JPS63155438A - Information recording medium - Google Patents

Information recording medium

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Publication number
JPS63155438A
JPS63155438A JP61301487A JP30148786A JPS63155438A JP S63155438 A JPS63155438 A JP S63155438A JP 61301487 A JP61301487 A JP 61301487A JP 30148786 A JP30148786 A JP 30148786A JP S63155438 A JPS63155438 A JP S63155438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
recording
recording layer
information
crystalline
Prior art date
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Pending
Application number
JP61301487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Kobayashi
忠 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61301487A priority Critical patent/JPS63155438A/en
Publication of JPS63155438A publication Critical patent/JPS63155438A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To permit stable recording of information by forming a recording layer of a material which can make phase transformation between >=2 kinds of crystalline materials with which activation energy is different and projecting a light beam to such recording layer to cause a phase change between the crystalline phases. CONSTITUTION:This recording medium has a substrate 1 and the recording layer 3 formed of the material which can make the phase change between two kinds of the crystalline phase varying in the activation energy for crystallization. The information is recorded and erased by projecting the light beam 8 to the recording layer 3 to cause the phase change between the crystalline phases in the irradiated part. The material for the recording layer 3 includes, for example, an InSb-Sb eutectic alloy. The recording of the information by the phase change between the crystalline phases is thereby permitted; in addition, the crystal grain sizes can be distinctly discriminated by a difference in the activation energy for the crystallization of the crystal phases constituting the respective parts in the part of recording pits and the part except the same. The stable recording of the information is thereby permitted.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) この発明は、光ビームの照射により記録層に光学的特性
の変化を生じさせて情報を記録消去すると共に、この光
学的特性を検出して情報を再生するいわゆるイレーサブ
ルディスク等の情報記録媒体に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Purpose of the Invention (Industrial Application Field) This invention records and erases information by causing a change in optical characteristics in a recording layer by irradiating a light beam, and The present invention relates to information recording media such as so-called erasable discs that reproduce information by detecting characteristics.

(従来の技術) 情報の記録再生に加えて情報を消去することができるイ
レーサブル光ディスクとしては、従来、結晶質と非晶質
との間の相変化を利用するものが開発されている。この
光ディスクにおいては、光ば−ムを記録ビット部に照射
することによって、この記録ビット部にて結晶質及び非
晶質間の相変化を生じさせ、各相の複素屈折率が異なる
ことを利用して情報を読取る。このため、この光ディス
クには、光ビームの照射による加熱及びその後の急冷に
よって容易に非晶質になる材料が使用される。従来、こ
のような材料として、TeOx。
(Prior Art) As erasable optical discs capable of erasing information in addition to recording and reproducing information, discs that utilize phase change between crystalline and amorphous states have been developed. In this optical disc, by irradiating the recording bit part with a light beam, a phase change between crystalline and amorphous is caused in the recording bit part, and the fact that the complex refractive index of each phase is different is utilized. to read the information. For this reason, this optical disk uses a material that easily becomes amorphous when heated by irradiation with a light beam and then rapidly cooled. Conventionally, such a material is TeOx.

Te−3n−8e又はGe−Te等のカルコゲナイド系
の材料が公知である[TeOxについては、“書き換え
可能な大容量光ディスク”日本学術振興会第131委員
会大116研究会資料(1983,5)]。
Chalcogenide materials such as Te-3n-8e or Ge-Te are known [Regarding TeOx, see "Rewritable high-capacity optical disks" Japan Society for the Promotion of Science 131st Committee Large 116 Study Group Materials (1983, 5)] ].

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、カルコゲナイド系の材料においては、非
晶質相が安定ではなく情報を安定して記録することがで
きないという問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, chalcogenide-based materials have a problem in that the amorphous phase is not stable and information cannot be stably recorded.

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
安定して情報を記録することができる情報記録媒体を提
供することを目的とする。
This invention was made in view of such circumstances, and
The purpose of the present invention is to provide an information recording medium that can stably record information.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明に係る情報記録媒体は、基板と、結晶化の活性
化エネルギが相違する2種の結晶質相の間で相変化し得
る材料で形成された記録層とを有し、前記記録層に光ビ
ームを照射して、その照射部分に前記結晶質相間の相変
化を生じさせて情報を記録消去することを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) An information recording medium according to the present invention comprises a substrate and a material capable of phase change between two types of crystalline phases having different crystallization activation energies. The recording layer is formed by irradiating the recording layer with a light beam to cause a phase change between the crystalline phases in the irradiated portion, thereby recording and erasing information.

(作用) 活性化エネルギが異なる2種類以上の結晶質相の間で相
変態し得る材料により記録層を形成し、この記録層に光
ビームを照射してこの照射部分を一方の結晶質相から他
方の結晶質相に変態させる。
(Function) A recording layer is formed of a material that can undergo phase transformation between two or more types of crystalline phases with different activation energies, and a light beam is irradiated onto this recording layer to transform the irradiated portion from one of the crystalline phases. Transform to the other crystalline phase.

そうすると、照射部分と非照射部分とは異なる結晶質相
で形成される。これらの結晶質相は結晶化の活性化エネ
ルギが異なるので結晶成長速度が相違し、活性化エネル
ギが小さい結晶質相の方が結晶成長速度が大きい。これ
により、光ビーム照射部分と照射しない部分で結晶粒径
が相違する。この場合に、光ビームの照射部分及び非照
射部分はいずれも結晶質であるから室温で安定であり、
かつ、各結晶質は粒径の大きさが異なるので反射率によ
り明確に判別することができる。このため、安定して情
報を記録することができる。
Then, the irradiated portion and the non-irradiated portion are formed of different crystalline phases. Since these crystalline phases have different crystallization activation energies, their crystal growth rates differ, and the crystalline phase with a lower activation energy has a higher crystal growth rate. As a result, the crystal grain size differs between the portion irradiated with the light beam and the portion not irradiated. In this case, both the irradiated part and the non-irradiated part of the light beam are crystalline and therefore stable at room temperature.
In addition, since each crystalline substance has a different grain size, it can be clearly distinguished by reflectance. Therefore, information can be recorded stably.

(実施例) 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。第1図はこの発明の実施例に係る情
報記録媒体(光ディスク)の断面図である。基板1は透
明で材質上の経時変化が少ない材料、例えば、ガラス、
石英、PMMA樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)又
はエポキシ樹脂等の材料でつくられている。基板1には
、保護層2、記録層3、保護層4及び保r!11115
がこの順に形成されている。保護層2,4は記録層3を
挟むように配設されており、レーザ光の照射により記録
層3が飛散したり、穴が開いてしまうことを防止してい
る。この保護層2,4は、S I O2、SiO又はA
IN等の誘電体を蒸着法又はスパッタ法等により成膜し
て形成することができる。この保護層2,4の厚さは1
nm乃至10μmであることが好ましい。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view of an information recording medium (optical disk) according to an embodiment of the invention. The substrate 1 is made of a material that is transparent and has little change over time, such as glass,
It is made of materials such as quartz, PMMA resin, polycarbonate resin (PC), or epoxy resin. The substrate 1 includes a protective layer 2, a recording layer 3, a protective layer 4, and a protective layer! 11115
are formed in this order. The protective layers 2 and 4 are disposed to sandwich the recording layer 3, and prevent the recording layer 3 from scattering or forming holes due to laser beam irradiation. These protective layers 2 and 4 are made of SIO2, SiO or A
It can be formed by depositing a dielectric material such as IN using a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. The thickness of these protective layers 2 and 4 is 1
The thickness is preferably from nm to 10 μm.

保llll15は光ディスクの取扱い上、庇等の損傷が
発生することを防止するために配設され、保護層4との
密着性が良好な材料で形成される。例えば、保護層4の
上に紫外線(UV)硬化樹脂を塗布し、この樹脂層に紫
外線を照射して硬化させることにより形成することがで
きる。
The protector 15 is provided to prevent the eaves from being damaged during handling of the optical disc, and is made of a material that has good adhesion to the protective layer 4. For example, it can be formed by applying an ultraviolet (UV) curing resin on the protective layer 4 and curing the resin layer by irradiating the resin layer with ultraviolet rays.

記録13は、光ビームを照射条件によって結晶化の活性
化エネルギが異なる2つの結晶質相になり得る材料で構
成されている。この結晶化の活性化エネルギの相違は、
一方の結晶質相の結晶核形成が表面核形成であり、他方
の結晶質相の結晶核形成が体積核形成であることに起因
している。このような材料としては例えばIn5b−8
b共晶合金がある。この合金は、スプラットクーリング
による急冷凝固により準安定相のπ相に変態することが
知られており、このπ相は室温で安定に存在し得る。従
って、この合金を溶解した後、急冷した場合にはπ相と
なり、徐冷した場合には平衡相のInSbとsbとなる
。一方、結晶は結晶核形成後、結晶成長することにより
形成される。この結晶核形成においては、π相の場合が
表面核形成で形成され、平衡相の場合が体積核形成で形
成される。この場合に、表面核形成の方が体積核形成の
場合よりも結晶化の活性化エネルギが小さく、π相の結
晶化の活性化エネルギは平衡相の場合の数分の1と小さ
い。このため、π相の方が平衡相よりも結晶成長速度が
大きく、π相は単結晶的な粗大粒となり、平衡相は微細
な等輪島となる。このように、結晶形態の相違による反
射率の差により情報を記録及び消去することができる。
The recording material 13 is made of a material that can form two crystalline phases with different crystallization activation energies depending on the light beam irradiation conditions. The difference in activation energy for this crystallization is
This is because the crystal nucleation of one crystalline phase is surface nucleation, and the crystal nucleation of the other crystalline phase is volume nucleation. Examples of such materials include In5b-8
b There is a eutectic alloy. It is known that this alloy transforms into a metastable π phase by rapid solidification by splat cooling, and this π phase can exist stably at room temperature. Therefore, when this alloy is melted and then rapidly cooled, it becomes a π phase, and when it is slowly cooled, it becomes an equilibrium phase of InSb and sb. On the other hand, crystals are formed by crystal growth after crystal nucleus formation. In this crystal nucleation, the π phase is formed by surface nucleation, and the equilibrium phase is formed by volume nucleation. In this case, the activation energy for crystallization in surface nucleation is smaller than in the case of volume nucleation, and the activation energy for crystallization in the π phase is a fraction of that in the case of equilibrium phase. Therefore, the crystal growth rate of the π phase is higher than that of the equilibrium phase, and the π phase becomes single-crystal coarse grains, while the equilibrium phase becomes fine equicyclic islands. In this way, information can be recorded and erased based on the difference in reflectance due to the difference in crystal form.

なお、上述したような一般的なスプラットクーリングに
限らず、パルス光ビームの照射により急冷凝固すること
もできる。このパルス光ビームの照射する方法は、スプ
ラットクーリングの場合よりも冷却速度が大きいので、
非平衡相が現出する範囲が広くなり、非平衡相を得易く
なる。
Note that, in addition to the general splat cooling described above, rapid solidification can also be performed by irradiation with a pulsed light beam. This pulsed light beam irradiation method has a faster cooling rate than splat cooling, so
The range in which the non-equilibrium phase appears becomes wider, making it easier to obtain the non-equilibrium phase.

なお、このような、結晶化の活性化エネルギが異なる結
晶形態をとり得る材料としては、ここに掲げたIn5b
−8b共晶合金に限られるものではなく、室温で非平衡
相の結晶質になり得る材料であれば適用することができ
る。
In addition, examples of materials that can take crystal forms with different activation energies for crystallization include In5b listed here.
The material is not limited to the -8b eutectic alloy, but any material that can be crystalline in a non-equilibrium phase at room temperature can be used.

記録層3の厚さは”lnm乃至5μmであることが好ま
しい。また、この記録層3は、通常のスパッタ法又は蒸
着法等により成膜することができる。
The thickness of the recording layer 3 is preferably 1 nm to 5 μm. The recording layer 3 can be formed by a conventional sputtering method, vapor deposition method, or the like.

次に、このように構成された光ディスクの動作について
説明する。ここでは記録層3としてIn5b−sb共晶
合金を使用した場合について示す。
Next, the operation of the optical disc configured as described above will be explained. Here, a case will be shown in which an In5b-sb eutectic alloy is used as the recording layer 3.

この光ディスクにおいては、第1図に示すように、光ビ
ーム8が集束レンズ7により集束されて基板1側から記
録層3に照射される。
In this optical disc, as shown in FIG. 1, a light beam 8 is focused by a focusing lens 7 and irradiated onto the recording layer 3 from the substrate 1 side.

LL 成膜後の記録層3が非晶質又は非平衡相の結晶質である
場合には、この光ディスクを使用する前に記録層3を平
衡相の結晶質にする。この光ディスクの初期化は、ヒー
タによりディスク全体を結晶化温度以上、又は、非平衡
相の′結晶質から平衡相の結晶質に相変化する変tii
度以上に加熱することにより行ってもよいし、また、光
ビームを記録層3に順次照射してこの光ビームにより記
録層3を加熱することにより行ってもよい。
LL If the recording layer 3 after film formation is amorphous or crystalline in a non-equilibrium phase, the recording layer 3 is made crystalline in an equilibrium phase before using this optical disc. Initialization of this optical disk is carried out by raising the entire disk to a temperature higher than the crystallization temperature using a heater, or by changing the phase from a non-equilibrium phase crystalline state to an equilibrium phase crystalline state.
The heating may be carried out by heating the recording layer 3 to a temperature higher than 100°C, or may be carried out by sequentially irradiating the recording layer 3 with a light beam and heating the recording layer 3 with the light beam.

乱1 光ディスクに対する情報の記録においては、記録層3に
光ビームを短時間照射し、この照射領域6を一旦溶解さ
せた後、急冷することにより非平衡相の結晶質であるπ
相に相変化させる。この場合に、このπ相は結晶化の活
性化エネルギが低いので、単結晶的粗大粒となる。光ビ
ームとしては、10n秒乃至2μ秒の速いパルス状のレ
ーザビームを使用することが好ましい。また、このレー
ザビームの出力は、例えば、その1パルスで記録ピット
(照射領域6)をWIN!させることができるものであ
ればよく、通常、半導体レーザを使用した場合には5乃
至30mWである。このように記録ピット(領域6)の
急冷によってこの部分が非平衡相のπ相に変化し、この
π相が前述したように単結晶的な粗大粒となることによ
り、情報が記録層3に書込まれる。この場合に、π相は
室温で安定に存在し、平衡相と粒径の大きさが明確に異
なるので情報を安定して記録することができる。
When recording information on an optical disc, the recording layer 3 is irradiated with a light beam for a short time, the irradiated area 6 is once melted, and then rapidly cooled to dissolve the non-equilibrium phase crystalline π.
phase to phase change. In this case, since the π phase has a low crystallization activation energy, it becomes single-crystal coarse grains. As the light beam, it is preferable to use a fast pulsed laser beam of 10 nanoseconds to 2 microseconds. In addition, the output of this laser beam can, for example, hit the recording pit (irradiation area 6) with one pulse! If a semiconductor laser is used, it is usually 5 to 30 mW. In this way, by rapid cooling of the recording pit (area 6), this part changes to the non-equilibrium π phase, and this π phase becomes single crystal coarse grains as described above, so that information is transferred to the recording layer 3. written. In this case, the π phase exists stably at room temperature and has a clearly different particle size from the equilibrium phase, so information can be stably recorded.

■ 記録層3に書込まれた情報は、この記録ピット(照射領
域6)に光ビームを照射し、その反射光の強度を検出す
ることにより読取る。つまり、結晶化の活性化エネルギ
が大きく微細な等輪島の結晶粒として存在する平衡相と
結晶化の活性エネルギが小さく粗大結晶粒として存在す
るπ相とで、光ビームを照射したときの表面反射率が異
なることを利用し、反射光の強度を検出することにより
、光ビームの照射領域が平衡相の結晶質であるか、非平
衡相のπ相であるかを判別する。
(2) The information written in the recording layer 3 is read by irradiating the recording pits (irradiation area 6) with a light beam and detecting the intensity of the reflected light. In other words, the surface reflection when irradiated with a light beam is caused by an equilibrium phase that has a large crystallization activation energy and exists as fine equicyclic island crystal grains, and a π phase that has a small crystallization activation energy and exists as coarse crystal grains. By utilizing the fact that the ratios are different and detecting the intensity of the reflected light, it is determined whether the area irradiated with the light beam is in the equilibrium phase of crystalline phase or in the non-equilibrium phase of π phase.

L 記録層3の記録ピット(領域6)に情報記録時の光ビー
ムの出力より小さな出力の光ビームを情報記録時よりも
若干長時間照射し、記録層3を構成するIn5b−8b
共結晶合金の胆点より高い温度に加熱して一旦溶解した
後、徐冷する。これにより、記録層3の記録ピットは微
細な等輪島の平衡相の結晶質に戻り、情報が消去される
L In5b-8b constituting the recording layer 3 is irradiated with a light beam with an output smaller than the output of the light beam during information recording for a slightly longer time than during information recording onto the recording pit (area 6) of the recording layer 3.
The co-crystal alloy is heated to a temperature higher than its bile point to once melt, and then slowly cooled. As a result, the recording pits of the recording layer 3 return to the crystalline state of the equilibrium phase of fine equicyclic islands, and the information is erased.

[発明の効果] この発明によれば、結晶化の活性化エネルギが異なる2
つの結晶相になり得る材料により記録層を形成し、この
記録層に米ビームを照射することによりこれら結晶層間
に層変化を生じさせ、これにより情報を、記録消去する
。このように、結晶質相互間の相変化により情報を記録
することができ、しかも、記録ピットの部分とそれ以外
の部分とにおいて、各部分を構成している結晶相の結晶
化の活性化エネルギの差により結晶粒径を明確に区別す
ることができる。このため、安定して情報を記録するこ
とができる。
[Effect of the invention] According to this invention, two crystallization activation energies are different.
A recording layer is formed of a material that can form two crystal phases, and by irradiating this recording layer with a rice beam, a layer change is caused between these crystal layers, thereby recording and erasing information. In this way, information can be recorded through phase changes between crystals, and the activation energy of the crystallization of the crystal phases constituting each part can be reduced between the recording pit part and other parts. The crystal grain size can be clearly distinguished by the difference in . Therefore, information can be recorded stably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例に係る情報記録媒体の断面図
である。 1:基板、2.4,5:保護層、3;記録層、8;光ビ
ーム。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 1 図
FIG. 1 is a sectional view of an information recording medium according to an embodiment of the invention. 1: Substrate, 2.4, 5: Protective layer, 3: Recording layer, 8: Light beam. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板と、結晶化の活性化エネルギが相違する2種
の結晶質相の間で相変化し得る材料で形成された記録層
とを有し、前記記録層に光ビームを照射して、その照射
部分に前記結晶質相間の相変化を生じさせて情報を記録
消去することを特徴とする情報記録媒体。
(1) It has a substrate and a recording layer formed of a material that can undergo a phase change between two types of crystalline phases with different crystallization activation energies, and the recording layer is irradiated with a light beam. An information recording medium characterized in that information is recorded and erased by causing a phase change between the crystalline phases in the irradiated portion.
(2)前記各相の活性化エネルギの相違は、一方の相の
結晶核形成機構が表面核形成であり、他方の相の結晶核
形成機構が体積核形成であることに起因していることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の情報記録媒体
(2) The difference in activation energy of each phase is due to the fact that the crystal nucleation mechanism of one phase is surface nucleation, and the crystal nucleation mechanism of the other phase is volume nucleation. An information recording medium according to claim 1, characterized in that:
JP61301487A 1986-12-19 1986-12-19 Information recording medium Pending JPS63155438A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463578A (en) * 1994-09-22 1995-10-31 International Business Machines Corporation Magneto-optic memory allowing direct overwrite of data

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463578A (en) * 1994-09-22 1995-10-31 International Business Machines Corporation Magneto-optic memory allowing direct overwrite of data

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