JPS62250533A

JPS62250533A - 光デイスクの初期結晶化方法

Info

Publication number: JPS62250533A
Application number: JP61092249A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuki; 克己鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-10-31
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083918B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野］本発明は例えばレーザビームによりヒートモード記録が
可能な光ディスクの初期結晶化方法にに関するものであ
る。

（従来の技術）従来用いられている光ディスクの記録形態は第３図〜第
５図に示す３種のタイプに分類することができる。

第３図に示すタイプは基板１上に形成した低融点材料の
薄１１！２にレーザービームをスポット照射してその部
分を融解・蒸発させ、情報を微小な孔３として記録する
ものである。

また、第４図に示すタイプは、基板４上に下地層６．簿
膜７からなる多層簿ＩＩｕ５を形成し、レーザービーム
をスポット照射したとき温度が上昇した下地層６から気
泡を発生させ、上方の薄膜７の特定部分に形成される膨
出部８を情報の記録部として用いるものである。

ざらに、第５図に示すタイプは、基板９上に温度変化で
組織の変化する薄膜１０を形成し、レーザービームのス
ポット照射で１ｖｉ１０の局部１１を例えば反射率の異
なる組織に変化させることで情報を記録するタイプであ
る。

これら各タイプの記録部（３，８，１１＞はいずれも無
記録部に対して光の透過又は反射の特性に相Ａを生じる
ことから、レーザビームを用いて前記各記録部（３，８
，１１＞の有無を検出することで記録情報を読み出すこ
とができる。

しかし、前記各記録部（３，８，１１）のうち、第３図
及び第４図に示すタイプは記録部（３，８＞に不可逆的
な変化を与えるものであるため記録は可能でも消去がで
きない。

一方、第５図に示すタイプは記録膜の材料として熱的に
光学特性が可逆変化する材料を用いれば、記録及び消去
の双方が可能となる。

＋Ｊところで、Ｇｅ、Ｔｅ、ＩｎＳｂ等の半導体は、安定な
結晶相と非晶質相との２つの状態をとり得ることはよく
知られており、それぞれの状態での複素屈折率Ｎ＝ｎ−
ｉｋが異なることはＪ、５ＴＵＫＥによりＪ、ＯＦ、Ｎ
０Ｎ−ｃｒｙｓｔａ　１１　ｉｎｅ　　Ｓｏｌ　ｉｄ　
　４１　（１９７０）において詳しく報告されている。

また、このような半導体の結晶化と非晶質相との２つの
状態をレーザービームによる熱処理で可逆的に変化させ
て光メモリを得る着想は、Ｓ、Ｒ。

０ＶＳＨＩＮＳＫＹ等によって　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　　１ｒａｎｓｃａｔｉｏ
ｎｓ　２６４１　（１９７１）誌に提示されている。

すなわち、Ｇｅ、Ｔｅ、ＩｎＳｂ等の半導体は溶融状態
まで加熱して高速に冷却すると、非晶質となり、より低
い温度に加熱してゆっくり冷却すると結晶質となる特性
を有し、この非晶質相と結晶質層とはそれぞれｎ”−１
ｋ−とｎ−１ｋの複素屈折率で特徴付けられる光学的性
質をもって安定に存在するが、これらの半導体は薄膜に
すると化学的安定性に乏しく、大気中では次第に腐蝕し
て劣化するので、メモリ用の光ディスクとしては実用的
でなかった。

その１々、これらの半導体を化合物としたり、耐久性の
ある保護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みも
なされている。例えば、第６図に示すようにアクリル又
はポリカーボネート樹脂で形成シタ基板２０上に、Ｓ　
ｉ　０２　保護膜２１　（１０００Ａ＞、ＴｅＧｅ記録
膜２２　（７００Ａ＞。

Ｓ　ｉ　０２保護膜２３　（１００ＯＡ＞を形成し、ざ
らに耐久性を向上するためＵＶ樹脂膜２４を塗付したも
のが知られている。

前記５ｉ０２保護膜２１．２３は記録時及び消去時のレ
ーザーパワーにより孔が形成されることを防止する機能
を発揮する。

このような記録膜２２を用いて形成した相変化型の光デ
ィスクは化学的に安定であり、かつ、記録／消去の繰り
返し特性も安定していることが知られている。

しかし、この光ディスクにも次のような欠点がおる。す
なわち、Ｔｅで形成した相変化型半導体のように記録膜
が成膜直後結晶状態で存在する場合は別として、通常の
ＧｅヤＴｅＧｅ、ＩｎＳｂ等の相変化型半導体は成膜直
後において記録膜が非晶質状態で存在するため、そのま
までは書き込みを行なうことができない。

一般に結晶と非晶質との相変化を利用して情報の記録を
行なう場合、大ぎなパワーで短いパルスのレーザー光照
射で書き込み（非晶質化）を行ない、また、比較的小ざ
いパワーでかつ長いパルスのレーザ光照射で消去（結晶
化）を行なう。

したがって、初期の状態が非晶質である場合、まず光デ
イスク全面に亘って前記記録膜を結晶化しなければなら
ない。このような初期結晶化は比較的小さいパワーのレ
ーザービームを光ディスクの円周方向に連続照射するこ
とによっても行なわれる場合もあるが、これでは初期結
晶化に要する時間が長くなるという問題がある。

また、ディスク装置内に２つのレーザビーム源を設け、
このうちの１つを初期結晶化と消去結晶化に兼用し、こ
れにより初期結晶化をしながら他の１つのレーザービー
ムによって、書き込みを行なうことも考えられるが、こ
の場合にはレーザービーム源が２つであるため装置のコ
ストアップを招くという問題がある１、このような問題は製品化された光ディスクを工場等から
出荷する前にその記録層を非晶質から結晶へ変化させれ
ば解消される。

非晶質物質を結晶化させるには一般にはその物質のを結
晶化温度（通常１５０℃以上）以上に加熱するばよい。

しかし、通常上述したような記録膜を成膜した光デイス
ク用の基板はコストの点からアクリル、ポリカーボネー
ト等の有機質材料により形成されでいるので、このよう
な基板を結晶化温度以上に昇温すると、この基板が変形
したり溶けてしまうという問題がある。

この場合、基板を無機質材料、例えばガラス等で形成す
れば上述のような問題は無くなるが、反面コストアップ
を招き、かつ、プリグレープ（レーザービームの案内溝
）を形成することが困難になるという不都合が生じる。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように従来においては種々の理由から製品化し
た光ディスクの記録膜を工場等からの出荷段階で初期結
晶化することに多くの困難があった。

そこで本発明は、有機質材料からなる基板の温度を上昇
させることなく、記録膜のみの初期結晶化を行なうこと
ができる初期結晶化方法を提供することを目的とするも
のである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の方法は、有機質材料からなる基板上に結晶質と
非晶質との間で相変化する記録膜を設けてこの記録膜に
対するレーザービームの照射により情報の記録再生が可
能な光ディスクの初期結晶化方法であって、前記記録膜
が非晶質状態にある場合に、この記録膜に所定の光源に
よるフラッシュ露光を行なうようにしたものである。

（作　用）有機質材料により形成した基板上に結晶質と非晶質との
間で相変化する記録膜を設けることにより構成した光デ
ィスクに対して、前記記録膜の初期結晶化を行なう際に
、この記録膜が非晶質状態である場合には、所定の光源
を用いて所定時間のフラッシュ露光を行なう。このフラ
ッシュ露光により前記記録膜の温度が上早しこれにより
記録膜は非晶質から結晶状態に変化する。

この際前記記録膜に対する光線の照射時間はフラッシュ
露光であるため極めて短時間であり、したがって、この
フラッシュ露光による基板の変形等は生じない。

（実施例）以下に本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して説
明する。

第１図は本実施例方法を素塊するためのフラッシュ露光
装置の概要を示すものであり、この装置は、図示しない
駆動手段により同図に示す矢印Ｘ方向に駆動される透明
のベルトコンベア３ｏと、このベルトコンベア３０の移
動領域における所定の位置において開口部を下方に向け
、かつ、ベルトコンベア３０と一定の間隙を隔て配置さ
れた凹面状の反射鏡３４と、この反射鏡３４内に配置さ
れたフラッシュ露光を行なうための光源であるキセノン
フラッシュランプ３３と、前記ベルトコンベア３０を挟
んで前記反射鏡３４と対向配置された皿状の反射鏡３５
とを有して構成されている。

そして、前記キセノンフラッシュランプ３３は、図示し
ない電源装置により通電制御され所定時間（１μＳｅＣ
〜１ｍ５ｅｃ程度）発光してフラッシュ光を放射するよ
うになっている。

次に上記構成のフラッシュ露光装置を用いて相変化型光
ディスクの初期結晶化を行なう方法について説明する。

矢印Ｘ方向に駆動されるベルトコンベア３０上に、透明
な基板３１Ａ、３１Ｂ上にＴｅ、　Ｇｅ。

ＩｎＳｂ等レーザービームに対して光吸収の大ぎい材料
による記録膜３２．３２Ｂを予め成膜してなる相変化型
の光ディスク４ＯＡ、４０Ｂを載置し、このうち、反射
鏡３４の下方に至った光ディスク４０Ｂに対してキセノ
ンフラッシュランプ３３から所定時間（１μＳｅＣ〜１
ｍ５ｅＣ）フラッシュ光３６Ａを照射する。これにより
、光ディスク４０Ｂの記録膜３２Ｂがフラッシュ光３６
Ａにより露光され、その結晶化温度まで昇温して初期結
晶化が行なわれる。

このとき、第２図（ａ）に示すようにフラッシュ光３６
Ａのうち波長が赤外領域のものはほとんど記録膜３２Ｂ
で吸収され、また、記録膜３２Ｂで吸収されないフラッ
シュ光３６Ｂは透明な基板３１Ｂではとんと吸収される
ことなく透過し透過光３６Ｃとなる。したがって、基板
３１Ｂは発熱することはない。

また、記録膜３２Ｂの昇温に伴う発熱の影響も考えられ
るが、上述したように露光時間は極めて短時間であり、
記録膜３２Ｂは瞬時に冷却してしまうので、その影響も
ほとんどない。

このようにして、初期結晶化が行なわれた光ディスク４
０Ｂはベルトコンベア３０により反射鏡３４から外方に
移送され、次段の光ディスク４０Ａが反射鏡３４の下方
に移送されて以下上述した場合と同様に初期結晶化が実
行される。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上
述した実施例方法では、ベルトコンベア方式で光ディス
ク−楔部に初期結晶化を行なう場合について説明したが
、バッチ処理方式により一度に大量の光ディスクに対す
る初期結晶化を実行することもでき、この場合にはより
恒産性を上げることができる。また、前記光源としては
ハロゲンランプを用いても実施できる。

実験例：５インチの円板型のアクリル（ＰＭ’ＭＡ）基板を用い
反応性スパッタリング法により既述した第６図に示すタ
イプと同様な光ディスクを製造した。すなわち、第２図
（ｂ）に示すようにアクリ１１４板６０上ニＳ　ｉ　０
２　（７）下ｔｔ［６１ｆ１０００Ａ成膜した後、非晶
質のＴ　６９０　Ｇ　ｅ　ｔｏの記録膜６２を７００＾
成膜し、ざらに、この記録膜６２上にＳｉＯ２の保護膜
６３を１０００へ成膜し、その上にＵｖ樹脂膜６４を成
膜した。

上記成膜工程は、同一の反応性スパッタリング装置によ
り３元独立のターゲットを用いて、ＳｉＯ２は単元ター
ゲットにより行い、また、Ｔ　ｅ　９０Ｇ　ｅ　１ｏは
、Ｔｅのターゲットと（３ｅのターゲットとを前記化学
式で表される成分比になるようにこれら各ターゲットに
印加するＲＦ（ラジオ周波数）パワーを制御しながら行
なった。

つぎに上記構成の光ディスクを第１図に示したフラッシ
ュ露光装置の反射鏡３４の下方に移送し、キセノンフラ
ッシュランプ３３に対して約１ＭＷの電力を供給し、こ
れにより光ディスクに対して５００μｓｅｃのフラッシ
ュ露光を実施した。

そして、この装着から取り出した光ディスクに対してＸ
線回折を測定した結果、結晶化していることが判明した
。

［発明の効果］以上説明した本発明によれば、光ディスクの基板に変形
等の影響を与えることなく非晶質の記録膜を効率良く結
晶化することができる初期結晶化方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法にを実現するために用いる
フラッシュ露光装置の概要を示す説明図、第２図（ａ＞
は相変化型光ディスクの記録膜及び基板におけるフラッ
シュ光の吸収状態を示す説明図、第２図（ｂ）は本発明
の実施例における５Ａｄ凶笑第す図はそれぞれ従来の光
ディスクを示す部分断面図、第６図は相変化型光ディス
クの部分断面図である。３０・・・・・・ベルトコンベア、３１Ａ、３１Ｂ・・・・・・基板、３２Ａ、３２Ｂ・・・・・・記録膜、３３・・・・・・キセノンフラッシュランプ、４０Ａ、
４０Ｂ・・・・・・光ディスク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機質材料からなる基板上に結晶質と非晶質との
間で相変化する記録膜を設けてこの記録膜に対するレー
ザービームの照射により情報の記録再生が可能な光ディ
スクの初期結晶化方法であって、初期状態が非晶質状態
にある前記記録膜に所定の光源によるフラッシュ露光を
行なうことを特徴とする光ディスクの初期結晶化方法。
（２）前記光源はキセノンフラッシュランプである特許
請求の範囲第１項記載の光ディスクの初期結晶化方法。