JPH02101633A - 書き換え可能光ディスクの固定化方法 - 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】 ［概要］ 書き換え可能の相変化型光ディスクの記録状態の半永久
的保存の方法に関し、 比較的容易な方法で、書き換え可能光ディスクに記録し
たデータをその書き換え可能光ディスクをそのまま使っ
て固定化することのできる書き換え可能光ディスクの固
定化方法を提供することを目的とし、 光照射によって可逆的に相変化する物質を記録媒体とし
て利用した書き換え可能光ディスクを用い、書き換え可
能記録を行った後、前記記録媒体の相依存性の物理的な
いし化学的性質を利用して、一方の相にある記録媒体部
分を選択的に除去し、残った記録媒体部分を用いて記録
を保持するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は光デイスク技術に関し、特に、書き換え可能の
相変化型光ディスクの記録状態の半永久的保存の方法に
関する。

光ディスクとして、読み出し専用光ディスク、追記可能
光ディスク、書き換え可能光ディスクが知られている。

読み出し専用光ディスク、追記可能光ディスクは、書き
込みをいつ行うかの点で差はあるが両者とも１回書き込
み、書き換え不可の光ディスクであり、−度書き込んだ
記録はそのまま保存される。この種の光ディスクは既に
実用化されている。書き換え可能光ディスクは、記録媒
質を２つの状態間で光を用いて遷移させるものであり、
現在種々の研究が進められている。２つの状態を熱力学
的に見れば、一方が安定相であり、他方が準安定相と考
えられる。準安定電相は長期的にみれば不安定であり、
半永久的保存には不適である。

［従来の技術］ 書き換え可能光ディスクに記録したデータを安定に保護
ないし半永久的に保存したい場合がある。

例えば一定期間ないし工程ごとのパラメータの最高値、
最低値を更新しつつ記録し、その後−括保存するような
場合、記録を更新するため書き換え可能光ディスクに記
録し、一定量のデータを蓄積後半永久的保存データを作
る。このような半永久的に保存できる記録を作るには、
１０年程度の保存期間しかない、安定相媒体中に準安定
相部分を作る記録は不適当であり、光ディスクに記録し
たデータを固定化することが必要である。

従来の技術によって光ディスクのデータを固定化しよう
とすれば、まず書き換え可能光ディスクにデータを記録
し、次に記録したデータを読み出して、新たにそのデー
タを記録した読み出し専用光ディスクを作ることになろ
う。

［発明が解決しようとする課題］ このように、書き換え可能光ディスクに記録したデータ
を固定化するには、データを読み出し、新たに読み出し
たデータを記録した光ディスクを作成する工程が必要で
、容易には実行できなかった。

また、読み出し、光デイスク作成の工程で新たにエラー
を生じる可能性もある。

書き換え可能光ディスクのままでは、媒体ないし記録状
態の長期間安定性に問題があり、長期間安定な保存はで
きない。

本発明の目的は、比較的容易な方法で、書き換え可能光
ディスクに記録したデータをその書き換え可能光ディス
クをそのまま使って固定化することのできる書き換え可
能光ディスクの固定化方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の原理図である
。第１図（Ａ）において、下地層（２）の上に光照射に
よって可逆的に相変化する物質により形成された記録媒
体層４が形成されている。

記録を行った後は、記録媒体４内に準安定相４ａと安定
相４ｂとが共存する０例えば消去の状態が安定相４ｂで
あり、光照射によって準安定相４ａに相変化を起し記録
を行う。

第１図（Ｂ）に示すように、準安定相４ａはエネルギ的
には安定相４ｂより高い状態であり、エネルギ障壁によ
って相遷移が制限されているものの、長期的には安定な
状態ではない、異なる相は一般的に異なる性質を有する
。

第１図（Ｃ）に示すように、異なる相の異なる物理的な
いし化学的性質を利用して、一方の相部分を除去する。

残った部分４ｃの輪郭が記録された情報を表す、残った
部分４ｃが準安定相であり、その後安定相に相遷移した
としても、もともとの安定相であった部分は除去されて
いるので記録が消滅することはない。

典型的には相変化は第１の結晶相と第２の結晶のとの間
、またはアモルファス相と結晶相との間の結晶状態の遷
移である４例えば、Ｉｎ−３ｂ系材料の場合は、第１の
結晶相と第２の結晶相との間の遷移であり、安定相を消
去相、準安定相を書き込み相として用いる。スパッタエ
ツチングに対しては安定相の方が削られ易く、準安定相
の書き込み相が残る。また、Ｇｅ−３ｂ−Ｔｅ系材料の
場合は、安定な結晶相と準安定なアモルファス相との間
の遷移を用いる。結晶相の記録媒体層を消去相とし、そ
こに選択的に光照射することによりアモルファス相の書
き込み相を形成できる。アモルファス相は結晶相より硬
く、例えば、スパッタエツチングに対しては結晶相が選
択的に除去され、書き込み状態である準安定なアモルフ
ァス相が残る。

好ましくは、−六相の記録媒体部分を除去した後、残り
の記録媒体部分上に光反射層を形成する。

下地層側から見ると光反射層の中に記録媒体が選択的に
存在する構成となる。

［作用コ 光照射によって可逆的に相変化する物質を記録媒体とし
て利用するので、レーザ等の照射条件を制御することで
書き換え可能の記録が行える。

相が異なると物理的ないし化学的性質が異なるので、そ
の差を利用することにより、マスクを用いずに、一方の
相にある記録媒体部分を選択的に除去できる。１つの記
録媒体中に２つの相が混在する場合は、意図しない相変
化が起こると記録内容が変化してしまうことになるが、
片方の相の部分を除去してしまえば記録内容は固定化さ
れ、残りの部分が相変化しても記録内容は変化しない。

可逆的相変化が結晶状態の遷移である場合は、書き換え
可能記録、読み出しの技術がほぼ確立しており、相間の
物理的化学的性質の相違が明らかである。準安定相より
安定相の方が柔らかく除去しやすいことも多い、準安定
相を残すと、記録内容をそのまま（反転せず）残せるの
でその後の取扱いが便宜である。

さらに、残った記録媒体層上に光反射層を形成すると、
−旦記録媒体を除去した部分が安定に保存される。下地
側から読み出し光を入射すれば、記録媒体層と光反射層
との反射率の差によって記録したデータを読み出せる。

［実施例コ 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に光発明の１実施例によ
り書き換え可能光ディスクを固定化する時の光ディスク
の構造を示す。

第２図（Ａ）は固定化した後の光ディスクを下地層側か
ら見た平面構造例を示す、記録媒体層が選択的に除去さ
れて、記録を行った部分のみが残されている。すなわち
、図中いくつかのライン上に並んだ飛び飛びの島状に残
された部分１４ｃが記録内容を表す固定化後の記録媒体
層である。紙面上方よりレーザ光を照射して走査すれば
反射光量の変化によって記録内容を読み出せる。

第２図（Ｂ）は書き換え可能状態の光ディスクの断面構
造例を示す、透明なガラス基板１０上に接着剤層１１を
介してガイド溝を有するフォトポリマ層１２が接着され
ている。このフォトポリマ層１２の上に光照射によって
可逆的に相変化を起こすＩｎ−３ｂ［＃層１４が形成さ
れている。Ｉｎ−３ｂ合金はｓｂを約５０−６３％含む
ものである。Ｉｎ−３ｂ媒体層１４の上にさらにフォト
ポリマの保護層１６が形成されている。

Ｉｎ−３ｂ媒体層１４は初期には全て安定状態の第１の
結晶相１４ｂにされる。ガラス基板１゜側からレーザ光
を照射して、照射した部分を準安定状態の第２の結晶相
１４ａにし、書き込みをすることができる０例えば、光
ディスクを５００　ｒＯｌで回転させ、レーザ光（波長
８３０ｎｎ）をフォーカシングして記録媒体１４の面上
で約１μｍ径のスポットにし、約６ＩＩＷのレーザパワ
ーで約４００　ＫＨｚで信号を書き込む、第１の結晶相
１４ｂと第２の結晶相１４ａとは反射率が異なるので、
ガラス基板１０１１１１から記録時よりは低い強度のレ
ーザ光を照射し、走査しつつ反射光の強度変化を検出す
ることで、記録状態を表わす第２の結晶相１４ａのパタ
ーンを検出することができる。

なお、光照射によって可逆的に相変化する記録媒体とし
て５ｂ６３％のＩｎ−３ｂ合金の他、Ｓｂが約５０〜６
３％のＩｎ−５ｂ系合金、Ｇｅ　−Ｔｅ−３ｂ系合金、
Ｃ０１ＴＩ等を必要に応じて添加したＩｎ−３ｅ合金等
を用いることができる。

相変化は第１結晶相−第２結晶相の池結晶相アモルファ
ス相等結晶状態の変化を用いることができる。

２つの結晶相がある場合は、一方が安定状態で他方が準
安定状態である。アモルファス相と結晶相の場合は、一
般にアモルファス相は準安定状態であり、結晶相が安定
状態である。記録（書き込み）状態でアモルファス相、
消去状態で結晶相をとるのがよい、　アモルファス相は
結晶相よりも物理的に固い場合が多い、Ｇｅ−８ｂ−Ｔ
ｅ系合金の場合もアモルファス相の方が結晶相より固く
、スパッタエツチング速度が小さく、削られにくい。

フォトポリマ層１２と保護層１６とは同じ材質でも異な
る材質でもよいが、記録媒体層１４に対して熱絶縁体の
役割をある程度果たすものである。

上の保護層１６は後で説明する固定化工程で除去される
ので下のフォトポリマ層１２より接着力が弱いことが好
ましい、同一材料でも処理条件を変えること等により接
着力を変化させることができる。

記録用、読み出し用のレーザ光をガラス基板１０側から
入射するものとして説明したが上側の保護層１６側から
入射するようにすることもできる。

この場合基板１０は不透明でもよい。

また、基板として強度、透明度等の要件を満たせば、例
えば透明な樹脂等ガラス以外の材料を使うこともできる
。

第２図（Ｃ）は固定化した光ディスクの断面構造例を示
す、準安定な第２の結晶相１４ａであった部分を残して
記録媒体層１４が除去されている。

その上の保護層１６も当然除去される。記録媒体層１４
の残された部分１４ｃを載せたフォトポリマ層１２上に
アルミニウム（ＡＩ）の光反射層１８が形成されている
。ＡＩの光反射層１８は残されたＩｎ−３ｂ媒体層１４
ｃより高い反射率を持つ、ＡＩの光反射層１８上に新た
なフォトポリマの保護ＷＡ２０が形成されている。

ガラス基板１０側から光を照射して反射光を検出するこ
とにより、Ｉｎ−３ｂ層１４とＡＩ層１８との光反射率
の差により記録情報を読み出せる。

Ａ１層とＩｎ−３ｂ層との光反射率の差は大きく、Ｉｎ
−９ｂ層が第１の結晶相であるが第２の結晶相であるか
に左右されない安定した検出ができる。

図中上から光を入射してＡ１の光反射層１８の凹凸によ
って記録を検出することも可能である。

第２図（Ｂ）に示すような書き換え可能状態がら第２図
（Ｃ）に示すような固定化状態に加工するための工程を
第３図（Ａ）〜（Ｂ）および第４図を参照して説明する
。

第２図（Ｂ）に示す書き換え可能状態で記録が完了した
ものとする。まず、保護層１６を除去して第３図（Ａ）
に示すような構造とする。保護層１６の除去は、例えば
上面に粘着剤を貼り保護層１６を引き剥がすことによっ
ても実施できる。保護層１６を選択的に除去できるスパ
ッタエツチング、溶剤等を用いることらできる。

保護層１６を除去した後、記録媒体層１４の１つの相の
部分のみを残す選択的エツチングを行って第３図（Ｂ）
に示すような構造を作る。

この選択的エツチングは、スパッタエツチングによって
好適に行うことができる。第４図にスパッタエツチング
装置を概略的に示す。

図中、３１は保護層１６を取り除いた書き換え可能相変
化型光ディスク、３２は排気可能チャンバ、３３はプラ
ズマ生成用高周波電源、３４はＡｒ等のスパッタリング
用ガスの導入バルブである。

Ａｒ等のスパッタリング用ガスを導入バルブ３４から導
入し、高周波電源３３によってイオン化し、Ａｒ等のイ
オンのスパッタリングにより光ディスク３１の記録媒体
層をエツチングする。保護層１６をエツチング前に剥が
す代わりに、スパッターエツチングにより除去してもよ
い、相変化する媒体層１４の書き込み状態（準安定な第
２の結晶相）１４ａと消去状Ｂ（安定な第１の結晶相）
１４ｂのエツチング速度の違いにより、安定な第１の結
晶相である消去状￥’！Ｘ１４ｂを優先的にエツチング
し、書き込み状態の第２の結晶相１４ａのみを残すこと
により書き換え可能相変化型光ディスクの固定化が行わ
れる。

スパッタリングは、スパッタリング装置のチャンバ３２
を真空に排気した後、アルゴンガスを圧力０．４Ｐａま
で導入し、５インチディスクに対して高周波電力２００
Ｗを印加して、２分間エツチングを行った。この結果信
号を書き込んだ部分のみエツチングされずに残った。

スパッタエツチングによって第３図（Ｂ）に示すような
書き込み部分１４ａのみを残した構造を得た後、アルミ
ニウム（ＡＩ）の光反射層１８をＥＢ蒸着等により約１
００ｎｌ蒸着して第３図（Ｃ）の構造を得る。残った記
録媒体部分１４ｃをＡＩ光反射層１８が覆い、基板Ｌｏ
ｌｌ！Ｉから平面的に見るとＡＩ光反射層１８中にＩｎ
−３ｂ媒体層の島１４ｃか分布した第２図（Ａ）のよう
な構造となる。

ＡＩは約９０％以上の反射率を持つのに対してＩｎ−３
ｂは約３０％程度の反射率なので、反射光の強度には明
確な差が生じる。

ＡＩ蒸着後、第３図（Ｄ）に示すように保護層２０をフ
ォトポリマ等によって形成する。このようにして、記録
を固定化した光ディスクか得られる。

なお、Ｉｎ−３ｂ層１４の上にＡＩ層１８を形成して反
射率の差により出力信号を得る場合を説明したが、記録
内容の固定化は第３図（Ｂ）の段階で一応完了している
。この第３図（Ｂ）の構造またはその上に保護層を設け
た構造で（Ａ１反射層１８を形成せず）透過光の強度を
検出して記録の読み出しを行ってもよい、この場合透過
光は記録信号の相補型信号となる。信号を記録した部分
をエツチング除去すれば透過光信号が書き込み信号を表
わすようになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば消去、再書き込み
が可能な書き換え可能光ディスクを比較的容易に固定化
できる。

このため、データを長期間安定に保存することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の原理図であり
、（Ａ＞は書き換え可能状態を示す部分断面図、（Ｂ）
は熱力学的状態を説明するダイアダラム、（Ｃ）は固定
化状態を示す部分断面図、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ
）、は本発明の実施例による構造を示す図であり、（Ａ
）は固定化後の部分平面図、（Ｂ）は書き換え可能状態
を示す部分断面図、（Ｃ）は固定化状態を示す部分断面
図、 第３図（Ａ）〜（Ｄ＞は本発明の実施例による書き換え
可能光ディスクの固定化方法の諸工程を示す光ディスク
の部分断面図、 第４図は第３図（Ｂ）の工程に用いるスパッタエツチン
グ装置の概略断面図である。 ４、１４ ４　ａ、　１４ａ ４ｂ、　１４ｂ ４ｃ１１４ｃ １２、１６．２０ 記録媒体層 準安定相（第２の結晶相、 アモルファス相） 安定相（第１の結晶相、 結晶相） 固定化後列る部分 ガラス基板 接着剤層 フォトポリマ層 光反射層 図において、 下地層 （Ａ＞書き撓え可能掲 （Ｂ）熱力学的状態 （Ｃ）固定化状層 第 図 （Ａ）平面図 ４ｃ 記録媒体層の残される部分 本発明の実施側による構造 （Ｂ）書き換え可能状態 ＜Ｃ）固定化状店 本発明の実施例による構造 第２　図（続き）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、光照射によって可逆的に相変化する物質を記録
   媒体（４）として利用した書き換え可能光ディスクを用
   い、書き換え可能記録を行った後、前記記録媒体の相依
   存性の物理的ないし化学的性質を利用して、一方の相に
   ある記録媒体部分（４ｂ）を選択的に除去し、残った記
   録媒体部分（４ｃ）を用いて記録を保持することを特徴
   とした書き換え可能光ディスクの固定化方法。
2. （２）、前記可逆的相変化が安定相と準安定相との間の
   結晶状態の変化であり、前記選択的除去が安定相の除去
   であることを特徴とする請求項１記載の書き換え可能光
   ディスクの固定化方法。
3. （３）、前記残った記録媒体部分を用いて記録を保存す
   ることが残った記録媒体部分上に光反射層を形成するこ
   とを含むことを特徴とする請求項１ないし２記載の書き
   換え可能光ディスクの固定化方法。