JPS59185048A - 光学情報記録部材及び記録方法 - Google Patents

光学情報記録部材及び記録方法

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JPS59185048A
JPS59185048A JP58058158A JP5815883A JPS59185048A JP S59185048 A JPS59185048 A JP S59185048A JP 58058158 A JP58058158 A JP 58058158A JP 5815883 A JP5815883 A JP 5815883A JP S59185048 A JPS59185048 A JP S59185048A
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Mutsuo Takenaga
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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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ等により高速かつ高密度に、光学的な
情報を記録かつ消去できる光学情報記録部材、およびそ
の記録方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点 これ脣でに、光学的な情報記録再生方式としては、次の
ようなものが知られている。
第１に、金属薄膜を用いる方法である。これはａｔ＜絞
ったレーザ光スポットを前記薄膜に照射することによっ
て、情報の書き込みを行なう方法である。たとえば、イ
ンジウム金属Ｉｎ（融点Ｔｍ−１６６℃）あるいはビス
マス金属Ｂｉ（融点Ｔｍ＝２７１℃）等を基板上に１０
００Ａ程度の薄膜として形成したものが知られている。
この部材に対する記録機構は、レーザ等の光源を用いて
、微少スポット〜１ｏμｍφ　をこの薄膜に照射せしめ
、該金属膜の光吸収、昇温の結果、該スポット部位の金
属が融解、凝縮、あるいは蒸発し、この部位釦微少な穴
が形成され、透明な部分として画像を形成するものであ
る。
この方法は、比較的コントラストの大きい記録がおこな
える利点を有している。
ただし、この光学濃度変化に、物質移動が伴うという点
が記録体の構成に制限を与える。
さらに、感度が１００〜ＩＱｍＷ／μｍ　と低いことが
問題である。
第２の例は、金属薄膜の代わりに、Ｔｅ系物質を用いた
情報記録再生方法である。これは、記録部材として、例
えばＴｅ−３ｅ−（Ａｓ）、Ｔｅ−Ｃ。
ＣＳ２　　Ｔｅ、等を使用するもので第１の例と同様に
、記録を行なうことができる。この方法は、第１の例に
比べて感度が向上することが報告されているが、やはシ
物質の移動を伴うため記録体の構成に制限が加わる。
第３の例は、半導体ガラス材料を用いた情報記録再生方
法である。
これは、記録部材として、酸素を含まないカルコゲン化
組成を使用するもので、例えば、Ｇ　８１ｓＴ　ｅ　８
１　Ｓ　ｂ　２　Ｓ　２　、　Ａ　Ｓ　２　Ｓ　３．　
Ａ　Ｓ　２０　Ｓ　ｅ　６ｏＧｅ　２０等の材料が代表
的である。
これらの薄膜にレーザ等の光照射を施すと、光吸収昇温
により、原子の結合状態が変化し、光学濃度が変り、情
報記録がおこなえる。
さらに、光照射法を制御することにより、逆に記録状態
を元にもどすことも可能で、消去機能を有する利点があ
る。
しかしなから、光学情報記録に用いる場合、記録エネル
ギーが、２０　ｍＷ／μｍ　以上必要であシ、書き込み
コントラスト比が不十分である。
又、湿度による劣化が大きいことが知られている。
これに対し、第４の例として、低酸化物薄膜を用いた情
報記録方法の提案がある。
これらは、レーザ光照射を施すことにより、光吸収昇温
の結果、光学濃度の低い状態から、高い状態に変化し、
情報記録、再生がおこなえるものである。これら低酸化
物薄膜は、光照射におけるこの消去性を向上する方法と
して、低酸化物にＳまたばＳｅを含１せた薄膜記録部材
を用いる情報記録再生方法が提案されている。この方法
は、記録感度が高く、消去性を有するという特徴がある
が、繰り返し記録、消去を行なうと膜がダメージを受け
て破れてし１うという問題があり、実用に至っていない
。また、Ｓ、Ｂｅといった比較的蒸気圧の高い物質を使
用するため、製造する際の組成制御が困難であり、膜の
再現性が乏しいという問題があった。
発明の目的 本発明は、低酸化物薄膜の光学濃度変化が太きく、記録
に要するエネルギーが小さいといった特徴を保持しつつ
、記録、消去が繰り返し行なえる光学情報記録部材およ
び、その記録、消去の方法を提供することを目的とする
。
発明の構成 本発明における光学情報記録部材は、基材の表面に光吸
収性の薄膜、つまり低酸化物に母材料とは異なる金属る
るいは半金属の物質を含ませてなる薄膜感光層を形成せ
しめたものである。
実施例の説明 従来、低酸化物薄膜の黒化記録原理は、次のように考え
られる。例えばＴｅｏｘ（Ｏくｘく２）の場合には、ア
モルファス状態のＴ　ｅ　Ｏ２のマトリクス中に、非常
に小さい（約２０八）Ｔｅの原子集団がアモルファス状
態で存在している。この膜に光を照射すると、照射され
た部分のＴｅ原子集団の秩序が回復、結晶化し、屈折率
および消衰係数が変化し、その結果反射率および透過率
の変化として記録状態が検出できる０しかし、この結晶
化したＴｅの原子集団を再びアモルファス状態に戻すこ
とが、むつかしかった。すなわち、一般に結晶状態の物
質をアモルファス化（ガラス化）するためには、その物
質を、あらかじめガラス転移温度よりも高い温度に昇温
しだのち、急冷してやることが必要であるが、Ｔ　ｅｏ
ｘ（０（ｘ　（２）の場合には、１つにはＴｅの原子集
団のまわりにＴ　ｅ　Ｏ２という熱伝達率の小さい物質
のマドｌ）クスが存在するため、光吸収によって得た熱
エネルギーが拡散しにくく急冷されにくいということ、
もさいため、光吸収の効率が悪く、ガラス転移点を十分
に越える温度まで昇温しにくい、という２点から結晶化
した膜を再びアモルファス化できなかったＱ 本発明の場合、低酸化物薄膜に含ませた金属または半金
属は、次のような働きをするものど渚えられる。
１　膜の光吸収係数を高め、光照射部の到達温度を高め
る。
２Ｔｅ（４たは、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ。
Ｔｔ）の原子集団の才わりに存在し、吸収した熱の拡散
を助ける。
３Ｔｅ（またはＧｅ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、ＴＡ）
の原子集団と一部結合し、’ｒｅ（４たはＧｅ。
Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｍ　）の原子集団のアモルフ
ァス化に寄与する。
したがって、記録薄膜の母材である低酸化物薄膜に、そ
の低酸化物薄膜よシも熱伝達率が大きく、屈折率の高い
金属または半金属の物質を含ませることで、膜を結晶化
したり、アモルファス化したりすることが繰り返し、可
逆的に行なえることがわかった。
次に図面を参照しながら実施例をもって、本発明をさら
に詳しく説明する。
第１図は、本発明による光学情報記録部材の断面図であ
る。
１は基材で、金属１例えばアルミニウム、銅等あるいは
ガラス、例えば、石英、パイレックス。
ソーダガラス等あるいは樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレ
ン、アクリル、塩ビ等、又透明フィルムとしては、アセ
テート、テフロン、ポリエステル等が使用できる。中で
も、ポリエステルフィルム。
アクリル板等を使用する場合、透明性がすぐれており、
形成せしめた信号像を光学的に再生する際に有効である
。
薄膜感光層２は、基材上に真空蒸着して形成される。薄
膜感光層は、ＴｅＯｘ、Ｇｅ０Ｘ、５ｎＯｘ（０＜Ｘ＜
２　）　、　５ｂＯｘ、　Ｉｎｋ、、　Ｂｉｂｘ、　Ｔ
ｆｆｉ工（０（ｘ（１，５）等の低酸化物に低酸化物を
構成する金属または半金属とは異なる金属または半金属
物質の少なくとも一つを含才せた構造をしており、蒸着
した状態ではアモルファスである。
含有させるべき物質としては、膜の光吸収係数を高め、
かつ、熱伝達率を高めて、高温状態から急冷されやすく
するという目的を実現するために、金属あるいは半金属
物質が有効であるが、蒸着しやすさ、膜中でのアモルフ
ァス化しやすさ等を考慮して、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ
、Ａｔ、Ｐｂ、Ｔｔ、Ｃｕ等の金属または、Ｔｅ、Ｇｅ
、Ｓｂ　　等の半金属か特に有効である。
３は保護層である。前述のように本発明の光学情報記録
膜は、結晶とアモルファス間の相転移によるため、膜の
形状変化を伴なわず、従って使用目的によっては密着し
たタイプの保護層を用いることが可能となる。保護層に
は、基材１と同様のものを紫外線硬化樹脂等を用いては
り合わせたり、蒸着したシして、つけることができる。
次に、本発明における光学情報記録膜の形成方法につい
て述べる。酸化物ＭＡ○２（”Ａば４価の金属または半
金属）の低酸化物薄膜ＭＡ○工＜０＜工〈２）、捷たＭ
Ｂ２Ｑ３（ＭＢは３価の金属または半金属）の低酸化物
薄膜ＭＢＯＸ（０（ｘ　（１，５）は、第２，３図で説
明するような方法で形成することができる。
まず１つのソースで形成する方法について述べる。
第２図はこれに用いる生成系を示す。真空系４の真空度
は１０−３Ｔｏｒｒ　〜１０−６Ｔｏｒｒの間に選ぶ。
例えば蒸着用原材料１１としてＭＡｏ２を金属ボート、
例えばタングステンボート、チタンボート等の加熱蒸着
用容器１Ｑに入れ、真空系４の中でボート１０を電極７
と結合し、電源９を用いて加熱すると、容器１０中の原
材料は、ボートと反応し還元反応を受け、ＭＡ○２＋ｍ
Ｗ−＋ＭＡｏＸ↑＋ｍＷＯ３（０〈ｘ〈２２ｍ＜２１３
）のような形で、支指台６上に設置された基材５上に蒸
着され、低酸化物薄膜Ｍｐ、Ｏｘ（０（ｘ　（２）を得
ることができる。従って、あらかじめＭＡ０２原材料の
中に膜中に含ませるべき前述の金属または半金属物質を
混合しておき〔ＭＡ○２１００−１００−ｚｌ　１ＭＣ
は添加材料、ただし、ｚｌはモルチでｏ＜ｚｌく５ｏ〕
の形にして蒸着を行なえば、母材以外の金属、半金属を
含む低酸化物薄膜Ｃ（ＭＡＯｘ　）　１００−ｚ２”Ｃ
ｚ２゜（０（ｘ　（２、Ｏ（ｚ２　（５０）　、　Ｍｃ
は添加材料、　ｚ２はモルチ〕を得ることができる。
加熱蒸着用容器１０として、安定な石英ルツボ。
アルミナ磁器、白金等を用いる場合には、原材料の中に
、更に還元用の材料Ｒ（Ｆｅ、Ｃｒ、’Ｗ、）等の粉末
を添加して使用し、容器１Ｑの加熱は、コイルヒーター
８を用いて行なう。加熱温度は６００℃〜１０００℃の
範囲で選ぶ。
次に、幾つかのソースから同時に基材上に蒸着を行ない
低酸化物を形成する方法について述べる。
第３図はこれに用いる生成系を示す。真空系１２の真空
度は、１ｏ−６〜１Ｏ−６Ｔｏ　ｒ　ｒ　　０間に選ぶ
。
蒸着用容器１５には、原材料１Ｙの１つとしてＭＡＱ２
．蒸着用容器１６には原材料１８の１つとしてＭＡｌｏ
ｏ−ｚＩＭｃｚｌ　（ｏ＜”　く５０．”Ｃ’添加材料
）を入れ、真空系１２の中でそれぞれ電極２１’、２２
に結合きれたコイルヒータ１９，２０を用い、電源２３
．２４によって加熱する。この時、２ソースの蒸着速度
を適尚に制御することによって、支指台１４上に設置さ
れた基材１３の蒸着面では、 ＭＡ０２＋ｒｎ（ＭＡｌｏｏ−２１）Ｍｃ２１″ＣＭＡ
Ｏｘ　）　１ｏｏ−ｚ　２ＭＣＺ２の形で、母材以外の
金属、半金属を含む低酸化物薄膜を得ることができる０ 更に多ソース化し、例えば、ＭＡＯ２２ＭＡ２Ｍｃの３
ソースから同時に蒸着形成する方法も可能である。捷だ
、加熱方法としては、電子ビームを用いて直接加熱する
方法も可能である。蒸着膜厚は、原材料の量、蒸着面と
ソースとの距離関係等で自由に変えることができる。
以上の方法で得た薄膜は、淡カン色を呈しておシ、比較
的弱いパワーで、比較的長いノくルス幅でエネルギーを
与えると黒カッ色に光学濃度が変化（黒化するという）
し、逆に比較的強いノ（ワーで比較的短かいパルス巾で
エネルギーを与えると光学濃度が逆に下がる（白化とい
う）という可逆的な変化をおこさせることができる。
なお、低酸化物薄膜中に含まれる金属、半金属の含有モ
ル％（ｚ２）が、５０モル係を越えると白化に要するレ
ーザパワーが大きくなるだめ、半導体レーザー等の出力
パワーの小さい光源を使用する場合には好ましくないも
のである。
次に、第４〜８図により、本発明の情報記録部材に情報
を記録、再生、消去する実施例を述べる。
本発明の情報記録部材には、キセノンフラッシュランプ
、　Ｈｅ　−Ｎｅ等のガスレーザ及び半導体レーザによ
る近赤外光による書き込み等とれも可能である。
捷ず初めにキセノンランプを用いる場合の記録方法につ
いて、第４図の実施例にもとづいて述べる。
まず低酸化物に母材とは異なる金属および半金属の少く
とも１つを含才せてなる光吸収性のＭ膜光学記録膜２６
を基板２５に形成した記録部材に、場所的に光透過率の
異るパターンを形成したマスク２７を密着せしめる。
この上から、キセノンランプ２８を発光、照射すること
により、露光された部分が黒化しノ（ターンに対応した
濃淡像が前記記録部材に形成する０この場合、キセノン
ランプの発光幅は約１ｍ５ｅｃと比較的長く、この系を
用いて黒化部を白化することは、むつかしいＯただし、
この後述べるように、この黒化部を他の手段で白化する
ことは可能である〇 次に、ガスレーザを用いた場合の記録方法について第６
図とともに説明する。
ｔ／−ｆ光ｉ２９は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ２　：６３２８
Ａ、Ｈｅ−Ｃｄレーザλ＝　４４１６八、１５ｒＶ−ザ
λ−５１４５八等いずれでも使用できる０レーザ管２９
から出たレーザ光３０は、光変調器３１例えば、ＬＩＮ
ｂ０３電気光学光変調器又は超音波光変調器等により信
号に応じた強度変調を受け、ミラー３２を介し、収束用
レンズｓ３ニＪｊ＋スポットを形成し、前述の光吸収性
の記録膜３４を設けた基材３６により構成した光学記録
部材を、信号に対応した光強度で照射する。
光ビームと光学記録部材の相対的な移動に伴って遂次に
ビット信号が前記記録部材上に書き込寸れる。
レーザ光源として半導体レーザλ＝８２００八を使用す
る場合の実施例を第６図に示す。
半導体レーザは一般に射出するレーザ光のビームの拡が
りが±２０度という角度で太きいためビーム成型のため
に第１．第２のレンズを用いてスポットを成型せしめる
。
半導体レーザ３６からの射出ビームは、第１のレンズ３
了により擬似平行光３８となり、第２のレンズ３９によ
ってスポット光４ｏに成型し、前述の光吸収性薄膜記録
膜４１を設けた基材４２からなる記録部材を、信号に対
応した光強度で照射する。
半導体レーザを使用する場合は、ガスレーザとは異って
内部変調が容易であり、光変調器は不要である。
光照射を受けた部位では黒化し、光学濃度変化として記
録できる。
レーザを使用する場合には、それを変調することで強度
、パルス幅を選ぶことができる。従って白状前の該記録
層に記録する場合には、比較的弱く、長いパルスで黒化
記録し、比較的強く、短いパルスで白化消去を行なう、
また、あらかじめ黒化した状態の該記録層に記録する場
合には、比較的強く短いパルスで白化記録し、比較的弱
く、長いパルスで黒化消去を行なう、という２方式をど
ちらも採用することができる。
この際、照射光パワー密度ＰｍＷ／μｍ′、および照射
光パルスウニｓｅｃを適切に設定する必要がある。
本発明の、低酸化物薄膜に母材を構成する金属又は半金
属以外の金属又は半金属を含ませてなる光学情報記録膜
においては、黒化する場合には、黒化光照射パワーＰＢ
は、０．５　ｍＷ／１ｌｔｎ”　（ＰＢ　（２ｍＷ／μ
ｍ２．光照射パルス巾τＢは３０ｎｓｅｃ（τＢ又、白
化する場合には、白化光照射パワー密度Ｐ冑は、２　ｍ
Ｗ／μｒｒｌ≦Ｐｗ　；　Ｐｗ≧ＰＢ、光照射パルス巾
τＷは、ＯくτＷ≦τＢ　の範囲で選ぶことが可能であ
る。記録速度は、白化の方が黒化よりも速く選べるので
、情報を記録する場合には、あらかじめ黒化された記録
部材に白化により記録し、消去を黒化により行なう方が
有利である。
つぎに、本発明におけるように記録された信号の情報再
生方法について述べる。
該情報記録薄膜は、黒化記録の場合には未書き込み状態
において淡褐色で、書き込み状態では灰褐色ないし黒化
し光学濃度が増大するとともに、反射率が変化する。
信号読み出しに際しては、第７図および第８図の実施例
に示すように、透過式光信号再生および反射式光信号再
生が可能である。
第７図において透過式再生方法を説明する。
照明用光源４３は、タングステンランプ、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ、半導体レーザ、発光ダイオード。
等が使用でき、集光用レンズ４４を用いて、スポット光
４５とし、信号像４６を裏面から照明する。
該信号記録膜からの透過光は、レンズ４７を通して検出
光４８となり、光感応ダイオード４９に入る。
透過光４８の強度は、信号がない状態に比べて信号像を
照明する場合は、約％がら’Ａｏに減少し、これを検出
して信号再生をおこなうものである。
次に、更に具体的な例をもって本発明を説明する０ 実施例１ 蒸着出発用原料として、Ｔ　ｅ　Ｏ２と、Ｔ　ｅ　ｓｓ
　Ｓ　ｎ　１ｓを使用し、第３図のような系を用いて薄
膜を形成する。加熱蒸着用容器として石英ルツボを用い
、コイルヒーターで加熱してアクリル樹脂基材上に厚さ
約１２００への低酸化物薄膜Ｔｅ０Ｘ：Ｓｎ　を形成す
る。ヒータ一温度はＴ　ｅ　Ｏ２ソースは８ｏ。
℃、　Ｔ　ｅ　ａ、Ｓ　ｎ　１５ソースは７５０℃に設
定した。
上記の方法で得た薄膜は、淡カッ色を呈している。この
膜に、λ＝８３００への半導体レーサーを用いて、照射
時間２００ｎＳｅＣのパルス光を照射したところ０．６
ｍＷ／μｍ′以上のパワー密度で膜は黒カッ色に変化し
た。この黒化した場所に、照射パワー密度５　ｍ’Ｗ／
μｍ′以上で、照射時間４０　ｎ　Ｓｅｃの短パルス光
を照射したところ、照射部は白化し、元の状態へ戻った
。この薄膜の分光透過率曲線は、第９図の曲線ａ１に示
すように半導体レーザ波長０．８μ近傍では２ｏ多以上
の透過率を有する。この膜の黒化記録状態の分光透過率
曲線は、同曲線ａ２に示すように透過率が減少し、半導
体レーザ波長では２ｏ係以上のΔＴを得ることができる
。
記録・消去は、この状態ａ１とｄ２の間で変化がおこな
われる。
添加物としてＳｎの代わりに、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｚｎ。
Ｔｔ、　Ｂｉ　、　Ｐｂ　、　Ａｔ、　Ｃｕ等を用いて
同様の効果を得ることができた。
同様に、原材料酸化物として、Ｇ　ｅ　Ｏ２、Ｓ　ｎ　
Ｏ２等を用い、ＧｅＯ２とＧ。、ｏＴ８．。、ＳｎＯ２
とＳ　ｎ　５ｏ　Ｔ　＠　５ｏのような組み合わせで例
えばＧｅＯｘ：Ｔｅ、５ｎＯｘ：Ｔｅを得ることができ
る。これらはＴｅｏｘ系記録薄膜に比べて、光学濃度変
化が犬きぐ、それぞれの分光透過率曲線は白化状態でｂ
ｌ。
Ｃ１，黒化状態でＢ２．Ｃ２となり、それぞれｂ１→ｂ
２゜Ｃ１→Ｃ２およびその逆の変化を生ずる。
これらの記録膜−は牛−導体レーザ波長０．８μ近傍で
大きい書き込み変化量ΔＴ〉３０％を得ることが可能で
あるが、記録感度がやや低く、照射時間２００　ｎ　Ｓ
ｅｃのパルス光を照射したところ照射パワー密度１　ｍ
Ｗ／μｍ′以上のパワー密度で黒化した。
また、この黒化した場所に照射パワー密度７ｍｗ／μｍ
′以上で服射時＃Ｊ４０　ｎ　ＳｅＣの短パルス光をｉ
射したところ照射部は白化し元の状態へ戻った。
ＧｅＯ５ｎＯｘ（０（ｘ（２）の場合にも、添加物とし
てはＴｅの他に、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｂｉ　、Ｐｂ。
Ａｔ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓｎ等を検討し、どの添加物
の場合にも可逆的変化が確かめられたが、Ｇｅｏｘの場
合はＴｅ、Ｓｂ、５ｎＯｘＬＤ場合には、Ｇｅ、Ｔ６゜
ｓｂを添加した場合において特に効果的であった。
次に三価の金属、半金属の低酸化物を用いる場合の具体
例を示す。
実施例２ 蒸着出発用原料として、Ｂｉ２Ｏ３と、Ｂ　ｌ　ｓｏＴ
　Ｂ６゜を使用し、実施例１と同様に低酸化物薄膜Ｂ１
０工：Ｔｅを形成する。ヒータ＠度は、Ｂｉ２Ｏ３ソー
ス８５０’ＣＢｉ　　Ｔｅ　　　ソー、＜　７００　’
Ｃに設定０　６０ し、厚さ約１２０ＯＡ、淡カッ色の薄膜を得た。
ＢｉＯ工：Ｔｅ　薄膜は比較的低エネルギーで光学濃度
変化を得ることができる。
この薄膜にλ−８３００人　の半導体レーザを用いて照
射時間２００　ｎ　ｓｅｃのパルス光を照射したところ
、０．５ｍＷ／μｍ′以上のパワー密度で、膜は族カッ
色に変化した。この黒化した場所に、照射時間４０ｎＳ
ｅＣのパルス光を照射したところ、照射パワー密度４　
ｒｎＷ／ｐｉ以上で、照射部は白化し、元の状態へ戻っ
た。この薄膜の分光透過率曲線は第１０図Ａの曲線ｄ１
に示すように半導体レーザ波長０８μ近傍では、近い透
過率を有するが、光学的な濃度変化は比較的小さく、黒
化記録状態の分光透過率曲線、第１ｏ図への曲線ｄ２に
示すように透過率変化がやや／Ｊ’ｓさくなり、ΔＴｚ
１０チとなる。
添加物としてＴｅ０代わりに、Ｇｅ、、　Ｓｎ　、　Ｉ
　ｎ　、　Ｚｎ。
Ｔ　ｔ、　Ｅ　ｌ　、　Ｐ　ｂ　、　Ａ　Ｚ　＋　’　
Ｃｕ　等を用いて同様の効果を得ることができたが、と
りわけＴｅの効果が高かった。
同様に、原材料酸化物として、５ｂ２０３　とＳｂ５゜
Ｔｅ５゜、Ｔｂ２Ｏ３とＴ　Ｚ　−ｒ　、Ｔ　ｅ　２．
Ｉ　ｎ　２０　ｓとＩ　ｎ　６゜Ｔ　ｅ　５゜の組み合
わせで低酸化物薄膜、Ｂ　ＩＯｘ　：　Ｔ　ｅ　＋　Ｔ
　ＺＯｘ　：　Ｔ　ｅ　ｒ　工ｎ　Ｏｘ　：　Ｔｅ　Ｏ
（ｘ（１，５を得ることができる。
第１０図Ａ、Ｂにそれぞれの黒化前後の分光透過率曲線
を示す。ｄ　ｅ　Ｉｆ　ｌ’Ｊはそれぞれ白１１１１ 化状態を示す。黒化状態でｄ２．ｅ２．ｆ２．ｑ２　と
なり、それぞれｄ１→ｄ２．ｅ１→ｅ２．ｆ１→ｆ２．
ｑ１→ｑ２　および、その逆の変化を生ずる。これらは
、ＴｅＯｘ等に比べると記録感度は、はぼ同等であるが
、光学的濃度変化はやや小さく、半導体レーザ波長０．
８μの近傍では書き込み変化量ΔＴ；１ｏ〜１５％程度
であった。
上記、Ｂｉｏｘ、５ｂＯｘ、ＴｔＯｘ、Ｉｎｏ工（０＜
Ｘ＜１．５）の場合にも添加物としてＴｅの他にＺｎ。
Ｉｎ、’Ｉ’Ａ、Ｂｉ、Ｐｂ　、Ａｔ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ等を検討し、どの添加物の場合にも可逆的変化
を確認できたが、Ｂ１Ｏｘの場合には、Ｔｅ　、　Ｓｂ
　、　Ｇｅ　。
５ｂＯｘの場合には、Ｔｅ、　Ｇｅ　、　ＴｔＯｘの場
合はｒｅ。
■ｎＯｘの場合には、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｇｅ　　を添加した
場合において特に効果的であった。
実施例１．実施例２の複合組成、即ち低酸化物および添
加材料を幾つか組み合わせて、感度、書き込み変化量等
を変えることか可能である。
次に、第１１図を参照しつつ、本発明における、情報記
録部材に、スポットの長さが異なる２本の半導体レーザ
ーを使って記録・消去を行なう方法を述べる。
実施例３ ５６は、本発明の光情報記録部材をφ２００のディスク
形状にしたものである。左側の光学系は、白化および再
生用の光学系である。白化用レーザ６７を出た光は、第
１のレンズ６８で疑似平行光６９となり、第２のレンズ
７ｏで円く整形した後、第３のレンズ７１で再び平行光
７２にし、ハーフミラ−７３を介して、第４のレンズ７
４で波長限界約０８μまでしぼ９こまれだ円スポット７
５に集光される。この円スポットによる照射は、１８０
０　ｒｐｍで回転しているディスク面５６上では、パワ
ー密度が比較的高く、かつ照射時間が比較的短いパルス
光が与えられたのと同じ効果を得る。従って、記録膜が
あらかじめ黒化されている時には、レーザ変調によって
黒化トラック６６上に白化信号７６を記録することがで
きる。
信号の検出は、ディスク面５６からの反射光７７を・・
−フミラー７８を介して受け、レンズ７９を通じて光感
応ダイオードでおこなう。
右側の光学系は、黒化用の光学系である０黒化用レーザ
５７からの射出ビームは第１のレンズ５８で疑似平行光
５９となり、第２のレンズ６０で一方向のみがしぼり適
寸れ、第３のレンズ６１で再び疑似平行光６２となった
後、・・−フミラー６３を介して、第４のレンズ６４で
ディスク面上にやや細長いスポット光６５となって照射
される。この細長いスポットの長手方向をディスクの回
転方向に合わせておけば、ディスク面上では、やや照射
パワー密度が低く、かつ、やや照射時間の長いパルス光
を照射したのと同じ効果を得る。従って、白化スポット
と同じ回転数で記録膜を黒化することができる。本実施
例の場合には、記録部材として、φ２００）ｔｌ、１の
アクリル基材上に、ｒｅＯｘ：Ｓｎ薄膜を蒸着したもの
を用いた。黒化用のレーザを半値巾にて約８μ×０．８
μに整形し、出力１１　ｍＷ　、パワー密度約０．８　
ｍ’Ｗ／μｍ７＋２で用い、又白化用のレーザー出力８
　ｍ’Ｗ　、パワー密度約５ｍＷ／μｍ２　で用いて、
φ１５０の位置にて白化記録。
黒化消去を行ったところ、単一周波数５ＭＨｚで、Ｃ／
Ｎ比５５ｄＢ以上を得、１０万回記録、消去を繰り返し
た後にもＣ／Ｎの劣化は、見られなかったＣ 発明の効果 以上のように、本発明によれば、低酸化物のみから成る
情報記録薄膜あるいは、カルコゲン化物材料薄膜を用い
た記録部材に比べて、光学濃度変化を大きくとれると同
時に、消去機能を有し、低エネルギーで記録・消去が可
能な、光学情報記録部材を得ることができる。
また、この記録部材を用いて記録・消去かリアルタイム
で行なえる記録・消去方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の光学情報記録部材の１実施例を示す
断面図、第２図、第３図は、それぞれ本発明の光学情報
記録部材を製造する装置の１例を示す断面図、第４図〜
第６図は、それぞれ本発明の情報記録部材に記録する方
法の概略構成図、第７図、第８図は、それぞれ本発明の
情報記録部材の光信号再生方法を示す概略構成図、第９
図、第１０図は本発明の光学情報記録部材の１実施例の
分光透過率曲線図、第１１図は本発明の光学情報記録部
材および光学情報記録方法を用いて記録。 再生・消去を行なう記録再生装置の概略構成図である。 １・・・・・・基材、２・・・・・薄膜感光層、３・・
・・・保護層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ？ 第２図 第３図 第４図 第５図 第　７　図 第９図 汲　　曇　　（μｍ） 第１０図 □ 被　１シ、　（ｐ） 第１１図 １事件の表示 昭和６８年特許願第　５８１５８　　号２発明の名称 光学情報記録部材及び記録方法 ３補正をする者 事件との関係　　　　　　特　　許　　出　　願　　人
住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名　称　
（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　山　　
下　　俊　　彦 ４代理人　〒５７１ 住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ５補正の対象 明　　　　　細　　　　　書 １、発明の名称 光学情報記録部材及び記録方法 ２、特許請求の範囲 （１）金属、半金属の低酸化物を母材料とし、この母材
料にその母材料とは異なる、金属膜たは半金属の少なく
とも一つを含ませてなる光学情報記録薄膜を有すること
を特徴とする光学情報記録部材。 （２）含ませる金属膜たは半金属が、Ｔｅ　、Ｇｅ　、
Ｓｎ　。 Ｓｂ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｔ７．Ｂｉ、Ｐｂ、Ａ４．Ｃｕから
なる物質群より選ばれる、少くとも１種であることを特
徴とする特許Ｈ請求の範囲第１項記載の光学情報記録部
材。 （３）　　ＴａＯ２とＴｅの混合物を母材料とした特許
請求の範囲第１項に記載の光学情報記録部材。 （４）低酸化物がＧｅｏｘｌ、および５ｎＯｘ１　（た
だしＯ＜　ｘｌ＜　２．１　）からなる化合物群より選
ばれる少くとも１種であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光学情報記録部材。 （６）低酸化物が、Ｂ１Ｏｘ２，５ｂＯｘ２．工ｎ０Ｘ
２．およびＴｔＯ，、（ただし、Ｏ＜Ｘ２＜１．５）か
らナル化合物群より選ばれる少くとも１種であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学情報記録部
材。 （６）光学情報記録薄膜において、添加する物質の含有
モル％を２とするとき、Ｏ（ｚ　り５０とした特許請求
の範囲第１項記載の光学情報記録部材。 （ア）金属、半金属の低酸化物を母材料とし、この母材
料にその母材料とは異なる、金属または半金属の少くと
も一つを金膜せてなる光学情報記録部材に光照射により
情報を記録及び消去することを特徴とする光学情報＠色
味方法。 （８）光学情報記録部材に対し、光照射条件を、黒化記
録における照射パワー密度がＰ１ｍＷ／μ７１２’、照
射パルス巾を７１ｓｅｃ　　とし、あらかじめ黒化した
部分に白化記録する場合の照射パワー密度をＰ　２　ｉ
ｎＷ／μｍ′、照射パルス巾をτ２ｓｅｃとし、τ２く
τ１Ｐ２〉Ｐｌ　の範囲で選ぶことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の光学情報記録方法。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、レーザ等により高速かつ高密度に、光学的な
情報を記録かつ消去できる光学情報記録部材、およびそ
の記録方法に関するものである。 従来例の構成とその問題点 これまでに、光学的な情＠記録再生方式としては、次の
ようなものが知られている。 第１に、金属薄膜を用いる方法である。これは細く絞っ
たレーザ光スポ、／）を前記薄膜に照射することによっ
て、情報の書き込みを行なう方法である。たとえば、イ
ンジウム金属Ｉｎ　（融点Ｔｍ−１５６℃）あるいはビ
スマス金属Ｂｉ　　（融点Ｔｍ＝２７１℃）等を基板上
に１００ＯＡ程度の薄膜として形成したものが知られて
いる。 この部材に対する記録機構は、レーザ等の光源を用いて
、微少スポット〜１Ｑμｍψをこの薄膜に照射せしめ、
該金属膜の光吸収、昇温の結果、該スポット部位の金属
が融解、凝縮、あるいは蒸発し、この部位に微少な穴が
形成され、画像信号を記録するものである０ この方法は、比較的コントラストの大きい記録がおこな
える利点を有している。 ただし、この光学濃度変化に、物質移動が伴うという点
が記録体の構成に制限を与える。 さらに、感度が１００〜１０ｍＶ／μｍ′と低いことが
問題である。 第２の例は、金属薄膜の代わシに、Ｔｅ系物質を用いた
情報記録再生方法である。これは、記録部材として、例
えばＴｅ−８ｓ−（Ａｓ）、Ｔｏ−Ｃ，Ｃ８２−’ｒｅ
、等を使用するもので第１の例と同様に、記録を行なう
ことができる。この方法は、第１の例に比べて感度が向
上することが報告されているが、やはシ物質の移動を伴
うため記録体の構成に制限が加わる。 第３の例は、半導体ガラス材料を用いた情報記録再生方
法である。 これは、記録部材として、カルコゲン化物を使用するも
ので、例えば、（−＋　ｅ　１ｓ　Ｔ　ｅ　ｓ　１Ｓ　
ｂ　２　Ｓ　２　。 Ａ　Ｓ　２　Ｓ　３＋　Ａ　Ｓ　２０　Ｓ　＠　ｅ　ｏ
Ｇ　６２０等の材料が代表的である。 これらの薄ｊ漠にレーザ等の光照射を施すと、光吸収昇
温によシ、原子の結合状態が変ｒヒし、光学濃度が変シ
、情報記録が訃こなえる。 さらに、光照射法をＨ７制御することにより、逆に記録
状態を元にもどすことも可能で、消去機能を有する利点
がある。 しかしながら、光学情報記録に用いるｊ賜金、記録エネ
ルギーが、２０　ｍ’Ｗ／μｍ２以上必要であり、書き
込みコントラスト比が不十分である。 又、湿度による劣化が大きいことが知られている。 これに対し、第４の例として、化学量論組成の酸化物に
この酸化物を構成する金属または半金属粒子の混合物よ
シなるもの、あるいは化学量論組成よＩ）酸素の少ない
酸化物よりなる低酸化物薄膜を用いた情報記録方法の提
案がある。 これらは、レーザ光照射を施すことにより、光吸収昇温
の結果、光学濃度の低い状態から、高い状態に変化し、
情報記録、再生がおこなえるものである。これら低酸化
物薄膜は、光照射における光学濃度変化がΔ’ｒ＞３’
ｏ％、かつコントラスト比１ｏ：１以上と大きい。 また、記録エネルギーが、１０ｍＷ／μｍ２以下と感度
が高い特徴を有しているが、第３の例に見られるような
消去性は不十分である。 この消去性を向上する方法として、低酸化物にＳまたは
Ｓｅを含ませた薄膜記録部材を用いる情報記録再生方法
が提案されている。この方法は、記録感度が高く、消去
性を有するという特徴があるが、繰り返し記録、消去を
行なうと膜がダメージを受けて破れてしまうという問題
があり、実用に至っていない。また、Ｓ　、Ｓｅといっ
た比較的蒸気圧の高い物質を使用するため、製造する際
の組成制御が困難であり、膜の再現性が乏しいという問
題があった。 発明の目的 本発明は、低酸化物薄膜の光学濃度変化が犬きく、記録
に要するエネルギーが小さいといった特徴を保持しつつ
、記録、消去が繰シ返し行なえる光学情報記録部材およ
び、その記録、消去の方法を提供することを目的とする
。 発明の構成 本発明における光学情報記録部材は、基材の表面に光吸
収性の薄膜、つ１り低酸化物にその低酸化物を構成する
金属あるいは半金属とは異なる金属あるいは半金属の物
質を金膜せてなる薄膜感光　　　　一層を形成せしめた
ものである。 実施例の説明 従来、低酸化物薄膜の黒化記録原理は、次のように考え
られる。例えばＴｅａｘ（０＜ｘ＜２　）の場合には、
アモルファス状態のＴ　ｅ　Ｏ２のマトリクス中に、Ｔ
ｅが非常に小さい（約２０人）結晶状態で存在している
Ｏこの膜に光を照射すると、照射された部分の小さなＴ
ｅ結晶の粒径が増大し、屈折率および消衰係数が変化し
、その結果反射率および透過率の変化として記録状態が
検出できる。 しかし、との粒径の大きなＴｅ結晶を再び元の小さなＴ
ｅ結晶に戻すことが、むつかしかつ７”ｔｏすなわち、
一般に大きな結晶を小さな結晶にするためには、その物
質を、高い温度に昇温したのち、急冷してやることが必
要であるが、Ｔｅ０ｘ（Ｏくｘく２）の場合には、１つ
にはＴｅの結晶のまわ１）ＫＴａＯ３という熱伝達率の
ｌＪ・さい物質のマトリクスが存在するため、光吸収に
よって得た熱エネルギーが拡散しにくく急冷されにくい
ということ、もう一つは、ＴｅＯｘそのものの吸収係数
が比較的小さいため、光吸収の効率が悪く、必要な温度
１で昇温しにくい、という２点から大きな結晶を再び小
さな結晶にすることかできなかった。 本発明の場合、低酸化物薄膜に含ませた金Ｒまたは半金
属は、次のような働きをするものと考えられる。 １　膜の光吸収係数を高め、光照射部の到達温度を高め
る。 ２Ｔｅ（または、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ。 Ｔｔ）の小さな結晶のまわシに存在し、吸収した熱の拡
散を助ける。 したがって、記録薄膜の母材である酸化物と第１の金属
または半金属とよシなる薄膜に、その薄膜よシも熱伝達
率が大きく、屈折率の高い第２の金属または半金属の物
質を含−ませることで、前記薄膜中の前記第１の金属丑
たは半金属の粒径を大きくしたＩ）ｌＪ・さくしたシす
ることが繰し返し、可逆的に行なえることがわかった。 次に図面を参照しながら実施例をもって、本発明をさら
に詳しく説明する。 第１図は、本発明による光学情報記録部材の断面図であ
る。 １は基材で、金属１例えばアルミニウム、銅等あるいは
ガラス、例えば、石英、パイレックス。 ソーダガラス等あるいは樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレ
ン、アクリル、塩ビ等、又透明フィルムとしては、アセ
テート、テフロン、ポリエステル等が使用できる。中で
も、ポリエステルフィルム。 アクリル板等を使用する場合、透明性がすぐれておシ、
形成せしめた信号像を光学的に再生する際に有効である
。 薄膜感光層２は、基材上に真空蒸着して形成される。薄
膜感光層は、Ｔｅａｘ、Ｇｅｍｘ、５ｎＯｘ（０＜ｘ　
＜　２　）、５ｂＯｘ、Ｉｎｋｘ、ＢｉｂＸ、ＴＬＯＸ
（０＜ｘ＜１６）等の低酸化物に低酸化物を構成する第
１の金属または半金属とは異なる第２の金属または半金
属物質の少なくとも一つを含ませた構造をしている。 含有させるべき物質としては、膜の光吸収係数を高め、
かつ、熱伝達率を高めて、高温状態から急冷されやすく
するという目的を実現するために、金属あるいは半金属
物質が有効であるが、蒸着しやすさ、第１の金属または
半金属をよシ小さな結晶にするためを考慮して、Ｓｎ、
Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ。 Ａｌ、Ｐｂ、Ｔｔ、Ｃｕ等の金属または、Ｔｅ、Ｇｅ、
Ｓｂ等の半金属が特に有効である。 ３は保護層である。前述のように本発明の光学情報記録
Ｍは、膜の形状変化を伴なわず、従って使用目的によっ
ては密着したタイプの保護層を用いることが可能となる
。保護層には、基材１と同様のものを紫外線硬化樹脂等
を用いては９合わせたり、蒸着したシして、つけること
ができる。 次に、本発明における光学情報記録膜の形成方法につい
て述べる。酸化物ＭＡＯ２（ＭＡは４価の金属または半
金属）の低酸化物薄膜ＭＡＯｘ（Ｏぐｘ〈２）、また’
Ｂ２Ｏ３（ＭＢは３価の金属または半金属）の低酸化物
薄膜ＭＢＯｘ（０＜　ｘ　＜　１．５）は、第２，３図
で説明するような方法で形成することができる。 まず１つのソースで形成する方法について述べる。 第２図はこれに用いる生成系を示す。真空系４の真空度
は１０”−’　Ｔｏｒｒ　〜１０−６Ｔｏｒｒの間に選
ぶ。 例えば蒸着用原材料１１としてＭＡＯ２を金属ボート、
例えばタングステンボート、チタンボート等の加熱蒸着
用容器１０に入れ、真空系４の中でボート１ｏを電極７
と結合し、電＃、９を用いて加熱すると、容器１０中の
原材料は、ボートと反応し還元反応を受け、Ｎｐ、０２
＋ｒｒＩＷ＝ＭＡＯｘ＋ｍＷ○３（０（ｘ　（２、ｍ（
％）のような形で、支指台６上に設置された基材５上に
蒸着され、低酸化物薄膜ＭＡＯ！（○（ｘ　（２）を得
ることができる。従って、あらかじめＭＡ０２原材料の
中に膜中に含ませるべき前述の第２の金属または半金属
物質を混合しておき〔ＭＡＱ２１ｏｏ−２１Ｍｃ２１・
Ｍｃは添加材料、ただし、Ｚｌはモル％でＯ（ｚ　１　
り５０〕の形にして蒸着を行なえば、母材以外の第２の
金属、半金属を含む低酸化物薄膜［（ＭＡＯり１００−
２２’Ｃｚ２＋　（０＜Ｘ＜２　、Ｏ＜ｚ２＜　　５０
）。 Ｍｃは添加材料、ｚ２はモル％〕を得ることができる。 加熱蒸着用容器１０として、安定な石英ルツボ。 アルミナ磁器、白金等を用いる場合には、原材料の中に
、更に還元用の材料Ｒ（Ｆｅ　、　Ｃｒ　、Ｗ、　）等
の粉末を添加して使用し、容器１ｏの加熱は、コイルヒ
ーター８を用いて行なう。加熱温度は６００℃〜１００
０’Ｃの範囲で選ぶ。 次に、幾つかのソースから同時に基材上に蒸着を行ない
低酸化物を形成する方法について述べる。 第３図はこれに用いる生成系を示す。真空系１２の真空
度は、１０−３〜１σ６Ｔｏｒｒの間に選ぶ。蒸着用容
器１５には、原材料１７の１つとしてＭＡＯ２，蒸着用
容器１６には原材料１８の１つとしてＭＡ　１ｏｏ　−
２１ＭＣ２１（０＜　ｚ　１　りｓ　ｏ　、　ＭＣ＋添
加材料）を入れ、真空系１２の中でそれぞれ電極２１，
２２に結合されたコイルヒータ１９．２０を用い、電源
２３．２４によって加だ１する。この時、２ソースの蒸
着速度を面画に制御することによって、支指台１４上に
設置された基材１３の蒸着面では、 ＭＡｏ２＋ｒＱ（ＭＡｌ　００−　Ｚ　１　）ＭＣｚ　
１−（ＭＡＯＸ　）　１００−　Ｚ２’ＣＺ２の形で、
母材以外の第２の金属、半金属を含む低酸化物薄膜を得
ることができる。 更に多ソース化し、例えば、ＭＡＯ２２ＭＡ２Ｍｃの３
ソースから同時に蒸着形成する方法も可能である。また
、加熱方法としては、電子ビームを用いて直接加熱する
方法も可能である。蒸着膜厚は、原材料の量、蒸着面と
ソースとの距賭関係等で自由に変えることができる。 以上の方法で得た薄膜は、淡カッ色を呈しており、比較
的弱いパワーで、比較的長いパルス幅でエネルギーを与
えると黒カッ色に光学濃度が変化（黒化するという）シ
、逆に比較的強いパワーで比較的短かいパルス巾でエネ
ルギーを与えると光学濃度が逆に下がる（白化という）
という可逆的な変化をおこさせることができる。 なお、低酸化物薄膜中に含まれる第２の金属。 半金属の含有モル％（ｚ２）が、５０モル％を越えると
白化に要するレーザパワーが大きくなるため、半導体レ
ーザー等の出力パワーの小さい光源を使用する場合には
軽重しくないものである。 次に、第４〜８図により、本発明の情報記録部材に情報
を記録、再生、消去する実施例を述べる。 本発明の情報記録部材には、キセノンンラソシュラング
、Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザ及び半導体レーザによる近
赤外光による書き込み等どれも可能である。 まず初めにキセノンランプを用いる場合の記録方法につ
いて、第４図の実施例にもとづいて述べる。 まず低酸化物に母材とは異なる第２の金属および半金属
の少くとも１つを含ませてなる光吸収性の薄膜光学記録
膜２６を基板２５に形成した記録部材に、場所的に光透
過率の異るパターンを形成したマスク２７を密着せしめ
る。 この上から、キセノンランプ２８を発光、照射する−と
とにより、露光された部分が黒化しパターンに対応した
濃淡像が前記記録部材に形成する。この場合、キセノン
ランプの発光幅は約１ｍ５ｅＣと比較的長く、この系を
用いて黒化部を白化することは、むつかしい。ただし、
この後述べるように、この黒化部を他の手段で白化する
ことは可能である。 次に、ガスレーザを用いた場合の記録方法について第５
図とともに説明する。 レーザ光源２９は、Ｈｅ−Ｎｅ　Ｖ−ザλ＝６３２８八
、Ｈｅ−Ｃｄレーザλ＝４４１６人、Ａｒ　レーザλ＝
６１４５人等いずれでも使用できる。 レーザ管２９から出たレーザ光３０は、光変調器３１例
えば、Ｌ　Ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３電気光学変調器又は超音波
光変調器等により信号に応じた強度変調を受け、ミラー
３２を介し、収束用レンズ３３によりスポットを形成し
、前述の光吸収性の記録膜３４を設けた基材３５により
構成した光学記録部材を、信号に対応した光強度で照射
する。 光ビームと光学記録部材の相対的な移動に伴って逐次に
ビット信号が前記記録部材上に書き込まれるＯ レーザ光源として半導体レーザλ−８２００八を使用す
る場合の実施例を第６図に示す。 半導体レーザは一般に射出するレーザ光のビームの拡が
りが±２０度という角度で大きいためビーム成型のため
に第１．第２のレンズを用いてスポットを成型せしめる
。 半導体レーザ３６からの射出ビームは、第１のレンズ３
７によシ凝似平行光３８となり、第２のレンズ３９によ
ってスポット光４０に成型し、前述の光吸収性薄膜記録
膜４１を設けた基材４２からなる記録部材を、信号に対
応した光強度で照射する。 半導体レーザを使用する場合は、ガスレーザとは異って
内部変調が容易であり、光変調器は不要である。 光照射を受けた部位では黒化し、光学濃度変化として記
録できる。 レーザを使用する場合には、それを変調することで強度
、パルス幅を選ぶことができる。従って白状前の該記録
層に記録する場合には、比較的弱く、長いパルスで黒化
記録し、比較的強く、短いパルスで白化消去を行なう、
また、あらかじめ黒化した状態の該記録層に記録する場
合には、比較的強く短いパルスで白化記録し、比較的弱
く、長いパルスで黒化消去を行なう、という２方式をど
ちらも採用することができる。 この際、照射光パワー密度Ｐ　ｍ　’Ｖ／μｍ′、およ
び照射光パルス巾ｌ５ｅｃを適切に設定する必要がある
。 本発明の、低酸化物薄膜に母材を構成する第２の金属又
は半金属以外の第２の金属又は半金属を含ませてなる光
学情報記録膜においては、黒化する場合には、黒化光照
射パフ−ＰＢは、０．６ｍＷ／μｍ２＜　Ｐ　Ｂ　＜　
２　ｍＷ／μｍ２．光照射パルス巾τＢは３０ｎｓｅｃ
（τＢ又自白化る場合には、白化光照射パワー密度Ｐ’
Ｗは、２ｍ’Ｗ１μｍ”；：、　Ｐ　Ｗ　；　Ｐ　Ｗ≧
ＰＢ、光照射パルス巾τＷは、０くτＷ≦τＢの範囲で
選ぶことが可能である。記録速度は、白化の方が黒化よ
シも速く選べるので、情報を記録する場合には、あらか
じめ黒化された記録部材に白化によシ記録し、消去を黒
化によシ行なう方が有利である。 つぎに、本発明におけるように記録された信号の情報再
生方法について述べる。 該情報記録薄膜は、黒化記録の場合には未書き込み状態
において淡褐色で、書き込み状態では灰褐色ないし黒化
し光学濃度が増大するとともに、反射率が変化する。 信号読み出しに際しては、第７図および第８図の実施例
に示すように、透過式光信号再生および反射式光信号再
生が可能である〇 第７図において透過式再生方法を説明する。 照明用光源４３は、タングステンランプ、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ、半導体レーザ、発光ダイオード。 等が使用でき、集菌用レンズ４４を用いて、スポット光
４５とし、信号像４６を裏面から照明する。 該信号記録膜からの透過光は、レンズ４７を通して検出
光４８となシ、光感応ダイオード４９に入る。 透過光４８０強度は、信号がない状態に比べて信号像を
照明する場合は、約ちからイ。に減少し、これを検出し
て信号再生を寂こなうものである。 次に、更に具体的な例をもって本発明を説明する。 実施例１ 蒸着出発用原料として、ＴａＯ２と、Ｔ　ｅ　ａ、Ｓ　
ｎ１ｓを使用し、第３図のような系を用いて薄膜を形成
する。加熱蒸着用容器として石英ルツボを用い、コイル
ヒーターで加熱してアクリル樹脂基材上に厚さ約１２０
０人の低酸化物薄膜Ｔ　ｅＯｘ　：　Ｓ　ｎを形成する
。ヒータ一温度はＴ　ｅ　Ｏ２ソースは８００℃。 Ｔ　＠　ｓ　ｓ　Ｓ　ｎ　１ｓソースは７５０℃に設定
した。 上記の方法で得た薄膜は、淡カッ色を呈している。この
膜に、λ−８３０ｏｌ、の半導体レーザーを用いて、照
射時間２００　ｎ　ｓｅｃのパルス光を照射したところ
０．６ｍＷ／μｍ２以上のパワー密度で膜は黒カッ色に
変化した。この黒化した場所に、照射パワー密度ｓ　ｍ
Ｗ／μｍ′以上で、照射時間４０ｎｓｅｃの短パルス光
を照射したところ、照射部は白化し、元の状態へ戻った
。この薄膜の分光透過率曲線は、第９図の曲線ａ１　に
示すように半導体レーザ波長０．８μ近傍では２０％以
上の透過率を有する。この膜の黒化記録状態の分光透過
率曲線は、同曲線ａ２に示すように透過率が減少し、半
導体レーザ波長では２０％以上のΔＴを得ることができ
る。 記録・消去は、この状態ａ１とＢ２の間で変化がおこな
われる。 添加物としてＳｎ０代わりに、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｚｎ。 Ｔｚ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｕ等を用いて同様の効果を
得ることができた。 同様に、原材料酸化物として、ＧｅＯ２，ＳｎＯ２等を
用い、ＧｅＯ２とＧ　ｅ　５ｏ　Ｔ　ｅ　ｓ　ｏ　＋　
Ｓ　ｎ　Ｏ２とＳ　ｎ　６゜Ｔ　ｅ　６ｏのような組み
合わせで例えばＧｅＯｘ：Ｔｅ、５ｎＯｘ：Ｔｅを得る
ことができる。これらはＴｅＯｘ系記録薄膜に比べて、
光学濃度変化が大きく、それぞれの分光透過率曲線は白
化状態でｂｌ。 Ｃ１，黒化状態でｂ　２　、　Ｃ２となシ、それぞれｂ
ｌ−ｂ　２　、　Ｃ１−Ｃ２およびその逆の変化を生ず
る。 これらの記録膜は半導体レーザ波長０．８μ近傍で大き
い書き込み変化量ΔＴ、＞ｓｏ％を得ることが可能であ
るが、記録感度がやや低く、照射時間２００ｎｓｅｃの
パルス光を照射したところ照射パワー密度１ｍＷ／μｍ
′以上のパワー密度で黒化した。 また、この黒化した場所に照射パワー密度７ｍＷ／μｍ
２以上で照射時間４　Ｑ　ｎ　Ｓｅｃの短パルス光を照
射したところ照射部は白化し元の状態へ戻った。 Ｇｅｍｘ、５ｎＯＸ（０＜ｘ＜２　）の場合にも、添加
物としてはＴｅの他に、第２の金属および半金属として
Ｚｎ、Ｉｎ、Ｔｔ、ｆ３ｉ　、Ｐｂ、Ａｔ、Ｃｕ、Ｓｂ
、Ｇｅ。 Ｓｎ等を検討し、どの添加物の場合にも可逆的変化が確
かめられたが、ＧｅＯｘの場合はＴｅ　、　Ｓｂ　。 ＳｎＯの場合には、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｂを添加した場合に
おいて特に効果的であった。 次に三価の金属、半金属の低酸化物を用いる場合の具体
例を示す。 実施例２ 蒸着出発用原料として、Ｂ１２Ｏ３と、ｆｌｌ　ｌ　ｓ
　ｏ　Ｔ　ｅ　ｓ　ｏを使用し、実施例１と同様に低酸
化物薄膜ＥｉＯｘ二Ｔｅを形成する０ヒ一タ温度は、Ｂ
　１２０　ｓ　／−スｓ　ｓ　ｏ　℃Ｂ　ｉ６ｏ　Ｔ　
ｅ　６０　／　−スフ００’Ｃに設定し、厚さ約１２０
０人、淡カン色の薄膜を得た。 Ｂ１Ｏｘ二Ｔｅ薄膜は比較的低エネルギーで光学濃度変
化を得ることができる。 この薄膜にλ−８３００への半導体レーザを用いて照射
時間２００ｎＳｅＣのパルス光を照射したところ、０．
６ｍＷ／μｍ２以上のパワー密度で、膜は灰カッ色に変
化した。この黒化した場所に、照射時間４０　ｎ　Ｓｅ
Ｃのパルス光を照射したところ、照射パワー密度４ｍＷ
／μｍ２以上で、照射部は白化し、元の状態へ戻った。 この薄膜の分光透過率曲線は第１０図Ａの曲線ｄ１に示
すように半導体レーザ波長０８μ近傍では、近い透過率
を有するが、光学的な濃度変化は比較的小さく、黒化記
録状態の分光透過率曲線、第１０図Ａの曲線ｄ２に示す
ように透過率変化がやや小さくなり、ΔＴ；１０係とな
る。 添加物としてＴｅの代わシに、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｎ
。 Ｔｚ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ａｔ、Ｃｕ等を用いて同様の効果を
得ることかできたが、と９わけ１ｅの効果が高かった。 同様に、原材料酸化物として、５ｂ２０３とＳ　ｂ　ｓ
　ｏ　Ｔ　ｅ　６ｏ　＋　Ｔ　Ｚ　２０　ｓとＴ　Ｚ　
−ｒ　、Ｔ　ｅ　２　ｓ　Ｉ　ｎ　２０３とＩ　ｎ　６
ｏ　Ｔ　ｅ　ｓ。の組み合わせで低酸化物薄膜、ＢｉＯ
”Ｔｅ、ＴｔｏＸ：Ｔｅ、Ｉｎｋｘ：Ｔｅ○＜Ｘ＜ｅ １．６を得ることができる。 第１０図へ、Ｂにそれぞれの黒化前後の分光透過率曲線
を示す。ｄ　１．　ｅ　１．　ｆ　１．　ｑ　１はそれ
ぞれ白化状態を示す。黒化状態でｄ２１ｅ２．ｆ２＋”
２となり、それぞれｄｌ−ｄ２．ｅ１＝ｅ２１　ｆｌ−
ｆ２．ｑｌ−Ｃ２および、その逆の変化を生ずる。これ
らは、ＴｅＯｘ等に比べると記録感度は、はぼ同等であ
るが、光学的濃度変化はやや小さく、半導体レーザ波長
０．８μの近傍では書き込み変化量ΔＴ；１゜〜１５％
程度であった。 上記、ＥｉＯｘ、５ｂＯｘ、ＴｚＯｘ、Ｉｎ０Ｘ（０＜
ｘ＜１．５）の場合にも添加物としてＴｅの他にＺｎ。 Ｉｎ、Ｔ７．Ｂｉ、Ｐｂ、Ａ４．Ｃｕ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ等を検針１　　シ高沃−ｈｎ物の虚ムＩｆ見酊：酢め
赤Ｉレム虚＝刃チきたが、Ｂｉｂ工の場合には、Ｔｅ、
Ｓｂ、Ｇｅ。 ５ｂＯｘの場合には、Ｔｅ、Ｇｅ、ＴｔＯｘの場合はＴ
Ｏ−２Ｉ　ｎＯｘの場合には、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｇｅを添加
した場合において特に効果的であった。 実施例１．実施例２の複合組成、即ち低酸化物および添
加材料を幾つか組み合わせて、感度、書き込み変化量等
を変えることが可能である。 次に、第１１図を参照しつつ、本発明における、情報記
録部材に、スポットの長さが異なる２本の半導体レーザ
ーを使って記録・消去を行なう方法を述べる。 実施例３ ６６は、本発明の光情報記録部材をψ２００のディスク
形状にしたものである。左側の光学系は、白化および再
生用の光学系である。白化用レーザ６７を出た光ｆｄ、
第１のレンズ６８で疑似平行光６９となり、第２のレン
ズ７０で円く整形した後、第３のレンズ７１で再び平行
光７２にし、ハーフミラ−７３を介して、第４のレンズ
７４で波長限界約０．８μまでしぼりこまれだ円スポッ
ト７６に集光される。この円スポットによる照射は、１
８００ｒｐｍで回転しているディスク面５６上では、パ
ワー密度が比較的高く、かつ照射時間が比較的短いパル
ス光が与えられたのと同じ効果を得る。 従って、記録膜があらかじめ黒化されている時には、レ
ーザ変調によって黒化トラック６６士に白化信号７６を
記録することができる。 信号の検出は、ディスク面５６からの反射光７７をハー
フミラ−７８を介して受け、レンズ７９を通じて光感応
ダイオードでおこなう。 右側の光学系は、黒化用の光学系である。黒化用レーザ
６了からの射出ビームは第１のレンズ５８で疑似平行光
６９となシ、第２のレンズ６０で一方向のみがしぼり込
まれ、第３のレンズ６１で再び疑似平行光６２となった
後、ハーフミラ−６３を介して、第４のレンズ６４でデ
ィスク面上にやや細長いスポット光６５となって照射さ
れる。この細長いスポットの長手方向をディスクの回転
方向に合わせておけば、ディスク面上では、やや照射パ
ワー密度が低く、かつ、やや照射時間の長いパルス光を
照射したのと同じ効果を得る。従って、白化スポットと
同じ回転数で記録膜を黒化することができる。本実施例
の場合には、記録部材として、ψ２００ｔ１．１のアク
リル基村上に、ＴｅＯｘ：Ｓｎ薄膜を蒸着したものを用
いた。黒化用のレーザを半値巾にて約８μ×０．８μに
整形し、出力１１ｍＷ、パワー密度約０．５　ｍＷ／ｐ
ｍ２で用い、又白化用のレーザー出力８ｍＷ、パワー密
度約６ｍＷ／μｍ′で用いて、ψ１５０の位置にて白化
記録。 黒化消去を行ったところ、単一周波数６ＭＨｚで、Ｃ／
Ｎ比５６　ｄＢ以上を得、１Ｑ万回記録、消去を繰シ返
した後にもＣ／Ｎの劣化は、見られなかった。 発明の効果 以上のように、本発明によれば、低酸化物のみから成る
情報記録薄膜あるいは、カルコゲン化物材料薄膜を用い
た記録部材に比べて、光学濃度変化を大きくとれると同
時に、消去機能を有し、低エネルギーで記録・消去が可
能な、光学情報記録部材を得ることができる。 丑だ、この記録部材を用いて記録・消去がリアルタイム
で行なえる記録・消去方法を得ることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、本発明の光学情報記録部材の１実施例を示す
断面図、第２図、第３図は、それぞれ本発明の光学情報
記録部材を製造する装置の１例を示す断面図、第４図〜
第６図は、それぞれ本発明の情報記録部材に記録する方
法の概略構成図、第７図、第８図は、それぞれ本発明の
情報記録部材の光信号再生方法を示す概略構成図、第９
図、第１０図は本発明の光学情報記録部材の１実施例の
分光透過率曲線図、第１１図は本発明の光学情報記録部
材および光学情報記録方法を用いて記録。 再生・消去を行なう記録再生装置の概略構成図である。 １・・・・・基材、２・・・・・・薄膜感光層、３・・
・・・保獲層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）金属、半金属の低酸化物に、母材料とは異なる、
    金属または半金属の少なくとも一つを含ませてなる光学
    情報記録薄膜を有することを特徴とする光学情報記録部
    材。 （２）含ませる金属または半金属が、Ｔｅ、　Ｇｅ、　
    Ｓｎ。 Ｓｂ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｔ７．Ｂｉ、Ｐｂ、ＡＡ、Ｃｕから
    なる物材０ （３）低酸化物力Ｔ　ｅ　Ｏエ＊　、　Ｇ　ｅ　Ｏｘｌ
    　、およびＳ　ｎ　０．１（ただしＯ（Ｘｌ　（、？、
    Ｏ）からなる化合物群よシ選ばれる少くとも１種である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学情報
    記録部材。 （４）低酸化物が、Ｂ　ｌ０ｘ２．　Ｓ　ｂｏｘ２．　
    Ｉ　ｎｏ、２　、およびＴｔＯｘ２（ただし、ｏくｘ２
    く１．５）からなる化合物群より選ばれる少くとも１種
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
    学情報記録部材。 （５）光学情報記録薄膜において、添加する物質の（６
    ）金属、半金属の低酸化物に、母材料とは異なる、金属
    または半金属の少くとも一つを含ませてなる光学情報記
    録部材に光照射によシ情報を記録及び消去することを特
    徴とする光学情報再生方法。 （７）光学情報記録部材に対し、光照射条件を、黒化記
    録における照射パワー密度がＰ１ｍＮ／μｍ１照射パル
    ス巾をτ１気　とし、あらかじめ黒化した部分に白化記
    録する場合の照射パワー密度をＰ２ｍＷ／μｍ　、照射
    パルス巾をτｓｅｃ　　とし、τ２くτ１Ｐ２〉Ｐつの
    範囲で選ぶことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
    の光学情報記録方法。
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