JP2982186B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、光，熱等の手段により光学的性質が変化す
る記録膜を基板上に備え、その光学的性質の変化を利用
して、情報の記録・再生を行う光記録媒体に関するもの
である。

【従来の技術】

第５図に、光記録媒体の一般的な構造図を示す。ａ
は、フォーカシング，並びにトラッキングサーボ用のプ
リグルーブ（pre−groove）、ｂは光透過性の基板、ｃ
は基板ｂ面上に一様に設けられた記録膜、ｄは記録膜ｃ
面上に必要に応じて設けられる保護膜である。 網目模様の部分は、情報記録時に他の部分とは光学的
性質を異にするようにされた部分である。網目模様の部
分を仮に“1"とすると、他の部分は“0"である。 再生は、記録膜ｃへ半導体レーザ等の光源から集束光
ｆを照射し、その反射光を光ダイオード等の受光素子
（図示せず）で受けて行う。 ところで、従来の光記録媒体には、記録情報の書き換
えが出来ない「記録・再生タイプ」のものと、書き換え
が出来る「記録・再生・消去タイプ」のものとがある。 〔記録・再生タイプの光記録媒体〕 「記録・再生タイプ」の光記録媒体には、「穴開け方
式」のもの，「バブル方式」のもの，「相転移方式」の
ものとが知られている。 （１） 穴開け方式 第６図に、穴開け方式での記録の仕方を示す。情報を
記録する時には、記録膜ｃ面へレーザ光等を照射し、そ
の照射部位の記録膜ｃを融解して開口部ｇ（穴）を開
け、基板ｂを露出させる。すると、開口部ｇとそれ以外
の部分とでは光の反射率が違うので、これを利用して情
報の再生が出来る。一度開口部ｇとさた所は元の状態に
戻せないから、書き換えは出来ない。 （２） バブル方式 第７図に、バブル方式での記録の仕方を示す。情報を
記録する時には、基板ｂの一部を加熱し、基板ｂからガ
スを発生させてバブルｈを形成する。バブルｈ形成部位
と非形成部位とでは光の反射率が違うので、これを利用
して情報の再生が出来る。バブルｈを消滅させて元の状
態に戻すことは出来ないから、書き換えは出来ない。 （３） 相転移方式 第15図は、相転移方式の光記録媒体での記録の仕方を
示す。情報を記録する時には、as−depo状態（記録膜の
着膜したての状態で、アモルファスに近い状態）adにあ
る記録膜ｃの一部へ低出力のレーザスポットを照射し、
比較的ゆっくりした低温加熱処理をし、次いで冷却処理
をする。すると、as−depo状態となっていた部位は結晶
質状態crとなり、このことにより情報が記録される。 第16図は、相転移方式での再生の仕方を示す。as−de
po状態adの部位と結晶質状態crの部位とでは、光の反射
率が違う。そこで反射率の違いを検出して、情報の再生
を行う。 〔記録・再生・消去タイプの光記録媒体〕 情報の書き換えが出来る「記録・再生・消去タイプ」
の光記録媒体は、第８図に示すように、光，熱等の手段
により記録膜ｃの光学的性質を変化させれるが、また元
へ戻せるというふうに可逆的に変化させることが出来る
ものである。ｅは可逆変化部分を示す。 このような光記録媒体としては、「相転移方式」のも
のと「光磁気方式」のものとが知られている。 （１）相転移方式 第９図は、相転移方式の光記録媒体での記録の仕方を
示す。情報を記録する時には、結晶質状態crにある記録
膜ｃの一部へ高出力のレーザスポットを照射し、高温急
速加熱処理をし、次いで急速冷却処理を施す。照射部位
は、結晶質状態crからアモルファス状態amに変化する。 第10図は、相転移方式での再生の仕方を示す。結晶質
状態crの部位とアモルファス状態amの部位とでは、光の
反射率が違う。そこで、反射率の違いを検知して、情報
の再生をする。 第11図は、相転移方式での情報の消去の仕方を示す。
消去する時には、記録膜ｃに低出力のレーザスポットを
照射し、比較的ゆっくりした低温加熱処理をし、次いで
冷却処理をする。すると、アモルファス状態amとなって
いた部位は元の結晶質状態crに戻り、情報は消去され
る。記録膜ｃを元の状態に戻せるから、情報の書き換え
が出来る。 〔光磁気方式〕 第12図は、光磁気方式の光記録媒体での記録の仕方を
示す。記録膜ｃは磁性材料で構成しておく。記録膜ｃ内
に記した太い矢印は、磁化方向を示している。情報の記
録は、磁化方向の向きを局部的に反転させることによっ
て行う。 磁化方向の反転は、記録膜ｃを熱した状態で行うと弱
い磁界で行うことが出来る。そこで、レーザスポットを
照射して熱した状態で、元々の磁化方向とは反対方向の
磁界Ｈ（第12図では、上向きの磁界）をかけ、照射部位
の磁化方向を反転させる。すると、その部位のカー回転
角が変化する。 第13図は、光磁気方式での再生の仕方を示す。カー回
転角の相違に基づく反射光の相違を利用して、情報の再
生を行う。 第14図は、光磁気方式での情報の消去の仕方を示す。
情報の消去をするには、逆になっている磁化方向を元に
戻す。記録膜ｃにレーザスポットを照射した状態で、記
録時とは逆の方向の磁界Ｈ（第14図では、下向きの磁
界）をかける。。磁化方向は元に戻り（カー回転角も元
に戻る）、情報は消去される。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、前記した従来の光記録媒体には、次の
ような問題点があった。 （１）穴開け方式とバブル方式の光記録媒体が有する問
題点 第１の問題点は、記録速度が遅いという点である。 情報を記録するには、穴開け方式では記録膜ｃに穴を
開ける工程が必要であり、バブル方式では記録膜ｃにバ
ブルを形成する工程が必要である。ところが、これらの
工程に要する時間は長く、結局、記録速度が遅くなって
しまう。 第２の問題点は、記録情報のC/N比が低くなるとい
う点である。 その原因は、形状の揃った穴やバブルを形成すること
が困難なためである。 第３の問題点は、記録情報の保存安定性に欠けると
いう点である。 これらの方式に使われる記録膜ｃ自体および穴やバブ
ルの形状が経時的に変化し易いためである。 第４の問題点は、情報の書き換えが出来ず、用途が
限られるという点である。 （２）相転移方式の光記録媒体が有する問題点 第１の問題点は、書き換え速度が遅いという点であ
る。 相転移方式の光記録媒体で書き換えを行うには、アモ
ルファス状態amになっている部位をいったん結晶質状態
crに戻す必要がある。しかし、この結晶化の工程に時間
がかかるので、書き換えを完了するまでの時間も遅くな
ってしまう。 第２の問題点は、記録情報の保存安定性に欠けると
いう点である。 情報が記録されている時には、エネルギーレベルの異
なる結晶質領域とアモルファス領域とが併存することに
なる。しかし、準安定状態である方のアモルファス領域
は、経時的に結晶質状態に移行し易い。そのため、記録
されていた情報が損なわれてしまう恐れがある。 第３の問題点は、記録情報のC/N比が低いという点
である。 これは、結晶質状態にある部位とアモルファス状態に
ある部位との反射率の差異が小さいためである。 （３）光磁気方式の光記録媒体が有する問題点 第１の問題点は、記録情報のC/N比が低いという点
である。 これは、磁化方向が反転された部位とそうでない部位
でのカー回転角の差異が、約0.5度程度であり、それほ
ど大きくないからである。 第２の問題点は、記録情報の保存安定性に欠けると
いう点である。 この光記録媒体では、記録膜にテルビウム（Tb）とか
鉄（Fe）等の酸化を受け易い材料を含んでいるため、経
時的に酸化させ、記録されている情報を損なうからであ
る。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題
とするものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明では、記録や書き換
えの速度を速くすると共に、記録情報を長期にわたって
保存することが可能であり、しかもC/N比が良い光記録
媒体を提供すべく、次のような手段を講じた。 即ち、本発明では、相分離により情報の記録を行う記
録膜を基板上に備えた光記録媒体において、該記録膜と
して、温度に対して上に凸の単調曲線を描くとともに該
上に凸の単調曲線を示す組成範囲で不変反応線が含まれ
ない相図で定義されるバイノーダル分解もしくはスピノ
ーダル分解を生じる不定比化合物の均一な相を用い、前
記不定比化合物の均一な相中に、光の照射によって互い
に組成の異なる複数の領域に相分離した部位を形成し、
前記均一相と、前記部位との反射率差を利用して記録す
ることとした。 なお、「相分離」とは、広くは単一の組成にあるもの
が、組成の異なる領域に分離する現象のことであるが、
本発明においては、第２図に示されるような、温度に対
して上に凸の単調曲線を描くとともに該上に凸の単調曲
線を示す組成範囲で不変反応線が含まれない相図で定義
されるバイノーダル分解もしくはスピノーダル分解のこ
とである。 そして、前記不定比化合物の具体例としては、ベリリ
ウム（Be），ホウ素（Ｂ），マグネシウム（Mg），アル
ミニウム（Al），珪素（Si），スカンジウム（Sc），チ
タン（Ti），バナジウム（Ｖ），クロム（Cr），マンガ
ン（Mn），鉄（Fe），コバルト（Co），ニッケル（N
i），銅（Cu），亜鉛（Zn），ガリウム（Ga），ゲルマ
ニウム（Ge），砒素（As），セレン（Se），ルビジウム
（Rb），イットリウム（Ｙ），ジルコニウム（Zr），ニ
オブ（Nb），モリブデン（Mo），テクネチウム（Tc），
ルテニウム（Ru），ロジウム（Rh），パラジウム（P
d），銀（Ag），カドミウム（Cd），インジウム（I
n），錫（Sn），アンチモン（Sb），テルル（Te），ハ
フニウム（Hf），タンタル（Ta），タングステン
（Ｗ），レニウム（Re），オスミウム（Os），イリジウ
ム（Ir），白金（Pt），金（Au），タリウム（Tl），鉛
（Pb），ビスマス（Bi），セリウム（Ce），プラセオジ
ム（Pr），ネオジウム（Nd），プロメチウム（Pm），サ
マリウム（Sm），ユウロピウム（Eu），ガドリニウム
（Gd），テルビウム（Tb），ジスプロシウム（Dy），ホ
ルミウム（Ho），エルビウム（Er），ツリウム（Tm），
イッテルビウム（Yb），ルテチウム（Lu）およびウラン
（Ｕ）とから成る群から選択された１つの元素と、酸素
（Ｏ），硫黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）とか
ら成る群から選択された１つの元素との不定比化合物が
挙げられる。 また、前記不定比化合物の他の具体例としては、リチ
ウム（Li），ベリリウム（Be），ホウ素（Ｂ），マグネ
シウム（Mg），アルミニウム（Al），珪素（Si），燐
（Ｐ），カリウム（Ｋ），カルシウム（Ca），スカンジ
ウム（Sc），チタン（Ti），バナジウム（Ｖ），クロム
（Cr），マンガン（Mn），鉄（Fe），コバルト（Co），
ニッケル（Ni），銅（Cu），亜鉛（Zn），ガリウム（G
a），ゲルマニウム（Ge），砒素（As），セレン（S
e），ルビジウム（Rb），イットリウム（Ｙ），ジルコ
ニウム（Zr），ニオブ（Nb），モリブデン（Mo），テク
ネチウム（Tc），ルテニウム（Ru），ロジウム（Rh），
パラジウム（Pd），銀（Ag），カドミウム（Cd），イン
ジウム（In），錫（Sn），アンチモン（Sb），テルル
（Te），ハフニウム（Hf），タンタル（Ta），タングス
テン（Ｗ），レニウム（Re），オスミウム（Os），イリ
ジウム（Ir），白金（Pt），金（Au），タリウム（T
l），鉛（Pb），ビスマス（Bi），セリウム（Ce），プ
ラセオジム（Pr），ネオジウム（Nd），プロメチウム
（Pm），サマリウム（Sm），ユウロピウム（Eu），ガド
リニウム（Gd），テルビウム（Tb），ジスプロシウム
（Dy），ホルミウム（Ho），エルビウム（Er），ツリウ
ム（Tm），イッテルビウム（Yb），ルテチウム（Lu），
ナトリウム（Na）およびウラン（Ｕ）とから成る群から
選択された少なくとも２つの元素と、 酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）
とから成る群から選択された少なくとも１つの元素との
不定比化合物が挙げられる。

【作用】

光記録媒体に記録膜として着膜された不定比化合物
は、溶融して冷却される時に相分離を起こす。相分離し
た部位は、光の反射率が変化するから、これを利用して
情報の記録をすることが可能となる。 この相分離は、安定な結晶質状態を維持したままで、
しかも速やかに行われるから、情報を長期間にわたって
安定に保存することが可能となると共に、記録，書き換
えを迅速に行うことが可能となる。 また、反射率の変化が大きいので、C/N比は向上され
る。

【実 施 例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図に、本発明の実施例にかかわる光記録媒体を示
す。第１図において、１は基板、２は熱干渉層、３は記
録膜である。 基板１としては、例えば、厚さ1.2mm,直径５インチ1/
4（ISO標準）の耐熱性プラスチック（ポリカーボネー
ト）の板を用いる。熱干渉層２は、例えば、基板１の面
上にSiO₂を厚さ1000オングストロームに着膜して形成す
る。 そして、熱干渉層２の上に、相分離する不定比化合物
を着膜して記録膜３とする。 〔不定比化合物の相分離〕 相分離とは、前述したように、単一の組成にあるもの
が、組成の異なる領域に分離することである。 元素Ｍと元素Ｘとから成る化合物には、組成が定比よ
りずれた不定比化合物がある。元素Ｍと元素Ｘとが、ｍ
−δ対ｎの割合で（但し、ｍ＝正の整数,0＜δ＜1,n＝
正の整数）化合している不定比化合物の場合、δは組成
の定比からのずれの程度を表し、不定比率と言われる。 組成の定比よりのずれは、元素Ｍまたは元素Ｘが格子
欠陥を有することによって生じる。格子欠陥として、例
えば、空格子を持つような場合、空格子間に引力が作用
し、これが定比化合物とは異なった性質を呈する１因と
なっている。 このような不定比化合物においては、温度の変化によ
り、相分離が起こる。相分離の典型的な例としては、斑
模様を呈するバイノーダル分解による相分離と、絡み合
い模様を呈するスピノーダル分解による相分離とがあ
る。どちらの相分離をするかは、温度の低下速度（冷却
速度）をコントロールすることによって決定される。次
にそれらについて説明する。 （１） バイノーダル分解による相分離 第２図は、不定比化合物における相分離の相図であ
る。横軸は元素Ｍの不定比率δであり、縦軸は不定比化
合物の温度である。実線の曲線20はバイノーダル曲線、
点線の曲線21はスピノーダル曲線、T_cは臨界温度であ
る。 バイノーダル曲線20およびスピノーダル曲線21は、図
示したように、温度に対して上に凸なる単調な曲線とな
っている。臨界温度T_cより高い温度の領域では、不定比
化合物は相分離を起こしておらず、溶融して均一な相
（格子欠陥が均一に分布）となっている。この領域は、
混和領域とよばれる。温度が低下して臨界温度T_cより低
くなると、不定比化合物は、空格子点の多い相と少ない
相に分離する 臨界温度T_cより高い温度にされている部位を「徐々に
冷却」して臨界温度T_cより低くすると、バイノーダル分
解による相分離が起こる。 バイノーダル分解による相分離は、バイノーダル分解
機構によって進行する。この分解機構によれば、均一な
組成中に組成変動が生じると、その組成変動の内、ある
限界値以上の組成変動のみが安定に生き残る。このよう
な相分離では、初期段階から２相間の界面での組成差が
はっきりし、核が生ずる。この核が成長することによ
り、相分離が進行する。 バイノーダル曲線20は、この時の相分離により出来る
２つの相での不定比率を示す曲線である。 例えば、元素M:元素Ｘ＝（ｍ−δ）:nの組成の不定比
化合物の温度が、臨界温度T_cより高いT₂より徐々に低下
されて来て、T₁になった時点のバイノーダル曲線20上の
点をP,Qとすると、それらの点の横軸の値p,qを不定比率
として持つ次の２つの相に分離する。 元素M:元素Ｘ＝（ｍ−ｐ）:n 元素M:元素Ｘ＝（ｍ−ｑ）:n 第３図に、バイノーダル分解による相分離を起こして
いる部位の電子顕微鏡写真概略拡大図を示す。この部位
は、核が成長した球晶30とそれ以外の部分31に相分離
し、斑模様を呈する。この相分離をしている部位はRayl
eigh散乱を起こし、その結果、相分離をしている部位と
そうでない部位との間には、反射率に大きな差異を生ず
る。 （２） スピノーダル分解による相分離 第２図の臨界温度T_cより高い温度にされている不定比
化合物を、「急激に冷却」して臨界温度T_cより低くした
時に、スピノーダル分解による相分離が起こる。 スピノーダル分解による相分離は、スピノーダル分解
機構によって進行する。この分解機構によれば、均一な
組成中に最初に生じた微小な組成変動が相分離の端緒と
なり、それが助長され、次第に拡散されていくというふ
うに相分離は進行する。 このような相分離においては、初期の段階では２相の
界面での組成差ははっきりとはせず、連続的である。 スピノーダル曲線21は、この時の相分離により出来る
２つの相での不定比率を示す曲線である。 例えば、不定比化合物が、前記温度T₂よりも更に高い
温度T₃の状態から冷却され始めると、周囲との温度差が
大であるから、冷却は急激に行われる。「急激に冷却」
して来てT₁になった時点のスピノーダル曲線21上の点を
R,Sとすると、それらの点の横軸の値r,sを不定比率とし
て持つ次の２つの相に分離する。 元素M:元素Ｘ＝（ｍ−ｒ）:n 元素M:元素Ｘ＝（ｍ−ｓ）:n 第４図に、スピノーダル分解による相分離を起こして
いる部位の電子顕微鏡写真概略拡大図を示す。相分離構
造は、40と41の２つの異なった組成の部分が絡み合った
形態となっている。 この相分離をしている部位も、Rayleigh散乱を起こ
し、相分離をしている部位とそうでない部位との間に
は、反射率に大きな差異を生ずる。 以上のように、相分離した部位は光の反射率が大きく
変化する。しかも、上記した相分離は、安定な結晶質状
態を維持したままで、相転移に要する時間よりも短時間
で行われる。 本発明は、不定比化合物のこれらの性質を巧みに利用
したものである。 〔不定比化合物の種類〕 相分離する不定比化合物の例としては、ベリリウム
（Be），ホウ素（Ｂ），マグネシウム（Mg），アルミニ
ウム（Al），珪素（Si），スカンジウム（Sc），チタン
（Ti），バナジウム（Ｖ），クロム（Cr），マンガン
（Mn），鉄（Fe），コバルト（Co），ニッケル（Ni），
銅（Cu），亜鉛（Zn），ガリウム（Ga），ゲルマニウム
（Ge），砒素（As），セレン（Se），ルビジウム（R
b），イットリウム（Ｙ），ジルコニウム（Zr），ニオ
ブ（Nb），モリブデン（Mo），テクネチウム（Tc），ル
テニウム（Ru），ロジウム（Rh），パラジウム（Pd），
銀（Ag），カドミウム（Cd），インジウム（In），錫
（Sn），アンチモン（Sb），テルル（Te），ハフニウム
（Hf），タンタル（Ta），タングステン（Ｗ），レニウ
ム（Re），オスミウム（Os），イリジウム（Ir），白金
（Pt），金（Au），タリウム（Tl），鉛（Pb），ビスマ
ス（Bi），セリウム（Ce），プラセオジム（Pr），ネオ
ジウム（Nd），プロメチウム（Pm），サマリウム（S
m），ユウロピウム（Eu），ガドリニウム（Gd），テル
ビウム（Tb），ジスプロシウム（Dy），ホルミウム（H
o），エルビウム（Er），ツリウム（Tm），イッテルビ
ウム（Yb），ルテチウム（Lu）およびウラン（Ｕ）とか
ら成る群から選択された１つの元素と、酸素（Ｏ），硫
黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）とから成る群か
ら選択された１つの元素との不定比化合物がある。 また、他の例としては、リチウム（Li），ベリリウム
（Be），ホウ素（Ｂ），マグネシウム（Mg），アルミニ
ウム（Al），珪素（Si），燐（Ｐ），カリウム（Ｋ），
カルシウム（Ca），スカンジウム（Sc），チタン（T
i），バナジウム（Ｖ），クロム（Cr），マンガン（M
n），鉄（Fe），コバルト（Co），ニッケル（Ni），銅
（Cu），亜鉛（Zn），ガリウム（Ga），ゲルマニウム
（Ge），砒素（As），セレン（Se），ルビジウム（R
b），イットリウム（Ｙ），ジルコニウム（Zr），ニオ
ブ（Nb），モリブデン（Mo），テクネチウム（Tc），ル
テニウム（Ru），ロジウム（Rh），パラジウム（Pd），
銀（Ag），カドミウム（Cd），インジウム（In），錫
（Sn），アンチモン（Sb），テルル（Te），ハフニウム
（Hf），タンタル（Ta），タングステン（Ｗ），レニウ
ム（Re），オスミウム（Os），イリジウム（Ir），白金
（Pt），金（Au），タリウム（Tl），鉛（Pb），ビスマ
ス（Bi），セリウム（Ce），プラセオジム（Pr），ネオ
ジウム（Nd），プロメチウム（Pm），サマリウム（S
m），ユウロピウム（Eu），ガドリニウム（Gd），テル
ビウム（Tb），ジスプロシウム（Dy），ホルミウム（H
o），エルビウム（Er），ツリウム（Tm），イッテルビ
ウム（Yb），ルテチウム（Lu），ナトリウム（Na）およ
びウラン（Ｕ）とから成る群から選択された少なくとも
２つの元素と、 酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）
とから成る群から選択された少なくとも１つの元素との
不定比化合物がある。 〔記録膜の着膜の仕方の１例〕 このような不定比化合物の着膜の仕方の１例を、テル
ル（Te）と酸素の不定比化合物を例にとって説明する。 この例の場合には、酸素ガスを存在させた状態での、
テルル（Te）のターゲットを用いたRFイオンプレーティ
ング法を採用する。そして、RFイオンプレーティングの
設定条件を、下記の通りとする。 ターゲットの蒸発方法：電子ビーム蒸発 雰囲気： アルゴン（Ar）圧力…１×10^-2〜1Pa 酸素（O₂）圧力 …１×10^-2〜1Pa RFパワー:100〜1000W 着膜速度:0.5〜10Å/sec このようにすれば、組成がTeO_1.75の不定比化合物を
記録膜として着膜させることが出来る。 〔情報の記録・再生・書き換え〕 本発明の光記録媒体に対する情報の記録，再生および
書き換えは、次のようにして行われる。 （１） 情報の記録 情報の記録は、局部的に相分離を起こさせて行う。仮
に、相分離を起こさせた部位を“1"に対応させれば、起
こさせなかった部位は“0"に対応する。 例えば、光記録媒体を1800rpmで回転させ、この状態
で出力10mW,周波数3.7MHzのレーザビームを記録膜の記
録領域へ照射して、記録膜の温度を第２図の臨界温度T_c
より高い温度に上昇させる。これにより、記録膜の照射
部位の相が均一にされる。 その後、レーザビームの照射を停止して、その部位を
徐冷する。この徐冷の過程でバイノーダル分解が引き起
こされ、該部位は相分離される。相分離されることによ
り、該部位の反射率は変化するから、相分離されなかっ
た部位との区別が出来、これで情報の記録が出来たこと
になる。 上記では、溶融して均一な１相になっている状態か
ら、ゆっくりと冷却してバイノーダル分解による相分離
を起こさせることによって情報を記録したが、急激に冷
却してスピノーダル分解による相分離を起こさせて記録
することも出来る。冷却速度のコントロールにより、い
ずれを用いることも出来る。 なお、スピノーダル分解は、バイノーダル分解のよう
な核の生成を伴わないので、分解に要するエネルギーが
少なくてよく、バイノーダル分解よりも速い速度で相分
離が進行する。従って、スピノーダル分解を利用した方
が、記録速度は速い。 また、バイノーダル分解に伴う相分離を起こした部位
と、スピノーダル分解に伴う相分離を起こした部位との
間でも反射率の差異があるので、両者の差異を利用して
情報の記録を行うことも出来る。即ち、相分離を起こし
てない部位，バイノーダル分解に伴う相分離を起こして
いる部位，スピノーダル分解に伴う相分離を起こしてい
る部位の３者の反射率の違いを利用して３値化信号を記
録することも可能である。 （２） 情報の再生 相分離した部位は、光の反射率が変化しているから、
これを利用して情報の再生をする。 例えば、光記録媒体を1800rpmで回転させ、この状態
で1mWのレーザビームを記録膜に照射する。そして、こ
の反射ビームを受光素子で受けて情報を再生する。 本発明の光記録媒体では、相分離による反射率の変化
が大きいので、再生した場合のC/N比は約50dBにも達
し、C/N比が大いに改善される。 （３） 情報の書き換え 情報の書き換えは、まずバイノーダル分解（またはス
ピノーダル分解）の相分離により情報が記録されている
部位を昇温して溶融し、いったん均一な１相に戻す。こ
れにより、情報が消去される。 次に、冷却速度をコントロールして別の相分離，即
ち、スピノーダル分解（またはバイノーダル分解）の相
分離を起こさせる。これにより、新たな情報が書き込ま
れたことになる。以上のようにして、書き換えが行われ
る。 例えば、最初、出力10mWのレーザビームを照射してバ
イノーダル分解の相分離によって記録されている情報を
書き換えるには、まず光記録媒体を1800rpmで回転さ
せ、この状態で15mWのレーザビームを記録部位に照射し
て、該記録部位の温度を第２図の臨界温度T_cより高い温
度に上昇させる。これにより、記録部位は、いったん均
一な相に戻され、記録してあった情報は消去される。 その後、レーザビームの照射を停止して、その部位を
急冷する。照射するレーザビームの出力が、先の記録時
の出力（10mW）より大にしてあるから、より高い温度に
なっており、照射を停止した時に起こる冷却は、先の場
合より急激となる（急冷）。この急冷の過程でスピノー
ダル分解が引き起こされ、照射部位は相分離される。こ
れによって、新たな情報が書き込まれたことになる。即
ち、情報の書き換えが行われる。 以上述べたことから分かるように、本発明の光記録媒
体は、書き込み専用（W/O:Write Once）としても、書き
換え用としても使うことが出来る。書き込み専用として
使う場合には、バイノーダル分解の相分離とスピノーダ
ル分解の相分離の内、いずれか一方のみを使えばよい。
書き換え用として使う場合には、両方の相分離を交互に
使えばよい。

【発明の効果】

以上述べた如き本発明によれば、次のような効果を奏
する。 記録および書き換えを迅速に行うことが出来るよう
になった。 光記録媒体の光学的性質の変化を、変化に時間のかか
る「結晶質状態とアモルファス状態間の相転移」によて
行うのでなく、変化に時間のかからない「結晶質状態を
維持したままでの相分離」によって行うようにしたの
で、記録および書き換えを迅速に行うことが出来るよう
になった。 記録情報を長期にわたって安定した状態で保存する
ことが出来るようになった。 バイノーダル分解やスピノーダル分解による相分離
は、安定な結晶質状態を維持したままで行われるので、
長期にわたって変化しないからである。 記録情報のC/N比が向上する。 バイノーダル分解やスピノーダル分解による相分離を
した部位の反射率は、大きく異なるので、C/N比が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図…本発明の光記録媒体の構造を示す図 第２図…不定比化合物における相分離の相図 第３図…バイノーダル分解による相分離を起こしている
部位の電子顕微鏡写真概略拡大図 第４図…スピノーダル分解による相分離を起こしている
部位の電子顕微鏡写真概略拡大図 第５図…光記録媒体の一般的な構造図 第６図…穴開け方式での記録の仕方を示す図 第７図…バブル方式での記録の仕方を示す図 第８図…可逆変化方式での記録の仕方を示す図 第９図…相転移方式での記録の仕方を示す図 第10図…相転移方式での再生の仕方を示す図 第11図…相転移方式での消去の仕方を示す図 第12図…光磁気方式での記録の仕方を示す図 第13図…光磁気方式での再生の仕方を示す図 第14図…光磁気方式での消去の仕方を示す図 第15図…相転移方式での記録の仕方を示す図 第16図…相転移方式での再生の仕方を示す図 図において、１は基板、２は熱干渉層、３は記録膜、ａ
はプリグルーブ、ｂは基板、ｃは記録膜、ｄは保護膜、
crは結晶質状態、amはアモルファス状態、ｆは集束光で
ある。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相分離により情報の記録を行う記録膜を基
   板上に備えた光記録媒体において、該記録膜として、温
   度に対して上に凸の単調曲線を描くとともに該上に凸の
   単調曲線を示す組成範囲で不変反応線が含まれない相図
   で定義されるバイノーダル分解もしくはスピノーダル分
   解を生じる不定比化合物の均一な相を用い、前記不定比
   化合物の均一な相中に、光の照射によって互いに組成の
   異なる複数の領域に相分離した部位を形成し、前記均一
   相と、前記部位との反射率差を利用して記録することを
   特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】前記不定比化合物が、 ベリリウム（Be），ホウ素（Ｂ），マグネシウム（M
   g），アルミニウム（Al），珪素（Si），スカンジウム
   （Sc），チタン（Ti），バナジウム（Ｖ），クロム（C
   r），マンガン（Mn），鉄（Fe），コバルト（Co），ニ
   ッケル（Ni），銅（Cu），亜鉛（Zn），ガリウム（G
   a），ゲルマニウム（Ge），砒素（As），セレン（S
   e），ルビジウム（Rb），イットリウム（Ｙ），ジルコ
   ニウム（Zr），ニオブ（Nb），モリブデン（Mo），テク
   ネチウム（Tc），ルテニウム（Ru），ロジウム（Rh），
   パラジウム（Pd），銀（Ag），カドミウム（Cd），イン
   ジウム（In），錫（Sn），アンチモン（Sb），テルル
   （Te），ハフニウム（Hf），タンタル（Ta），タングス
   テン（Ｗ），レニウム（Re），オスミウム（Os），イリ
   ジウム（Ir），白金（Pt），金（Au），タリウム（T
   i），鉛（Pb），ビスマス（Bi），セリウム（Ce），プ
   ラセオジム（Pr），ネオジウム（Nd），プロメチウム
   （Pm），サマリウム（Sm），ユウロビウム（Eu），ガド
   リニウム（Gd），テルビウム（Tb），ジスプロシウム
   （Dy），ホルミウム（Ho），エルビウム（Er），ツリウ
   ム（Tm），イッテルビウム（Yb），ルテチウム（Lu）お
   よびウラン（Ｕ）とから成る群から選択された１つの元
   素と、 酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）
   とからなる群から選択された１つの元素との不定比化合
   物であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】前記不定比化合物が、 リチウム（Li），ベリリウム（Be），ホウ素（Ｂ），マ
   グネシウム（Mg），アルミニウム（Al），珪素（Si），
   麟（Ｐ），カリウム（Ｋ），カルシウム（Ca），スカン
   ジウム（Sc），チタン（Ti），バナジウム（Ｖ），クロ
   ム（Cr），マンガン（Mn），鉄（Fe），コバルト（C
   o），ニッケル（Ni），銅（Cu），亜鉛（Zn），ガリウ
   ム（Ga），ゲルマニウム（Ge），砒素（As），セレン
   （Se），ルビジウム（Rb），イットリウム（Ｙ），ジル
   コニウム（Zr），ニオブ（Nb），モリブデン（Mo），テ
   クネチウム（Tc），ルテニウム（Ru），ロジウム（R
   h），パラジウム（Pd），銀（Ag），カドミウム（C
   d），インジウム（In），錫（Sn），アンチモン（S
   b），テルル（Te），ハフニウム（Hf），タンタル（T
   a），タングステン（Ｗ），レニウム（Re），オスミウ
   ム（Os），イリジウム（Ir），白金（Pt），金（Au），
   タリウム（Ti），鉛（Pb），ビスマス（Bi），セリウム
   （Ce），プラセオジム（Pr），ネオジウム（Nd），プロ
   メチウム（Pm），サマリウム（Sm），ユウロビウム（E
   u），ガドリニウム（Gd），テルビウム（Tb），ジスプ
   ロシウム（Dy），ホルミウム（Ho），ジスプロシウム
   （Dy），ホルミウム（Ho），エルビウム（Er），ツリウ
   ム（Tm），イッテルビウム（Yb），ルテチウム（Lu），
   ナトリウム（Na）およびウラン（Ｕ）とから成る群から
   選択された少なくとも２つの元素と、 酸素（Ｏ），硫黄（Ｓ），窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）
   とからなる群から選択された少なくとも１つの元素との
   不定比化合物であることを特徴とする請求項１記載の光
   記録媒体。