JP2910767B2 - 光ディスクおよび情報記録方法 - Google Patents
光ディスクおよび情報記録方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高エネルギーを投入された状態での分光反
射率が、低エネルギーを投入された状態での分光反射率
よりも高い記録媒体、および該記録媒体への消去可能な
情報記録方法に関する。 〔発明の背景〕 近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれ
て種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特
にレーザのエネルギーを情報の記録消去，再生に利用し
た光ディスクは鉱業レアメタルNo.80,1983（光ディスク
と材料）に記載されているように磁気ディスクに比べ、
高い記録密度が可能であり、今後の情報記録の有力な方
式である。このうち、レーザによる再生装置はコンパク
ト・ディスク（CD）として実用化されている。一方、記
録可能な方式には追記型と書き換え可能型の大きく２つ
に分けられる。前者は１回の書き込みのみが可能であ
り、消去はできない。後者はくり返しの記録，消去が可
能な方式である。追記型の記録方法はレーザ光により記
録部分の媒体を破壊あるいは成形して凹凸をつけ、再生
にはこの凹凸部分でのレーザ光の干渉による光反射量の
変化を利用する。この記録媒体にはTeやその合金を利用
して、その溶解，昇華による凹凸の成形が一般的に知ら
れている。この種の媒体では毒性など若干の問題を含ん
でいる。書き換え可能型の記録媒体としては光磁気材料
が主流である。この方法は光エネルギーを利用してキュ
リー点あるいは補償点温度付近で媒体の局部的な磁気異
方性を反転させ記録し、その部分での偏光入射光の磁気
ファラデー効果及びカー効果による偏光面の回転量にて
再生する。この方法は書き換え可能型の最も有望なもの
として数年後の実用化を目指し精力的な研究開発が進め
られている。しかし、現在のところ偏光面の回転量の大
きな材料がなく多層膜化などの種々の工夫をしてもS/N,
C/Nなどの出力レベルが小さいという大きな問題があ
る。その他の書き換え可能型方式として記録媒体の非晶
質と結晶質の可逆的相変化による反射率変化を利用した
ものがある。 例えばNational Technical Report Vol.29,No.5（198
3）p.82記載のTeOxに少量のゲルマニウム（Ge）、およ
び（Sn）を添加した薄膜はパワー密度が高くかつ短パル
スのレーザビームを照射することによって非晶質化しレ
ーザビームの非照射部よりも反射率を減少させることに
よって記録するものである。逆に消去はパワー密度の低
いレーザビームを照射して結晶化し記録部よりも反射率
を高くする方法で利用されている。 反射率の低い状態での記録の場合、例えばディスクに
ゴミ、ホコリなどが付着すると、これらは反射率を低下
させる方向にはたらく。したがって記録された信号はゴ
ミ、ホコリなどによって、信号レベルが低下することに
なる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、結晶構造変化を利用した記録媒体を
用い、高エネルギー投入後の状態で高反射率とし、高感
度の再生を可能にした情報記録方法を提供するにある。 〔発明の概要〕 本発明は、所定の強度の高エネルギーを投入後冷却し
た状態と前記強度より低い強度の低エネルギーを投入後
冷却した状態で異つた結晶構造を有する記録媒体への記
録方法において、高エネルギーを投入後冷却した状態の
分光反射率が低エネルギーを投入後冷却した状態の分光
反射率よりも高く変化させて情報を記録することを特徴
とする情報記録方法にある。 本発明に係る記録媒体は固相状態でエネルギーを投入
することにより、同一温度で少なくとも２種の反射率を
有し、可逆的に分光反射率を変えることができるもので
あって、とくに高エネルギーを投入後冷却した状態の分
光反射率が、低エネルギーを投入後冷却した状態の反射
率よりも高く変化できる記録媒体である。 また本発明において、高エネルギー投入後の反射率RW
が低エネルギー投入後の反射率REより大きくなる記録媒
体において、 RE＜RW＜γRE＋（１−γ）,0＜γ＜１ ……（１） （１）式を満足する時、記録，消去可能な記録媒体とな
る。ただし、γは低反射率状態と高反射率状態とを得る
ために必要な実効エネルギーの比である。 この関係は次のようにして導びかれる。すなわち外部
からの投入エネルギーＰと実際に媒体に投入された実効
エネルギーＱとの間には（２）式の関係がある。 Ｐ（１−Ｒ）＝Ｑ ……（２） 反射率Ｒの媒体ではＰ＊Ｒのエネルギーは反射され、
実際に媒体には投入されない。したがって、高エネルギ
ーを投入した状態の高反射率RWと、低エネルギーを投入
した状態の低反射率REとの間には、（３）式が成り立
つ。（３）式において、PWは高エネルギー投入時のエネ
ルギー、また、RWは該高エネルギーPWを投入した後の反
射率である。PEは低エネルギー投入時のエネルギー、ま
た、REは該低エネルギーPEを投入した後の反射率であ
る。 ここでPW＞PEなので （QW/（１−RE））＞（QE/（１−RW）） ゆえに、RW＜γRE＋（１−γ） ただし、γ＝QE/QW これより、（１）式を導くことができる。（１）式か
ら得られる範囲を第１図に示す。第１図の斜線部が記録
消去可能な状態である。 この場合、再生の出力が良好になることを考慮すると
RWとREとの反射率差が大きいことが望ましい。特にRW≧
1.3REの場合、特に良好な再生出力が得られ、大きなS/N
が得られる。この範囲は第１図中の部で示した。γはQE
とQWとの比であるが、実質的にはRW及びREの反射率が得
られる記録媒体の加熱温度と近似することができる。実
質的には反射率変化を起こすことができる温度として近
似できる。 本発明の記録媒体は上記関係が成り立つものに好適で
あるが、この中で結晶−結晶相転移を有する材料におい
ても好適である。 本発明の記録媒体は、周期律表のI b族元素の少なく
とも１種とII b族、III b族、IV b族及びV b族元素から
選ばれた少なくとも１種との合金からなるものが好まし
い。これらの合金のうち、銅を主成分とし、Al,Ga,In,G
e及びSnとの合金が好ましく、更にこれらの合金に第３
元素としてNi,Mn,Fe及びCrを含む合金が好ましい。 また、銀を主成分とし、Al,Cd及びZnを含む合金が好
ましく、更にこれらの合金に第３元素としてCu,Al,Auを
含有する合金が好ましい。 金を主成分とし、Alを含む合金が好ましい。 本発明合金は前記I b族元素とII b族、III b族、IV b
族及びV b族元素との金属間化合物を有するものが好ま
しい。 すなわち本発明に係る上記合金は固相状態で少なくと
も２つの温度領域で結晶構造の異なった相を有し、固相
状態での加熱冷却により同一温度で少なくとも２種の異
なる反射率を有し、可逆的に反射率を変えることができ
る。 本発明はトラッキング用溝が設けられた基板上に記録
媒体の薄膜が設けられるものに適用できる。 記録媒体は、固体状態において、室温より高い第１の
温度状態と、第１の温度よりも低い温度状態と、で異な
った結晶構造を有し、前記第１の温度状態から急冷する
ことによって、室温における平衡相の結晶構造とは異な
った結晶構造を採る、金属または合金で構成されること
が好ましい。 本発明にかかる合金は、高温の固相状態からの冷却の
仕方によって、分光反射率の異なる少なくとも２種の状
態を冷却後のある一の温度において有し、該２種の状態
間を可逆的に移行できるものである。すなわち、本発明
にかかる合金は、少なくとも２つの温度領域で、結晶構
造の異なった相を有し、それらのうち、高温相を急冷す
ることで得られる状態と、高温相を非急冷することで得
られる標準的な状態とで、分光反射率が異なる。そし
て、両状態間は、高温相温度領域での加熱急冷と、低温
相温度領域での加熱冷却と、によって可逆的に行き来で
きる。 以上述べた合金の相変化、分光率変化およびメカニズ
ムについて、第７図を用いてさらに具体的に説明する。 本発明の記録媒体に使用される材料における、分光反
射率の可逆的変化の原理を、第７図を用いて説明する。
第７図は、Ｘ−Ｙ二元系合金の状態図である。該合金に
は、α固溶体と、β金属間化合物と、γ金属間化合物と
が存在する。ここでは、組成ABXの合金を例にとって説
明を行う。該組成ABXの合金は、固相状態において、β
単相、（β＋γ）相と、（α＋γ）相と、のうちのいず
れかの状態をとりうる。α相、β相、γ相の結晶構造
は、それぞれ異なるため、これらβ単相、（β＋γ）相
と、（α＋γ）相とは、それぞれ光学的性質（例えば分
光反射率）も異なる。 第７図によれば、組成ABXの合金は、温度T1（一般的
には室温）では、（α＋γ）相が安定に存在し、また、
温度T4ではβ相が安定に存在することが示されている。
該組成ABXの合金を、温度T4まで加熱すると、該合金の
結晶構造はβ相となる。その後、急冷すると、（α＋
γ）相に移行することなくβ相のままで、温度T1に到
る。そのため、温度T1であっても、β相を採っている状
態と、（α＋γ）相を採っている状態とでは、分光反射
率が異なることとなる。 この温度T1、β相の状態にある該合金を、温度T2まで
加熱し、その後、冷却（注：急冷ではない）すると、該
合金は（α＋γ）相の状態に移行する。これにより、該
合金の分光反射率は、最初の状態に戻る。このように２
種類の加熱冷却処理を繰り返すことによって、分光反射
率の異なる２種類の状態間を可逆的に行き来することが
できる。 本発明の記録媒体の合金例は次の通りである。 銀を主成分とし、亜鉛30〜46wt％、アルミニウム６〜
10wt％の１種を含む合金、銅を主成分とし、アルミニウ
ム10〜20wt％、インジウム20〜40wt％、錫16〜35wt％の
１種を含む合金、金を主成分とし、アルミニウム2.5〜5
wt％を含む合金、又はこれらの合金に少量のVIII,I b,I
I b,III b,IV b,V b,VI a,VII a族の元素の１種以上を
含むことができる。その含有量は好ましくは10wt％以下
である。 記録密度として、20メガビット/cm2以上となるような
微小面積での情報の製作には0.01〜0.2μｍの膜厚とす
るのがよい。記録層として気相あるいは液相から直接急
冷固化させて所定の形状にすることが有効である。これ
らの方法にはPVD法（蒸着、スパッタリング法等）、CVD
法、溶湯を高速回転する高熱伝導性を有する部材からな
る。特に金属ロール円周面上に注湯して急冷凝固させる
溶湯急冷法、電気メッキ、化学メッキ法等がある。粉末
状の材料を利用する場合、基板上に塗布して基板上に接
着することが効果的である。塗布する場合、粉末を加熱
しても反応などを起こさないバインダーがよい。また、
加熱による材料の酸化等を防止するため、材料表面、基
板上に形成した膜あるいは塗布層表面をコーティングす
ることも有効である。 粉末は、溶湯を気体又は液体の冷媒とともに噴霧させ
て水中に投入させて急冷するガイアトマイズ法によって
形成させることが好ましい。その粒径は0.1mm以下が好
ましく、特に粒径１μｍ以下の超微粉が好ましい。 膜は前述の如く蒸着、スパッタリング、CVD電気メッ
キ、化学メッキ等によって形成できる。特に、0.1μｍ
以下の膜厚を形成するにはスパッタリングが好ましい。
スパッタリングは目標の合金組成のコントロールが容易
にできる。 （用途） 情報等の記録の手段として、電圧及び電流の形での電
気エネルギー、電磁波（可視光、輻射熱、赤外線、紫外
線、写真用閃光ランプの光、電子ビーム、陽子線、アル
ゴンレーザ、半導体レーザ等のレーザ光線、熱等）を用
いることができ、特にその照射による分光反射率の変化
を利用した光ディスクに利用するのが好ましい。光ディ
スクには、ディジタルオーディオディスク（DAD又はコ
ンパクトディスク）、ビデオディスク、メモリーディス
クなどがあり、これらに使用可能である。本発明の記録
媒体は再生専用型、追加記録型、書換型ディスク装置に
それぞれ使用でき、特に書換型ディスク装置においてき
わめて有効である。 本発明による光ディスクの記録及び再生の原理の例は
次の通りである。先ず、記録媒体を局部的に加熱、急冷
して高温度領域での結晶構造を低温度領域でも保持させ
ることで、所定の情報を記録する。あるいは、これとは
逆に、予め全体を高温相（高温度領域での結晶構造）に
しておき、これを局部的に加熱することで、高温相中に
局部的に低温相（低温度領域での結晶構造）を形成する
ことで記録する。記録部分に光を照射して加熱部分と非
加熱部分の光学的特性の差を検出して情報を再生するこ
とができる。更に情報として記録された部分を記録時の
加熱温度より低い温度又は高い温度で加熱し記録された
情報を消去することができる。光はレーザ光線が好まし
く、特に短波長レーザが好ましい。本発明の加熱部分と
非加熱部分との反射率が500nm又は800nm付近の波長にお
いて最も大きいので、このような波長を有するレーザ光
を再生に用いるのが好ましい。記録，再生には同じレー
ザ源が用いられ、消去に記録のものよりエネルギー密度
を小さくした他のレーザ光を照射するのが好ましい。 表示として、特に可視光での分光反射率を部分的に変
えることができるので塗料を使用せずに文字、図形、記
号等を記録することができ、それらの表示は目視によっ
て識別することができる。これらの情報は消去すること
ができ、記録と消去のくり返しのほか、永久保存も可能
である。 〔発明の実施例〕 （実施例１） 1.2mmtのSiO2ガラス基板に約100nm厚さの記録媒体を
スパッタリング法で作製した。この２層膜について、記
録媒体膜側からレーザ光を用いて記録し、ついで消去を
行なった。記録及び消去後、200〜1500nmの波長での分
光反射率の一例を第２図に示し、各種合金薄膜について
光源波長830nmにおける記録及び消去時の反射率（％）
を測定した結果を第１表に示す。記録温度が高いのは高
エネルギーの投入に相当し、消去温度が低い場合は低エ
ネルギーの投入に相当するが、第１表に示す合金薄膜は
すべて記録及び消去条件を満足した。表中の合金組成は
重量％である。記録時に記憶媒体の温度が記録時に要求
される所定温度に到達するようにレーザー光のパワーを
調節する。同様に、消去時には、記録媒体の温度を、消
去の際に要求される所定温度となるようにレーザー光を
ディフォーカスした。本実施例によれば、S/N比が高い
ものが得られる。 （実施例２） 記録媒体としてAg−40wt％Zn合金薄膜を用い、第２表
に示す膜構成でディスクを作製した。記録及び消去を83
0nmの波長の半導体レーザによって行い記録後及び消去
後の反射率を光源波長830nmの所で測定した。その結果
を第３図に示すが、No.1〜12までは記録及び消去条件を
満足した。この内でもとくにNo.8〜No.12までは最適な
特性を示した。なお、No.13は記録条件を満足したが、
消去条件を満足しなかった。しかしこのような場合でも
レーザ光の干渉膜としてTa2O5の膜厚を工夫して、No.5
のような状況にすると消去条件を満たすことができる。
この場合はTa2O5の膜厚を最適化することで、第４図の
ような干渉をおこさせ、記録後及び消去後の反射率を低
下できたためである。干渉が生じていることは、第４図
において、反射率が波長に応じて振動していることから
明らかである。なお第２表のNo.10〜12に示した熱吸収
膜としてCrOx膜を用いたものは第５図に示すように反射
率を低下させる効果と熱吸収の効果により、記録及び消
去条件を満足したものである。 記録及び消去温度は実施例１と同様の温度になるよう
にレーザ光を調節することによって行った。 （実施例３） 基板として1.2mmtのガラスを用い、記録膜として70nm
厚さのAg−40wt％Zn膜を用い、熱吸収層として10nm厚さ
のCrOxを透明層としてSiO2を200nm厚さにした第６図に
示すようなディスクを作製し、半導体レーザ５でガラス
基板１に形成された記録媒体について本発明の記録方法
としてその記録と消去とについてくり返し実施した結
果、何回でも問題なく、初期の特性が維持されることが
確認された。図中１はガラス基板、２は記録媒体、３は
熱吸収層、４は保ご膜としての透明層である。 〔発明の効果〕 本発明によれば、再生における感度が高く、容易に書
き換えできる情報の記録方法が得られる。
射率が、低エネルギーを投入された状態での分光反射率
よりも高い記録媒体、および該記録媒体への消去可能な
情報記録方法に関する。 〔発明の背景〕 近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれ
て種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特
にレーザのエネルギーを情報の記録消去，再生に利用し
た光ディスクは鉱業レアメタルNo.80,1983（光ディスク
と材料）に記載されているように磁気ディスクに比べ、
高い記録密度が可能であり、今後の情報記録の有力な方
式である。このうち、レーザによる再生装置はコンパク
ト・ディスク（CD）として実用化されている。一方、記
録可能な方式には追記型と書き換え可能型の大きく２つ
に分けられる。前者は１回の書き込みのみが可能であ
り、消去はできない。後者はくり返しの記録，消去が可
能な方式である。追記型の記録方法はレーザ光により記
録部分の媒体を破壊あるいは成形して凹凸をつけ、再生
にはこの凹凸部分でのレーザ光の干渉による光反射量の
変化を利用する。この記録媒体にはTeやその合金を利用
して、その溶解，昇華による凹凸の成形が一般的に知ら
れている。この種の媒体では毒性など若干の問題を含ん
でいる。書き換え可能型の記録媒体としては光磁気材料
が主流である。この方法は光エネルギーを利用してキュ
リー点あるいは補償点温度付近で媒体の局部的な磁気異
方性を反転させ記録し、その部分での偏光入射光の磁気
ファラデー効果及びカー効果による偏光面の回転量にて
再生する。この方法は書き換え可能型の最も有望なもの
として数年後の実用化を目指し精力的な研究開発が進め
られている。しかし、現在のところ偏光面の回転量の大
きな材料がなく多層膜化などの種々の工夫をしてもS/N,
C/Nなどの出力レベルが小さいという大きな問題があ
る。その他の書き換え可能型方式として記録媒体の非晶
質と結晶質の可逆的相変化による反射率変化を利用した
ものがある。 例えばNational Technical Report Vol.29,No.5（198
3）p.82記載のTeOxに少量のゲルマニウム（Ge）、およ
び（Sn）を添加した薄膜はパワー密度が高くかつ短パル
スのレーザビームを照射することによって非晶質化しレ
ーザビームの非照射部よりも反射率を減少させることに
よって記録するものである。逆に消去はパワー密度の低
いレーザビームを照射して結晶化し記録部よりも反射率
を高くする方法で利用されている。 反射率の低い状態での記録の場合、例えばディスクに
ゴミ、ホコリなどが付着すると、これらは反射率を低下
させる方向にはたらく。したがって記録された信号はゴ
ミ、ホコリなどによって、信号レベルが低下することに
なる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、結晶構造変化を利用した記録媒体を
用い、高エネルギー投入後の状態で高反射率とし、高感
度の再生を可能にした情報記録方法を提供するにある。 〔発明の概要〕 本発明は、所定の強度の高エネルギーを投入後冷却し
た状態と前記強度より低い強度の低エネルギーを投入後
冷却した状態で異つた結晶構造を有する記録媒体への記
録方法において、高エネルギーを投入後冷却した状態の
分光反射率が低エネルギーを投入後冷却した状態の分光
反射率よりも高く変化させて情報を記録することを特徴
とする情報記録方法にある。 本発明に係る記録媒体は固相状態でエネルギーを投入
することにより、同一温度で少なくとも２種の反射率を
有し、可逆的に分光反射率を変えることができるもので
あって、とくに高エネルギーを投入後冷却した状態の分
光反射率が、低エネルギーを投入後冷却した状態の反射
率よりも高く変化できる記録媒体である。 また本発明において、高エネルギー投入後の反射率RW
が低エネルギー投入後の反射率REより大きくなる記録媒
体において、 RE＜RW＜γRE＋（１−γ）,0＜γ＜１ ……（１） （１）式を満足する時、記録，消去可能な記録媒体とな
る。ただし、γは低反射率状態と高反射率状態とを得る
ために必要な実効エネルギーの比である。 この関係は次のようにして導びかれる。すなわち外部
からの投入エネルギーＰと実際に媒体に投入された実効
エネルギーＱとの間には（２）式の関係がある。 Ｐ（１−Ｒ）＝Ｑ ……（２） 反射率Ｒの媒体ではＰ＊Ｒのエネルギーは反射され、
実際に媒体には投入されない。したがって、高エネルギ
ーを投入した状態の高反射率RWと、低エネルギーを投入
した状態の低反射率REとの間には、（３）式が成り立
つ。（３）式において、PWは高エネルギー投入時のエネ
ルギー、また、RWは該高エネルギーPWを投入した後の反
射率である。PEは低エネルギー投入時のエネルギー、ま
た、REは該低エネルギーPEを投入した後の反射率であ
る。 ここでPW＞PEなので （QW/（１−RE））＞（QE/（１−RW）） ゆえに、RW＜γRE＋（１−γ） ただし、γ＝QE/QW これより、（１）式を導くことができる。（１）式か
ら得られる範囲を第１図に示す。第１図の斜線部が記録
消去可能な状態である。 この場合、再生の出力が良好になることを考慮すると
RWとREとの反射率差が大きいことが望ましい。特にRW≧
1.3REの場合、特に良好な再生出力が得られ、大きなS/N
が得られる。この範囲は第１図中の部で示した。γはQE
とQWとの比であるが、実質的にはRW及びREの反射率が得
られる記録媒体の加熱温度と近似することができる。実
質的には反射率変化を起こすことができる温度として近
似できる。 本発明の記録媒体は上記関係が成り立つものに好適で
あるが、この中で結晶−結晶相転移を有する材料におい
ても好適である。 本発明の記録媒体は、周期律表のI b族元素の少なく
とも１種とII b族、III b族、IV b族及びV b族元素から
選ばれた少なくとも１種との合金からなるものが好まし
い。これらの合金のうち、銅を主成分とし、Al,Ga,In,G
e及びSnとの合金が好ましく、更にこれらの合金に第３
元素としてNi,Mn,Fe及びCrを含む合金が好ましい。 また、銀を主成分とし、Al,Cd及びZnを含む合金が好
ましく、更にこれらの合金に第３元素としてCu,Al,Auを
含有する合金が好ましい。 金を主成分とし、Alを含む合金が好ましい。 本発明合金は前記I b族元素とII b族、III b族、IV b
族及びV b族元素との金属間化合物を有するものが好ま
しい。 すなわち本発明に係る上記合金は固相状態で少なくと
も２つの温度領域で結晶構造の異なった相を有し、固相
状態での加熱冷却により同一温度で少なくとも２種の異
なる反射率を有し、可逆的に反射率を変えることができ
る。 本発明はトラッキング用溝が設けられた基板上に記録
媒体の薄膜が設けられるものに適用できる。 記録媒体は、固体状態において、室温より高い第１の
温度状態と、第１の温度よりも低い温度状態と、で異な
った結晶構造を有し、前記第１の温度状態から急冷する
ことによって、室温における平衡相の結晶構造とは異な
った結晶構造を採る、金属または合金で構成されること
が好ましい。 本発明にかかる合金は、高温の固相状態からの冷却の
仕方によって、分光反射率の異なる少なくとも２種の状
態を冷却後のある一の温度において有し、該２種の状態
間を可逆的に移行できるものである。すなわち、本発明
にかかる合金は、少なくとも２つの温度領域で、結晶構
造の異なった相を有し、それらのうち、高温相を急冷す
ることで得られる状態と、高温相を非急冷することで得
られる標準的な状態とで、分光反射率が異なる。そし
て、両状態間は、高温相温度領域での加熱急冷と、低温
相温度領域での加熱冷却と、によって可逆的に行き来で
きる。 以上述べた合金の相変化、分光率変化およびメカニズ
ムについて、第７図を用いてさらに具体的に説明する。 本発明の記録媒体に使用される材料における、分光反
射率の可逆的変化の原理を、第７図を用いて説明する。
第７図は、Ｘ−Ｙ二元系合金の状態図である。該合金に
は、α固溶体と、β金属間化合物と、γ金属間化合物と
が存在する。ここでは、組成ABXの合金を例にとって説
明を行う。該組成ABXの合金は、固相状態において、β
単相、（β＋γ）相と、（α＋γ）相と、のうちのいず
れかの状態をとりうる。α相、β相、γ相の結晶構造
は、それぞれ異なるため、これらβ単相、（β＋γ）相
と、（α＋γ）相とは、それぞれ光学的性質（例えば分
光反射率）も異なる。 第７図によれば、組成ABXの合金は、温度T1（一般的
には室温）では、（α＋γ）相が安定に存在し、また、
温度T4ではβ相が安定に存在することが示されている。
該組成ABXの合金を、温度T4まで加熱すると、該合金の
結晶構造はβ相となる。その後、急冷すると、（α＋
γ）相に移行することなくβ相のままで、温度T1に到
る。そのため、温度T1であっても、β相を採っている状
態と、（α＋γ）相を採っている状態とでは、分光反射
率が異なることとなる。 この温度T1、β相の状態にある該合金を、温度T2まで
加熱し、その後、冷却（注：急冷ではない）すると、該
合金は（α＋γ）相の状態に移行する。これにより、該
合金の分光反射率は、最初の状態に戻る。このように２
種類の加熱冷却処理を繰り返すことによって、分光反射
率の異なる２種類の状態間を可逆的に行き来することが
できる。 本発明の記録媒体の合金例は次の通りである。 銀を主成分とし、亜鉛30〜46wt％、アルミニウム６〜
10wt％の１種を含む合金、銅を主成分とし、アルミニウ
ム10〜20wt％、インジウム20〜40wt％、錫16〜35wt％の
１種を含む合金、金を主成分とし、アルミニウム2.5〜5
wt％を含む合金、又はこれらの合金に少量のVIII,I b,I
I b,III b,IV b,V b,VI a,VII a族の元素の１種以上を
含むことができる。その含有量は好ましくは10wt％以下
である。 記録密度として、20メガビット/cm2以上となるような
微小面積での情報の製作には0.01〜0.2μｍの膜厚とす
るのがよい。記録層として気相あるいは液相から直接急
冷固化させて所定の形状にすることが有効である。これ
らの方法にはPVD法（蒸着、スパッタリング法等）、CVD
法、溶湯を高速回転する高熱伝導性を有する部材からな
る。特に金属ロール円周面上に注湯して急冷凝固させる
溶湯急冷法、電気メッキ、化学メッキ法等がある。粉末
状の材料を利用する場合、基板上に塗布して基板上に接
着することが効果的である。塗布する場合、粉末を加熱
しても反応などを起こさないバインダーがよい。また、
加熱による材料の酸化等を防止するため、材料表面、基
板上に形成した膜あるいは塗布層表面をコーティングす
ることも有効である。 粉末は、溶湯を気体又は液体の冷媒とともに噴霧させ
て水中に投入させて急冷するガイアトマイズ法によって
形成させることが好ましい。その粒径は0.1mm以下が好
ましく、特に粒径１μｍ以下の超微粉が好ましい。 膜は前述の如く蒸着、スパッタリング、CVD電気メッ
キ、化学メッキ等によって形成できる。特に、0.1μｍ
以下の膜厚を形成するにはスパッタリングが好ましい。
スパッタリングは目標の合金組成のコントロールが容易
にできる。 （用途） 情報等の記録の手段として、電圧及び電流の形での電
気エネルギー、電磁波（可視光、輻射熱、赤外線、紫外
線、写真用閃光ランプの光、電子ビーム、陽子線、アル
ゴンレーザ、半導体レーザ等のレーザ光線、熱等）を用
いることができ、特にその照射による分光反射率の変化
を利用した光ディスクに利用するのが好ましい。光ディ
スクには、ディジタルオーディオディスク（DAD又はコ
ンパクトディスク）、ビデオディスク、メモリーディス
クなどがあり、これらに使用可能である。本発明の記録
媒体は再生専用型、追加記録型、書換型ディスク装置に
それぞれ使用でき、特に書換型ディスク装置においてき
わめて有効である。 本発明による光ディスクの記録及び再生の原理の例は
次の通りである。先ず、記録媒体を局部的に加熱、急冷
して高温度領域での結晶構造を低温度領域でも保持させ
ることで、所定の情報を記録する。あるいは、これとは
逆に、予め全体を高温相（高温度領域での結晶構造）に
しておき、これを局部的に加熱することで、高温相中に
局部的に低温相（低温度領域での結晶構造）を形成する
ことで記録する。記録部分に光を照射して加熱部分と非
加熱部分の光学的特性の差を検出して情報を再生するこ
とができる。更に情報として記録された部分を記録時の
加熱温度より低い温度又は高い温度で加熱し記録された
情報を消去することができる。光はレーザ光線が好まし
く、特に短波長レーザが好ましい。本発明の加熱部分と
非加熱部分との反射率が500nm又は800nm付近の波長にお
いて最も大きいので、このような波長を有するレーザ光
を再生に用いるのが好ましい。記録，再生には同じレー
ザ源が用いられ、消去に記録のものよりエネルギー密度
を小さくした他のレーザ光を照射するのが好ましい。 表示として、特に可視光での分光反射率を部分的に変
えることができるので塗料を使用せずに文字、図形、記
号等を記録することができ、それらの表示は目視によっ
て識別することができる。これらの情報は消去すること
ができ、記録と消去のくり返しのほか、永久保存も可能
である。 〔発明の実施例〕 （実施例１） 1.2mmtのSiO2ガラス基板に約100nm厚さの記録媒体を
スパッタリング法で作製した。この２層膜について、記
録媒体膜側からレーザ光を用いて記録し、ついで消去を
行なった。記録及び消去後、200〜1500nmの波長での分
光反射率の一例を第２図に示し、各種合金薄膜について
光源波長830nmにおける記録及び消去時の反射率（％）
を測定した結果を第１表に示す。記録温度が高いのは高
エネルギーの投入に相当し、消去温度が低い場合は低エ
ネルギーの投入に相当するが、第１表に示す合金薄膜は
すべて記録及び消去条件を満足した。表中の合金組成は
重量％である。記録時に記憶媒体の温度が記録時に要求
される所定温度に到達するようにレーザー光のパワーを
調節する。同様に、消去時には、記録媒体の温度を、消
去の際に要求される所定温度となるようにレーザー光を
ディフォーカスした。本実施例によれば、S/N比が高い
ものが得られる。 （実施例２） 記録媒体としてAg−40wt％Zn合金薄膜を用い、第２表
に示す膜構成でディスクを作製した。記録及び消去を83
0nmの波長の半導体レーザによって行い記録後及び消去
後の反射率を光源波長830nmの所で測定した。その結果
を第３図に示すが、No.1〜12までは記録及び消去条件を
満足した。この内でもとくにNo.8〜No.12までは最適な
特性を示した。なお、No.13は記録条件を満足したが、
消去条件を満足しなかった。しかしこのような場合でも
レーザ光の干渉膜としてTa2O5の膜厚を工夫して、No.5
のような状況にすると消去条件を満たすことができる。
この場合はTa2O5の膜厚を最適化することで、第４図の
ような干渉をおこさせ、記録後及び消去後の反射率を低
下できたためである。干渉が生じていることは、第４図
において、反射率が波長に応じて振動していることから
明らかである。なお第２表のNo.10〜12に示した熱吸収
膜としてCrOx膜を用いたものは第５図に示すように反射
率を低下させる効果と熱吸収の効果により、記録及び消
去条件を満足したものである。 記録及び消去温度は実施例１と同様の温度になるよう
にレーザ光を調節することによって行った。 （実施例３） 基板として1.2mmtのガラスを用い、記録膜として70nm
厚さのAg−40wt％Zn膜を用い、熱吸収層として10nm厚さ
のCrOxを透明層としてSiO2を200nm厚さにした第６図に
示すようなディスクを作製し、半導体レーザ５でガラス
基板１に形成された記録媒体について本発明の記録方法
としてその記録と消去とについてくり返し実施した結
果、何回でも問題なく、初期の特性が維持されることが
確認された。図中１はガラス基板、２は記録媒体、３は
熱吸収層、４は保ご膜としての透明層である。 〔発明の効果〕 本発明によれば、再生における感度が高く、容易に書
き換えできる情報の記録方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は記録消去時の分光反射率の関係を示す線図、第
２図は本発明の記録方法による分光反射率特性を示す線
図、第３図は本発明に係る合金膜の記録・消去時の分光
反射率の関係を示す線図、第４図は干渉膜を有した本発
明の記録方法による分光反射率特性を示す線図、第５図
は熱吸収膜を有する本発明の記録方法による分光反射率
特性を示す線図、第６図は本発明の記録方法に用いたデ
ィスクの一例を示す断面図、第７図は本発明の記録方法
に用いた記録媒体の合金の一例を示す二元状態図であ
る。 １……基板、２……記録媒体、３……熱吸収層、４……
透明層、５……レーザ光。
２図は本発明の記録方法による分光反射率特性を示す線
図、第３図は本発明に係る合金膜の記録・消去時の分光
反射率の関係を示す線図、第４図は干渉膜を有した本発
明の記録方法による分光反射率特性を示す線図、第５図
は熱吸収膜を有する本発明の記録方法による分光反射率
特性を示す線図、第６図は本発明の記録方法に用いたデ
ィスクの一例を示す断面図、第７図は本発明の記録方法
に用いた記録媒体の合金の一例を示す二元状態図であ
る。 １……基板、２……記録媒体、３……熱吸収層、４……
透明層、５……レーザ光。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 安藤 寿
日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日
立製作所日立研究所内
(72)発明者 伊藤 鉄男
日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日
立製作所日立研究所内
(72)発明者 永井 正一
日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日
立製作所日立研究所内
(72)発明者 渡辺 隆二
日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日
立製作所日立研究所内
(72)発明者 清水 誠喜
日立市幸町３丁目１番１号 株式会社日
立製作所日立研究所内
(56)参考文献 特開 昭59−144049（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板と、該基板上に設けられた記録媒体膜とを有
し、 前記記録媒体膜は、その性質として、結晶構造の異なる
第１の相と第２の相とをとり得、前記第２の相は、第１
の温度に達するまでエネルギーの投入を受けた場合、前
記第１の相に変化し、当該第１の相は、前記第１の温度
よりも低い第２の温度に達するまでエネルギーの投入を
受けた場合、前記第２の相に変化するものであり、 前記第１の相の再生に使用する波長の光についての反射
率は、前記第２の相の前記波長の光についての反射率よ
り高く、前記第２の相から第１の相への変化によって情
報を記録し、前記第１の相から第２の相への変化によっ
て前記情報を消去することを特徴とする光ディスク。 ２．特許請求の範囲第１項に記載の光ディスクにおい
て、前記第１の相の前記再生に使用する波長の光につい
ての反射率をRW、前記第２の相の前記再生に使用する波
長の光についての反射率をREとした場合、RWとREは、 RW≧1.3RE の関係を満たすことを特徴とする光ディスク。 ３．再生光の波長において、第１の反射率を有する第１
の相と、前記第１の反射率よりも低い第２の反射率を有
する第２の相とをとり得、前記第２の相は、第１の温度
に達するまでエネルギーの投入を受けた場合、前記第１
の相に変化し、当該第１の相は、前記第１の温度よりも
低い第２の温度に達するまでエネルギーの投入を受けた
場合、前記第２の相に変化する性質の記録媒体を用い、 前記記録媒体の前記第２の相に前記第１の温度に達する
までエネルギーを投入し、前記第２の相を前記第１の相
に変化させることにより情報を記録し、前記記録媒体の
前記第１の相に前記第２の温度に達するまでエネルギー
を投入し、前記第１の相を前記第２の相に変化させるこ
とにより情報を消去することを特徴とする情報記録方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251889A JP2910767B2 (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 光ディスクおよび情報記録方法 |
| US06/801,950 US4651172A (en) | 1984-11-29 | 1985-11-26 | Information recording medium |
| CA000496335A CA1238489A (en) | 1984-11-29 | 1985-11-27 | Information recording medium |
| EP85308665A EP0186329B1 (en) | 1984-11-29 | 1985-11-28 | Information recording medium |
| DE8585308665T DE3583599D1 (de) | 1984-11-29 | 1985-11-28 | Informationsaufzeichnungsmedium. |
| KR1019850008929A KR920001263B1 (ko) | 1984-11-29 | 1985-11-29 | 정보의 기록 · 소거방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251889A JP2910767B2 (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 光ディスクおよび情報記録方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10143337A Division JP3034497B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 情報記録再生消去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131235A JPS61131235A (ja) | 1986-06-18 |
| JP2910767B2 true JP2910767B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17229451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251889A Expired - Fee Related JP2910767B2 (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-30 | 光ディスクおよび情報記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910767B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3752242T2 (de) * | 1986-05-02 | 1999-08-19 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59144049A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的記録再生方式 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59251889A patent/JP2910767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61131235A (ja) | 1986-06-18 |
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|---|---|---|---|
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