JPS62287246A - 情報固定可能型書換え式光記憶方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、レーデ光を照射して情報の記録、再生及び消
去を行なう書換え型光記録方法において、情報の改変を
防いだり、保存寿命を大きくするため情報を固定的に記
録することも可能な光記録方法に関するものである。

従来の技術 近年、レーザ光を光記録材料上の微小スポットに集光し
て光記録を行なう光記録方法が数多く考案されている。

既に知られているものはＴｅ薄膜、Ｔｅ分散Ｃ８２プラ
ズマ重合膜、５ｅ−Ｔｅ合金膜、スクアＩＪ　ＩＪウム
色素膜またはナフトキノン系色素膜からなる光記録材料
を用いる追記型の光記録方法や、Ｔｅ−ＴｅＯ２，５ｅ
−Ｇｅ−Ｔｅ、　Ｓｅ　−３ｎ　−Ｔｅ等の合金膜を用
いて合金の非晶質−結晶質相転移を利用する相転移型の
光記録方法がある。

また、光（熱）磁気型の光記録方法としては、Ｔｂ−Ｆ
ｅ−Ｃｅ系の異方性薄膜をスパッタリング等によって作
製し、記録ピットのカー効果によって情報を記録再生す
る光磁気型光記録方法や、Ｉｎ　−３分合金の結晶相→
結晶相転移による薄膜反射率の差をピットの有無とする
光記録方法も改良が進められている。

ごく最近はスピロピラン系、チオインジゴ系、アゾベン
ゼン系等の有機フォトクロミック材料を用いる薄膜化し
たフォトクロミック型の光記録方法の応用も真剣に研究
されるようになってきた。

上記の光記録方法は１度しか記録できない追記型（ｗｒ
　ｉ　ｔｅ−ｏｎｃｅ型）と、結晶→非晶、結晶→結晶
相転移型、光磁気型、フォトクロミズム型に代表される
書換え型光記録方法に２分される。

従来の計算機情報処理の大容量記録が磁気ディスク、磁
気フロッピーディスク等の書換え型を中心に発展した経
緯があり、磁気記録と比べてかなり大容量であるにも拘
らず、光記録にもその代替を望むならば書換え性が要求
される状況が生じている。このために、上述した書換え
型光記録方法の改良に拍車がかけられている。

しかしながら、従来の技術においては以下の問題点を有
していた。

発明が解決しようとする問題点 光記録方法を用いる際、まず問題となるのは光記録材料
の情報の安定性である。追記型のような明らかな不可逆
の物理的変化を用いる光記録方法は、マイクロフィッシ
ュの代替等として図書館蔵書の保存、官公庁、軍関係の
ファイル処理に用いられる程度に保存安定性が高く評価
されているが、書換え型光記録方法は、それに記録され
た情報の安定性が現在の所２〜３年以下で、データベー
ス等の長期の情報保存に適したものとは言い難い。

また、磁気記録と比べて大容量であるが故に、磁気テー
プのバックアップにおけるような頻繁な保存データの再
書込みを行なうことは不可能であった。

従って、光記録方法において、通常の範囲は書換え可能
であり、且つ特定の情報に関しては長期にわたる情報安
定性を附与することのできる光記録方法の出現が望まれ
ていた。

本発明の目的は、従来の情報書換え式光記録方法の問題
点を解決して、通常の書換え可能な情報の記録ができる
と同時に、記録された情報の改ざん、消去が不可能であ
り、記録の永久保存が可能である情報固定可能型書換え
式光記録方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、従来の情報の記録又は消去の可能な書換
え型光記録方法の上記のような現状に鑑みて、上記従来
法の呈する問題点を解決する新しい技術を開発すべく種
々検討、研究した結果、本発明を完成したものである。

すなわち、従来の書換え型光記録材料においても、光記
録材料の光学特性の不可逆的変化の閾値を超える照射景
でレーザ光を該光記録材料に照射すると光記録材料に情
報を固定して記録するが可能であることに着目し、本発
明を完成したものである。

本発明に従うと、レーザ光を照射して光記録材料の光学
特性を可逆的に変化して書換え可能に情報を記録又は消
去できると同時に、光記録材料の光学特性の不可逆的変
化の閾値を超える照射量でレーザ光を光記録材料に照射
して情報を固定して記録することが可能な情報固定可能
型書換え式光記録方法が提供される。

本発明に従う情報固定可能型書換え式光記録方法におい
て使用される光記録材料としては、フォトクロミズム現
象、非晶質−結晶質間の相転移、光磁気効果あるいは合
金の結晶相間の相転移による光学特性の可逆的変化を利
用して情報の書換え可能な記録又は消去を行うタイプの
光記録材料がある。

本発明の方法に使用可能なフォトクロミズム型の光記録
材料料としては、アゾ−ベンゼン化合物類、フルギド化
合物類、スピラン化合物（例えばスピロＣ２Ｈ−１−ベ
ンゾピラン−２，２゛−インドリン〕、スピロインドリ
ノナフトピラン、スピロ［：２３Ｈ−１−ベンゾピラン
−２，２′−ベンゾチアゾリン〕、スピロ（２Ｈ−１−
ベンゾピラン−２，２°−ベンゾオキサゾリン〕、スピ
ロ〔ベンゾチアゾリン−２，３”−〔３Ｈ〕−ナフト〔
２，１−６３ビランスピロＣ２Ｈ−１−ベンゾピラン−
２，２′−ナフト［２，３−ｄＥオキサゾリン〕、スピ
ロ〔インドリン−２，２′−ピラノ　（３，２−Ｈ）キ
ノリン〕がある。

これらのフォトクロミック材料は、紫外光で着色し、例
えば可視光で消色するモード間で書換え可能な光記録を
行なうことができるが、いずれの色素薄膜も、過大な熱
入射に対して溶融による不可逆変形をすることが明らか
となった。従って、ＭＷ及びアンダコート、オーバコー
トの構成を最適化すれば、本発明の情報固定可能型書換
え式光記録方法に好適に利用することができる。

更に、本発明の光記録方法に用いることのできる非晶質
←結晶質間の相転移を利用した材料としては、Ｔｅ−３
ｅ−３ｂＳＴｅ−３ｅ−Ｃｕ、　Ａｓ−３ｅ　−Ｔｅ。

Ｔｅ−Ｇｅ−３ｎ、Ｔｅ−Ｇｅ−５ｎ、Ｔｅ−Ｇｅ５　
Ｔｅ−３ｂ、　　Ａｓ　−３ｅ−Ｇｅ　−Ｓ　、　Ｔｅ
−Ｔｅ○２−Ｇｅ５Ｔｅ−ＴｅＯ□−３ｎ。

Ｔｅ−Ｔｅ０□−Ｇｅ−３ｎ、　５ｅ−Ｉｎ−３ｂ等多
くの材料系がある。

これらの材料はいずれも非晶←結晶間の相転移を可逆変
化として用いており、記録用のレーザ光に吸収性を示す
ため、薄膜の構成やアンダー及びオーバコートの構成を
調整することによって、不可逆的な熱変形を生じさせる
ことができる。

また、本発明の光記録方法に用いることのできる光磁気
カー効果変化材料としては、Ｍｎ　−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｔｂ
−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ　−Ｔｂ−Ｆｅ、　Ｇｄ　−Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、　Ｃｏフェライト、Ｂａフェ
ライト、Ｂ１ガーネット等がある。これらの材料系では
、キュリ一温度まで薄膜を加熱し、印加磁場で磁界を反
転させてそのカー効果変化で読み出す方式をとっている
。ところが、これらの材料系も上述のフォトクロミック
材料や相変化材料と同等に加熱によって薄膜層が可逆変
化を示さなくなる閾値を持っている。このために、これ
らの材料系もやはり薄膜厚、媒体構成によって、可逆、
不可逆変化領域を明確な閾値で分けた情報固定型書換え
式光記録方法に利用することができる。

さらに、本発明の光記録方法に用いることのできる結晶
←結晶相転移を利用する合金からなる光記録材料として
はＩｎＳｂ薄膜がある。

作用 一般的には、光記録方法としては、レーザ光の熱エネル
ギーを光記録薄膜の微小部分を蒸発させて小孔（ピット
）を生成する方法が多く使用されている。本発明の光記
録方法は、従来の書換え式記録方法に用いられていた可
逆的なピント生成と共に、不可逆的なピット生成を可能
としたものである。

このような可逆的なピット生成と不可逆的なピット生成
を同一の光記録材料で可能とするには、以下の三つの条
件を満足することが必要である。

（１）光記録材料の反射層、膜厚構成によって、書換え
型光記録材料の可逆的ピット生成領域および非可逆的ピ
ット生成領域を大きく変化させることができる。

（２）可逆及び／又は非可逆的ピット生成領域の境界は
明確な閾値を形成せず有限の幅の不安定ピット記録領域
を形成する。

（３）　　（２）で述べた不安定記録領域外の可逆的ピ
ット領域、非可逆的ピット生成領域は、記録レーザ光の
出力、パルス幅等によって一義的に決定することができ
る。

上記の三つに挙げた条件を満足する光記録材料を用いる
と、書換え型記録の閾値と固定型記録の閾値とを明確に
区分することができるため、選択的に情報の記録又は消
去、もしくは不可逆な記録の書込みをすることができる
。

上に列挙したフォトクロミズム型、非晶質−結晶質間の
相転移型、光磁気効果型および合金の結晶相間の相転移
型光記録材料はいずれも薄膜厚、媒体構成を調整するこ
とによって上記３条件を満足することが出来、本発明の
情報固定可能型書換え式光記憶方法に利用することがで
きる。

実施例 以下、本発明を実施例により説明する。なお、これらの
実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の技術的範
囲を同等制限するものではないことは勿論である。

実施例１ 第１図は本実施例の光記録方法に用いる光記録材料の概
略構成図である。図示の如く、この光記録材料は、記録
再生光を透過する厚さ１．５ｍｍｔのアクリル製の透過
性基板１１と、この透過性基板１１上に、厚さ２００Ｏ
Ａに真空蒸着されたＩＺ　３Ｚ　３’。

トリメチル−６−ヒドロキシ・スピロＣ２Ｈ−１−ベン
ゾピラン−２，２″−インドリン〕　〔略号ＨＢＰＳ）
からなる光記録層１２とを備える。更にこの色素膜ＨＢ
ＰＳからなる光記録層１２上に、厚さ１５００人でＴｅ
を真空蒸着して光反射層兼光吸収層１３を形成した。

このＨＢＰＳ膜は真空蒸着後、透明状態を示したので紫
外光（波長３６０ｎｍ）で初期着色化した。この紫外光
照射前後の反射スペクトル変化を第２図に示した。第２
図において、横軸はレーザ光の波長（ｎｍ）を示し、縦
軸はレーザ光の反射率（％）を示す。図中、破線の曲線
２１は紫外光照射前、実線の曲線２２は照射後のスペク
トルを各々示している。

曲線２２で示す状態の光記録材料にＨｅ　−Ｎｅレーザ
光（波長６２３．８ｎｍ、パ’７−３．８ｍＷ）を１．
６　μｍφのスポットに絞って照射すると、点２４に対
応する反射率から点２３に対応する反射率に増加した記
録ピットが媒体上に生成した。このピットは紫外光照射
で再び点２４で示す状態に戻り、以後記録、消去の繰り
返しができる可逆ピットが生成したことを確Ｓ忍した。

次に、点２４で示す状態の媒体にＨｅ　−Ｎｅレーザ光
（波長６３２．８ｎｍ、パワー６＋＋＋Ｗ）を同様に絞
ッテ照射すると、色素膜の変形（穴あき）とＴｅ膜の変
形（穴あき）による反射率低下した不可逆ピットが媒体
上に生じた。

次ぎに、本実施例の光記録方法を用いた光記録媒体に、
Ｈｅ−Ｎｅ光（波長６３２゜３ｎｍ、パワー３．３ｎ＋
Ｗ）を照射した場合の可逆及び／又は不可逆ピットのレ
ーザパルス幅依存性を第３図に示す。図中、横軸はレー
ザパルス幅（μ・５ｅｃ）を示し、縦軸は反射率変化（
％）を示す。ここで反射率変化とは、レーザ光照射前後
の反射率の差である。

図示の如く、パルス幅が０ないし２．０μ・ｓｅｃのと
きは、レーザ光の照射によってピット生成が可逆的に変
化する。従って、曲線３１は可逆ピット生成を示す曲線
である。またパルス幅が３μ・ｓｅｃ以上ではピット生
成が不可逆的であるので、曲線３３に示す変化では不可
逆ピットが生成している。

パルス幅が２．０ないし３．０μｓｅｃの間では可逆ピ
ットと不可逆ピットが混在するので、曲線３２の示す領
域は不安定ピット生成領域である。

従って、２．０μ・ｓｅｃ以下のパルス幅では書換え記
録が可能であり、３．０μ・ｓｅｃ以上のパルス幅では
固定型記録が可能である。それで、明確な閾値（２，０
μ・ｓｅｃ及び３．０μ・５ｅｃ）を持ったピットの書
き分けが行える。

実施例２ 透明なポリカーボネート基板上に、ＴｅｅｏＳｅ＋ｏＳ
ｂ＋。

の組成の薄膜をフラッシュ真空蒸着法によって膜厚９０
０人に作成した。この薄膜は、蒸着ままの状ＦｉＪ　（
ａｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）では非晶質であることがＸ
線回折で確認できた。

この媒体に波長８３０ｎｍの半導体レーザ（パワー１ｍ
Ｗ、　ＩＱμ５ｅｃ）のパルス光を１．６　μｍφ径に
絞って照射すると、ＴｅｅｏＳｅ＋ａＳｂ＋ｏ膜は結晶
化を生じ反射率が増加し、記録ピットが形成された。次
に、同一ピットに（パワー１０ｍＷ、　　０．２μ５ｅ
ｃ）のパルス光を１．６μｍφ径で照射すると結晶化し
た記録ピットは溶融して急冷され、初期の非晶質状態と
なり、ピットは消去された。この繰り返しは１０４　回
置上安定であることが確認された。

次に、この状態の媒体にパワー（１５ｍＷ、０．１μ５
ｅｃ）の半導体レーザを同様の径に絞り照射すると、Ｔ
ｅａｏＳｅ１ｏＳｌ］＋ｏ膜に溶融変形が生じ、１０ｍ
Ｗのレーザパワーでは元に変化しない不可逆ピットが記
録できた。

実施例３ （ＧｄＴｂ）　Ｑ、　２ＳＦｅＱ、　７ｓの組成の合金
ターゲットをＡｒスパッタリングしてガラス基板上に２
００への光磁気記録層を形成した。更に反射層として３
００人の厚さのＡｇを蒸着によって積層して光記録材料
を形成した。

波長８３０ｎｍ、出カフｍＷの半導体レーザを、ビーム
径１．６　μｍφに集光して照射し、印加磁場２０００
ｅを加えると、薄膜のカー効果が生じ、記録ピットが生
成した。このピットに印加磁場３０００ｅを加え、再び
上述の半導体レーザ光を照射するとカー効果による記録
ピットは消去できて、可逆性の記録ピットの記録消去が
確認できた。

次に、この媒体に半導体レーザ（１５ｍＷ、ｌ　μ５ｅ
ｃ）を同様の条件で加えると、ＧｄＴｂＦｅ膜に変形成
いは偏析が生じ、不可逆のピットが反射率変化として観
測された。

実施例４ １ｎｓｂ薄膜をアクリル基板上に作成し、結晶−結晶相
転移の書換え可能ピットがＬＤ光（７ｍＷ、２００ｎｓ
ｅｃ及び３ｍＪ　２μ５ｅｃ）の１．６　μｍφｍ−ビ
ーム間能なことをｍ認した。

次にこの媒体にＬＤ光（１５ｍＷ、５００ｎｓｅｃ）の
ＬＤレーザ°光を照射すると穴あき変形が生じ、不可逆
ピットが生成し、反射率変化として観測できた。

発明の詳細 な説明の如く、本発明による情報固定可能型書換え式光
記録方法は、従来の結晶←非晶間転移、フォトクロミズ
ム現象、光磁気転移、結晶←結晶相転移等を利用して書
換え可能な情報の記録、消去と同時に、記録レーザ光の
パワーを切替えるだけで記録情報を不可逆な固定ピット
とし、記録情報を永久保存可能にできる利点がある。

また、光ディスク等の形状に材料を構成した場合も、レ
ーザビームがアクセスしている任意の位置（トラック、
セクタ）に拘らず、特定の情報を固定化できる利点を合
わせ持つ。従って、書換え可能な記録媒体を利用する滞
、制御ホスト計算機のＯ８に必要であったライト−プロ
チクｌ−（ｗｒｉｔｅ−ｐｒｏｔｅｃｔ）　　コマンド
の設置等の付加コマンド負担も少なくなるメリットも生
じる。

また、すべての光記録方法に対して、ＬＤ、ガスレーザ
の出力パワーのみを変化させるだけで対応でき、既存光
記録ヘッドの技術の大部分がそのまま適用できるといっ
た大きな特徴を兼ね備えている優れた光記録方法と結論
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１て用いる光記録材料の概略
構成図を示し、 第２図は、本発明の実施例１で用いる光記録材料の可逆
領域におけるレーザ光の反射率変化を示し、 第３図は、本発明の実施例１で用いる光記録材料のレー
ザ・パルス幅に対する反射率変化を示している。 （主な参照番号） １１・・基板、　　１２・・記録色素層、１３・・反射
金属層、 ２１・・紫外光照射前の反射スペクトル、２２・・紫外
光照射後の反射スペクトル、３１・・可逆ビット生成曲
線、 ３２・・ビット生成不安定領域、 ３３・・不可逆ビット生成曲線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）レーザ光を照射することによる光記録材料の可逆
   変化を利用して光記録材料に情報を記録又は消去する書
   換え式光記録方法において、該光記録材料の特性の不可
   逆的変化の閾値を超える照射条件でレーザ光を該光記録
   材料に照射して該光記録材料に情報を固定して記録する
   ことを特徴とする情報固定可能型書換え式光記録方法。 （２）フォトクロミズム現象を利用して該光記録材料に
   情報を書込み又は消去することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の情報固定可能型書換え式光記録方法
   。 （３）非晶質と結晶質との間の相転移を利用して該光記
   録材料に情報を書込み又は消去することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の情報固定可能型書換え式光
   記録方法。（４）光磁気効果を利用して該光記録材料に
   情報を書込み又は消去することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の情報固定可能型書換え式光記録方法
   。 （５）該光記録材料が合金を含み、該合金の結晶相間の
   相転移を利用して該光記録材料に情報を書込み又は消去
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の情
   報固定可能型書換え式光記録方法。 （６）書込み用レーザ光の出力及び／又は照射時間を変
   化させることによって該光記録材料の不可逆変化の閾値
   を超えるレーザ光を該光記録材料に照射して該光記録材
   料に情報を固定することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第５項のいずれか１項に記載の情報固定可能
   型書換え光記録方法。