JPS61145738A - 消去可能光学記録素子およびこれを用いて情報を光学的に記録しおよび消去する方法 - 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】 本発明は記録層を露光位置において変調レーザー光（ｍ
ｏｄｕｌａｔｅｄ　Ｌａ５ｅｒ　ｌｉｇｈｔ　）　Ｋ露
光して高い秩序（ｍｏｒｅ　ｏｒｄｅｒｅｄ　）または
結晶状態から低い秩序（１ｅｓｓ　ｏｒｄｓｒｅｄ　）
または非晶状態に転化し、局部変化状態をレーザー光に
より読取ることができる、支持プレートを有し、かつテ
ルル合金を有する記録層からなる消去可能光学記録素子
に関する。

この種の記録素子は、例えば米国特許第８．５８０．４
４１号明細書に記載されている。この米１国特許におい
ては、素子およびこれを用いる記録方法は主として可視
的に印刷できる記録像について用いられている。この目
的のために、記録層の非晶部分が安定性の高い電気（オ
ーミック）抵抗を有し、および結晶部分が低い電気抵抗
を有する。

条件が用いられている。電荷が記録フィルム上に堆積し
た後、例えば記憶情報を示すフィルムの結晶部分または
高い秩序は帯電せず、高抵抗を有する非晶部分が帯電す
る。かようにして得た電荷パターンは電気的に帯電され
たインキ粒子または顔料粒子を記録フィルムの電気的に
帯電された非晶部分に被着させることによって可視する
ことができる。生成トナー像は、例えばペーパー　シー
ト上に印刷できる。

上記米国特許明細書第８欄第４〜８行および第２６〜８
０行には記憶情報が種々の手段、例えば電気抵抗、容量
、誘電基、屈折基、反射、光吸収および光透過基を測定
することによって読取られている。例えば、記録フィル
ムの種々の部分の条件によって反射する電子ビームが用
いられている。

これらの他の可能性については、記録素子を光変調（ｌ
ｉｇｈｔ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）のための手段とし
て電気的に用いられている第１８〜１５図に示されてい
る方法に関する以外は上記米国特許明細書に記載されて
いない。この目的のために、素子にはその各側部に電圧
パルスを加えることのできる電極が設けられている。

本発明の目的は、データをパルス化レーザー光（ｐｕｌ
ｓａｔｅｄ　１ａｓｅｒ　ｌｉｇｈｔ　）　Ｋより多結
晶マトリックスに非晶スポットの形で記録する消去可能
光学記録素子を提供することである。

本発明の他の目的は、レーザー光に対し高い感度を有し
、高い′情報密度が得られ、かつ高い記録速度を可能と
する記録層を有する記録素子を提供することである。例
えば、５０ｎ８において１μｍ直径程度の非晶スポット
を記録することが要求されている。それ故、記録エネル
ギーは記優非晶スポット当り０．８〜０．８ｎＪである
。

本発明の他の目的は良いＳ／Ｎ比を得る連続する弱いレ
ーザー光による結晶マトリックスにおける、特に反射に
おける非晶スポットの状態の記憶情報を読取ることので
きる記録素子を提供することである。

本発明の他の目的は記録素子の記録層およびこれに蓄積
された情報を長期間にわたって安定に、かつ維持できる
ようＫした記録素子を提供することである。更Ｋ、本発
明においては簡単な熱処理によって蓄積情報を消去でき
、非晶部分が元の結晶構造を呈する。また、更に、本発
明においては記録層に対する永久盃または他の損傷を与
えることなく情報を記録および消去することができる。

更に、本発明の他の目的はレーザー光に露光して非晶ス
ポットを局部的に消去できる好ましい形態の記録素子を
提供することである。この消去は実時間内で行うことが
できる。この事は、記録素子の移動の同じ速度によって
、レーザー光を用いて書込みおよび消去できることを意
味する。

本発明者らは上述する目的を達成するために記録層の組
成物が極めて重要なファクターであることを見出した。

本発明を達成する必須条件を構成する後述する問題は重
要な役割を演する。

第１に、記録材料の結晶化温度が重要である。

比較的に高い結晶化温度では、非晶情報区域が低い温度
で安定であり、有利である。しかし、他方において、消
去プロセスが困難となる。非晶区域は元の結晶構造に戻
すのが容易でない。

他の観点において、反射において読取る場合には、良い
Ｓ／Ｎ比を得るために非晶区域と結晶区域との間の反射
の差をできるだけ大きくする必要がある。層の厚さは重
要な役割をする。また、結晶区域におけるディスク　ノ
イズ（ｄｉｓｃ　ｎｏｉｓｅ　）を非晶区域におけるよ
り著しく高くするととが大切である。それ故、本発明に
おいては、層における結晶をできるだけ小さくする必要
がある。更忙、記録層の厚さは記録プロセスにとって重
要である。

層の厚さがあまりに薄い場合には、パルス化光に露光す
る際に結晶質から非晶質に転化するのに加えて、または
代りに、孔が記録層に形成する可能性が生ずる。この事
は少なくともコストの点から避ける必要がある。層の厚
さがあまりに厚い場合には、記録エネルギーがあまりに
高くなり、このために非晶スポットの情報に対する限界
エネルギーにおいて示されるレーザー光感度が低くなり
すぎる。

他のｍｓな観点は消去における挙動である。記録する場
合、路光結晶区域は溶融点くまで加熱し、次いで溶融し
、次いですみやかく冷却して非晶区域を固定するように
する。消去する際、非晶区域はガラス転位温度と溶融温
度との間にまで加熱し、区域のすべての非晶材料が結晶
化するまでこの温度に維持する必要がある。消去するた
めに加熱の持続をあまりに短くする場合には、部分結晶
化が生じ、この結果弱まった条ＰＦ−（ｖｒｅａｋｅｎ
ｅｄ　ｃｏｎｄｉ−ｔｉｏｎ　）にもかかわらず、情報
が、なお残留する。

レーザー光によって実時間において消去できるようにす
る要件を与える場合には、特別に複雑になる。この関係
において、消去の際に用いるレーザー光スポット、いわ
ゆる、消去スポットの大きさは記録素子の移動速度に加
えて重要な役割をする。

更に、層は基体から変形または作業不正確さくＶｒｏｒ
ｋｉｎｇｌｏｏＳｅ　）を与えずに、しばしば、例えば
１００〜１０００回またはこね以上の回数で切替えでき
るようにする必要がある。この切替えは記録＋消去する
ことを意味する。

本発明の上記タイプの消去可能光学記録素子は、記録層
をＴｅ　−Ｓｅ　−Ｓｂ合金から構成し、原子％（ａｔ
、％）での元素Ｔｅ　、　ＳｓおよびＳｂの比をコーナ
ーＴｅ　、ｏ　Ｓｅ　ｇ　Ｓ　ｂ　ｚ　−Ｔｅ　７８　
Ｓｅ　２０　Ｓ　ｋ）２−　Ｔｅ１８　Ｓｅ　５２　ｓ
ｂ　８０−’Ｆｅ　　Ｓｓ　Ｓｂ　　−Ｔｅ、ｏＳｓ２
Ｓｂ８を有する多角形で囲２８　　　２　　　７゜ まれたＴｅ　−Ｓｅ　−Ｓｂ組成図彩の範囲内に存在し
・更に８０〜８００　ｎｍの範囲の記録層の層厚さを　
　　　・有することを特徴とする。

上記組成範囲において合金は、非晶スポットをスポット
当り約０．８′〜０．８ｎＪの低い記録エネルギーな用
いてパルス化レーザー光ビームによって形成できる記録
層を製造できることを見出した。

この事は記録層に極めて低いパワー、例えば数ミリワッ
トのパワーのレーザーおよび、例えば５０ｎＳの極めて
短いパルス時間を用いることができる。記録情報は反射
において読取りでき、優れたＳ／Ｎ比が得られる。

記録層は良好な維持性を有する。更に、非晶スポットは
常温において極めて安定である。非晶スポットは熱処理
、特に記録材料をガラス転移点（失透温度）と記録材料
の溶融温度との間の温度である時間にわたり加熱するこ
とによって消去できる。

本発明の記録材料の１つの好適例においては、原子％で
元素Ｔｅ　、　ＳｅおよびＳｂの比をコーナーＴａ　　
Ｓｓ　ｓｂ　　＋　’Ｉ’ｅ　　Ｓｓ　　ｓｂ　　−Ｔ
ｅａ＊５ｅｚｘＳｂｚｏ　−９０，８ｇ　　　　　７８
　　　Ｎｏ　　　２ＴｅａｓＳｅ２Ｓｂｓｂ　−Ｔｅｏ
ｏＳｅｇＳｂＢを有する多角形で囲まれたＴｅ−Ｓｅ　
−ｓｂ組成図形の範囲内に存在する。

％く、有利り特性を有する記録素子はこの好ましい範囲
の組成物から作ることができる。例えば、非晶スポット
はレーザー光に実時間にわたり露光して元の結晶構造に
転化できる。消去する際におけるレーザー光スポット（
以後、消去スポットと称する）の長さは、例えば２０〜
１００μｍである。それ故、非晶スポットの露光時間は
、例えば１０〜１００μｓである。この場合、消去およ
び記録するためのレーザーは共にカップリングでき、こ
のため罠、例えば消去スポットは記録層において記録ス
ポットに先行する。消去スポットの巾は２μｍである。

記録情報を実時間においてレーザー光によって消去でき
る記録層の好適な組成物の例はＴｏ　　Ｓｓ　　ｓｂ　
　および’Ｉ’　ｅ　７４　Ｓ　＠　ｕ　Ｓ　ｂ　１２
ｉである。他の組成物Ｔｅ　ａ。Ｓｅ　ａｏ　Ｓ　ｋ）
ｚ。は、特に高い安定性を有している。

適当な組成物の例を次の表に示す。

更に、好ましい形態において、本発明の光学記は非晶状
態における屈折高を示す）にほぼ等しい層厚さを有する
。それ故、本発明において使用できる材料の層厚さは約
８００　ｎｍのλにおいて、一般に８０〜ｌ　５０　ｎ
ｍである。

他の好適例によれば基体から離れた側の記録層上に被覆
層を設けることができる。第１例において、かかる被覆
層は記録層を損傷から保護する作用をし、またこの結果
切替え時間数を高めることができる。被覆層を適当に選
択することによって、読取りの際のコントラストが好ま
しく影響する。

被覆層は、例えばＳ　ＩＯ２から形成できる。

反射の差によって読取るのに適当な例においては、記録
層を透明基体上に存在させる。このために、記録および
読取り情報は素子の基体側で行う。

この手段によって、基体から離れた記録層の表面上に存
在するちり粒子によつ【生ずる読取りの際の妨害作用を
殆んど回避できる。

また、本発明は、情報を光学的に記録する、および記録
情報を消去する方法に関し、この本発明はレーザー光に
透明な基体、およびその上に設けられた８０〜８００　
ｎｍ厚さの結晶記録層を有し、かつＴｓ−８ｅ−８ｂ合
金からなる光学記録素子を１〜Ｂθヘルツの周波数で回
転させ、基体側から情報に従ってパルス化し、かつ層上
に１　ｎＪに等しいか、またはこれより小さいパルス　
エネルギーを有するレーザー光に観光し、この結果結晶
記録層を露光位置で溶融し、次いで冷却して非晶情報区
域を形成し、消去中非晶区域を熱処理によって元の結晶
構造に転化することを特徴とする。記録ｒｔｓの好まし
い厚さは８０〜ｌ　５０　ｎｍである。

本発明の方法の好適な例では、非晶区域をレーザー光ビ
ームに曝してガラス転移温度と記録層の溶融点との間の
温度に加熱し、この温度に記録材料の非晶部分が結晶化
するまである時間にわたって維持し、次いで冷却して非
晶区域を実時間において元の結晶構造に転化するように
する。

本発明の方法の他の好適な例では、非晶情報区域を１〜
１００μｍのスポット長さおよび１．５〜２．５μｍの
スポット巾および１〜２００μ６の非晶区域当りの露光
時間を有するレーザー光ビームに露光して元の結晶構造
に転化するようにする。

記録素子の記録層における非晶区域の状態に蓄積された
情報はレーザー光により、例えば非晶区域と包囲する結
晶マトリックスとの間の反射の差を用いて読取ることが
できる。

次に、本発明を添付図面について説明する。

第３図に示す本発明の組成物の組成図形において、原子
％で示す層の構成成分テルル（Ｔｅ）　、セレン（Ｓｅ
）およびアンチモン（ｓｂ）を多角形のコーナーにおい
て示している。本発明の記録素子に用・１いる記録層は
Ｉ’ｅ−３ｅ−Ｓｂ合金からなり、その元素の比は実線
で囲まれている区域ＡＢＯＤＥ内に存在し、このコーナ
ーは組成Ａ　：　Ｔｅｇ。５ｅ８Ｓｂ、　。

Ｂ：Ｔｅ　　Ｓｓ　　Ｓｂ　　　、Ｃ：’Ｆｅ　　Ｓｅ
　　Ｓｂ　　　＊Ｄニア８　　２０　　２　　　　　　
　　　　１８　　５２　　８０Ｔｅ　　Ｓｅ　Ｓｂ　　
−Ｅ　’　ＴｅｇｇＳｅｇＳｂｓを有している。

２ｉ８　　　２　　７０ コーナーＦおよびＧを有する区域ＡＢＦＧＫ内に存在す
る上述する好ましい範囲はＦ： Ｔ　ｅ　ａｇ　Ｓ　ｅ　２□Ｓ　ｂ　２０およびＧ　：
　１”ｅａａＳｅ２Ｓｌ：ｌａｓである。

上記表において示す各組成の数字（Ａ　）は第８図に示
す数字に相当して示している。

第１図において、１１は透明な支持プレートを示してい
る。このプレー）１１の１側に光硬化性ラッカーの透明
層１２を設け、これに螺旋状フォロアー（案内）トラッ
ク１８を設ける。ラッカー＃１２はｌ　００　ｎｍ厚さ
の記録層１４で被覆する。

この被拶は蒸着によって行うことができる。層１４を被
着した後、層１４全体が多結晶構造になるまで、素子を
加熱する。記録層１４は、例えばＴｅ　ｓｏ　Ｓ　ｅ　
１０　Ｓ　ｂ工。からなる。この記録層１４上に、Ｓｉ
ｎ、の被覆層１６をスパッターにより設ける。

第１図に示す構造の記録素子を用いる場合には、例えば
１０１の直径を有するディスクの形態の素子を４ヘルツ
の周波数で回転させる。透明層１２を介し、案内トラッ
ク１８において、記録素子を８００　ｎｍの放射波長お
よび６０　ｎｓのパルス時間ヲａＫ　ｆるパルス化レー
ザー光に曝す。レーザーは記録層上において８　ｍＷの
パワーを有する。記録層１４の露光位置において、１　
、ｃａｍの直径の非晶情報スポットを形成する。この手
段において、結晶マトリックスに非晶の状態で記録され
たデータはプレート上において８００　ｎｍの放射波長
および０．４ｍＷのパワーを有する連続するレーザー光
ビームによって反射において読取る。読取る場合、記録
をΦヘルツで回転する。読取りは非晶情報スポットと多
結晶周囲との反射における差によるものである。

この反射の差を第２図忙示す。この第２図において、組
成Ｔｅ８ｏＳｅ工。５ｂｌｏを有する層の反射光の割合
で示される基体側（１ｚ）からの反射係数（ＲＧ）を層
の厚さくｔ）ｎｍに対してプロットしている。

使用した光−の波長は８００　ｎｍである。第２図にお
ける破線２１は非晶層に関する。ドツト−ダッシュ線ｚ
２は多結晶層に関する。非晶層と結晶層とのコントラス
トを線２８で示している。第２図から明らかなように、
最良のコントラストは８０〜ｌ　００　ｎｍの範囲の厚
さで得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学記録素子の断面図、第２図は本発
明の記録素子において記録層の厚さに対する記録層の反
射係数の関係を示すグラフ、および 第８図は本発明の記録素子の組成の割合を示す多角形図
形で表わすグラフである。 １１・・・透明な支持プレート １２・・・光硬化性ラッカーの透明層 １８・・・螺旋状フォロアー　トラック１４・・・記録
層 １５・・・非晶情報スポット １６・・・５１０２の被覆層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持プレートを有し、かつテルル合金を有する記録
   層からなり、この記録層を露光位置において変調レーザ
   ー光に露光して高い秩序または結晶状態から低い秩序ま
   たは非晶状態に転化し、局部変化状態をレーザー光によ
   り読取る消去可能光学記録素子において、記録層をＴｅ
   −Ｓｅ−Ｓｂ合金から構成し、原子％での元素Ｔｅ、Ｓ
   ｅおよびＳｂの比をコーナーＴｅ＿９＿０Ｓｅ＿８Ｓｂ
   ＿２−Ｔｅ＿７＿８Ｓｅ＿２＿０Ｓｂ＿２−Ｔｅ＿１＿
   ８Ｓｅ＿５＿２Ｓｂ＿８＿０−Ｔｅ＿２＿８Ｓｅ＿２Ｓ
   ｂ＿７＿０−Ｔｅ＿９＿０Ｓｅ＿２Ｓｂ＿８を有する多
   角形で囲まれたＴｅ−Ｓｅ−Ｓｂ組成図形の範囲内に存
   在し、更に８０〜３００ｎｍの範囲の記録層の層厚さを
   有することを特徴とする消去可能光学記録素子。 ２、原子％での元素Ｔｅ、ＳｅおよびＳｂの比がコーナ
   ーＴｅ＿９＿０Ｓｅ＿８Ｓｂ＿２−Ｔｅ＿７＿８Ｓｅ＿
   ２＿０Ｓｂ＿２−Ｔｅ＿３＿９Ｓｅ＿２＿１Ｓｂ＿２＿
   ０−Ｔｅ＿６＿３Ｓｅ＿２Ｓｂ＿８＿５−Ｔｅ＿９＿０
   Ｓｅ＿２Ｓｂ＿８を有する多角形で囲まれたＴｅ−Ｓｅ
   −Ｓｂ組成図形の範囲内に存在する特許請求の範囲第１
   項記載の記録素子。 ３、記録層が組成Ｔｅ＿８＿０Ｓｅ＿１＿０Ｓｂ＿１＿
   ０、Ｔｅ＿１＿４Ｓｅ＿１＿１Ｓｂ＿１＿５またはＴｅ
   ＿５＿０Ｓｅ＿３＿０Ｓｂ＿２＿０を有する特許請求の
   範囲第２項記載の記録素子。 ４、記録層の層厚さが８０〜１５０ｎｍである特許請求
   の範囲第１〜３項のいずれか一つの項記載の記録素子。 ５、記録層をレーザー光に透明な支持プレート上に存在
   させた特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一つの項記
   載の記録素子。 ６、記録層に被覆層を設けた特許請求の範囲第１〜５項
   のいずれか一つの項記載の記録素子。 ７、レーザー光に透明な基体およびその上に設けられた
   ８０〜３００ｎｍ厚さの結晶記録層を有し、かつＴｅ−
   Ｓｅ−Ｓｂ合金からなる光学記録素子を１〜８０ヘルツ
   の周波数で回転させ、基体側から情報に従つてパルス化
   し、かつ層上に１ｎＪに等しいか、またはこれより小さ
   いパルスエネルギーを有するレーザー 光に露光し、この結果結晶記録層を露光位置で溶融し、
   次いで冷却して非晶情報区域を形成し、消去中非晶区域
   を熱処理によつて元の結晶構造に転化することを特徴と
   する情報を光学的に記録しおよび消去する方法。 ８、非晶区域をレーザー光ビームに曝してガラス転位温
   度と記録層の溶融点との間の温度に加熱し、この温度で
   、記録層の非晶部分が結晶化するまである時間にわたり
   維持し、次いで冷却し、非晶区域を実時間で元の結晶構
   造に転化する特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、非晶区域を１〜１００μｍのスポット長さ、１．５
   〜２．５μｍのスポット巾および１〜２００μｓの非晶
   区域当りの露光時間を有するレーザー光ビームに露光し
   て結晶構造に転化する特許請求の範囲第７項記載の方法
   。