JPS61148644A - 情報記録媒体 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、情報記録媒体、特に、書換えが可能で、高密
度記録、再生ができる情報記録媒体を提供するものであ
る。

（従来の技術） 近年来、各種の技術分野において、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、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、または結晶状態から非晶質状態への相変化
が生じるような材料（例えば、Ｔｏ。

ＯＸ、　Ｇ　ｅ　ｅ　Ｓ　ｎ　）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記
録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ｘン学会誌ＶＯＬ、３８．ＮＯ，３，第１１頁
乃至第１５頁参照・・・以下、を記の文献という）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＠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、書換えの可能性もある
ということもあって注目されている。

（発明が解決しようとする問題点） 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、また
は結晶状態から非晶質状態への相変化が生じるような材
料（例えば、　Ｔｏ、Ｏｘ、Ｇ　ｏ　。

Ｓｎ）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葛記録層を基板上に備えさせて
なる情報記録媒体は、前記の文献によれば、それの結晶
状態の部分に断面形状が円形のレーザ光ビームを短時間
照射することにより、その部分を光の反射率の高い結晶
状態から光の反射率の低い非晶質の状態に転移し、また
、非晶質の部分を前記した断面形状が円形のレーザ光ビ
ームによる照射時間よりも長い時間にわたって照射でき
るように、Ｎ長い断面形状のレーザ光ビームで照射した
場合には、その部分を光の反射率の低い非晶質の状態か
ら光の反射率の高い結晶状態に転移するが、前記のよう
に記録層に断面形状が円形のレーザ光ビームで短時間だ
け照射するときに記録層が結晶状態から非晶質の状態へ
転移するのは、記録層が急加熱、急冷却されることによ
るためであり、また、前記のように記録層に断面形状が
鞘長いレーザ光ビームで長い時間照射するときに記録層
が非晶質の状態から結晶状態へ転移するのは、記録層が
徐加熱、徐冷部（アニール）されることによるためであ
ると説明されている。

ところで、記録層に対するレーザ光の照射によって、記
録層が急加熱、急冷却の状態になされるのか、あるいは
、記録層が徐加熱、徐冷部の状態になされるのかについ
ては、記録層を照射するために用いられるレーザ光ビー
ムの断面形状が大きな影響を及ぼすことは、記録層を急
加熱、急冷却の状態にしたり、あるいは、記録層を徐加
熱、徐冷部の状態にしたりする際に記録層を照射するの
に用いられるレーザ光ビームの断面形状を変えるように
している前記の文献の記載内容からも容易に理解できる
が、前記の要因の他に、レーザ光ビームが照射される部
分の記録層の熱伝導度の大きさがどうであるのかという
点も、記録層に対するレーザ光の照射によって、記録層
が急加熱、急冷却される状態になるのか、あるいは、記
録層が徐加熱、徐却冷される状態になるのかについて大
きな影響を与える。

さて、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、または結晶状態から
非晶質状態への相変化が生じるような材料（例えば、　
Ｔｅ、Ｏｘ、Ｇ　ａ　、　Ｓ　ｎ　）の薄膜が、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された
状態で得られる記録層は、一般に、非晶質の状態のもの
として得られることが多いが、非晶質の状態における記
録層の熱伝導度は、結晶状態における記録層の熱伝導度
に比べて低いものになっている。

そして、熱伝導度の低い記録層をレーザ光ビームで照射
した場合に、レーザ光ビームの照射で加熱されて温度が
上昇した記録層は、低い熱伝導度によって記録層の熱の
発散が遅くなるために徐冷部の傾向になり、また、熱伝
導度の高い記録層をレーザ光ビームで照射した場合に、
レーザ光ビームの照射で加熱されて温度が上昇した記録
層は。

高い熱伝導度によって急速に熱が発散するために急冷却
の傾向になる。

前記の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。

または結晶状態から非晶質状態への相変化が生じるよう
な材料（例えば、Ｔｏ、Ｏｘ、Ｇｏ、Ｓｎ　）の薄膜が
、真空蒸着法またはスパッタリング法の適用によって成
膜された状態で、非晶質の状態のものとして得られてい
る記録層（例えば１０００オングストローム程度の厚さ
）を有する情報記録媒体（径が３００ｍｍで毎分９００
回転する円盤状の情報記録媒体）の記録層に対して、前
記した文献に例示されているような相違を有する断面形
状寸法（断面形状が円形のレーザ光ビームの径は約０．
９ミクロン、断面形状が細長いレーザ光ビームは、短径
が１ミクロン、長径が１０ミクロンの長楕円形）の２種
類のレーザ光ビームを照射した場合には、レーザ光が照
射された部分の周囲が広い範囲にわたって熱伝導度の低
い非晶質の状態になされているために、前記何れの断面
形状のレーザ光ビームの照射によっても非晶質の記録層
は加熱後に徐冷部の状態になされるから、記録層はレー
ザ光の照射によって非晶質の状態から結晶状態に転移す
る。

また、前記の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、または
結晶状態から非晶質状態への相変化が生じるような材料
（例えば、Ｔｏ、Ｏｘ＊Ｇａ、Ｓｎ）の薄膜が、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された
状態で、非晶質の状態のものとして得られている記録層
は、それに広い面積の部分にわたってフラッシュランプ
による光の照射を行なったり、あるいは加熱処理を施こ
したりすることによって、広い面積の部分にわたり結晶
状態に転移させることが容易であるが、前記のように広
い面積の部分にわたって結晶状態に転移させである記録
層に対して、前記した文献に例示されているような相違
を有する断面形状寸法（断面形状が円形のレーザ光ビー
ムの径は約０．９ミクロン、断面形状が細長いレーザ光
ビームは短径が１ミクロン、長径が１０ミクロンの長楕
円形）の２種類のレーザ光ビームを照射した場合には、
レーザ光が照射された部分の周囲が広い範囲にわたって
熱伝導度の高い結晶状態となされているために。

前記何れの断面形状のレーザ光ビームの照射によっても
非晶質の記録ｌは加熱後に急冷却の状態になされること
から、記録層はレーザ光の照射によって結晶状態から非
番質の状態に転移する。

すなわち、レーザ光ビームが照射される以前における記
録層の状態が・結晶状態、非晶質の状態の何れの場合で
あっても、記録層に対するレーザ光ビームの照射によっ
て、結晶状態から非晶質な状態への相変化（相転移）、
または、非晶質な状態から結晶状態への相変化（相転移
）が生じるから、情報信号によって強度変調されている
レーザビームを記録層に照射することによって、記録層
に対する情報信号の記録を記録層の構成材料の相転移に
よって行なうことができる。

しかし、前記のように記録層の構成材料の相転移によっ
て情報信号が記録された状態の記録層に記録させた情報
信号は、その情報信号の記録時に記録層の構成材料に生
じさせた相転移に対して逆の相転移を記録層の構成材料
に生じさせるような態様でそれを消去することはできな
いのである。

この点を具体的に説明すると次のとおりである。

今１例えば、全面が結晶状態の記録層に、断面形状が円
形のレーザ光ビームを照射し、その照射部分が急加熱、
急冷却されるようにして、その照射部分を結晶状態から
非晶質の状態に転移させて情報信号の記録を行なったと
した場合に、前記のように記録された情報信号に対して
行なわれるべき消去動作は、非晶質の状態に相転移され
た部分が結晶状態に相転移されるような態様で行なわれ
なければならないが、既述したように、記録層を非晶質
の状態から結晶状態へ相転移させるのには、記録層を徐
加熱、徐冷部することが必要とされるのに、今、説明し
ているケースにおける記録層はもともとそれの全面が結
晶状態になされていたものであり、記録層に記録された
情報信号の消去のために非晶質の状態から結晶状態に相
転移させようとしている部分は、熱伝導度の高い結晶状
態の部分で包囲されているから、消去のために非晶質の
状態の部分を非晶質の状態から結晶状態に相転移させる
べく、例えば前記の文献に記載されているような断面形
状が細長いレーザ光ビームの照射により、その部分を徐
加熱、徐冷部させようとしたところで、レーザ光の照射
によって加熱された記録層は熱伝導度の高い周囲への熱
放散によって急加熱、急冷却の状態となってしまうから
、消去によって非晶質の部分を結晶質の部分に相転移さ
せようとしているのに、消去用のレーザ光ビームの照射
された部分は実質的には急加熱、急冷却の状態になって
、その部分がすべて非晶質の状態に相転移してしまい、
結局、目的としているような態様での消去動作は行なう
ことができないのである。

それで、前記の場合にも目的としているような消去動作
が行なわれるようにするためには、例えば、前記の文献
に記載されている断面形状寸法に比べて、より一層細長
い断面形状のレーザ光ビームを用いるようにすることも
考えられるが、使用するレーザ光ビームの断面形状を一
層細長くした場合には、光出力が分散して記録層が充分
に加熱されないことにより相転移が生じないという問題
が生じ、それの解決のためには１例えば情報記録媒体の
回転速度を遅くしたり、大出力のレーザ光源を使用する
ことなどが必要とされるが、情報記録媒体の回転速度を
遅くすることは、記録再生方式の変更が許容されなけれ
ば実現できず、また、今のところ前記の目的を達成でき
るような大出力のレーザ光源も存在していないので、前
記のような解決策は採用することができない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、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、または結晶状態
から非晶質状態への相変化が生じるような材料による記
録層を基板上に備えてなる情報記録媒体において、少な
くとも記録領域については記録跡の延長方向に延びる形
態の結晶状態の部分と、前記した結晶状態の部分に並列
する非晶質状態の部分とが、記録跡の延長する方向と直
交する方向に順次交互に配置された状態に構成された記
録層を備えてなる情報記録媒体を提供するものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の情報記録媒体の具体
的な内容を詳細に説明する。第１図は本発明の情報記録
媒体を円盤状の情報記録媒体に実施した場合の平面図で
あり、第１図においてＡは円盤状情報記録媒体における
記録領域の部分を示しており、また、　Ｂｌ、　Ｂ２は
円盤状情報記録媒体における無記録領域の部分を示し、
さらに、Ｃは円盤状情報記録媒体の中心孔を示している
。第２図は第１図示の情報記録媒体の側面図であり、１
は基板、２は基板上に設けられた記録層である。

この第１図示の情報記録媒体は、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、または結晶状態から非晶質状態への相変化が生じ
るような材料（例えば、Ｔｅ。

Ｏｘ、Ｇｅ、Ｓｎ　）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記録層２を基
板１上に備えてなるものであるが、情報記録媒体におけ
る少なくとも記録領域Ａの部分の記録層２については、
第３図に示されている一部拡大平面図に示されているよ
うに、記録跡の延長方向（第３図中の矢印Ｘの方向）に
延びる帯状形態の結晶状態の部分３，３，３・・・と、
前記した結晶状態の部分３，３．３・・・に並列する帯
状の非晶質状態の部分４，４．４・・・とが、記録跡の
延長する方向と直交する方向（第３図中の矢印Ｙの方向
）に順次交互に配置された状態に構成された記録層２と
なされているのである。

前記のような情報記録媒体を製作するのには、まず、例
えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニー
ル樹脂のような樹脂を用いた光に対して透明な基板１を
用意し、前記の基板１上に電磁波や電界、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、
または結晶状態から非晶質状態への相変化が生じるよう
な材料（例えば、Ｔｅ、○ｘ、Ｇｅ、Ｓｎ　）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所
定の厚さ、例えば、　１ｏｏｏオングストローム〜１５
００オングストロームの厚さに成膜して記録層２を形成
させ、次いで、前記のように形成された記録層２におけ
る少なくとも記録領域Ａの部分の記録層２について、例
えば後述の（Ａ）、（Ｂ）のような手段の適用によって
、第３図に示されている一部拡大平面図に示されている
ように、記録跡の延長方向（第３図中の矢印Ｘの方向）
に延びる帯状形態の結晶状態の部分３，３，３・・・と
、前記した結晶状態の部分３，３．３・・・に並列する
帯状の非晶質状態の部分４，４，４・・・とが、記録跡
の延長する方向と直交する方向（第３図中の矢印Ｙの方
向）に順次交互に配置された状態に構成された状態の記
録層２にするのである。

すなわち、（Ａ）前記のように全面が非晶質の状態のも
のとして得られた記録層２の全面を、例えばフラッシュ
ランプで照射した後に徐冷部することにより、記録層２
の全面を結晶状態の状態とし、次に、基板１の中心孔Ｃ
を回転駆動体に結合して基板１を高速回転させるととも
に、所定の移動態様で基板１の径方向に記録層２上で移
動する如き所定の径のレーザ光スポットを照射すること
によって、記録跡の延長方向に延びる帯状形態の結晶状
態の部分３，３，３・・・と、前記した結晶状態の部分
３，３，３・・・に並列する帯状の非晶質状態の部分４
，４，４・・・とが、記録跡の延長する方向と直交する
方向に順次交互に配置された状態に構成された状態の記
録層２を形成させるようにしたり、　（Ｂ）前記のよう
に全面が非晶質の状態のものとして得られた記録層２を
備えている基板１の中心孔Ｃを回転駆動体に結合して基
板１を低速回転させるとともに、所定の移動態様で基板
１の径方向に記録層２上で移動する如き所定の断面形状
のレーザ光スポットを照射することによって、記録跡の
延長方向に延びる帯状形態の結晶状態の部分３，３．３
・・・と、前記した結晶状態の部分３゜３．３・・・に
並列する帯状の非晶質状態の部分４゜４．４・・・とが
、記録跡の延長する方向と直交する方向に順次交互に配
置された状態に構成された状態の記録層２が形成される
ようにしたりするのである。

前記のレーザ光のスポットの移動の態様が、例えば、基
板１の回転周期の整数倍の周期で基板１の径方向にレー
ザ光のスポットが間欠的に移動されるものであった場合
には、レーザ光で照射された部分の軌跡は同心円状にな
り、また、例えば、前記のレーザ光のスポットの移動の
態様が、一定の移動速度で基板１の径方向にレーザ光の
スポットが連続的に移動されるものであった場合には、
レーザ光で照射された部分の軌跡は渦巻状のものになる
が、前記何れの場合であっても、前記した（Ａ）の場合
には全面が結晶状態になされている記録層におけるレー
ザ光照射の軌跡と対応する記録層の部分が、急加熱、急
冷却されることによって非晶質の状態に変化して、その
部分は第３図中において帯状の非晶質の状態の部分４，
４，４・・・として示されている部分となり、また前記
したＣＢ）の場合には全面が非晶質の状態になされてい
る記録層におけるレーザ光照射軌跡と対応する記録層の
部分が、徐加熱、徐冷部されることによって結晶状態に
変化し、その部分は第３図中において帯状の結晶状態の
部分３，３．３・・・とじて示されている部分となされ
る。

そして、前記した（Ａ）、（Ｂ）のどちらの場合であっ
ても、非晶質の状態の部分４，４・・・（または、結晶
状態の部分３，３・・・）が、基板１の径方向に所定の
間隔を隔てて配列され、また、前記した帯状の非晶質の
状態の部分４，４．４・・・（または、結晶状態の部分
３，３・・・）の相隣るものの間には、結晶状態の部分
３，３．・・・（または、非晶質の状態の部分４，４・
・・）が帯状に存在しているから、前記のようにして作
られた情報記録媒体における記録層２は、記録跡の延長
する第３図中の矢印Ｘの方向と直交する第３図中の矢印
Ｙの方向に結晶状態の部分３，３．３・・・（結晶状態
の帯状部分３，３．３・・・）と非晶質の状態の部分４
゜４．４・・・（非晶質の状態の帯状部分４，４．４・
・・）とが順次交互に配置されている状態のものになさ
れるのである。

第４図は、上記のように構成されている本発明の情報記
録媒体に情報信号を記録した場合に、その記録された情
報信号が良好に消去できることを説明するための図であ
って、この第４図においてＳ、Ｓ・・・は、記録の対象
にされている情報信号により強度変調されている状態の
断面形状が円形のレーザ光ビームで急却外、急冷却され
ることにより結晶状態の帯状部分３，３に形成された非
晶質の部分である。

第４図示のような状態で情報信号が記録されている記録
層２の記録内容を消去するのには、結晶状態の帯状部分
３，３に記録の対象にされている情報信号によって形成
された非晶質の部分Ｓ、Ｓ。

Ｓ・・・を徐加熱、徐冷部して結晶状態に転移させれば
よいのであるが、本発明の情報記録媒体では結凸状態の
帯状部分３，３に断面形状が長楕円形のレーザ光ビーム
を照射するだけで、結晶状態の帯状部分３，３．３中に
記録の対象にされている情報信号によって形成された非
晶質の部分Ｓ、Ｓ。

Ｓ・・・を徐加熱、徐冷部して結晶状態に転移させるこ
と、すなわち、結晶状態の帯状部分３，３．３中に記録
の対象にされている情報信号によって形成された非晶質
の部分Ｓ、Ｓ、Ｓ・・・による記録を消去することが容
易にできるのであるが、その理由は次のとおりである。

すなわち、記録の対象にされている情報信号によって形
成された非晶質の部分Ｓ、Ｓ、Ｓ・・・による記録が行
なわれている記録層における結晶状態の帯状部分３，３
．３の両側には、第４図にも明らかなように帯状の非晶
質の部分４，４，４・・・が設けられていて、結晶状態
の帯状部分３，３．３・・・が加熱されてもその熱が熱
伝導度の低い非晶質の状態の部分４，４，４・・・の存
在によって急速には放散しないから、結晶状態の帯状部
分３，３・・・に断面形状が長楕円形のレーザ光ビーム
で照射したときに、結晶状態の帯状部分３，３．３中に
記録の対象にされている情報信号によって形成された非
晶質の部分Ｓ、Ｓ、Ｓ・・・が徐加熱、徐冷部されて、
その部分が結晶状態に転移されるのである。

第５図は、表面に予め所定の巾の溝が設けられている基
板１を用いて本発明の情報記録媒体を構成する場合の構
成例を説明するための一部側断面図であり、図において
１は基板、２は記録層である。この第５図に示されてい
る情報記録媒体は、溝の底の部分の記録層を結晶状態の
材料層にし、溝の間の高い部分を非晶質の状態の材料層
にして構成されても、あるいは、前記の場合とは逆に、
溝の底の部分の記録層を非晶質の状態の材料層にし、溝
の闇の高い部分を結晶状態の材料層にして構成されても
よいのである。

（効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の情報記録媒体は電磁波や電界、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、または
結晶状態から非晶質状態への相変化が生じるような材料
による記録層を基板上に備えてなる情報記録媒体におい
て、少なくとも記録領域については記録跡の延長方向に
延びる形態の結晶状態の部分と、前記した結晶状態の部
分に並列する非晶質状態の部分とが、記録跡の延長する
方向と直交する方向に順次交互に配置された状態に構成
された記録層を備えてなる情報記録媒体であって、情報
記録媒体における記録層における少なくとも記録領域の
部分が、帯状の結晶状態の部分と帯状の非晶質の状態の
部分とが順次交互に配列されている状態、すなわち、熱
伝導度の高い帯状の部分と熱伝導度の低い帯状の部分と
が順次交互に配列されている状態になされているから、
前記の各部における熱伝導度の調節によって情報信号の
記録動作とそれの消去動作とが、記録用のレーザ光ビー
ムと消去用のレーザ光ビームとの断面形状の違いによっ
て容易に行なわれるようにすることができるのであり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図は本発明の情報記録媒体の一実施例の平面図、第
２図は同上側面図、第３図及び第４図は同上一部の拡大
平面図、第５図は本発明の情報記録媒体の他の実施例の
一部の側面図である。 １・・・基板、２・・・記録層、３・・・帯状の結晶状
態の部分、４・・・帯状の非晶質の状態の部分、４・・
・記録領域、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、または結晶状態から非晶質
   状態への相変化が生じるような材料による記録層を基板
   上に備えてなる情報記録媒体において、少なくとも記録
   領域については記録跡の延長方向に延びる形態の結晶状
   態の部分と、前記した結晶状態の部分に並列する非晶質
   状態の部分とが、記録跡の延長する方向と直交する方向
   に順次交互に配置された状態に構成された記録層を備え
   てなる情報記録媒体