JPH03114884A - 記録・消去方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザビーム等の光ビームを記録層に照射
し、その照射条件によって照射部分に相変化を誘起させ
て情報を記録・消去し、この相変化に伴う反射率、透過
率等の光学特性の変化を検出することにより情報を再生
する情報記録媒体に関する。このような情報記録媒体と
しては、光ディスク、光カード、光テープ、及び光ドラ
ム等がある。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 従来、所謂イレーサブル光ディスク等の情報の消去が可
能な情報記録媒体として、相変化型のものが広く知られ
ている。この相変化型情報記録媒体は゛、例えば、ガラ
ス又はプラスチック（ポリカーボネート樹脂、ポリメチ
ルメタクリレート樹脂等）からなる基板と、この基板上
に形成された記録層とを備えている。この記録層を形成
する材料としては、例えばＧｅＴｅ等のカルコゲナイド
系合金が知られており、これらは異なる条件の光ビーム
（例えばレーザビーム）を照射することにより、例えば
結晶と非晶質との間で可逆的に相変化するので、この相
変化を利用して情報を記録及び消去し、これらの相変化
に伴う反射率又は透過率等の光学的特性の変化を利用し
て情報を読取ることができる。

ところで、近時、相変化型の情報記録媒体においても従
前の情報を消去しながら新しい情報を記録するオーバー
ライド技術が注目されている。

しかしながら、従来の結晶−非晶質間の相変化により情
報を記録・消去する場合には、通常非晶質の結晶化速度
が遅いため、高速で消去し、かつ単一ビームオーバーラ
イトを実現するのには問題があった。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
高速消去が可能で、単一ビームオーバーライトに適した
情報記録媒体を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る情報記録媒体は、基板と、光ビームの照
射によって照射部分に非晶質相と非平衡結晶相との間の
変化を主体とする相変化を生じる記録層とを有すること
を特徴とする。

（作用） この発明においては、記録層の光ビーム照射部分に非晶
質と非平衡結晶相との間の変化を主体とする相変化を生
じさせて記録・消去を行う。非平衡相は非晶質と平衡結
晶相との間の中間相として出現する相であるので、非晶
質との間の相変化を高速で生じさせることができる。従
って、情報の消去を高速化することができ、単一ビーム
オーバーライトを実現することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照してこの発明について具体的に説
明する。ここでは、情報記録媒体の例として光ディスク
が示されている。第１図はこの発明の実施例に係る情報
記録媒体（光ディスク）を示す断面図である。この発明
に係る情報記録媒体は、第１図に示すような、この技術
分野において通常用いられる層構成をとることができる
。基板１はポリオレフィン、エポキシ、ポリカーボネー
）　（ＰＣ）　　ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ
）等のプラスチック、又はガラス等、この技術分野で通
常用いられる材料で形成されている。この基板１の上に
、保護層３、記録層２、保護層４、反射層５及び保護層
６がこの順に形成・されている。

保護層３及び保護層４は、記録層２を挟むように配設さ
れており、Ａ　１２０　ｓ　、Ｓ　ｉＯ□、ＺｒＯ２、
Ｚｎ５ＳＡＩＮ等の透明誘電体で形成することができる
。これら保護層３．４は記録・消去の際にレーザビーム
等の光ビームにより記録層２の照射部分が飛散したり穴
が形成されてしまうことを防止する作用を有している。

反射層５は再生信号を増大させるために設けられるもの
であり、記録層２、保護層３，４の厚みを適当に調節す
ることにより大きなエン／Ｘレス効果を得ることができ
る。この反射層５としては、金、アルミニウム、ニクロ
ム合金等、通常この分野で用いられる材料を用いること
ができる。

保護層６はディスク取扱い上の傷等を防止するためのも
ので、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。

なお、保護層３．４．６及び反射層５は設けることが好
ましいが必須なものではない。

記録層２は、光ビームの照射条件によって、ビーム照射
部分が非晶質と非平衡結晶相との間の変化を主体とする
相変化を生じ、これらの相間で光学的性質が異なる材料
で形成されている。非平衡結晶相は、例えば高温相を急
冷することにより得られるもので、平衡状態図上常温で
は存在し得ない相が常温に持ち来されたものである。非
晶質と非平衡結晶相との間で相変化し得る材料としては
、Ｉｎ５ｂＴｅ合金がある。その他、高温相を急冷して
非平衡相が得られるものてしては、Ｎ１−Ｔ　ｉ、Ｃｕ
−ＡＮ　、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ａｌ２−ＺｎＳＣｕ−Ａ
ｌ−ＮｉＳＴｉ−ＮｂＳＴｉ　−ＭｎＳＴ　ｉ−Ｍｏ、
　Ｃｕ−Ａｆｌ　−Ｍｎ、　Ｃｕ　−ＡＩＩ−Ｆｅ−Ｃ
ｒＳＣｕ−Ｇａ、Ｃｕ−Ａｊｌｌ　−ＧａＳＣｕ−Ｉｎ
ＳＣｕ−ＡＪ−Ｉｎ、Ｃｕ−Ｇｅ５Ｃｕ−ＡＩＩ−Ｇｅ
、Ｃｕ−３ｎＳＣｕ−ＡＩＩ−８ｎ、Ａｇ−ＡＩＩ−Ｃ
ｕＳＡｇ−ＡＩＩ−Ａｕ−Ｃｕ、Ａｇ−Ａｌ−Ｃｄ５Ａ
ｇ−Ｚｎ。

５ｂ−Ｉｎ−８ｅ、Ｉｎ−ＴＮ、Ｃｏ−Ｍｎ。

Ａｕ−Ｃｄ、Ｍｎ−ＣｕＳＵ−Ｍｏ、Ｆｅ−Ｍｎ。

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ等がある。

記録層２、保護層３．４、及び反射層５は、スパッタリ
ング、真空蒸着等の通常この分野で使用される薄膜形成
技術で形成することができる。各層の厚みは、光学特性
を考慮して上記２つの層間の光学的変化量が最適となる
ように設定され、通常は数ｒｖ乃至数ｊｌｌの範囲であ
る。

保護層６は、通常、紫外線硬化樹脂をスピンコード法等
で塗布し、紫外線を照射して硬化させることにより形成
される。保護層６の厚みは、通常数μｍ乃至数百μであ
る。

このように構成される光ディスクは、以、下のようにし
て初期化、記録（オーバーライド）及び情報の再生が行
われる。

初期化 記録層２は成膜直後に通常非晶質であるが、非晶質の記
録部位（記録マーク）を形成する場合には、結晶である
必要があるので、レーザビーム等の光ビームを記録層２
に全面照射して、記録層２を非平衡結晶化する。

記録（オーバーライド） ディスクを回転させながら高出力でパルス幅が短い光ビ
ームを記録層２に照射し、照射部分を加熱急冷して非晶
質に相変化させ、記録マークを形成する。単一ビームオ
ーバーライトを行う場合には、第２図に示すように、パ
ワー変調したレーザビームを記録層に照射する。すなわ
ち、消去レベルのパワーのレーザビームに、記録信号に
応じて、記録レベルのパワーのパルスを重畳させたレー
ザビームを照射する。

オーバーライドの場合には、消去レベルのレーザビーム
により従前の情報を消去しながら新しい情報を重ね書き
することができるので、消去待ち時間なく情報を記録す
ることができる。

オーバーライドを行うためには、光ビームが記録マーク
を通過する間に記録マークを消去しなければならないの
で、消去速度の速いことが要求される。消去部分が結晶
で記録マークが非晶質の場合には、非晶質を結晶化する
ことにより情報が消去されるので、オーバーライドを可
能にするためには結晶化速度の速いことが要求される。

この発明においては、非晶質と平衡結晶相との間の中間
相として出現する相である非平衡相と、非晶質との間で
相変化し得る材料で記録層が形成されているので、相変
化を高速で生じさせることができる。

従って、情報の消去を高速化することができ、単一ビー
ムオーバーライトが可能となる。

再生 情報を記録した記録層２に比較的弱い光ビームを照射し
、記録マーク部と非記録部との間の光学的特性、例えば
反射率の差を検出して情報を読取る。

次に、実際に本発明に従って光ディスクを製造し、オー
バーライド試験した結果について説明する。

基板１をポリカーボネート樹脂、保護層３．４をアルミ
ナ、記録層２をＩｎ５ｂＴｅ、反射層をＡｕ、保護層６
を紫外線硬化樹脂で夫々形成した直径１３０■の光ディ
スクを製造した。

このディスクを１８００ｒｐ１１で回転させて、記録パ
ワー１ロｍＷ、消去パワー８　ｍ　Ｗ　、記録周波数２
　Ｍ　Ｈｚ　、記録パルスデューティ５０％の条件でオ
ーバーライドを行った。その後、記録部分及び消去部分
の電子線回折装置にかけ、その回折パターンを観察した
。その結果、消去部分は結晶を示すドツトが現れており
、消去部分は非晶質を示すハローが現れていた。

次いで、消去部分の電子線回折パターンから結晶の原子
面間隔を求めた。その結果を第１表に示す。第１表中ｒ
パターン」の欄におけるｄｓは強いドツトを示し、ｄは
通常のドツトを示す。また原子面間隔ｄは以下の式によ
り求めた。

ｄ請しλ／Ｒ ただし、Ｌはカメラ長（この試験では８２ｃａ＋）、λ
は電子線の波長（この試験では０．０２５１人）、Ｒは
回折パターンの半径である。

このようにして求めた原子面間隔から、消去部分の結晶
構造はＩｎ５ｂＴｅ系の高温相として知られるＩｎ３Ｓ
ｂＴｅ２の結晶構造に極めて近いことが確認された。Ｉ
　ｎ、５ｂＴｅ２の原子面間隔及び面指数を第２表に示
す。

第　　２　　表 Ｉｎ）ＳｂＴｅｚ　３元金属間化合物は、平衡状態図で
は４２０℃から５６８℃の温度範囲において存在する高
温和である。従って、平衡状態では室温で存在し得ない
。このような高温相が室温で存在する場合に、その相を
一般に非平衡相と呼んでいる。Ｉ　ｎｌ　５ｂＴｅ２の
結晶構造は立方格子であり、非晶質からの結晶化が極め
て容易な結晶構造である。

熱力学的なヒエラルキーからは、非晶質状態から非平衡
結晶相、安定平衡相へと相変化することが知られており
、記録層が光ビームの照射により非平衡結晶相を取り得
る材料で形成されている限り、消去用の光ビームの照射
による加熱・冷却の際に適度に急冷されることにより非
平衡結晶相が出現すると考えられる。従って、消去部分
において、非平衡結晶相であるＩｎ５ＳｂＴｅ２に近い
結晶構造が得られるのである。

このように、非平衡相は非晶質と安定平衡相との間の中
間相であるから、非晶質と非平衡結晶相との間で相変化
したほうが、非晶質と安定平衡相との間で相変化するよ
りも相変化時間が短く、高速消去に適している。従って
、非晶質と非平衡結晶相との間の相変化を生じる材料で
記録層を形成することにより、単一ビームオーバーライ
トを実現し易くなる。

なお、Ｉｎ３５ｂＴｅ２のような高温相が室温において
出現するためには、冷却時にその結晶構造が凍結されな
ければならないので、この発明のニノ 情報記録媒体を用いてオーバーライドを実現するために
は、消去部分（すなわち非記録部分）もある程度急冷す
る必要がある。従って、低速回転の光ディスクよりも高
速回転の光ディスクに適している。

［発明の効果］ この発明によれば、従来の非晶質−平衡結晶相の相変化
よりも非晶質の結晶化を高速化することができるので、
高速での消去が可能で、単一ビームオーバーライトに適
した情報記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体を示す断
面図、第２図は単一ビームオーノく一ライトの際の光ビ
ームの照射態様を示す図である。 １；基板、２；記録層、３，４，６；保護層、５；反射
層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、光ビームの照射によって照射部分に非晶質相と
   非平衡結晶相との間の変化を主体とする相変化を生じる
   記録層とを有することを特徴とする情報記録媒体。