JPS6153090A - 光デイスク - Google Patents
光デイスクInfo
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- JPS6153090A JPS6153090A JP59176276A JP17627684A JPS6153090A JP S6153090 A JPS6153090 A JP S6153090A JP 59176276 A JP59176276 A JP 59176276A JP 17627684 A JP17627684 A JP 17627684A JP S6153090 A JPS6153090 A JP S6153090A
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- Japan
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- film
- recording
- optical
- semiconductor
- thin film
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、たとえばレーザービームによりヒートモード
記録が行なえる光ディスクに関する。
記録が行なえる光ディスクに関する。
従来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
５図〜第７図に示す３種のタイプに分類される。第１図
に示、すタイプは、基板１上に形成した低融点材料の薄
膜２にレーザービームをスポット照射してその局部を融
解・蒸発させ微小な穴３として記録するものである。ま
た、第２図に示すタイプは、基板４上に２層以上からな
る多層薄ｉ！５を形成し、レーザービームをスポット照
射したとき温度が上昇した下地層６から気泡を発生させ
、上の薄膜７にふくらみ８として記録するタイプである
。また、第３図に示すタイプは、基板９上に温度変化で
組織の変化する薄膜１０を形成し、レーザービームのス
ポット照射で薄膜１０の局部１１をたとえば反射率のこ
となる組織に変化させることで記録するタイプである。
５図〜第７図に示す３種のタイプに分類される。第１図
に示、すタイプは、基板１上に形成した低融点材料の薄
膜２にレーザービームをスポット照射してその局部を融
解・蒸発させ微小な穴３として記録するものである。ま
た、第２図に示すタイプは、基板４上に２層以上からな
る多層薄ｉ！５を形成し、レーザービームをスポット照
射したとき温度が上昇した下地層６から気泡を発生させ
、上の薄膜７にふくらみ８として記録するタイプである
。また、第３図に示すタイプは、基板９上に温度変化で
組織の変化する薄膜１０を形成し、レーザービームのス
ポット照射で薄膜１０の局部１１をたとえば反射率のこ
となる組織に変化させることで記録するタイプである。
そして、これらタイプの記録部（３，８，１１）はいず
れも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違い
を生じることから、レーザービームを用い記録部（３，
８，１１）の有無を検出することで記録情報は読み出さ
れる。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、
第５図および第６図に示すタイプは記録部（３，８）に
不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消
去はできない。
れも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違い
を生じることから、レーザービームを用い記録部（３，
８，１１）の有無を検出することで記録情報は読み出さ
れる。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、
第５図および第６図に示すタイプは記録部（３，８）に
不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消
去はできない。
また、第７図に示すタイプは記録膜の材料として熱的に
光学特性が可逆的変化する材料を用いれば記録と消去が
可能になる。その１例として光磁気記録膜がある。
光学特性が可逆的変化する材料を用いれば記録と消去が
可能になる。その１例として光磁気記録膜がある。
一方、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｉｎ５ｂＷ（７）半導体は安定な結
晶層と非晶質層の２つの状態を取り得ることは良く知ら
れており、それぞれの状態での複素屈折率 Ｎ＝ｎ−ｉ
ｋ が異なることはＪ、５ＴＯＵＫＥがＪ、 ｏｆ、
Ｎｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄ ４１
（１９７０）に詳しく報告している。この半導体の結晶
層と非晶質層との２状態をレーザービームによる熱処理
で可逆的に変化させて光メモリとする着想は Ｓ、Ｒ，
０ＶＳＨＩＮＳＫＹ等によツＴ Ｍ ｅｔｓｌ
ｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔ ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ２６
４１ （−１９７１） ９に提示されている。しかしな
がら、これらの半導体材料の薄膜は化学的に不安定で耐
久性に乏しく実用化されるには至らなかった。すなわち
、Ｇｅ、Ｔｅ、ＴｎＳｂ等の半導体は溶融状態まで加熱
して高速に冷却すると非晶質となり、より低い温度に加
熱してゆっくり冷却すると結晶質となる特性を持ってお
り、この非晶・質層と結晶質層はぞれぞれｎ’ −ｉｋ
’ とｎ−１ｋの複素屈折率で特徴付けられる異なった
光学的性質をもって安定に存在するが、これらの半導体
は薄膜にすると化学的安定性に乏しく、大気中では次第
に腐食して劣化するのでメモリ用光ディスクの記録膜と
しては実用的ではなかった。
晶層と非晶質層の２つの状態を取り得ることは良く知ら
れており、それぞれの状態での複素屈折率 Ｎ＝ｎ−ｉ
ｋ が異なることはＪ、５ＴＯＵＫＥがＪ、 ｏｆ、
Ｎｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄ ４１
（１９７０）に詳しく報告している。この半導体の結晶
層と非晶質層との２状態をレーザービームによる熱処理
で可逆的に変化させて光メモリとする着想は Ｓ、Ｒ，
０ＶＳＨＩＮＳＫＹ等によツＴ Ｍ ｅｔｓｌ
ｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔ ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ２６
４１ （−１９７１） ９に提示されている。しかしな
がら、これらの半導体材料の薄膜は化学的に不安定で耐
久性に乏しく実用化されるには至らなかった。すなわち
、Ｇｅ、Ｔｅ、ＴｎＳｂ等の半導体は溶融状態まで加熱
して高速に冷却すると非晶質となり、より低い温度に加
熱してゆっくり冷却すると結晶質となる特性を持ってお
り、この非晶・質層と結晶質層はぞれぞれｎ’ −ｉｋ
’ とｎ−１ｋの複素屈折率で特徴付けられる異なった
光学的性質をもって安定に存在するが、これらの半導体
は薄膜にすると化学的安定性に乏しく、大気中では次第
に腐食して劣化するのでメモリ用光ディスクの記録膜と
しては実用的ではなかった。
その後、これら半導体を化合物にしたり耐久性のある保
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。
公知例Ｉ Ｔｅの低酸化物膜の加熱による層変化を用
いた非消去形光ディスクＣ特公昭５５−３７２５号、
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒ
ｔ ２８２４（１９８２） ）・・・・・・この例では
、Ｔｅの低酸化物ＴｅＯｘ （０＜Ｘ＜２）の薄膜を層
変化する記録膜と記述しているが、光学特性の可逆的変
化については言及していない。
いた非消去形光ディスクＣ特公昭５５−３７２５号、
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒ
ｔ ２８２４（１９８２） ）・・・・・・この例では
、Ｔｅの低酸化物ＴｅＯｘ （０＜Ｘ＜２）の薄膜を層
変化する記録膜と記述しているが、光学特性の可逆的変
化については言及していない。
公知例２ ＴｅＯｘ （ｘ＝１．１ ）ｉｌ膜ノ可逆
的層変化による消去可能な光ディスク（日本学術振興会
薄膜第１３１委員会 第１１６回研究会資料（１９８
３））・・・・・・この例では、Ｔｅに微量不純物とし
てＧｅとＳｎを添加したものとＴｅＯ２の同時蒸発によ
り分解生成物としてＴ ｅ Ｏ＋、１８１膜を蒸着して
いる。このように成膜工程中に高温で不安定なＴｅＯ２
の分解過程を含む膜では品質の制御が困難であるという
欠点がある。さらに、Ｔ ｅ ＯＨ，１は、上記Ｎａｔ
ｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ２
８２４（１９８２）に記載されているように、記録前の
膜の反射率が１５膜程度と低いこと、および記録による
反射率変化も約１２％と小さいため、この膜による光デ
ィスクは信号検出用光ピツクアップのフォーカシングや
トラッキングの動作が難しい上に読み出し信号も小さい
という欠点もある。
的層変化による消去可能な光ディスク（日本学術振興会
薄膜第１３１委員会 第１１６回研究会資料（１９８
３））・・・・・・この例では、Ｔｅに微量不純物とし
てＧｅとＳｎを添加したものとＴｅＯ２の同時蒸発によ
り分解生成物としてＴ ｅ Ｏ＋、１８１膜を蒸着して
いる。このように成膜工程中に高温で不安定なＴｅＯ２
の分解過程を含む膜では品質の制御が困難であるという
欠点がある。さらに、Ｔ ｅ ＯＨ，１は、上記Ｎａｔ
ｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ２
８２４（１９８２）に記載されているように、記録前の
膜の反射率が１５膜程度と低いこと、および記録による
反射率変化も約１２％と小さいため、この膜による光デ
ィスクは信号検出用光ピツクアップのフォーカシングや
トラッキングの動作が難しい上に読み出し信号も小さい
という欠点もある。
公知例３ 記録・消去可能な光ディスク（Ａ。
Ｅ、Ｂｅ１１等Ａｌ１１１１．ＰｈＶＳ、Ｌｅｔｔ３８
９２Ｏ（１９８１）・・・・・・この例では、熱的に
光学定数の可逆的変化の大きいＴｅ単体の薄膜を、その
耐食性を保護するためと、加熱時におけるＴｅの蒸発を
防ぐため、５１０２膜で挟んだ３層構造としている。
９２Ｏ（１９８１）・・・・・・この例では、熱的に
光学定数の可逆的変化の大きいＴｅ単体の薄膜を、その
耐食性を保護するためと、加熱時におけるＴｅの蒸発を
防ぐため、５１０２膜で挟んだ３層構造としている。
この構造では、各膜厚を正しく制即しなければならず、
成膜工程が複雑になる欠点があった。
成膜工程が複雑になる欠点があった。
本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、耐久性に優れ長期に亘って記録と消
去が可能であり、しかも、高い信号レベルと得ることが
でき、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに
安価で安全無害である光ディスクを提供することにある
。
的とするところは、耐久性に優れ長期に亘って記録と消
去が可能であり、しかも、高い信号レベルと得ることが
でき、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに
安価で安全無害である光ディスクを提供することにある
。
本発明は、上記目的を達成するために、基体上に薄膜を
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を呈する半
導体を化学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してな
る単一の混合膜としたことを特徴とするものである。
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を呈する半
導体を化学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してな
る単一の混合膜としたことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照しなが
ら説明する。第１図および第２図中２１は基板（基体）
であり、この基板２１上には記録膜（薄膜）２２が設け
られている。さらに、この記録膜２２上には、傷がつか
ないようにその表面を保護する保護膜２３が設けられて
いる。そして、上記記録膜２２は、レーザービームＬに
よる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的
に変化する、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を
早する微粒子の半導体（複素屈折率ｎ−１ｋ）２４・・
・を、化学的に特に高温で安定な誘電体（屈折率ｎｏ）
２５中に、体積比で４０〜８０％分散混合してなる単一
の混合膜で構成されており、また実効的な光学厚さがレ
ーザービームＬの波長の１／２以下とされている。なお
、第２図中はレーザービームＬを記録膜２２上に集光す
るための対物レンズである。
ら説明する。第１図および第２図中２１は基板（基体）
であり、この基板２１上には記録膜（薄膜）２２が設け
られている。さらに、この記録膜２２上には、傷がつか
ないようにその表面を保護する保護膜２３が設けられて
いる。そして、上記記録膜２２は、レーザービームＬに
よる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的
に変化する、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を
早する微粒子の半導体（複素屈折率ｎ−１ｋ）２４・・
・を、化学的に特に高温で安定な誘電体（屈折率ｎｏ）
２５中に、体積比で４０〜８０％分散混合してなる単一
の混合膜で構成されており、また実効的な光学厚さがレ
ーザービームＬの波長の１／２以下とされている。なお
、第２図中はレーザービームＬを記録膜２２上に集光す
るための対物レンズである。
以上の構成によれば、記録膜２２は、化学的に不安定で
耐久性に乏しい半導体２４・・・を微粒子として、その
層変化を可能にする化学的に安定な誘電体２５中に分散
させるように同時スパッタで成膜する構造としたので、
記録１Ｉ２２中に分散した半導体２４・・・の微粒子は
結晶層と非晶質層とのいずれの状態にも容易に遷移する
ことができるとともに、記録膜２２として重要な耐久性
も著しく向上することができる。
耐久性に乏しい半導体２４・・・を微粒子として、その
層変化を可能にする化学的に安定な誘電体２５中に分散
させるように同時スパッタで成膜する構造としたので、
記録１Ｉ２２中に分散した半導体２４・・・の微粒子は
結晶層と非晶質層とのいずれの状態にも容易に遷移する
ことができるとともに、記録膜２２として重要な耐久性
も著しく向上することができる。
また、上記の記録膜２２を局所的にレーザービームＬに
より短時間τだけ照射すると、その中に含まれる微粒子
の半導体２４・・・はレーザービームＬのパワーに比例
した温度θまで加熱される。照射が終わると高温になっ
た半導体２４・・・は周囲の誘電体２５への熱の流出に
よりＣ−θ／２τの冷却速度で温度が低下する。したが
って、照射部内の半導体２４・・・は、レーザービーム
Ｌを強くして短時間加熱したときは高速に、レーザービ
ームＬを弱くして長い時間加熱したときはゆっくりと冷
却される。すなわち、レーザービームＬの賦与方法を選
択することにより、記録膜２２の照射部に含まれる半導
体２４・・・を複素屈折率の異なる非晶質層あるいは結
晶層のいずれかの所望する状態にすることができる。そ
の結果、記録膜２２の照射部をそこの複素屈折率で決ま
る反射率Ｒに変換すること、換言すれば記録したり消去
したりすることができる。
より短時間τだけ照射すると、その中に含まれる微粒子
の半導体２４・・・はレーザービームＬのパワーに比例
した温度θまで加熱される。照射が終わると高温になっ
た半導体２４・・・は周囲の誘電体２５への熱の流出に
よりＣ−θ／２τの冷却速度で温度が低下する。したが
って、照射部内の半導体２４・・・は、レーザービーム
Ｌを強くして短時間加熱したときは高速に、レーザービ
ームＬを弱くして長い時間加熱したときはゆっくりと冷
却される。すなわち、レーザービームＬの賦与方法を選
択することにより、記録膜２２の照射部に含まれる半導
体２４・・・を複素屈折率の異なる非晶質層あるいは結
晶層のいずれかの所望する状態にすることができる。そ
の結果、記録膜２２の照射部をそこの複素屈折率で決ま
る反射率Ｒに変換すること、換言すれば記録したり消去
したりすることができる。
また、記録膜２２の実効的な光学厚さをレーザービーム
Ｌの波長の１／２（第１の反射率極小が生じるより薄い
厚さ）とすることにより、記録膜２２は、記録時もすな
わち消去時も、記録後も共に比較的高い反射率を保有す
ることになり、情報信号はもとよりフォーカシング信号
やトラッキング信号も大きくとることができる。
Ｌの波長の１／２（第１の反射率極小が生じるより薄い
厚さ）とすることにより、記録膜２２は、記録時もすな
わち消去時も、記録後も共に比較的高い反射率を保有す
ることになり、情報信号はもとよりフォーカシング信号
やトラッキング信号も大きくとることができる。
すなわち、たとえば、微粒子の半導体２４・・・にＧｅ
、誘電体２５にＢｉ２Ｏｇを用い、全記録膜２２中に占
めるＧｅの体積充填率が６０％になるようにＧｅと１３
ｉ２Ｏ３を同時にスパッタして基板２１に成膜した記録
膜２２の記録部（非晶質層）と消去部（結晶層）のレー
ザーダイオード光の波長０．８３ＡＩＩｎに対する反射
率Ｒおよび反射率変化量ΔＲの膜厚依存性は、第３図お
よび第４図に示すようになり、同じ膜厚の記録膜２２で
あっても、その膜厚のより記録時と消去時の反射率Ｒお
よび反射率変化量ΔＲは記録膜２２の両表面における反
射光の干渉効果で大きく変化する。したがって、とによ
り、未記録部すなわち消去部および記録部のいずれの反
射率も大きく、しかも反射率変化量も大きくでき、これ
により、大きな読取り信号が得られるとともに、信号検
出用光ピツクアップのフォーカシングやトラッキングの
サーボ動作を容易にすることができる。なお、この例で
は、記録膜２２は、半導体２４・・・としてＱｅ、誘電
体２５としてＢｉ２Ｏａを用いたが、この他に、半導体
２４ ・・・としてのＧｅには、Ｂ２Ｏ：ｌ 、５ｂ２
Ｏ３、ＰｂＯ，Ｓ ｉ’ｏ２、Ｔａ２Ｏ５等の酸化物お
よびＢｉＦ３ 、ＬｉＦ、ＰｂＦ２、ＭＱＦ２、ＢａＦ
２、ＣａＦ２等の弗化物、半導体２４・・・としてのＴ
ｅおよびＴｎＳｂには、Ｂ２Ｏ：ｌ、５ｂ２Ｏ３、Ｐｂ
Ｏ等の酸化物およびＢ ｉ Ｆ３、Ｌ ｉ Ｆ、ＰｂＦ
２等の弗化物中の１種または２種以上を主成分として含
む誘電体２５が選出される。
、誘電体２５にＢｉ２Ｏｇを用い、全記録膜２２中に占
めるＧｅの体積充填率が６０％になるようにＧｅと１３
ｉ２Ｏ３を同時にスパッタして基板２１に成膜した記録
膜２２の記録部（非晶質層）と消去部（結晶層）のレー
ザーダイオード光の波長０．８３ＡＩＩｎに対する反射
率Ｒおよび反射率変化量ΔＲの膜厚依存性は、第３図お
よび第４図に示すようになり、同じ膜厚の記録膜２２で
あっても、その膜厚のより記録時と消去時の反射率Ｒお
よび反射率変化量ΔＲは記録膜２２の両表面における反
射光の干渉効果で大きく変化する。したがって、とによ
り、未記録部すなわち消去部および記録部のいずれの反
射率も大きく、しかも反射率変化量も大きくでき、これ
により、大きな読取り信号が得られるとともに、信号検
出用光ピツクアップのフォーカシングやトラッキングの
サーボ動作を容易にすることができる。なお、この例で
は、記録膜２２は、半導体２４・・・としてＱｅ、誘電
体２５としてＢｉ２Ｏａを用いたが、この他に、半導体
２４ ・・・としてのＧｅには、Ｂ２Ｏ：ｌ 、５ｂ２
Ｏ３、ＰｂＯ，Ｓ ｉ’ｏ２、Ｔａ２Ｏ５等の酸化物お
よびＢｉＦ３ 、ＬｉＦ、ＰｂＦ２、ＭＱＦ２、ＢａＦ
２、ＣａＦ２等の弗化物、半導体２４・・・としてのＴ
ｅおよびＴｎＳｂには、Ｂ２Ｏ：ｌ、５ｂ２Ｏ３、Ｐｂ
Ｏ等の酸化物およびＢ ｉ Ｆ３、Ｌ ｉ Ｆ、ＰｂＦ
２等の弗化物中の１種または２種以上を主成分として含
む誘電体２５が選出される。
また、全記録膜２２中に占めるＧｅの体積充填率を６０
％としたが、半導体２４・・・の微粒子の体積充填率は
、小さいと記録膜２２としての必要な反射率変化が小さ
く、大きいとメモリ用光ディスクとして必要な耐久性が
低下することから、４０〜８０％が適していることが実
験により確認されている。
％としたが、半導体２４・・・の微粒子の体積充填率は
、小さいと記録膜２２としての必要な反射率変化が小さ
く、大きいとメモリ用光ディスクとして必要な耐久性が
低下することから、４０〜８０％が適していることが実
験により確認されている。
さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の組合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、単一層であるため製作が簡
単であり、品質の揃ったメモリ用光ディスクを安価に提
供することができる。
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、単一層であるため製作が簡
単であり、品質の揃ったメモリ用光ディスクを安価に提
供することができる。
さらに、上記構造の記録膜２２では、ディスクとして取
り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉がむ
き出しで飛散することがなく安全無害である。
り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉がむ
き出しで飛散することがなく安全無害である。
以上説明したように本発明によれば、基体上に薄膜を設
け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照射
することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を生
じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な光
ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的エ
ネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化する
半導体を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混合膜
どしたから、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去が可
能であり、しかも、高い信号レベルと得ることができ、
ざらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安価で
安全無害である等の優れた効果を奏する。
け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照射
することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を生
じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な光
ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的エ
ネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化する
半導体を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混合膜
どしたから、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去が可
能であり、しかも、高い信号レベルと得ることができ、
ざらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安価で
安全無害である等の優れた効果を奏する。
第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は断面図、第２図は拡大断面図、第３図は記録膜の反
射率変化量と膜厚との関係を示す図、第４図は記録膜の
反射量と膜厚との関係を示す図、第５図〜第７図はそれ
ぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２１・・・基体（基板）、２２・・・薄膜（記録膜）、
２４・・・半導体、２５・・・誘電体。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第１図 第３図 １−ｍ） 第４図 層厚（／Ｊｍ） 第５図 第６図 第７図 手続補正書 昭和 渠０−−２Ｏ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５９−１７６２７６号 ２、発明の名称 光ディスク ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号第 １７森ビル５、
自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り訂正する。 （２）図面、第１図中、符号「ｚ２」を「２２」と別紙
図面に未配するとおり訂正する。 明 細 書 １、発明の名称 光ディスク ２、特許請求の範囲 （１）基体上に薄膜を設け、この薄膜に記録すべき情報
を有する光ビームを照射することにより上記薄膜に局所
的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報の記録
を行なうことが可能なものにおいて、上記薄膜は、光ビ
ームによる熟的エネルギーの賦与方法により光学定数が
可逆的に変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混
合してなる混合膜としたしたことを特徴とする光ディス
ク。 （２）混合膜は、半導体を誘電体中に体積比で４０％以
上含む構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光ディスク。 （３）混合膜は、実効的な光学厚さが光ビームの波長の
１／２以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光ディスク。 （４）混合膜は、半導体として、Ｇｅ、ＴｅおよびＩ
ｎｓｂのいずれかを主成分とする材料を用い、誘電体と
して、Ｂ２Ｏ！ 、５ｂ２ＯＢ 。 Ｂ １２Ｏ３ 、ＰｂＯ，Ｓ ｉｏ２．Ｔａ２Ｏ５等の
酸化物およびＢｉＦ３．１−ｉＦ、ＰｂＦ２゜ＭＱＦ２
、ＢａＦ２．ＣａＦ２等の弗化物の１種または２種以
上を主成分とする材料を用いて構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の光ディスク。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばレーザービームによりヒートモード
記録が行なえる光ディスクに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
５図〜第７図に示す３種のタイプに分類される。第５図
に示すタイプは、基板１上に形成した低融点材料の薄膜
２にレーザービームをスポット照射してその局部を融解
・蒸発させ微小な穴３として記録するものである。また
、第６図に示すタイプは、基板４上に２層以上からなる
多層薄膜５を形成し、レーザービームをスポット照射し
たとき温度が上押した下地Ｈ６から気泡を発生させ、上
の薄ＩＩＷ７にふくらみ８として記録するタイプである
。また、第７図に示すタイプは、基板９上に温度変化で
組織の変化する薄膜１０を形成し、レーザービームのス
ポット照射で薄膜１０の局部１１をたとえば反射率のこ
となる組織に変化させることで記録するタイプである。 そして、これらタイプの記録部（３，８，１１）はいず
れも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違い
を生じることから、レーザービームを用い記録部（３，
８，１１＞の有無を検出することで記録情報は読み出さ
れる。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、
第５図および第６図に示すタイプは記録部（３，８）に
不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消
去はできない。 また、第７図に示すタイプは記録膜の材料として熱的に
光学特性が可逆的変化する材料を用いれば記録と消去が
可能になる。その１例として光磁気記録膜がある。 一方、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｉｎ８ｂ等の半導体は安定な結晶相
と非晶質相の２つの状態を取り得ることは良く知られて
おり、それぞれの状態での複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｉｋが異
なることはＪ、５ＴＵＫＥがＪ、 ｏｆ、 Ｎｏｎ−Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ３ｏｌｉｄ ４ １（１９
７０）に詳しく報告している。この半導体の結晶相と非
晶質相との２状態をレーザービームによる熱処理で可逆
的に変化させて光メモリとする着想１．ｔｓ、Ｒ，０Ｖ
ＳＨｌＮ５ＫＹ等によッテＭｅｔａｌｌｕｒｏｉｃａｌ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ２ ６４１（１９７１）
誌に提示されている。しかしながら、これらの半導体材
料の薄膜は化学的に不安定で耐久性に乏しく実用化され
るには至らなかった。すなわち、Ｇｅ、Ｔｅ、ＩｎＳｂ
等の半導体は溶融状態まで加熱して高速に冷却すると非
晶質となり、より低い温度に加熱してゆっくり冷却する
と結晶質となる特性を持っており、この非晶質相と結晶
質相はぞれぞれｎ’−ｉｋ’ とｎ−１ｋの複素屈折率
で特徴付けられる異なった光学的性質をもって安定に存
在するが、これらの半導体は薄膜にすると化学的安定性
に乏しく、大気中では次第に腐食して劣化するのでメモ
リ用光ディスクの記録膜としては実用的ではなかった。 その後、これら半導体を化合物にしたり耐久性のある保
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。 公知例Ｉ Ｔｅの低酸化物膜の加熱による相変化を用
いた非消去形光ディスク（特公昭５４−３７２５号、Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ
２８１０１６ （１９８２） ）・・・・・・この例
では、Ｔｅの低酸化物ＴｅＯｘ （０＜ｘ＜２）の薄膜
を相変化する記録膜と記述しているが、光学特性の可逆
的変化については言及していない。 公知例２ ＴｅＯｘ （Ｘ＝１．１ ＞薄膜）可逆的
相変化による消去可能な光ディスク（日本学術振興会
薄膜第１３１委員会 第１１６回研究会資料１９８３
）・・・・・・この例では、Ｔｅに微量不純物としてＧ
ｅとＳｎを添加したものとＴｅＯ２の同時蒸発により分
解生成物としてＴｅ Ｑ＋、＋薄膜を蒸着している。こ
のように成膜工程中に高温で不安定なＴｅＯ２の分解過
程を含む膜では品質の制御が困難であるという欠点があ
る。さらに、Ｔｅａ、、、は、上記Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ２８ ２４（１
９８２）に記載されているように、記録前の膜の反射率
が１５％程度と低いこと、および記録による反射率変化
も約１２％と小さいため、この膜による光ディスクは信
号検出用光ピツクアップのフォーカシングやトラッキン
グの動作が難しい上に読み出し信号も小さいという欠点
もある。 公知例３ 記録・消去可能な光ディスク（Ａ。 Ｅ、３８１１等Ａ ｐｐｌ、 Ｐ ｈｙｓ、 Ｌ ｅｔ
ｔ １Ｌ９２Ｏ（１９８１’）・・・・・・この例では
、熱的に光学定数の可逆的変化の大きいＴｅ単体の薄膜
を、その耐食性を保護するためと、加熱時におけるＴｅ
の蒸発を防ぐため、Ｓ ｉ Ｏ２膜で挟んだ３層構造と
している。 この構造では、各膜厚を正しく制御しなければならす、
成膜工程が複雑になる欠点があった。 〔発明の目的〕
艷本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、そ
の目的とするところは、耐久性に優れ長期に亘つて記録
と消去が可能であり、しかも、高い信号レベルを得るこ
とができ、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとと
もに安価で安全無害である光ディスクを提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明は、上記目的を達成するために、基体上に薄膜を
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を呈する半
導体を化学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してな
る単一の混合膜としたことを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照しなが
ら説明する。第１図および第２図中２１は基板（基体）
であり、この基板２１上には記録膜（薄膜）２２が設け
られている。さらに、この記録膜２２上には、傷がつか
ないようにその表面を保護する保護膜２３が設けられて
いる。そして、上記記録膜２２は、レーザービームＬに
よる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的
に変化する、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を
呈する微粒子の半導体（複素屈折率ｎ−１ｋ）２４・・
・を、化学的に特に高温で安定な誘電体（屈折率ｎｏ）
２５中に、体積比で４０〜８０％分散混合してなる単一
の混合膜で構成されており、また実効的な光学厚さがレ
ーザービームＬの波長の１／２以下とされている。なお
、第２図中２６はレーザービームＬを記録ｌｌ！２２上
に集光するための対物レンズである。 以上の構成によれば、記録１１２２は、化学的に不安定
で耐久性に乏しい半導体２４・・・を微粒子として、そ
の相変化を可能にする化学的に安定な誘電体２５中に分
散させるように同時スパッタで成膜する構造としたので
、記録Ｉ！２２中に分散した半導体２４・・・の微粒子
は結晶相と非晶質相とのいずれの状態にも容易に遷移す
ることができるとともに、記録膜２２として重要な耐久
性も著しく向上することができる。 また、上記の配録膜２２を局所的にレーザービームＬに
より短時間τだけ照射すると、その中に含まれる微粒子
の半導体２４・・・はレーザービームＬのパワーに比例
した温度θまで加熱される。照射が終わると高温になっ
た半導体２４・・・は周囲の誘電体２５への熱の流出に
よりＣ６＝θ／２τの冷却速度で温度が低下する。した
がって、照射部内の半導体２４・・・は、レーザービー
ムＬを強くして短時間加熱したときは高速に、レーザー
ど一ムしを弱くして長い時間加熱したときはゆっくりと
冷却される。すなわち、レーザーど一ムＬの賦与方法を
選択することにより、記録膜２２の照射部に含まれる半
導体２４・・・を複素屈折率の異なる非晶質相あるいは
結晶相のいずれかの所望する状態にすることができる。 その結果、記録膜２２の照射部をそこの複素屈折率で決
まる反射率Ｒに変換すること、換言すれば記録したり消
去したりすることができる。 また、記録膜２２の実効的な光学厚さをレーザービーム
Ｌの波長の１／２以下（第１の反射率極小が生じるより
薄い厚さ）とすることにより、記録膜２２は、記録時も
消去時も、すなわち消去後も記録後も共に比較的高い反
射率を保有することになり、情報信号はもとよりフォー
カシング信号やトラッキング信号も大きくとることがで
きる。 すなわち、たとえば、微粒子の半導体２４・・・にＧｅ
、誘電体２５にＢｉ２Ｏ：＋を用い、全記録膜２２中に
占めるＱｅの体積充填率が６０％になるようにＱｅとＢ
ｉ２Ｏａを同時にスパッタして基板２１に成膜した記録
膜２２の記録部（非晶質相）と消去部（結晶相）のレー
ザーダイオード光の波長０，８３μｍに対する反射率Ｒ
および反射率変化量ΔＲの膜厚依存性は、第３図および
第４図に示すようになり、同じ組成の記録膜２２であっ
ても、その膜厚のより記録時と消去時の反射率Ｒおよび
反射率変化量ΔＲは記録膜２２の両表面における反射光
の干渉効果で大きく変化する。したがって、この例では
、記録膜２２の膜厚を０．０５μｍにすることにより、
未記録部すなわち消去部および記録部のいずれの反射率
も大きく、しかも反射率変化量も大きくでき、これによ
り、大きな読取り信号が得られるとともに、信号検出用
光ピツクアップのフォーカシングやトラッキングのサー
ボ動作を容易にすることができる。なお、この例では、
記録膜２２は、半導体２４・・・としてＧｅ、誘電体２
５としてＢｉ２Ｏ３を用いたが、この他に、半導体２４
・・・としてのＱｅには、Ｂ’２ Ｃ）ａ 、Ｓ ｂ
２Ｏａ 、ＰｂＯ，Ｓ ｉ ０２ 、Ｔａ２Ｏ５等の酸
化物およびＢｉＦ：＋、ＬｔＦ、ＰｂＦ２、ＭＱＦ２、
ＢａＦ２、ＣａＦ２等の弗化物、半導体２４・・・とし
Ｔ１７）ＴｅおよびＩｎＳｂには、８２Ｏ３．５ｂ２Ｏ
３ 、Ｂ ｉ２Ｏ’３ 、ＰｂＯ等の酸化物およびＢｉ
Ｆ：＋ 、ＬｉＦ、ＰｂＦ２等の弗化物中の１種または
２種以上を主成分として含む誘電体２５が選出される。 また、全記録膜２２中に占めるＧｅの体積充填率を６０
％としたが、半導体２４・・・の微粒子の体積充填率は
、小さいと記録膜２２としての必要な反射率変化が小さ
く、大きいとメモリ用光ディスクとして必要な耐久性が
低下することから、４０〜８０％が適していることが実
験により確認されている。 さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の組合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、単一層であるため製作が簡
単であり、品質の揃ったメモリ用光ディスクを安価に提
供することができる。 さらに、上記構造の記録膜２２では、光ディスクとして
取り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉が
むき出しで飛散することがな（安全無害である。 （発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、基体上に薄膜を設
け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照射
することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を生
じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な光
ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的エ
ネルギーの賦４方法により光学定数が可逆的に変化する
半導体を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混合膜
としたから、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去か可
能であり、しかも、高い信号レベルを得ることができ、
さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安価で
安全無害である等の優れた効果を奏する。 ４、図面の簡単な説明 第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は断面図、第２図は拡大断面図、第３図は記録膜の反
射率変化量と膜厚との関係を示す図、第４図は記録膜の
反射量と膜厚との関係を示す図、第５図〜第７図はそれ
ぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２１・・・基体（基板）、２２・・・薄膜（記録膜）、
２４・・・半導体、２５・・・誘電体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
図は断面図、第２図は拡大断面図、第３図は記録膜の反
射率変化量と膜厚との関係を示す図、第４図は記録膜の
反射量と膜厚との関係を示す図、第５図〜第７図はそれ
ぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２１・・・基体（基板）、２２・・・薄膜（記録膜）、
２４・・・半導体、２５・・・誘電体。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第１図 第３図 １−ｍ） 第４図 層厚（／Ｊｍ） 第５図 第６図 第７図 手続補正書 昭和 渠０−−２Ｏ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５９−１７６２７６号 ２、発明の名称 光ディスク ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都港区虎ノ門１丁目２６番５号第 １７森ビル５、
自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り訂正する。 （２）図面、第１図中、符号「ｚ２」を「２２」と別紙
図面に未配するとおり訂正する。 明 細 書 １、発明の名称 光ディスク ２、特許請求の範囲 （１）基体上に薄膜を設け、この薄膜に記録すべき情報
を有する光ビームを照射することにより上記薄膜に局所
的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報の記録
を行なうことが可能なものにおいて、上記薄膜は、光ビ
ームによる熟的エネルギーの賦与方法により光学定数が
可逆的に変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混
合してなる混合膜としたしたことを特徴とする光ディス
ク。 （２）混合膜は、半導体を誘電体中に体積比で４０％以
上含む構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光ディスク。 （３）混合膜は、実効的な光学厚さが光ビームの波長の
１／２以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光ディスク。 （４）混合膜は、半導体として、Ｇｅ、ＴｅおよびＩ
ｎｓｂのいずれかを主成分とする材料を用い、誘電体と
して、Ｂ２Ｏ！ 、５ｂ２ＯＢ 。 Ｂ １２Ｏ３ 、ＰｂＯ，Ｓ ｉｏ２．Ｔａ２Ｏ５等の
酸化物およびＢｉＦ３．１−ｉＦ、ＰｂＦ２゜ＭＱＦ２
、ＢａＦ２．ＣａＦ２等の弗化物の１種または２種以
上を主成分とする材料を用いて構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
の光ディスク。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばレーザービームによりヒートモード
記録が行なえる光ディスクに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来用いられているメモリ用光ディスクの記録形態は第
５図〜第７図に示す３種のタイプに分類される。第５図
に示すタイプは、基板１上に形成した低融点材料の薄膜
２にレーザービームをスポット照射してその局部を融解
・蒸発させ微小な穴３として記録するものである。また
、第６図に示すタイプは、基板４上に２層以上からなる
多層薄膜５を形成し、レーザービームをスポット照射し
たとき温度が上押した下地Ｈ６から気泡を発生させ、上
の薄ＩＩＷ７にふくらみ８として記録するタイプである
。また、第７図に示すタイプは、基板９上に温度変化で
組織の変化する薄膜１０を形成し、レーザービームのス
ポット照射で薄膜１０の局部１１をたとえば反射率のこ
となる組織に変化させることで記録するタイプである。 そして、これらタイプの記録部（３，８，１１）はいず
れも無記録部に対して光の透過または反射の特性に違い
を生じることから、レーザービームを用い記録部（３，
８，１１＞の有無を検出することで記録情報は読み出さ
れる。しかしながら、これらタイプの記録形態のうち、
第５図および第６図に示すタイプは記録部（３，８）に
不可逆的な変化を与えるもので、記録は可能であるが消
去はできない。 また、第７図に示すタイプは記録膜の材料として熱的に
光学特性が可逆的変化する材料を用いれば記録と消去が
可能になる。その１例として光磁気記録膜がある。 一方、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｉｎ８ｂ等の半導体は安定な結晶相
と非晶質相の２つの状態を取り得ることは良く知られて
おり、それぞれの状態での複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｉｋが異
なることはＪ、５ＴＵＫＥがＪ、 ｏｆ、 Ｎｏｎ−Ｃ
ｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ３ｏｌｉｄ ４ １（１９
７０）に詳しく報告している。この半導体の結晶相と非
晶質相との２状態をレーザービームによる熱処理で可逆
的に変化させて光メモリとする着想１．ｔｓ、Ｒ，０Ｖ
ＳＨｌＮ５ＫＹ等によッテＭｅｔａｌｌｕｒｏｉｃａｌ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ２ ６４１（１９７１）
誌に提示されている。しかしながら、これらの半導体材
料の薄膜は化学的に不安定で耐久性に乏しく実用化され
るには至らなかった。すなわち、Ｇｅ、Ｔｅ、ＩｎＳｂ
等の半導体は溶融状態まで加熱して高速に冷却すると非
晶質となり、より低い温度に加熱してゆっくり冷却する
と結晶質となる特性を持っており、この非晶質相と結晶
質相はぞれぞれｎ’−ｉｋ’ とｎ−１ｋの複素屈折率
で特徴付けられる異なった光学的性質をもって安定に存
在するが、これらの半導体は薄膜にすると化学的安定性
に乏しく、大気中では次第に腐食して劣化するのでメモ
リ用光ディスクの記録膜としては実用的ではなかった。 その後、これら半導体を化合物にしたり耐久性のある保
護膜の間に挟んだりして耐久性を持たせる試みが発表さ
れているが、それら従来の技術には次のような欠点があ
った。 公知例Ｉ Ｔｅの低酸化物膜の加熱による相変化を用
いた非消去形光ディスク（特公昭５４−３７２５号、Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ
２８１０１６ （１９８２） ）・・・・・・この例
では、Ｔｅの低酸化物ＴｅＯｘ （０＜ｘ＜２）の薄膜
を相変化する記録膜と記述しているが、光学特性の可逆
的変化については言及していない。 公知例２ ＴｅＯｘ （Ｘ＝１．１ ＞薄膜）可逆的
相変化による消去可能な光ディスク（日本学術振興会
薄膜第１３１委員会 第１１６回研究会資料１９８３
）・・・・・・この例では、Ｔｅに微量不純物としてＧ
ｅとＳｎを添加したものとＴｅＯ２の同時蒸発により分
解生成物としてＴｅ Ｑ＋、＋薄膜を蒸着している。こ
のように成膜工程中に高温で不安定なＴｅＯ２の分解過
程を含む膜では品質の制御が困難であるという欠点があ
る。さらに、Ｔｅａ、、、は、上記Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ２８ ２４（１
９８２）に記載されているように、記録前の膜の反射率
が１５％程度と低いこと、および記録による反射率変化
も約１２％と小さいため、この膜による光ディスクは信
号検出用光ピツクアップのフォーカシングやトラッキン
グの動作が難しい上に読み出し信号も小さいという欠点
もある。 公知例３ 記録・消去可能な光ディスク（Ａ。 Ｅ、３８１１等Ａ ｐｐｌ、 Ｐ ｈｙｓ、 Ｌ ｅｔ
ｔ １Ｌ９２Ｏ（１９８１’）・・・・・・この例では
、熱的に光学定数の可逆的変化の大きいＴｅ単体の薄膜
を、その耐食性を保護するためと、加熱時におけるＴｅ
の蒸発を防ぐため、Ｓ ｉ Ｏ２膜で挟んだ３層構造と
している。 この構造では、各膜厚を正しく制御しなければならす、
成膜工程が複雑になる欠点があった。 〔発明の目的〕
艷本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、そ
の目的とするところは、耐久性に優れ長期に亘つて記録
と消去が可能であり、しかも、高い信号レベルを得るこ
とができ、さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとと
もに安価で安全無害である光ディスクを提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明は、上記目的を達成するために、基体上に薄膜を
設け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照
射することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を
生じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な
光ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的
エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的に変化す
る、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を呈する半
導体を化学的に特に高温で安定な誘電体中に混合してな
る単一の混合膜としたことを特徴とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照しなが
ら説明する。第１図および第２図中２１は基板（基体）
であり、この基板２１上には記録膜（薄膜）２２が設け
られている。さらに、この記録膜２２上には、傷がつか
ないようにその表面を保護する保護膜２３が設けられて
いる。そして、上記記録膜２２は、レーザービームＬに
よる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が可逆的
に変化する、すなわち、安定な２つの異なる光学状態を
呈する微粒子の半導体（複素屈折率ｎ−１ｋ）２４・・
・を、化学的に特に高温で安定な誘電体（屈折率ｎｏ）
２５中に、体積比で４０〜８０％分散混合してなる単一
の混合膜で構成されており、また実効的な光学厚さがレ
ーザービームＬの波長の１／２以下とされている。なお
、第２図中２６はレーザービームＬを記録ｌｌ！２２上
に集光するための対物レンズである。 以上の構成によれば、記録１１２２は、化学的に不安定
で耐久性に乏しい半導体２４・・・を微粒子として、そ
の相変化を可能にする化学的に安定な誘電体２５中に分
散させるように同時スパッタで成膜する構造としたので
、記録Ｉ！２２中に分散した半導体２４・・・の微粒子
は結晶相と非晶質相とのいずれの状態にも容易に遷移す
ることができるとともに、記録膜２２として重要な耐久
性も著しく向上することができる。 また、上記の配録膜２２を局所的にレーザービームＬに
より短時間τだけ照射すると、その中に含まれる微粒子
の半導体２４・・・はレーザービームＬのパワーに比例
した温度θまで加熱される。照射が終わると高温になっ
た半導体２４・・・は周囲の誘電体２５への熱の流出に
よりＣ６＝θ／２τの冷却速度で温度が低下する。した
がって、照射部内の半導体２４・・・は、レーザービー
ムＬを強くして短時間加熱したときは高速に、レーザー
ど一ムしを弱くして長い時間加熱したときはゆっくりと
冷却される。すなわち、レーザーど一ムＬの賦与方法を
選択することにより、記録膜２２の照射部に含まれる半
導体２４・・・を複素屈折率の異なる非晶質相あるいは
結晶相のいずれかの所望する状態にすることができる。 その結果、記録膜２２の照射部をそこの複素屈折率で決
まる反射率Ｒに変換すること、換言すれば記録したり消
去したりすることができる。 また、記録膜２２の実効的な光学厚さをレーザービーム
Ｌの波長の１／２以下（第１の反射率極小が生じるより
薄い厚さ）とすることにより、記録膜２２は、記録時も
消去時も、すなわち消去後も記録後も共に比較的高い反
射率を保有することになり、情報信号はもとよりフォー
カシング信号やトラッキング信号も大きくとることがで
きる。 すなわち、たとえば、微粒子の半導体２４・・・にＧｅ
、誘電体２５にＢｉ２Ｏ：＋を用い、全記録膜２２中に
占めるＱｅの体積充填率が６０％になるようにＱｅとＢ
ｉ２Ｏａを同時にスパッタして基板２１に成膜した記録
膜２２の記録部（非晶質相）と消去部（結晶相）のレー
ザーダイオード光の波長０，８３μｍに対する反射率Ｒ
および反射率変化量ΔＲの膜厚依存性は、第３図および
第４図に示すようになり、同じ組成の記録膜２２であっ
ても、その膜厚のより記録時と消去時の反射率Ｒおよび
反射率変化量ΔＲは記録膜２２の両表面における反射光
の干渉効果で大きく変化する。したがって、この例では
、記録膜２２の膜厚を０．０５μｍにすることにより、
未記録部すなわち消去部および記録部のいずれの反射率
も大きく、しかも反射率変化量も大きくでき、これによ
り、大きな読取り信号が得られるとともに、信号検出用
光ピツクアップのフォーカシングやトラッキングのサー
ボ動作を容易にすることができる。なお、この例では、
記録膜２２は、半導体２４・・・としてＧｅ、誘電体２
５としてＢｉ２Ｏ３を用いたが、この他に、半導体２４
・・・としてのＱｅには、Ｂ’２ Ｃ）ａ 、Ｓ ｂ
２Ｏａ 、ＰｂＯ，Ｓ ｉ ０２ 、Ｔａ２Ｏ５等の酸
化物およびＢｉＦ：＋、ＬｔＦ、ＰｂＦ２、ＭＱＦ２、
ＢａＦ２、ＣａＦ２等の弗化物、半導体２４・・・とし
Ｔ１７）ＴｅおよびＩｎＳｂには、８２Ｏ３．５ｂ２Ｏ
３ 、Ｂ ｉ２Ｏ’３ 、ＰｂＯ等の酸化物およびＢｉ
Ｆ：＋ 、ＬｉＦ、ＰｂＦ２等の弗化物中の１種または
２種以上を主成分として含む誘電体２５が選出される。 また、全記録膜２２中に占めるＧｅの体積充填率を６０
％としたが、半導体２４・・・の微粒子の体積充填率は
、小さいと記録膜２２としての必要な反射率変化が小さ
く、大きいとメモリ用光ディスクとして必要な耐久性が
低下することから、４０〜８０％が適していることが実
験により確認されている。 さらに、成膜過程で分解の生じない安定な材料の組合わ
せを選定したため、同時に成膜を行なって混合膜とする
ことが容易であり、しかも、単一層であるため製作が簡
単であり、品質の揃ったメモリ用光ディスクを安価に提
供することができる。 さらに、上記構造の記録膜２２では、光ディスクとして
取り扱い中に破損しても、また破棄しても、半導体粉が
むき出しで飛散することがな（安全無害である。 （発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、基体上に薄膜を設
け、この薄膜に記録すべき情報を有する光ビームを照射
することにより上記薄膜に局所的に光学特性の変化を生
じさせ、これにより情報の記録を行なうことが可能な光
ディスクにおいて、上記薄膜は、光ビームによる熱的エ
ネルギーの賦４方法により光学定数が可逆的に変化する
半導体を化学的に安定な誘電体中に混合してなる混合膜
としたから、耐久性に優れ長期に亘って記録と消去か可
能であり、しかも、高い信号レベルを得ることができ、
さらに、製作が簡単で品質が揃えられるとともに安価で
安全無害である等の優れた効果を奏する。 ４、図面の簡単な説明 第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は断面図、第２図は拡大断面図、第３図は記録膜の反
射率変化量と膜厚との関係を示す図、第４図は記録膜の
反射量と膜厚との関係を示す図、第５図〜第７図はそれ
ぞれ異なる従来例を示す断面図である。 ２１・・・基体（基板）、２２・・・薄膜（記録膜）、
２４・・・半導体、２５・・・誘電体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
Claims (4)
- （１）基体上に薄膜を設け、この薄膜に記録すべき情報
を有する光ビームを照射することにより上記薄膜に局所
的に光学特性の変化を生じさせ、これにより情報の記録
を行なうことが可能なものにおいて、上記薄膜は、光ビ
ームによる熱的エネルギーの賦与方法により光学定数が
可逆的に変化する半導体を化学的に安定な誘電体中に混
合してなる混合膜としたしたことを特徴とする光ディス
ク。 - （２）混合膜は、半導体を誘電体中に体積比で４０〜８
０％含む構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の光ディスク。 - （３）混合膜は、実効的な光学厚さが光ビームの波長の
１／２以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光ディスク。 - （４）混合膜は、半導体として、Ｇｅ、ＴｅおよびＩｎ
Ｓｂのいずれかの材料を用い、誘電体として、Ｂ＿２Ｏ
＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＰｂＯ、Ｓｉ
Ｏ＿２、Ｔａ＿２Ｏ＿５等の酸化物およびＢｉＦ＿３、
ＬｉＦ、ＰｂＦ＿２、ＭｇＦ＿２、ＢａＦ＿２、ＣａＦ
＿２等の弗化物の１種または２種以上を主成分とする材
料を用いて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載の光ディスク。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176276A JPS6153090A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 光デイスク |
| KR1019850005874A KR890004230B1 (ko) | 1984-08-24 | 1985-08-14 | 광(光) 디스크 메모리 |
| EP85305854A EP0173523B1 (en) | 1984-08-24 | 1985-08-16 | Optical memory |
| DE8585305854T DE3580429D1 (de) | 1984-08-24 | 1985-08-16 | Optischer speicher. |
| US07/339,656 US4969141A (en) | 1984-08-24 | 1989-04-18 | Optical memory for storing and retrieving information by light exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176276A JPS6153090A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 光デイスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153090A true JPS6153090A (ja) | 1986-03-15 |
| JPH0558910B2 JPH0558910B2 (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=16010743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176276A Granted JPS6153090A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 光デイスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6153090A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63227389A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-21 | Toray Ind Inc | 光記録媒体 |
| JPS63237990A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Toray Ind Inc | 光記録媒体 |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP59176276A patent/JPS6153090A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63227389A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-21 | Toray Ind Inc | 光記録媒体 |
| JPS63237990A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Toray Ind Inc | 光記録媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0558910B2 (ja) | 1993-08-27 |
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