光を集束して記録媒体りの記録層２に所定の径のレーザ
光スポットを照射させる光学系７と、ハーフミラ６と、
フォーカス系及びトラッキングサーボ系８などを含んで
構成されており、また、再生系Ｐは低出力（例えば、１
〜３ｍｗ　）で連続点灯できる半導体レーザ光源９（波
長が８３００オンゲストロー１１のレーザ光を放射）と
、レーザ光を集束して記録媒体りの記録層２に所定の径
のレーザ光スポットを照射させろ光学系１１ど、ハーフ
ミラ１０と、記録媒体りの記録Ｒ・１２に生した物理的
な変化を読出すための光検出器（シリコンＰＩＮダイオ
ード）と信号処回路及びフォーカス系ならびにトラッキ
ングサーボ系１２などを含んで構成されている。

さて、例えば、プラスチック類の円盤状の基板１の表面
に、錫が２０重址％乃至７５重量％であって残部が鉛で
あるような組成範囲内にある色々な組成の賜−鉛合金を
約５００オングストロームの厚さの薄膜として被着させ
たものを試料として用意し、それぞれ組成を異にしてい
る錫−鉛合金薄膜が付着されている各試料を回転させた
状態にして、前記の各試料毎の錫−鉛合金薄膜を直径が
約１μｍに集束さ九たレーザ光束（波長が８３００オン
グストロームの半導体レーザからのレーザ光）により断
続的に照射された状態にして信号の記録を行なった場合
には、前記の試料におけるレーザ光束で照射された部分
が照射されなかった部分に比べて光学的な反射率が増加
するために、前記の試料におけるレーザ光束で照射され
た部分と照射されなかった部分とは室内光の下での目視
によっても明瞭に弁別できたが、それを光学顕微鏡によ
り観察したところ、試料の錫−鉛合金薄膜におけるレー
ザ光束の照射により相変化を起こしている部分は、その
他の部分に比べて高い反射率を有するために明瞭なコン
トラスト比を有する明るい状態の部分の連なりとして明
確に認識できた。

第２図は前記のように試料を回転させ、それを時間軸上
で第２図の（ａ）のように断続するレーザ光束で照射し
たときに錫−鉛合金薄膜に生じる記録ドツト（第２図の
（ｂ））と、前記の錫−鉛合金薄膜の記録ドツトの部分
とその他の部分とにおける反射率の状態（第２図の（ｂ
））とを示している。

そして、前記のようにして部分的に相変化を生じさせた
錫−鉛合金の薄膜を走査電子顕微鏡によってｍ察したと
ころ、記録ドツトは全く認められなかったが、このこと
は前記のようにレーザ光のスポットの照射によって錫−
鉛合金の薄膜に生じた光の反射率等の光学的変化は、レ
ーザ光の照射によって錫−鉛合金の薄膜の表面に凹凸が
生じることによって起きたのではないことを示している
。

次に、前記のようにしてレーザ光スポットの照射により
相変化を生じさせた錫−鉛合金の薄膜をＥＰＭＡ（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏ　Ａｎａｌｙｓ
ｉｓ）によって、それの記録部分と非記録部分とのそれ
ぞれの部分における酸素址と窒素量とを測定したが、両
者間においての差は認められなかった。このことは前記
のようにレーザ光のスポットの照射によって錫−鉛合金
の薄膜に生じた光の反射率、透過率の変化と１色調の変
化などは、レーザ光の照射によって錫−鉛合金の薄膜に
形成された記録部分が、レーザ光の照射による加熱によ
って非記録部分とは異なる物質に変化したことによっ′
Ｃ生じたものではないことを示している。

以上の実験結果から考えると、レーザ光のスポットの照
Ｈによって錫−鉛合金の薄膜に生じた光学的特性の変化
は、レーザ光の照射によって錫−鉛合金の薄膜に与えら
れた熱エネルギにより、錫−鉛合金の２膜の構成物質に
原子配列の変化が生じ、それによって錫−鉛合金の薄膜
の光学的特性が記録部分と非記録部分とにおいて変化し
ているものと推論される。

第３図の（ａ）は錫−鉛合金中の錫の含有率（重量％）
の変化に対する錫−鉛合金薄膜のレーザ光感度（記録媒
体に相変化を起こさせることができる強度範囲内のレー
ザ光強度であって、記録媒体にその強度のレーザ光が照
射された部分からの再生信号中における２次高調波歪が
極小になされる如きレーザ光強度）の変化を示す図であ
り、また。

第３図の（ｂ）は錫−鉛合金中の錫の含有率（重量％）
の変化に対する再生信号のＣ／Ｎ（搬送波対雑音比）の
変化を示す図であるが、第３図の（ａ）。

（ｂ）に示されている測定結果は、次の様な条件の下で
得られたものである。

すなわち１合成樹脂製の円盤状の基板（アクリル樹脂製
の円盤状の基板）の表面に、錫の含有率が錫が２０重量
％乃至７５重量の範囲で残部が鉛であるような組成の錫
−鉛合金を約５００オングストロームの厚さの薄膜とし
て被着させてなる記録媒体Ｄ（記録層上に保護膜を設け
ていない状態のもの）を、それの中心を回転軸に固着し
て毎分９００回転させ、前記した情報記録円盤における
中心から５０■の径の位置を、繰返し周波数が５００Ｋ
Ｈｚの矩形波信号によって強度変調されている状態の波
長が８３００オングストロームレーザ光の径が約１ミク
ロンのスポットによって照射し、錫−鉛合金の薄膜に５
００ＫＨｚの矩形波信号を相変化によって記録するよう
にした場合のものであり、第３図の（ａ）、（ｂ）に示
されている測定結果を得るための実験は、錫の含有率が
錫が２０重量％乃至７５重量％の範囲で残部が鉛である
ような組成の錫−鉛合金を約５００オングストロームの
厚さの薄膜として被着させてなる記録媒体りとして、錫
が２０重量％乃至７５重量％の範囲で錫の含有率をそれ
ぞれ異にしている如き多数の記録媒体りを用いて行なわ
れたものである。

第３図の（ａ）に示されている錫−鉛合金中の錫の含有
率（重量％）の変化に対する錫−鉛合金薄膜のレーザ光
感度の変化特性を見ると、錫−鉛合金薄膜におけるレー
ザ光感度は錫−鉛合金中の錫の含有率（重量％）が３０
重量％乃至７０重量％という広い範囲にわたり略々一定
の状態に保たれているというような特性を示している。

このように、錫−鉛合金では錫の含有率が３０重量％乃
至７０重量％というように広い範囲で変動しても、錫−
鉛合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保たれる（錫が
３０重量％〜７０重量％という広い組成範囲にわたって
錫−鉛合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保たれる）
から、記録媒体の製作時における記録層の構成物質の組
成のばらつきの許容度が広く、したがって、記録媒体の
大量生産が容易になる。

また、前記のように記録媒体の製作時における記録層の
構成物質の組成のばらつきの許容度が広いことから、錫
及び鉛の溶融固化物による錫−鉛合金のターゲットを使
用した連続インラインスパッタリングによる情報記録媒
円盤の製作も容易に行なわれ得るのである。なお、錫−
鉛合金による記録層に対する情報の記録は、レーザ光の
スポットの使用による温度上昇以外の方法による記録層
の温度上昇によっても行なわれ得ることはいうまでもな
い。

また、錫−鉛合金薄膜を記録層に用いている記録媒体り
においては、再生信号のＣ／Ｎが第３図の（ｂ）に示さ
れているように、錫−鉛合金中の錫の含有率（重量％）
が１１３０重量％乃至７０重量％というように広い範囲
にわたって高いＣ／Ｎを示すのであり、このような特性
が得られる合金記録媒体は既提案の記録媒体からは求め
ることができないのであり、本発明の記録媒体用錫−鉛
合金を記録層に用いた記録媒体によれば、Ｓ／Ｎが良好
な状態での信号の再生を容易に行なうことができる。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の記録媒体用錫−鉛合金では、錫の含有率が３０重量
％乃至７０重量％というように広い範囲で変動しても、
錫−鉛合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保たれる（
Ｓが３０重量％乃至７０重量％という広い組成範囲にわ
たって錫−鉛合金薄膜のレーザ光感度が略々一定に保た
れる）ものであリ、これは従来のカルコゲナイド系や低
級酸化物系の相変化型の記録媒体では到底得ることがで
きなかったものであり１本発明の記録媒体用部−鉛合金
を用いた記録媒体は、従来の相変化型の記録媒体に比べ
て大量生産が容易であり、また、本発明の記録媒体用部
−鉛合金を記録層に用いている記録媒体りにおいては、
錫−鉛合金中の錫の含有率（重量％）が錫３０重量％乃
至７０重量％というように広い範囲にわたって再生信号
が高いＣ／Ｎを示すのであり、このような特性が得られ
る合金記録媒体は既提案の記録媒体からは求めることが
できなかったものであって１本発明によれば既述した従
来の欠点はすべて良好に解消されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録媒体の記録再生の実験に用いた記録再生装
置の一例の概略構成を示すブロック図、第２図は記録媒
体用錫−鉛合金薄膜を照射するレーザ光ビームの断続の
状態と、錫−鉛合金薄膜の記録ドツトの状態と、光の反
射率の変化の状態との関係を示す図、第３図の（ａ）は
錫−鉛合金薄膜の錫の含有率とレーザ光感度との関係を
示す図、第３図の（ｂ）は錫−鉛合金薄膜の錫の含有率
と再生時のＣ／Ｎの関係を示す図である。 Ｄ・・・記録媒体、Ｒ・・・記録系、Ｐ・・・再生系、
Ｍ・・・モータ、ＴＴ・・・ターンテーブル、■・・・
基板、２・・・記８）’ａ、５．９・・・レーザ光源、
６，１１・・・ハーフミラ−、７，１１・・・光学系、 特許出願人　　日本ビクター株式会社　−二、手続補正
帯（自発） 昭和６１年３月１４日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 ２、発明の名称 記録媒体用錫−鉛合金 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特　許　出願人 性　所　神奈川県横浜市神奈用区守屋町３丁目１２番地
名称（４３２）　　日本ビクター株式会社４、代理人 ファクシミリ０３　（４７２）　２２５７番５、補正命
令の日付　（自　発） ６、補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄７、補
正の内容 （１）明細書第５頁第５行ｒ内を・・・程」をｒ内を１
０′″’　Ｔｏｒｒ程」に補正する。 （６１，３，１了

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 錫が３０重量％乃至７０重量％であって残部が鉛である
   記録媒体用錫−鉛合金