JPS61148643A

JPS61148643A - 情報記録媒体の記録材料

Info

Publication number: JPS61148643A
Application number: JP59269820A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ueno; 一郎上野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-07-07

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、デジタルメモリ、画像ファイル、文書ファイ
ル、動両像や音声信号の記録などに用いられる情報記録
媒体、特に、高密度記録、再生ができる情報記録媒体の
記録層に用いられる記録材料を提供するものである。

（従来の技術）近年来、各種の技櫂分野において、高密度記録再生の要
求゛が高まるのにつれて１色々な形式の記録媒体による
高密度記録再生が試みられるようになったが、その中の
一つとして、成膜時または成膜直後における薄膜の状態
が非晶質の状態であり。

電磁波や電界、電流の印加、加熱などによって非晶質状
態から結晶状態への相変化が生じるような材料（例えば
、Ｔｅ０Ｘ（Ｘ　＝：＝１．１））の薄膜を、真空蒸着
法またはスパッタリング法の適用によって成膜してなる
１ｉ３ａ層を基板上に備えさせてなる情報記録媒体（例
えば、テレビジョン学会誌ＶＯＬ、３ｇ。

ＮＯ，３，第１１頁乃至第１５頁参照・・・以下、前記
の文献という）を用い、前記した情報記録媒体の記録層
に基板を通して情報信号によって強度変調されているレ
ーザ光の微小なスポットを投射し、記録媒体の記録層に
対して前記のレーザ光の熱により情報信号に応じた相変
化を起こさせて記録媒体の記録層に情報信号を記録し、
また、前記のように情報信号に応じた相変化によって情
報信号が記録されている状態の記録層に、一定の強さの
レーザ光のスポットを当てて、前記した記録媒体の記録
層に相変化の状態として記録されている情報信号を、記
録層の面からの反射光を光電変換することによって再生
するようにした情報信号の光学的な記録再生方式が提案
されている。

さて、前記したように電磁波や電界、電流の印加、加熱
などによって非晶質状態から結晶状態への相変化が生じ
るような材料としては、前記したＴ　ｅ　Ｏｘの他に、
例えばＳｂ２Ｓｅ３、Ｓｂ２Ｔｅ３などの材料も知られ
ており、さらに、ＴｅＯｘにＧｅ。

Ｓｎを混ぜた材料を成膜してなる記録層は、書換え可能
であるという発表も行なわれている。

そして、前記したような記録材料による記録層を備えた
情報記録媒体に対する情報信号の記録は、例えば、記録
の対象にされている情報信薔によって強度変調されてい
る微小な径（例えば、１μｍの径）のレーザ光スポット
を情報記録媒体の記録層に照射し、その部分の温度を上
昇させて結晶化させた後に徐冷却して結晶状態にとどめ
るようにすることによって行なわれ得るのであり、前記
のようにして行なわた情報記録媒体の記録層における情
報信号の記録の態様は、情報信号に従って非晶質の状態
の部釡と結晶状態の部分とが記録層に配列された状態の
ものになされるのである。

ところで、前記した記録層における非晶質の部分と結晶
部分とは、それぞれの物理的な性質を異にしていて、例
えば、光の反射率についてみても結晶部分の方が非晶質
の部分に比べて大きくなっているから、前記のように情
報記録媒体に記録されている情報信号を再生するのには
、例えば、情報記録媒体の記録層を一定の光強度のレー
ザ光ビームで照射するようにしておき、情報記録媒体の
記録層面からの反射光の強度を検出することによって行
なうことができる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、成膜時または成膜直後における薄膜の状態が
非晶質の状態であり、電磁波や電界、電流の印加、加熱
などによって非晶質の状態から結晶状態への相変化が生
じるような記録材料で形成された記録層を情報信号に従
って部分的に結晶状態に変化させることにより、情報信
号が記録材料の相変化の態様によって記録層に記録され
ている如き情報記録媒体からの情報信号の再生が１、偏
光素子を含んで構成された光学系を備えているような再
生装置を用いて行なわれる場合について、情報信号の再
生実験を実施したところ、信号対雑音比の良好な再生信
号が得られないということが問題になった。

そこで、前記の問題点がどのような原因によって生じる
ものかを明らかにするために、成膜時または成膜直後に
おける薄膜の状態が非晶質の状態であり、電磁波や電界
、電流の印加、加熱などによって非晶質の状態から結晶
状態への相変化が生じるような記録材料で形成された記
録層を基板上に備えている情報記録媒体に、第１図に示
されているように構成されている光学的記録再生装置を
用いて情報信号を記録し、その記録済み情報記録媒体に
おける記録面を金属頭Ｉｌ鏡と偏光顕＊鏡とによって撮
影して、その結果を検討したところ。

レーザ光ビームの照射によって非晶質の状態の部分が結
晶状態に変化した部分は、その部分の全体が一様に同じ
状態の結晶状１に変化しているのではなく、その部分は
多くの微結晶の集合によって構成されており、しかも、
それぞれの微結晶はそれぞれのものが同一の光学的特性
を有しているのではなく、それぞれの微結晶毎に光の反
射率、光の透過率、反射した光の偏光方向、透過した光
の偏光方向などをそれぞれ異にしていると考えられるよ
うな結果が得られた。

上記の点を具体的に説明すると次のとおりである。まず
、第１図において、１は半導体レーザ、２．８は凸レン
ズ、３はシリンドリカル凹レンズ、４はシリンドリカル
凸レンズ、５は偏光プリズム、６はｌ／４波長板、７は
記録レンズ、９は光検出器であり、また、Ｄは情報記録
媒体である。情報記録媒体りにおいて１１は基板、１２
は記録層であり、記録層１２は成膜時または成膜直後に
おける薄膜の状態が非晶質の状態であり、電磁波や電界
、電流の印加、加熱などによって非晶質の状態から結晶
状態への相変化が生じるような記録材料（例えば、Ｔ　
ａ　０ｘ（ｘ　＝ｉ−１，１））で形成されているも゛
のである。

情報記録媒体りに対する情報信号の記録に際して、情報
記録媒体りは所定の回転数で回転され、また、半導体レ
ーザ１は記録の対象とされている情報信号によって点滅
されていて、半導体レーザ１から出射されるレーザ光ビ
ームは記録の対象にされている情報信号によって強度変
調されている。

半導体レーザ１から出射されたレーザ光は、凸レンズ２
→シリンドリカル凹レンズ３→シリンドリカル凸レンズ
４→偏光プリズム５→１／４波長板６→記録レンズ７を
介して情報記録媒体りの記録層１２上に、記録の対象に
されている情報信号による微小な径の光のスポットとし
て照射される。

なお、実際の記録再生装置においては、周知のように、
フォーカスサーボ系とトラッキング制御系とによって、
良好なフォーカスの状態と良好なトラッキングの状態と
が得られるように構成されているのであるが、第１図中
ではそれらの制御系についての図示は省略されている。

また、トラッキング制御のために、情報記録媒体りの表
面に設けられる溝についても第１図中ではそれの図示が
省略されている。

半導体レーザ１から出射されるレーザ光は直線偏光であ
るが、それは偏光プリズム５で略々１００％反射された
後に１／４−波長一板６により円偏光に変換され、次い
で記録レンズ７によって集光されて情報記録媒体りの記
録Ｍ１２に照射される。記録再生装置が再生モードにな
されている状態において。

前記した半導体レーザ１からは一定の光強度のレーザ光
が出射されており、情報記録媒体りの記録［１２で反射
した光は、記録レンズ７を介して１／４波長板６により
直線偏光に変換されるが、この直線偏光は半導体レーザ
１から出射された直線偏光の偏光面に対して９０度だけ
偏光面が回転している状態のものとなっているから、偏
光フィルタ５を透過して凸レンズ８に与えられ、次いで
、光検出器９に与えられる。

さて、情報記録媒体りの記録層１２における光学的な特
性が記録層１２の全面にわたって均一であった場合には
、記録層１２で反射した光を光検出ＩＩ９で検出してそ
れから出力されるべき出力信号は、記録層１２のどの部
分についても同一となり、また、このような場合につい
ての偏光顕微鏡による撮影結果としては、記録層１２の
全面に対して一定の明るさを有するものとして得られる
。

次に、記録層１２における光学的な特性が記録層１２の
部分毎に異なっている場合には、記録層１２で反射した
°光を光検出器９で検出して、それから出力される出力
信号は、記録層１２の部分毎に異っているものになるの
であり、このような場合についての偏光顕微鏡による撮
影結果は、記録Ｍ１２の各部の偏光特性の違いと対応し
て、各部分毎にそれぞれ異なる明るさを示しているもの
として得られるから、最初に非晶質の状態の記録層１２
が情報信号によって結晶状態に変化された状態となるよ
うにして情報信号の記録が行なわれている場合にも、記
録層１２における非晶質の部分と結晶状態の部分とに応
じて、光検出器９からはそれぞれ異なった検出信号が得
られるとともに、その場合における偏光顕微鏡による撮
影結果としては、記録層１２における非晶質の部分と結
晶の部分との各部の偏光特性の違いに対応して、前記そ
れぞれの部分毎にそれぞれ異なる明るさを示しているも
のが得られるが、この場合に実際に偏光顕微鏡によって
撮影した写真をみると、非晶質の部分が情報信号によっ
て結晶状態に変化した部分は、それの全体が一様の明る
さの状態のものとしては撮影されず、非晶質の部分が情
報信号によって結晶状態に変化した部分は１部分的に明
るさが異なる小部分が集まった状態のものとして撮影さ
れることが判かった。

第２図は、前記のように最初に非晶質の状態の記録［１
２が情報信号によって結晶状態に変化された状態となる
ようにして情報信号の記録が行なわ〜場合における偏光
顕微鏡による撮影結果を模式的に示した図であって、こ
の第２図において、無地の部分は記録層１２における非
晶質の部分を、また、図中で符号Ｚ、Ｚ・・・が付され
ている部分は情報信号に応じて結晶状態に変化された部
分をそれぞれ示しているが、情報信号に応じて結晶状態
に変化した部分Ｚ、Ｚ・・・は、それの内部が複数の部
分に区画されているものとして示されている。

すなわち、情報信号に応じて結晶状態に変化した部分Ｚ
、Ｚ・・・は、それの内部がそれぞれ偏光特性を異にし
ている複数の小部分に分割されている状態になっていて
、前記の小部分毎にそれぞれ異なる明るさを示すものに
なっているが、第２図中では前記の各部分の明るさの違
いをハツチングの書き方の違いによって表現しようとし
ている。

って示されているような大きさの関係にある情報信号読
取用のレーザ光ビームのスポットＰの照射による反射光
を光検出器９によって光電変換することによって再生さ
れるものであるから、このような情報信号読取用のレー
ザ光ビームのスポットによって情報信号の読取りを行な
った場合には。

情報信号に応じて結晶状態に変化した部分Ｚ、ｚ・・・
の内部におけるそれぞれ偏光特性を異にしている複数の
小部分毎の反射光量の違いと対応して信号の大きはが変
化している状態の信号が再生され、ることになって、信
号対雑音比の低下した再生信号しか得られないことにな
るのである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、成膜時または成膜直後における薄膜の状態が
非晶質の状態であり、電磁波や電界、電流の印加、加熱
などによって非晶質の状態から結晶状態への相変化が生
じるような記録材料で形成された記録層を情報信号に従
って部分的に結晶状態に変化させることにより、情報信
号が記録材料の相変化の態様によって記録層に記録され
ている如き情報記録媒体からの情報信号の再生が、偏光
素子を含んで構成された光学系を備えているような再生
装置で行なわれるようになされている情報記録媒体の記
録層に用いられる記録材料であって、電磁波や電界、電
流の印加、加熱などによって非晶質の状態から結晶状態
への相変化が生じるような記録材料に対して、非晶質の
状態から結晶状態への変化に直接には関係しない物質の
一種類以上のもののモル比で５％乃至３０％のものを、
略々均一に混合させてなる情報記録媒体の記録材料を提
供して、前記した問題点を解決したものである。

（実施例）以下１本発明の情報記録媒体の記録材料について、それ
の具体的な内容を詳細に説明する１本発明の情報記録媒
体の記録材料は、前記したような問題点の生じないよう
にした情報記録媒体を得るために、記録層を形成させる
際の記録材料による成膜条件、記録材料の組成比、記録
材料による記録層が付着される基板などについて色々と
検討した結果得られたものであり、本発明は、成膜時ま
たは成膜直後における薄膜の状態が非晶質の状態であり
、電磁波や電界、電流の印加、加熱などによって非晶質
の状態から結晶状態への相変化が生じるような記録材料
で形成された記録層を情報信号に従って部分的に結晶状
態に変化させることにより、情報信号が記録材料の相変
化の態様によって記録層に記録されている如き情報記録
媒体からの情報信号の再生が、偏光素子を含んで構成さ
れた光学系を備えているような再生装置で行なわれるよ
うになされている情報記録媒体の記録層に用いられる記
録材料として、電磁波や電界、電流の印加、加熱などに
よって非晶質の状態から結晶状態への相変化が生じるよ
うな記録材料（例えば、Ｔ　ｅ　Ｏｘ　（ｘ　”−１）
）に対して、非晶質の状態から結晶状態への変化に直接
には関係しない物質（例えば、Ｓｉ、Ｃ）の一種類以上
のもののモル比で５％乃至３０％のものを、略々均一に
混合させてなるものを提供するものである。

本発明の情報記録媒体の記録材料において、電磁波や電
界、電流の印加、加熱などによって非晶質の状態から結
晶状態への相変化が生じるよう、な記録材料（例えば、
Ｔ　ａ　０Ｘ（Ｘ　今１　）に対して、略々均一に混合
させるべき物質として使用される非晶質の状態から結晶
状態への変化に直接には関係しない物質（例えば、Ｓｔ
、Ｃ）は、それが混入されることによって記録材料にお
ける黒化（または白化）温度や光の反射率などを間接的
に変化させることはいうまでもない。

また、電磁波や電界、電流の印加、加熱などによって非
晶質の状態から結晶状態への相変化が生じるような記録
材料（例えば、Ｔｅ０ｘ（ｘ→１）に対して、非晶質の
状態から結晶状態への変化に直接には関係しない物質（
例えば、ＳＬ、Ｃ）の一種類以上のもののモル比で５％
乃至２０％のものを、略々均一に混合させてなる本発明
の情報記録媒体の記録材料によって形成された記録層を
備えた情報記録媒体に情報信号を記録するに当っては。

前記の物質が混合されていない記録材料により形成され
ている記録層を備えた情報信号記録蕨体に混合物質がモ
ル比で１０％の場合には５０％）だけ多くなるが、現在
の半導体レーザの出力は充分に大きいので、この点が本
発明の情報記録媒体の記録材料を実施する上に支障を与
えることにはならないのである。

前記したように、電磁波や電界、電流の印加、加熱など
によって非晶質の状態から結晶状態への相変化が生じる
ような記録材料（例えば、Ｔｅ０Ｘ（Ｘ：１）に対して
、非晶質の状態から結晶状態への変化に直接には関係し
ない物質（例えば、Ｓｔ、Ｃ）の一種類以上のもののモ
ル比で５％乃至２０％のものを、略々均一に混合させて
なる本発明の情報記録媒体の記録材料によって形成され
た記録層を備えている情報記録媒体においては、既述し
た従来の記録材料によって形成された記録層を備えてい
る情報記録媒体を再生した場合に比べて、信号対雑音比
で５〜１０％だけ向上されている再生信号を得ることが
できるのである。

本発明の情報記録媒体の記録材料により前記のような優
れた再生結果が得られる真の理由は今のところ明らかで
はないが、次に、第３図を参照して本発明の情報記録媒
体の記録材料により前記のように優れた再生結果が得ら
れる理由を説明する。

第３図は１本発明の情報記録媒体の記録材料による記録
層に情報信号を記録して、非晶質の状態の部分が情報信
号によって結晶状態に変化された状態になるようにして
情報信号の記録が行なおれた場合における偏光顕微鏡に
よる撮影結果を模式的に示した図であって、この第３図
は既述した第２図と同様に、図中における無地の部分は
記録層における非晶質の部分を示しており、また、第３
図中で符号Ｚ、ｚ・・・が付されている部分は、情報信
号に応じて結晶状態に変化した部分をそれぞれ示してい
る。

本発明の情報記録媒体の記録材料による記録層に情報信
号を記録して、非晶質の状態の部分が情報信号によって
結晶状態に変化された状態を模式的に示している第３図
において、情報信号に応じて結晶状態に変化した部分Ｚ
、ｚ・・・は、それの内部が既述した第２図示の場合に
比べて非常に多数の複数の微小部分に区画されている。

前記した複数の微小部分における個々の部分は、それぞ
れランダムに異なる偏光特性を有しているから、それぞ
れの部分が個別に読出されるのであれば、前記の各部分
からの反射光に基づいて光検出器９から出力される出力
信号は、それぞれ異なる大きさの信号になる筈であるが
、再生に用いられている情報信号読取用のレーザ光ビー
ムのスポットＰの断面中には、それぞれランダムに偏光
特性を異にしている前記した微小部分の多数個のものが
含まれる状態になされるために、レーザ光ビームのスポ
ットの照射によって生じる反射光に基づいて光検出器９
から８力される出力信号の大きさは、情報信号に応じて
結晶状態に変化した部分ｚ中のどの部分をレーザ光ビー
ムのスポットが照射している場合においても略々同一に
なるのであろうと考えられる。

そして１本発明の情報記録媒体の記録材料において、第
３図に示されているように情報信号に応じて結晶状態に
変化した部分ｚ、Ｚ・・・の内部が既述した第２図示の
場合に比べて非常に多数の複数の微小部分に区画される
のは、ｉｌｔ磁波や電界、電流の印加、加熱などによっ
て非晶質の状態から結晶状態への相変化が生じるような
記録材料（例えば、Ｔ　ａ　０ｘ（ｘ　：ｉ：１　）に
対して、非晶質の状態から結晶状態への変化に直接には
関係しない物質（例えば、Ｓｉ、Ｃ）の一種類以上のも
ののモル比で５％乃至３０％のものを、略々均一に混合
させたからである。

（効果）以上、詳細に説明したところから明らかなように１本発
明の情報記録媒体の記録材料は、成膜時または成膜直後
における薄膜の状態が非晶質の状態であり、電磁波や電
界、電流の印加、加熱などによって非晶質の状態から結
晶状態への相変化が生じるような記録材料で形成された
記録層を情報信号に従って部分的に結晶状態に変化させ
ることにより、情報信号が記録材料の相変化の態様によ
って記録層に記録されている如き情報記録媒体からの情
報信号の再生が、偏光素子を含んで構成された光学系を
備えているような再生装置で行なわれるようになされて
いる情報記録媒体の記録層に用いられる記録材料であっ
て、電磁波や電界、電流の印加、加熱などによって非晶
質の状態から結晶状態への相変化が生じるような記録材
料に対して、非晶質の状態から結晶状態への変化に直接
には関係しない物質の一種類以上のもののモル比で５％
乃至３０％のものを略々均一に混合させてなるものであ
るから、情報信号に応じて結晶状態に変化した部分Ｚ、
ｚ・・・の内部が非常に多数の複数の微小部分に区画さ
れており、前記した複数の微小部分における個々の部分
は、それぞれランダムに異なる偏光特性を有していて、
再生に用いられている情報信号読取用のレーザ光ビーム
のスポットＰの断面中に、それぞれランダムに偏光特性
を異にしている前記した微小部分の多数個のものが含ま
れる状態になされるために、レーザ光ビームのスポット
の照射によって生じる反射光に基づいて光検出器９から
出力される再生信号は信号対雑音比の優れたものになさ
れるのであり１本発明によれば既述した従来の問題点は
良好に解決されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録再生装置の一例構成を示すブロック図、第
２図及び第３図は記録状態の模式図である。１・・・半導体レーザ、２，８・・・凸レンズ、３・・
・シリンドリカル凹レンズ、４・・・シリンドリカル凸
レンズ、５・・・偏光プリズム、６・・・１／４波長板
、７・・・記録レンズ、９・・・光検出器、１１・・・
基板、１２・・・記録層、Ｄ・・・情報記録媒体口ｊ９箔３　図

Claims

【特許請求の範囲】

成膜時または成膜直後における薄膜の状態が非晶質の状
態であり、電磁波や電界、電流の印加、加熱などによっ
て非晶質の状態から結晶状態への相変化が生じるような
記録材料で形成された記録層を情報信号に従って部分的
に結晶状態に変化させることにより、情報信号が記録材
料の相変化の態様によって記録層に記録されている如き
情報記録媒体からの情報信号の再生が、偏光素子を含ん
で構成された光学系を備えているような再生装置で行な
われるようになされている情報記録媒体の記録層に用い
られる記録材料であって、電磁波や電界、電流の印加、
加熱などによって非晶質の状態から結晶状態への相変化
が生じるような記録材料に対して、非晶質の状態から結
晶状態への変化に直接には関係しない物質の一種類以上
のもののモル比で５％乃至３０％のものを、略々均一に
混合させてなる情報記録媒体の記録材料