JPS61194658A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は新規な情報記録再生装置用記録媒体に係り、特
に光・熱エネルギーが与えられることにより合金の結晶
構造の変化にともなう分光反射率変化を利用した情報記
録再生装置に使用するディ入グＩＬ関する。

〔発明の背景〕

近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれて
種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特に
レーザの光エネルギーを情報の記録、消去、再生に利用
した光ディスクは工業レアメタルＡ８０，１９８３（光
ディスクと材料）に記載されているように磁気ディスク
に比べ、高い記録密度が可能であシ、今後の情報記録の
有力な方式である。このうち、レーザによる再生装置は
コンパクト・ディスク（ＣＤ）として実用化されている
。一方、記録可能な方式には追記型と書き換え可能型の
大きく２つに分けられる。前者は１回の書き込みのみが
可能であり、消去はできない。後者はくり返しの記録、
消去が可能な方式である。

追記型の記録方法はレーザ光により記録部分の媒体を破
壊あるいは成形して凹凸をつけ、再生にはこの凹凸部分
でのレーザ光の干渉による光反射量の変化を利用する。

この記録媒体にはＴｅやその合金を利用して、その溶解
、昇華による凹凸の成形が一般的に知られている。この
種の媒体では毒性など若干の問題を含んでいる。書き換
え可能型の記録媒体としては光磁気材料が主流である。

この方法は光エネルギーを利用してキュリ一点あるいは
補償点温度付近で媒体の局部的な磁気異方性を反転させ
記録し、その部分での偏光入射光の磁気ファラデー効果
及び磁気カー効果による偏光面の回転貴にて再生する。

この方法は書き換え可能型の最も有望なものとして数年
後の実用化を目指し精力的な研究開発が進められている
。しかし、現在のところ偏光面の回転量の大きな材料が
なく多層膜化などの種々の工夫をしてもＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎ
などの出力レベルが小さいという大きな問題がある。そ
の他の書き換え可能型方式として記録媒体の非晶質と結
晶質の可逆的相変化による反射率変化金利用したものが
ある。例えばナショナル　テクニカル　レポート　第２
９巻第５号（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌ　　
Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏｔ　２９４５　）　（１９８３）に
記載’］’ｅＱｘに少量のＱｅおよびＳｎを添加した合
金がちる。

しかし、この方式は非晶質相の結晶化温か低く、常温に
おける相の不安定さがディスクの信頼性に結びつく大き
な問題点である。

一方、色調変化を利用した合金として、特開昭５７−１
４０８４５がある。この合金は（１２〜１５）ｗｔ％ｈ
ｔ−（ｔ〜５　）　ｗ　ｔ％Ｎｉ−残ＣＬＩよりなる合
金でマルテンサイト変態温度を境にして、赤から黄金色
に可逆的に変化することを利用したものである。マルテ
ンサイト変態は温度を低下にともなって必然的に生ずる
変態のため、マルテンサイト変態温度以上に保持した状
態で得られる色調はマルテンサイト変調温度以下にもっ
てくることはできない。また逆にマルテンサイト変態温
度以下で得られる色調のものをマルテンサイト変態温度
以上にすると、変態をおこして別の色調に変化してしま
う。したがって、マルテンサイト変態の上下でおこる２
つの色調は同一温度で同時に得ることはできない。した
がってこの原理では記録材料として適用することはでき
ない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、エネルギー入射効率の高い記録層を備
えた情報記録媒体を提供するにある。

〔発明の概要〕

（発明の要点） 本発明は、光エネルギーの入射による加熱によって情報
を記録する記録層を有する情報記録媒体において、前記
記録層の光エネルギー入射側に該入射光エネルギーの干
渉層及び吸収層の少なくとも一方が設けられていること
を特徴とする情報記録媒体にある。

何らかの手段によシ、情報記録媒体からの反射エネルギ
ーを少なくできれば、記録層に入力する熱量が増加し、
記録層の温度が急速に上昇し、高速書込が可能となると
ともに、より少ない入射エネルギーで書込み又は消去が
可能となるため、情報記録再生媒体の書込み感度又は消
去感度が高くなる。前記記録媒体は固体状態で少なくと
も２種類の結晶構造を有し、一方の温度領域での結晶構
造を他方の温度領域で保持し、及び／又は結晶状態で互
いに異なった体積変化を生じる金属又は合金からなるこ
と’ｚ％徴とする。なお、結晶変化が生じなくても凹凸
の変化を生じる合金であれば使用できる。

（吸収層、干渉層） 第２図Φ）に示す如く、記録層１の入射エネルギー側に
入射エネルギーを吸収する物質からなる吸収層３を設け
ると、入射エネルギーの多くの部分が、吸収層３におい
て吸収されて熱エネルギーに変化し、吸収層３の温度が
急激に上昇する。その結果、吸収層３から記録層１へ多
くの熱エネルギーが熱伝導によシ伝達され、記録層１の
温度も、吸収層３のない場合に比較して、急速にかつ高
温度まで上昇する。この吸収層３の厚さとしては情報記
録再生媒体の表面反射率（反射エネルギー／入射エネル
ギーの比）が、５％〜８０％となるような厚さが望まし
い。反射率が５％未満になると、反射光の強度が小さく
なるため、記録部分と未記録部分の反射光強度を比較し
て記録信号を読取る記録信号再生時の信号対雑音比（Ｓ
／Ｎ比）が劣下してしまい不利である。また反射率が、
８０％を越えると入射エネルギーの多くが、吸収層３に
おいて熱エネルギーに変わることなく反射されてしまう
ため、吸収Ｍ３の温度が上がらなくなる。

その結果、記録層１への熱エネルギーの伝達がほとんど
なくなり、情報記録再生媒体の書込感度又は消去感度の
増加は期待できない。吸収層として電磁波（例えば、レ
ーザ光・光）を熱エネルギーに変換するものである。

情報記録再生媒体の表面反射率を低減する手段として、
入射エネルギーの干渉効果を利用する方法がある。

酸化タンタル、アルミナ等の５０％以上のエネルギー透
過性の膜とするのが好ましい。その厚さは５０〜５００
ｎｍが好ましく、無色が好ましい。

たとえば、第２図（ａ）のように記録層１のエネルギー
入射側に適当な厚さの無色透明な干渉層２を設けると、
入射エネルギーの何割かは、この干渉層２の表面で反射
される。残シの入射エネルギーは、干渉層２の内部まで
入り込み、記録層１まで到達する。この到達した入射エ
ネルギーの何割かは記録層１の表面で反射されて、干渉
層２を逆に通過して干渉層２の表面に到達する。この時
、入射エネルギーが電磁波のように波動性を有している
と前記の干渉＃２の表面での反射エネルギーの波と、記
録層１の表面で反射してきたエネルギーの波が干渉を起
こす。前記２つのエネルギーの波の位相がエネルギーの
波の波長の半分だけずれているとエネルギー波の山と谷
の部分が相殺し合って、エネルギー波の振幅が、減少す
る。このことは、実質的に情報記録再生媒体の表面から
反射して返ってくるエネルギーが減少することを意味す
る。すなわち、干渉層２の厚さを適切な値にすれば、エ
ネルギー反射率を下げることができる。この場合、干渉
層２部分での光の吸収はきわめて少ないから、入射エネ
ルギーから反射エネルギーを差し引いた残りのエネルギ
ーは全て記録層１で吸収され、記録層１の温度は干渉層
２がない場合に比較して、より急速に高温度にまで上昇
する。

前記の最適な干渉層の厚さは、干渉の理論によって導か
れる次式によって定めることができる。

（ｍ＝ｏ、ｉｓ　Ｌ　３・・・） ここで、 ｄ　：干渉層の厚さ ｎｌ　：干渉層の屈折率 λ　：エネルギー波の波長 又、干渉膜の屈折率の最適な値ｎ　、　／は干渉の理論
から同様に導かれ次式で表わされる。

ｎ！′＝Ｖｎ２　　　　　　　　　・・・・・・・・・
（２）ここで、 ｎ２　：記録層１の屈折率 前記した反射率を低減させる層は、入射エネルギー吸収
層又は干渉層として、単独の機能を有するものであった
が、１つの層に１干渉層としての機能と、吸収層として
の機能を同時に持たせることも可能である。

吸収層としては酸化チタン、酸化クロム、酸化銅、四三
酸化鉄等の薄Ｉｌｌ使用することができ、半透過性が好
ましい。特に、着色されたもので、黒体となっているも
のが好ましく、光に対して１０〜３０にのエネルギー吸
収性を有し、５０％以下の透過性を有するものが好まし
い。厚さは５Ｑｎｍ以下、より好ましくは３０〜５Ｑｎ
ｍである。

吸収層として着色を有するものを用いるときは情報の記
録側と反対側より再生するのがよい。

このような干渉・吸収層２′を第２図（Ｃ）の様に記録
層１のエネルギー入射側に形成すれば、記録層１への熱
エネルギーの入力は増大し、情報記録再生媒体の記録感
度を向上させることができる。

これまで、述べてきた反射防止膜は全て一層構造であっ
たが、第２図（ｄ）の様に吸収層３と干渉層２をそれぞ
れ別の層を用いる２層構造にすることも可能である。

これまで、記録層１の前面に反射防止層を形成し、実質
的に記録層１に入力する熱エネルギーを増加させること
によシ、記録層１の温度を急速にかつ、高温度まで上昇
させ得ることを述べてきたが、さらに記録層の温度を増
加させ得る手段がある。それは、第３図（ａ）のように
記録層１を囲むように熱絶縁層５を形成する方法である
。一般に記録層は薄いためそれ自体では機械的強度が低
いから第３図（Ｃ）のように金属板、ガラス板、プラス
チック板等の支持層７の上に形成することが多い。

このような構造の場合、記録層から支持層へ熱エネルギ
ーが流れて、支持層７の記録層１の冷却体として働く。

そのため、記録層１の温度が上がりＫ＜くなる。この熱
エネルギーの流失を防止するためには、記録層と支持層
の間に熱絶縁層５を設けることが効果がある。又、熱エ
ネルギーは記録層から前記とは逆方向の支持層の反対側
にも流れるから、この流失も防止すれば、より効果があ
る。

記録層の上面に干渉層がある場合には、干渉層と記録層
を囲むように熱絶縁層を設ける。熱吸収層が記録層の上
面（エネルギー入射側）にある場合には、熱吸収層から
の熱エネルギーの流失を防止するため、第３図（ａ）の
ように熱吸収層３のエネルギー入射側に熱絶縁層５を設
けることが効果がある。

熱絶縁層は熱をしやへいするためのもので、ｓ　ｉｏ２
ガラス、アルミナ等の酸化物が好ましい。

ところで、前記の記録層を支持する支持層は、エネルギ
ー入射側と反対側にあると考え九が、逆にエネルギー入
射側に支持層（基板）を設けることも可能である。この
ような構造の場合には、支持層は入射エネルギーを透過
する無色透明な膜、例えば、ガラス板やプラスチック板
を用いる。ところでこのように記録層とエネルギー入射
面の間に１透明層を設けることは別の効果がある。すな
わち、情報記録媒体は外気にさらされるため、空気中の
ちシが付着したシ、人間の指紋が付着することが多い。

このような状態で、記録したデータを再生すると雑音が
多くなり、８／Ｎ比が低下してしまう。しかし、第１図
（ｅ）のように０．５〜２．０龍程度の透明層４が記録
層の上面にあると、ちりや、指紋は（記録層１から離れ
た）透明層４０表面に付着する。情報記録再生媒体上の
記録データを再生する装置は、顕微鏡と同様な光学系を
持ち、記録層の微小領域を観察し、記録層１の場所によ
る反射率の変化を観察して、記録データを再生する。こ
の時、光学系の焦点を記録層１に結ぶと、透明層４の表
面のちりや、指紋は焦点深度の範囲外になるため、ボケ
た像となり、再生信号に悪影響を与えず、Ｓ／Ｎ比の低
下もない。

上記のように支持層が、記録層のエネルギー入射側にあ
る場合には、記録層の下面（エネルギー入射面と反対側
）Ｋ熱絶縁層を設け、空気中への熱流失を防止する。又
、干渉層又は吸収層とじて熱絶縁性の高い物質を用いれ
ば、膜構成を簡易化できる。

基板には、ガラス、セラミックス、ポリメチルメタアク
リレート、ポリスチレン、ポリカーボネート等のプラス
チック等が使用される。これらの基板は無色透明である
のが好ましい。

保護層６は記録層１の外部機器との接触によって生ずる
きすの形成を保護、記録層１上に付着するほこシから保
護するもので、Ｓ　Ｅ　ＯＨガラス、アルミナ等の酸化
物が使用される。その厚さは数十ｎｍ〜２ｗｃ＊が好ま
しい。

本発明の情報記録媒体は干渉層及び吸収層が設けられた
側にエネルギーを入射して記録再生又は消去することが
でき、更に再生を干渉層及び吸収層を設けた側とは反対
側から行うことができる。

この反対側での再生に当っては基板を前述の無色透明な
ものとすればよい。記録側と反対側での再生に当って光
を使用する場合は記録層に対して無色透明な基板、保護
膜等の膜で光透過性の高いものを選ぶべきである。

（記録層） 本発明の記録層は、前述のように固体状態で室温より高
い第１の温度（高温）及び第１の温度よシ低い温度（低
温）状態で異なった結晶構造を有し、前記高温からの急
冷によって室温で平衡相である結晶構造と異なる結晶構
造を有する金属又は合金からなり、結晶変化によって体
積変化を生じるものが好ましい。

本発明に係る合金は高温の固相状態からの急冷により同
一温度で少なくとも２種の分光反射率を有し、可逆的に
分光反射都を変えることのできるものである。すなわち
、本発明に係る合金は固相状態で少なくとも２つの温度
領域で結晶構造の異なった相を有し、それらの内、高温
相を急冷した状態と非急冷の標準状態の低温相状態とで
分光反射率が異なり、高温相温度領域での加熱急冷と低
温相温度領域での加熱冷却によシ分光反射率が可逆的に
変化するものである。

本発明の可逆的反射率の変化についてその原理を第４図
を用いて説明する。図はＸ−Ｙ二元系合金の状態図であ
りα固溶体とβ、γ金属間化合物が存在する。Ａ組成の
合金を例にとると、この合金は固相状態において、β単
相、（β＋γ）相及び（α＋γ）相がある。結晶構造は
α、β。

ｒのそれぞれ単相状態で異なり、これら単独及び混合相
においてそれぞれ光学的性質、たとえば分光反射率は異
なる。このような合金はＴ。

温度、一般的に室温であるが、（α＋γ）相が安安定で
ある。これをＴ４温度まで加熱急冷するとβ相がＴＩ温
度まで急冷する。この状態は（α＋γ）相とは異なるた
め、分光反射率も異なってくる。この急冷β相合金をＴ
、温度以下のＴ雪温度まで加熱冷却するとβ相は（α＋
γ）相に変態し、分光反射率は最初の状態に戻る。この
ような２つの加熱冷却処理を繰返すことによシ、分光反
射率を可逆的に変化させることが可能である。

合金例としては、Ｃｕ−Ａｔ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金。

Ｃｕ−Ａｌ−Ｚｎ合金、ＣＬＩ−ｋｌ−Ｎｉ合金、Ｃｕ
−Ａｌ、−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ａｔ−Ｆｅ−Ｃｒ合金。

Ｃｕ−Ｇａ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｇａ合金、　　（：：ｕ
−（ｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｉｎ合金、Ｃｕ−Ｇａ合金。

Ｃｕ−Ａｌ−Ｇｅ合金、Ｃｕ−８ｎ合金、Ｃｕ−Ｔｅ合
金、Ｃｕ−Ｔｉ合金、Ｃｕ−Ａｚ−８ｎ合金。

Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−８ｔ合金、Ｃｕ−８ｂ合金、Ｃ
ｕ−Ｂｅ合金、Ｃｕ−１３ａ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃ
ｕ−Ｐｄ合金、Ｃｕ−Ｐｔ合金。

Ａｇ−Ｚｎ合金、Ａｇ−Ａｔ合金、Ａｇ−Ｃｄ合金、Ａ
ｇ−Ｉｎ合金、Ａｇ−Ｇａ合金、Ａｇ−Ａｔ−Ａｕ合金
、Ａｇ　　Ａｔ−Ｃｕ合金、Ａｇ−Ａｔ−Ａｕ−Ｃｕ合
金、Ａｇ−Ａ、／、−Ｃｄ合金。

Ａｇ−Ｐｔ合金、Ａｇ−８合金、Ａｇ−８ｎ合金。

Ａｇ−Ｔｅ合金、Ａｇ−Ｔｉ合金＃　Ａ　ｇ　　Ｚ　’
合金、Ａｇ−Ａｓ合金、Ａｇ−Ａｕ合金、Ａｇ−１３ａ
合金、Ａｇ−Ｍｇ合金、ｈｇ−Ｌｉ合金。

Ａｇ−Ｍｎ合金、Ａｌ、−Ｆｅ合金、ｋｔ−Ｍｇ合金、
ＡＡ−Ｍｎ合金、Ａｌ、−Ｐｄ合金、Ａｔ−１０合金、
Ａｔ−Ｔｉ合金、Ａｔ−Ｚｎ合金。

Ａｔ−Ｚｒ合金、Ｎｉ−８ｂ合金、Ｎｉ−８ｉ合金、Ｎ
ｉ−３ｎ合金、Ｎ１−Ｇａ合金、Ｍｎ−Ｇｅ合金、Ｎｉ
−Ｇｅ合金、Ｎｉ−Ｍｎ合金。

Ｎｉ−８合金、Ｎｉ−’Ｉ’ｉ合金、ｐｅ−Ａｓ合金。

Ａｓ−８合金、Ａ３−７．ｎ合金、Ｆｅ−１３ｅ合金。

ｐｅ−Ｎｉ合金、ｌｌｉ’ｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−ｐ合金
。

Ｍ　ｎ　−Ｐ　ｄ合金、Ｍｎ−Ｐｔ合金、Ｍｎ−８ｂ合
金、Ｍｎ−５ｉ合金、Ａｕ−Ｃａ合金、Ａｕ−Ａｌ、合
金、Ａｕ−Ｉｎ合金、Ａｕ−Ｇａ合金。

Ａ　ｕ　−Ｃｄ合金、Ａｕ−Ｃｕ合金、Ａｕ−ｐｅ金合
金Ａｕ−Ｍ１１１１合金ｕ−Ｚｎ合金、１３ａ−Ｃａ合
金、Ｂｉ−ｐｂ金合金Ｂｔ−’ｒｔＰｔ合金ｉ−Ｎｔ金
合金Ｎ１−Ｖ合金、Ｎｉ−２ｎ合金。

ｃｄ−４，ｉ合金、Ｃｄ−Ｍｇ合金、Ｃｄ−Ｐｂ合金、
ｃｄ−８ｂ合金、５ｂ−Ｉｎ合金、５ｂ−Ｉｎ−３ｅ合
金、Ｍｇ−Ｃｅ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、ｃｏ−Ｇａ合金
、Ｃｏ−Ｍｎ合金、Ｃ０−８ｂ合金、Ｃ０−Ｖ合金、Ｉ
ｎ−Ｍｇ合金、Ｉｎ−Ｍｎ合金、■ｎ−Ｎｉ合金、Ｉｎ
−８ｎ合金。

Ｉｎ−Ｔ１合金、Ｌｉ−Ｚｎ合金、Ｍｎ−Ｚｎ合金、Ｐ
ｂ−Ｔ１合金、Ｐｂ−８合金、Ｐｂ−８ｂ合金、Ｐｄ−
Ｚｎ合金、３ｎ−８ｂ合金、Ｔｔ−８ｂ合金、５ｂ−７
，ｎ合金、’ｐｉ−ｆ３ｎ合金。

’ｒ金合８ｎ合金、７．ｒ−８ｎ合金、７．ｒ−Ｔｈ合
金、Ｔｉ−３ｎ合金、Ｔｉ−Ｚｒ合金などがある。

合金例として、重量組成で次のものが好ましい。

Ａｇに３ｏ〜４ｅＸＺｎ、６〜１０％Ａｔ。

４０〜６０％Ｃｄ、２０〜３０％Ｉｎを単独、Ｃｕに１
０〜２０％Ａｔ、２０〜３０％Ｇａ。

２０〜４０％工ｎｊ２０〜３０％Ｇｅ、１５〜３５％Ｓ
ｎ、１０〜６０％Ｚｎ、５〜１０％Ｓｉ。

４〜１５％Ｂｅ、３０〜４５％Ｓｂを単独、Ａｕに１５
〜２５％Ｉｎ、１０〜１５％Ｇａ、５〜２５％Ｚｎ、２
０〜５５％ｃｄ、２．５〜５（ＸＡｔを単独、Ｎｉに５
５〜６０％Ａｔ、４０〜５ｏ％Ｔｉを単独で加えた合金
％Ｉｎ−２５〜３５％Ｔｔ合金、ｐｅに５５％以下のＰ
ｔｆ、加えた合金。

Ｍ　ｎ　−５〜５０％Ｃｕ合金、５ｅ−１５〜２５％−
Ｉｎ３０〜４０％−ｓｂ金合金これらの合金に対し更に
第３成分として第２成分以外の次の元素を加えることが
できる。

Ｉａｌ　■ａ、１Ｖａｌ　Ｖａｌ　Ｍａｅ■ａ、■。

Ｉｂ−Ｖｂ、希土類元素の１種又は２種以上の合計で１
．５重量％以下である。

具体的には、ｌａ族はＬｆ、ｌｌａ族はＭｇ。

Ｃａ１■ａ族はＴＩ、Ｚｒ、Ｈｆｓ　Ｖａ族はＶ。

Ｎｂ、’ｌ’ａ、■ａ族はＣｒ１Ｍ０＃Ｗ％■ａ族はＭ
ｎ％■族はＣｏ、Ｒｈ、　　Ｉｒ、Ｆｅ、ＲｕｔＯｓ、
Ｎｌ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｂ族はＣｕ、ＡｇｅＡｕ、ｌｂ族
はＺｎ＋　Ｃｄ、Ｉ［［ｂ族はＢ、Ａｔ。

Ｇａ、Ｉｎ、Ｎｂ族はｃ、ｓｓ、（）ｅ、３ｎ。

Ｐ　ｂ、　Ｖ　ｂ族ハＰ　、　８　ｂ　、　Ｂ　ｉ、　
希土類元素ハＹ。

Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｒ　、Ｌｕが好まし
い。特に０．１〜５重量％が好ましい。

記録密度として、２０メガビット／ｄ以上となるような
微小面積での情報の製作には０．０１〜０．２μｍの膜
厚とするのがよい。記録層として気相あるいは液相から
直接急冷固化させて所定の形状にすることが有効である
。これらの方法にはＰＶＤ法（蒸着、スパッタリング法
等）、ＣＶＤ法、溶湯を高速回転する高熱伝導性を有す
る部材からなる、特に金属ロール円周面上に注湯して急
冷凝固させる溶湯急冷法、電気メッキ、化学メッキ法等
がある。粉末状の材料を利用する場合、基板上に塗布し
て基板上に接着することが効果的である。塗布する場合
、粉末を加熱しても反応などを起こさないバインダーが
よい。また、加熱による材料の酸化等を防止するため、
材料表面、基板上に形成しｆｃ膜あるいは塗布層表面を
コーティングすることも有効である。

粉末は、溶湯を気体又は液体の冷媒とともに噴霧させて
水中に投入させて急冷するガイアトマイズ法によって形
成させることが好ましい。その粒径は０．１ｎ以下が好
ましく、特に粒径１μｍ以下の超微粉が好ましい。

膜は前述の如く蒸着、スパッタリング、ｃｖＤ電気メッ
キ、化学メッキ等によって形成できる。

特に、０．１μｍ以下の膜厚を形成するにはスパッタリ
ングが好ましい。スパッタリングは目標の合金組成のコ
ントロールが容易にできる。

（用途） 本発明の情報記鎌媒体は、加熱急冷によって部分的又は
全体に結晶構造の変化による電磁波の分光反射率、電気
抵抗率、屈折率、偏光率、透過率等の物理的又は電気的
特性を変化させ、これらの特性の変化を利用して記録、
表示、センサー等の素子に使用することができる。

情報等の記録の手段として、電圧及び電流の形での電気
エネルギー、電磁波（可視光、輻射熱、赤外線、紫外線
、写真用閃光ランプの光、電子ビーム、陽子線、アルゴ
ンレーザ、半導体レーザ等のレーザ光線、熱等）を用い
ることができ、特にその照射による分光反射率の変化を
利用した光ディスクに利用するのが好ましい。光ディス
クには、ディジタルオーディオディスク（ＤＡＤ又はコ
ンパクトディスク）、ビデオディスク、メモリーディス
ク、フロッピーディスク、マイクロフィッシュなどがあ
り、これらに使用可能である。本発明の記録媒体は再生
専用型、追加記録型、書換型ディスク装置にそれぞれ使
用でき、特に書換型ディスク装置においてきわめて有効
である。

消去しなから記録、消去専用にて全体を消去。

部分的に広域を消去する方法がある。。

本発明を光ディスクの記録媒体に使用した場合の記録及
び再生の原理の例は次の通シである。先ず、記録媒体を
局部的に加熱し該加熱後の急冷によって高温度領域での
結晶構造を低温度領域で保持させて所定の情報を記録し
、又は高温相をペースとして、局部的に加熱して高温相
中に局部的に低温相によって記録し、記録部分に光を照
射して加熱部分と非加熱部分の光学的特性の差を検出し
て情報を再生することができる。更に情報として記録さ
れた部分を記録時の加熱温度より低い温度又は高い温度
で加熱し記録された情報を消去することができる。光は
レーザ光線が好ましく、特に短波長レーザが好ましい。

本発明の加熱部分と非加熱部分との反射率が５００ｎｍ
又は８００ｎｍ付近の波長において最も大きいので、こ
のような波長を有するレーザ光を再生に用いるのが好ま
しい。記録、再生には同じレーザ源が用いられ、消去に
記録のものよりエネルギー密度を小さくした他のレーザ
光を照射するのが好ましい。

また、本発明の記録媒体を用いたディスクは情報が記録
されているか否かが目視で判別できる大きなメリットが
ある。記録、消去を連続ビーム又はパルスビームで行う
。消去のビームは記録情報の幅より大きい幅に加熱する
。

表示として、特に可視光での分光反射率を部分的に変え
ることができるので塗料を使用せずに文字、図形、記号
等を記録することができ、それらの表示は目視によって
識別することができる。また、これらの情報は消去する
ことができ、記録と消去のくシ返し使用のほか、永久保
存も可能である。ディスプレイ装置に使用できる。

〔発明の実施例〕

（実施例１） Ａｇ−４０重量％Ｚｎ合金をＮ２ガス雰囲気でカーボン
ボート中で溶解し、約１００簡φ×１０ｔのスパッタ蒸
着用のターゲットを作製し虎。このターゲットを用い、
第５図の（ａ）のような膜構成の記録媒体を作製した。

２５５ｍφＸ１．２ｔのガラス基、板１０の上に、スパ
ッタ出力１４０〜２００Ｗ１基板加熱温度２００Ｃの条
件で、Ａｇ−４０重量πＺｎ膜８ｆ：約ＩＱＱｎｍスパ
ッタ蒸着した。

容器内は１０−”ｌ［’ｏｒｒ程度まで真空排気後、Ａ
ｒガスを５〜３０ｍＴｏｒｒ導入し、ＤＣマグネトロン
型スパッタ法を用いた。更にこの合金膜の上に、レーザ
光の干渉層９として厚さ約５００ｎｍをＴ　ａｘ　Ｏｓ
をスパッタ蒸着した。このＴａ、Ｑ５スパッタ蒸着には
約５％の０！を導入し、ＲＦ型スパッタ法を用いた。

以上のようにして作製した２５龍φの記録媒体の表面は
銀白色を呈した。この記録媒体を電気炉中で約３５００
に加熱上、これを急冷（水冷）したところ、合金膜は銀
白色かるピンク色に変化することが分かった。これはＡ
ｇ−４０重シイｚｎのβ相が急冷によってβ′相に相変
化しているためである。更にこの急冷された記録媒体を
、電気炉中で約２００Ｃに加熱し、それを除冷（空冷）
したところ、ピンク色からもとの銀白色に変化し、これ
はβ′から　相に変化しているためである。

ちなみにレーザ光による記録、消去特性もこのことと対
応する。例えば、Ａｒレーザのパワーを１０〜ｓｏｍＷ
、　　ビーム径を１〜５μの条件で記録媒体上に照射し
た場合が記録状態である。この時記録部は銀白色からピ
ンク色に変化する。更に、との記録部ｆ：５０〜１００
ｍＷのパワーで、ディフォーカスしパワー密度の低いビ
ームを照射したところ、ピンク色からもとの銀白色に戻
り、消去が確認された。このように記録媒体の記録、消
去の特性評価方法としては、レーザ光を用いることの他
に、簡易的に上記のような熱処理による方法も有効であ
る。

第１１図の（ａ）、（ｂ）は、上記のような熱処理方法
によシ作製した記録媒体の分光反射特性を示す。

第１１図の（ｂ）が第５図の（ａ）の干渉膜９　（Ｔａ
ｘｅｓ。

５ＱＱｎｍ厚さ）を付加した膜構成に訃ける分光反射特
性であり、著しい干渉が生じていることが分かる。第１
１図の（ａ）はガラス基板１０の上にＡｇ−４０重量％
Ｚｎ合金膜８のみをスパッタ蒸着したもので記録部、未
記録部とも反射率が高い。

これに対し、（ｂ）図は干渉の谷を利用しているが、Ａ
ｒレーザ（λＡｒ＝４８８ｎｍ）及び半導体レーザ（λ
ｈ＝８３０ｎｍ）の各波長のところで著しく反射率が下
がっていることが分かる。すなわち、（ａ）図の干渉層
なしの場合に比べて、レーザ光の投入エネルギーが記録
媒体中に効率良く吸収され、少ないパワーで記碌、消去
が達成されることを意味する。なお、ここでは、干渉層
９を高屈折率のＴａｘｅｓとし、５　Ｑ　Ｑ　ｎｍとし
ている。同様に、このような光の干渉を用いた他の例を
第５図の（ｂ）〜（ｄ）に示す。干渉層９としては屈折
率が大で、透過性のあるものが望ましい。（ｂ）はＡｔ
ｚＯｓを干渉層とした場合であシ、膜厚を干渉条件に合
わせれば同様に反射率が下がる。（Ｃ）及び（ｄ）は記
録合金膜をＣｕ−１４重量％Ａｔ−４重量％Ｎｉ１２に
置き換えた場合であシ、第１２図の（ａ）は干渉膜９な
し、（ｂ）は干渉膜（Ｔａｘｅｓ　、５００ｎｍ厚さ）
を付加し九膜構成における分光反射特性を示す。この場
合も第１０図のＡｇ−４０重量％７．ｎ合金膜８と同様
に、Ａｒレーザ及び半導体レーザの各波長のところで反
射率が著しく下がっていることが分かる。半導体レーザ
により１μｍ以下の幅でデジタル、アナログの記録・再
生ができることを確認された。また、これらの色の変化
と同時にベース面に凹又は凸部が生じて記録され、消去
によって元の平坦な面に元ることか確認された。

（実施例２） 実施例１と同様に、第６図の（ａ）はガラス基板１０の
上にスパッタ蒸着によυＡｇ−４０重量％ｚｎ合金膜８
（膜厚１０１００ｎを設け、更にその上にＣｒ・Ｏｘ（
クロム酸化物）１３を真空蒸着法により５〜ｌＱｎｍ設
けた。このＣｒ・Ｏｘは前記したように、反射率の高い
金属情報記録層上に熱吸収層として付加したものである
。上述した結晶−結晶の相変化合金膜においては、それ
自身が高い反射率を有するなめ、レーザ光の入熱効率が
悪い。これをカバーするために記録層上に０ｒ−Ｏｘｌ
ａを設けているのである。第１３図は、熱吸収層がある
場合と、ない場合との分光反射特性を比較したものであ
る。この図から分かるように約３００〜１１０００ｎの
波長域において、熱吸収層付きの膜構成のものが反射率
が下がることが分かる。更に、第６図の（ｂ）は記録層
をＣｕ−１４重量％Ａ　ｔ　−４重量％Ｎｉとし、同様
にＣｒ・Ｏｘを付加したものである。この場合もやはり
反射率を下げる効果があることが分かった。又、（Ｃ）
、　（ｄ）は熱吸収層１３を他にＣｕｇＯ１４やＦｅ５
Ｏ４１５に置き換えた場合であるが、同じように反射率
を下げる効果がみられる。記録層の体積変化が前述と同
様に生じた。

（実施例３） 実施例１と同様に第７図は、ガラス基板１０の上にスパ
ッタ蒸着によりＡｇ−４０重量％Ｚｎ合金＠８を約１１
００ｎ設け、更にその上にＣｒ・０ｘｅｌ　Ｏ〜２Ｑｎ
ｍ空気蒸着法によシ設けた。

この（：：ｒ−Ｑｘは第１３図に示した熱吸収層という
性質を持たせる他に、更に厚さを増させて、同時に干渉
による反射率の低下も狙ったものである。

このＣｒ・Ｏｘは透過性を有するとともに屈折率が大き
いため、わずかの膜厚で大きな干渉効果が得られた。第
１４図は熱吸収及び干渉の両効果を狙った上記膜構成の
場合と、記録層８のみの場合との分光反射特性を示す。

この図から分かるように、５００〜１１０００ｎの波長
領域において干渉効果により反射率が著しく下がると同
時に、吸収効果もみられ、全体の反射率が下がっている
ことが分かり、この点では、Ｔａ２０５と同様にＣｒ・
、ＯＸも反射率を下げ、レーザ光の入熱効率を増大させ
るのに適したものであり、第７図のような膜構成は非常
に実用的なものであると言える。記録層の体積変化が前
述と同様に生じた。

（実施例４） 実施例１と同様に、第８図はガラス基板２０の上にスパ
ッタ蒸着によ、りＡｇ−４０重量％Ｚｎ合金膜８を約１
１００ｎ設け、更にその上にＣｒ・０ｘ１３を約５ｎｍ
真空蒸着法によシ設け、更に又、高速スパッタ蒸着を用
いて、その上に５０μｍの３ｉＱｇｌＯｆ：設けた。こ
の場合、Ｃｒ・Ｏｘは実施例２の熱吸収層に相当するも
のであるが、部厚く膜付けした５ｉｆｔは透明保護層で
あシ、記録媒体の保護の効果以外に、ある程度の大きさ
を有するレーザ光が記録層上で急速にしぼられるため、
再生時において、ちる寸法以下のゴミ、ホコリなどによ
るＳＮ低下を防ぐ効果を有する。この透明保護層の別の
構成としては、建）図に示すように、記録膜８及び干渉
層９の上に、更にガラス基板１０Ｑ接着する方法もちる
。すなわち、ガラス基板１０（厚さ１．２　ｒｒｓ　）
自体が上記透明保護層としてＳＮ比低下を防ぐ効果を発
揮することができる。

（実施例５） 実施例１と同様１ｆＣ，第９図の（ａ）はガラス基板　
　　１０の上にスパッタ蒸着によりＡｇ−４０重量％Ｚ
ｎ合金膜８を約１００ｎｍ設け、その上に熱吸収層の（
：：ｒ−Ｏｘｌａを５ｎｍ真空蒸着し、更にその上に干
渉層のＴａ、０．９をスパッタ蒸着にて約５ＱＱｎｍ設
けたものである。この膜構成によれば、干渉効果’ｔ’
Ｔａ鵞０ｓに分担させ、次に熱吸収効果をＣｒ−Ｑｘに
分担させることによって、記録層８にレーザ光の投入エ
ネルギーを効率良く伝えることが可能である。（ｂ）図
は、同様に１熱吸収層をＣＬ！２０１４とし、更に干渉
層をＡｔ２０２１１としたもので、やはり、互いに熱吸
収と干渉効果を分担し、レーザ光による入射効率を上げ
るのに役立つ膜構成である。

（実施例６） 実施例１と同様に、第１０図はＰＭＭＡ１７基板上にス
パッタ蒸着により５ｉ０２１０を約１１００ｎ設け、そ
の上にＡｇ−４０重１％Ｚｎ８を約１１００ｎ設け、更
にその上に熱吸収層のＣｒ・０ｘ１３を約５ｎｍ設け、
この上にもう一度８ｉ（ｈｌｏ’に約１１００ｎ設ける
。すなわち、記録層と熱吸収層を熱絶縁効果の高い５ｉ
Ｃｈ１０によってサンドイッチした膜構成である。この
５ｉＯｚｌＯは熱吸収層及び記録層内で発熱したエネル
ギーを分散させないで、相変化に寄与する入熱分布をせ
まく、効率良くしようとするものである。

（実施例７） 第１図は本発明の情報記録媒体の部分断１面構成図であ
る。本実施例は前述の実施例で記載した方法と同様に製
造される。シリカガラス基板７に対してトラッキング用
溝１９がエツチング等によって形成され、その上に実施
例１と同様にＡｇ−３５重量％７．ｎ合金が約１１００
ｎの厚さに設けられ、その上にＴａ１０５からなる干渉
層９が約５０００ｍの厚さに設けられ、次いでＰＭＭＡ
の透明層４が設けられている。本実施例によれば、レン
ズ２０によってフォーカスされたレーザ光１８による光
エネルギーを干渉層２によって有効に記録層１に与える
ことができるので小さいエネルギーで情報の記碌、再生
、消去が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特に結晶−結晶間の相変化による分光
反射率差を利用した光デイスク記録媒体としてエネルギ
ーの利用効率の高い膜構成が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録媒体の部分断面斜視図、第２
図及び第３図は本発明の情報記録媒体の断面構成図、第
４図は本発明の記録層に係、る二元合金系の平衡状態図
、第５図〜第１０図は本発明の実施例に示した情報記録
媒体の断面構成図、第１１図〜第１４図は分光反射率特
性を示す線図である。 １・・・記録層、２・・・干渉層、２′・・・干渉及び
吸込層、３・・・熱吸収層、４・・・透明層、５・・・
熱絶縁層、６・・・保護層、７・・・媒体支持層、８・
・・Ａｇ−４０Ｚｎ。 ９　・”Ｔ　ａｘｉｓ、１０・・・ＳｉＯ２，１１”・
Ａｔｘｏｓ、１２−Ｃｕ−１５％Ａｔ−４％Ｎｉ合金、
１３　・・・Ｃｒ・Ｏｘ１１４・・・Ｃｕ！０．１５−
Ｆｅ３Ｏ４，１６”ＴａｚＯｓ−ｘ　、１７・・・ＰＭ
ＭＡ、１８・”レーザ光、１９・・・トラッキング用溝
、２０・・・レンズ。 芽　１　口 茅　２　固 （ａ′）　　　　　　　　　　（ｂ） （こ）　　　　　　　　　　　　　　　　（〆）第３　
口 （α）（ｂ） （こ）（ｌＬ） 〆５　口 （（２）　　　　　　　　　　（ｂ　）（Ｃ）（〆） 第７　口 第８　目 ０す （ｂ） 茅ｑ　目 （スラ ｌυ （ｂ） 茅１０囲 茅Ｉｌ　　図 Ｃｂ） 茅　１２　固 （久） ４σθ　　　（θθ　　δσ０　　１０ρ０液長（ｆｔ
気ジ （ｂ］ ａ気長　（仇帆） 茅１３　　固 茅１４目 口矢長、（帆帆）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エネルギーの入射による加熱によつて情報を記録す
   る記録層を有するものにおいて、前記記録層のエネルギ
   ー入射側に該入射エネルギーの干渉層及び吸収層の少な
   くとも一方が設けられており、前記記録層は固体状態で
   少なくとも２種類の結晶構造を有し、一方の温度領域で
   の結晶構造を他方の温度領域で保持し、及び／又は結晶
   状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属又は合金か
   らなることを特徴とする情報記録媒体。 ２、前記記録層は高温の固体状態からの急冷により室温
   での平衡相と異なる結晶構造を形成する金属又は合金か
   らなる特許請求の範囲第１項に記載の情報記録媒体。 ３、前記記録媒体は相変態を有する結晶質状態の金属あ
   るいは合金にあつて、固相状態の少なくとも２つの濃度
   領域において結晶構造の異なつた相を有し、その相間の
   変態に伴なう凹部又は凸部を形成してベース面との光の
   反射状態を変化させて情報としての信号、文字、図形、
   記号を識別できるように記憶させ又は前記凹部又は凸部
   を元の状態に消去させる加熱手段及び前記情報を再生さ
   せる手段を有する特許請求の範囲第１項に記載の情報記
   録媒体。 ４、前記記録媒体は元素周期律表の I ・ｂ族からVII・
   ｂ族及びVIII族の金属元素遷移金属元素を主成分とする
   金属あるいは合金からなる特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれかに記載の情報記録媒体。 ５、前記記録層上に熱吸収層及び干渉層の順に設けられ
   ている特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載
   の情報記録媒体。 ６、前記干渉層は酸化タンタル、酸化クロム、酸化チタ
   ン、酸化ケイ素及び酸化アルミニウムから選ばれる特許
   請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の情報記録
   媒体。 ７、前記吸収層は酸化クロム、酸化銅及び四三酸化鉄か
   ら選ばれる特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに
   記載の情報記録媒体。 ８、前記干渉層及び吸収層の少なくとも一方が前記記録
   層の支持体である特許請求の範囲第１項〜第７項のいず
   れかに記載の情報記録媒体。 ９、基体上に、エネルギーの入射による加熱によつて情
   報を記録する記録層を有するものにおいて、前記記録層
   のエネルギー入射側に該入射エネルギーの干渉層及び吸
   収層の少なくとも一方が設けられ、前記記録層は固体状
   態で少なくとも２種類の結晶構造を有し、一方の温度領
   域での結晶構造を他方の温度領域で保持し、及び／又は
   結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じる金属又は合
   金からなることを特徴とする情報記録媒体。 １０、前記基体は円盤又はテープである特許請求の範囲
   第９項に記載の情報記録媒体。 １１、前記基板にはトラッキング用溝が設けられている
   特許請求の範囲第８項に記載の情報記録媒体。 Ｉ２、エネルギーの入射による加熱によつて情報を記録
   する記録層を有するものにおいて、前記記録層のエネル
   ギー入射側に該入射エネルギーの干渉層及び吸収層の少
   なくとも一方が設けられ、前記干渉層及び吸収層の前記
   エネルギー入射側及び前記記録層のエネルギー入射側の
   反対側の少なくとも一方に熱絶縁層が設けられ、前記記
   録層は固体状態で少なくとも２種類の結晶構造を有し、
   一方の温度領域での結晶構造を他方の温度領域で保持し
   、及び／又は結晶状態で互いに異なつた体積変化を生じ
   る金属又は合金からなることを特徴とする情報記録媒体
   。 １３、前記記録層のエネルギー入射側に熱吸収層、干渉
   層及び熱絶縁層が順次設けられている特許請求の範囲第
   １２項に記載の情報記録媒体。 １４、高温の固体状態からの急冷によつて室温での平衡
   相と異なる結晶構造を形成する金属又は合金からなる情
   報記録層であつて、少なくとも記録された情報を再生す
   る側の記録層上に光透過性で外気をしや断する保護層が
   設けられ、前記記録媒体は固体状態で少なくとも２種類
   の結晶構造を有し、一方の温度領域での結晶構造を他方
   の温度領域で保持し、及び／又は結晶状態で互いに異な
   つた体積変化を生じる金属又は合金からなることを特徴
   とする情報記録媒体。 １５、前記記録層は薄膜であつて円盤又はテープ状の基
   板上に設けられている特許請求の範囲第１４項に記載の
   情報記録媒体。