JPS6348628A - 光情報記録担体 - 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】 〔匹朶上の利用分野〕 本発明は光情報記録担体に係り、特に記録速度が速く無
公害の書替え可能散光情報記録担体に関する。

〔従来の技術〕

高密度、大容量の情報記録担体として、集光されたレー
ザ光を用いた光デイ２クメモリがあり、該光デイスクメ
モリの▲要課題として？Ｊ＋　Ｃ／Ｈ　　にすること、
および書き換え可能ンζすることが求められている。

これらの例として特開昭５６−１４５５３０号公報に記
載のようにカルコゲン化物を記録ｊμとしたものが知ら
れている。

これは、カルコゲ／化物の博１摸をレーザ照射刀ｎ熱し
、非晶質相、結晶相間の光学定数の変化を記録再生に用
いたものである。その記録速度はｆ（ｆ晶化の活性化エ
ネルギとレーザパワーとで決められており、活性化エネ
ルギは経時安定性の点θ・ら小さくすることは出来ない
。また、レーザパワーにも限界がめ９、その記録速度は
十分にｊいとはＳえず、記録速度の高速化に対しての配
！まがなされていない。また、カルコゲン化物は毒性が
彊〈、大量に使用された場合公害の発生も０念さＩしる
。

また、特開昭５６−１５６９４３号公報に示されるよう
に滋気光学記録媒体を用いる方法も良く知られている。

しかしながら、同公開会報に示されているように、高屈
折率８１！体膜がらなるエンハ／スメ／ト層を設けても
Ｃ／Ｈに比例する力ー回転角は前々１°と小１＜、Ｃ／
Ｈに対する配慮が足りない。

また、文献、Ｒ．Ａ．　Ｌｅｍｏｎｓ　＋　Ｍ．Ａ．　
’Ｂｏｓｃｈ　＋電気的Ｊ’３　ａ　ヲＲ　り７’ｃ　
”ｋ　記録、ＣＬＥＯ’８２，　ＦＦ３（Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｌａｓｅｒｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ　−　Ｏｐｔｉｃｓ　。

１９８２）および特開昭５５−６４６３９号公報に示さ
れるようにメモリ膜を二つの電極間に挾んで瑚成し，レ
ーザ照射とともに４極を電源に接続して記録感度な腐め
る方法が示でれている。

これらの光情報記録担体は４極間のメモリ膜に′コ他を
介して通電することによってジュール熱を発生させ、レ
ザパワーに加算するようにしたものでるる。

しかし、これらのものに２いても記録速度を．高速化す
るには限界がある。′）エール熱を加算することによシ
レーザ照射部の温度を高くすれば記録速度は高くなるが
、基板の案内溝の変形、記録膜の蒸発等の問題が生じ、
ジュール熱の加算にも限界があり、記録の高速化に対す
る配慮は十分ではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記疋来技術は記録速度の向−ｈ＋一ついて十分配慮さ
れていないという問題がちる。また記録担体膜の毒性ｋ
Ｃついて配慮がされて２らず、広範囲に使用されるよう
になった場合に公害となる問題がある。

本発明の目的は、光情報記録κおいて、（１）高４記／
灸が可能で、 （２）所定の信号対雑音比Ｃ／ＮＧよび＃替え可能の特
徴を損うことのない、 （３）毒性のない焦公害の記録担体膜を用いた光情報記
録担体を提供することにある。

〔間シ２櫃点を解決するための手段〕 上記目的は、記録担体の構成を次の（１）〜（３）の構
成にすることにより達成される。

（１）記録膜に毒性のないＢａＴｉＯ３＋　ＰｂＺｒＯ
３＋ＰｂＴｌＯ３系等の強誘電体膜を用いる。

（２）このｇＩ誘電体膜の裏面に反射膜を設けて強誘電
体表１Ｉｉｉからの入射光に対して多重干渉する構成と
する。

（３）この籏訪′α体膜に電界を印加出来るように、ま
たレーザスポット加熱が出来るように、強誘電体膜の嚢
面側に透明−極、裏面側に電極を密着あるいは誘屯体を
介して設けた構成、あるいは反射膜を１と極と兼用した
構成とする。

〔作　用〕

ＢａＴｉＯ３等ｆ）’Ｂｉｔｊ電体膜は高温下で電界を
祁１１ｊ［！すると分極し、分極前と分極後で屈折率に
変化が生じる。この屈折率変化を記録、再生に用いる。

先ず記録過程）こついて説明する。強誘電体膜表面の透
明逼ｊと裏面の反射膜とを砥圧・ふ１ｃ鑑統し、強誘電
体膜に電界を印加しながらレーザスポット加熱すると強
誘電体膜Ｏ中で加熱妊ｎ、ｔスポット部のみに公傷が生
じる。レーザスポットの照射の１無を信号とすれば、信
号を傭搏喝体膜上にノ上極部、非分極部として記録出来
る。すなわち、信号は屈折率の変化として記録される。

。 また、これとは逆にンーザ元を遅Ｊ！　＋！べ射し、−
玉ｄ逼体嗅に印加する底弁をオ／、万フする：うずこし
ても、該Ａ誘電体頂上に１ｇ号を記録することができる
。

次に４１＋生過６について説明す５゜前玉には屈折４変
化により生ずる反射４変化を用いる。ラル３成体渓の分
極、非＋極での屈折率変化は小３く、屈折率変化をｌ１
ｉＩ接検出したのでは高Ｃ／Ｎは得られない。このため
、強誘電体膜の礒面に反射、模を設けて、この反射膜と
強誘電体Ａ１１ｉの界−で生ずる反射を利用して多重干
渉する構成として反射率変化を犬すくシ、再生時に高Ｃ
／Ｎを得られるよりにａり成しである。

記録Ａｌは迫９心体膜の抗電界と印加電圧で決まり、レ
ーザ照射は強誘電体膜をキュリー温度近傍まで加熱し、
抗電界を低下させる補助的手取でおり、記録は電界印刀
口により行なわれる。ｙ科の経時安定性を決める結晶化
温度はキュリー温度とは独立であり、また、キュリー温
度を所定１直に定めることにより案内溝の変形、メモリ
膜の蒸発の問題も生じない。分りの反転時間は印加電界
に比例し、１０　ｆｖｉＶ／ｌｎの電界では室温でｉａ
　ｌ　Ｏｎ５ｅｃ万一ダとなり、加熱を加えれば容易に
数１０　ｋＩＨｚの記録連装が得られる。

〔実施例〕

以下に、本発明の光情報記録担体の−Ａ施例を第１図に
より説明する。

まず、ガラス基板１の上に透明寛毬２となる不す膜を形
成し、さらにメモリ膜３となるＢａＴｉＯ３のｉａ＃ｓ
ｔ体、模をスパッタリング法ぜ二より８００人の膜厚で
形成する。その上に、ニクロム合金をス・・ツタリング
で１０００人の膜厚に形成し、反射、￥Ａ兼電電極膜４
する。

このようにして形成した透明電極２および反躬膜派電極
５俣４に４源５を接ピし、該延潴２　＋　４１＋：ｊの
メモリ、嗅３に電界を印加する。該４源５の１圧は１■
に設足される。したがって該メモリ族３しこ印加さ１し
る！ｉ昇強度は約１００　Ｕ　Ｖ／ｙｒｒ＋ｔこなる。

さて、上記のようにして形、−χきルた光１Ｎ報記鋒担
体に情報を記録する場合にはメモ’）　１ａ　３に前記
電界なＥ］加し、該メモリ換３上に−−ザ光６（５ｍＷ
／μｍ”　）を果尤して照射する。てう′ｒると、メモ
’）　、Ａｉｌ：　３　（ＢａＴｉ０３）はチェり一温
度近傍に加熱源１し、低電界下で容易に分極する。

この分極はレーザ光６でスポット加熱された部分のみで
生じ、加熱されｉかった部分には生じない。このため、
情報はスポット加熱の有無く対応して分極の有無として
１”、０”の２進化情報で配球され、２（ｌｖＩＨｚま
で記録可能になる。

本実施例では、分極の生じる条件が１加Ｍ”かつ同時に
＠電界”となるように１　レーザ光強度、１Ｊｌ界強度
を設定式れている。

本発明では、上記とは逆に、レーザ光６を連続照射し、
電界をオン、オフすることによっても記録可能である。

この場合、電界をオフにしてレーザ光６を照射すると、
記録担体は加熱され分極は消失する。したがって、記録
済の記録担体にレーザ光を連続ｆ＠射し、情報を省き込
みたい時のみ電界をオンにすると、前に記録されていた
情報は全てｌ臼云妬れ、新しい１Ｒ＠のみが記録される
ことになる。すなわち、重ね書きがＥ］　ｔＡである。

次に、再生動作を説明する。

一般に、ガラス基板上にＢａＴ１０３　膜のみを形成し
、ガラス基板側から光を当てて反射率を測定すると、約
１０．８％であり、該ＢａＴｉＯ３膜を分極させて反射
率を測定すると約１２．４ＸＫなる。すなわち、分極前
と分極後とでは反射率変化はわず力弓こ、１．６％しか
ない。また、Ａｌ基板上にＢａＴｉＯ３膜を形成して、
分極前と分極後の反射率変化を測定すると、反射率は７
８．５Ｘから７６．７Ｘとわずかしか変化しない。この
ため単にガラス基板上又はＡｌ基板上にＢａＴｉＯ３膜
を形成したのでは、Ｃ／Ｎの晶い読出しはできない。

第２図は本実施例の光情報ｓｅ、ｔ＆担渾の基板面２・
らみた反射率のＢａＴｉＯ３膜厚依存性を示した図であ
り、実森は分極状態での反射率、破房は非分極状態での
反射率を示している。１刀１ら明らかなよりに、膜厚８
００λ前後で分極、非分極のべ座変化による反射率Ｒの
変化比Ｒ’＝Ｒ（非分極）／Ｒ（分極）が最大となって
２す、Ｒ’＝２を得ている。

再生時のＣ／Ｎはこの変化比に比例し、Ｒ’＝２におい
てＣ／Ｎ＝　５５　ｄＢ　　と高いＣ／Ｎを得ている。

本実施例の記録担体の反射率の変化が犬きくなる理由は
、ＢａＴｉ０１　膜の屈折率が分極前および分極後で変
わり、この変化によってガラス基板１の前方から照射さ
れた光の、メモリＭ３中での光学長（＝Ｍ折率×メモリ
膜３の厚さ×２）が変化するがらでろる。つ壕り、メそ
す膜３の表面で反射された光と、メモリ膜３を通って反
射股兼電極膜４で反射され、再びメモリ膜３を通って出
射される光との干渉が、分極前と分慣後のメモリ膜３の
光学長の変化によって変化し、反射率の変化が２倍とい
り大きな値が帰られる。

このように、本″ＪＬ：施例においては反射膜兼電極膜
・ｔの作用により、ガラス基板１０面で反射された元と
反射膜量α極、俣４で反射された元との多重干渉の効果
により、反射率変化が犬きくなり、高いＣ／Ｎを得るこ
とができる。

第３図はガラス基板１に案内溝７を設けた本発明の第２
実施例であり、高精度のトラッキングが出来る効果があ
る。

また、反射膜兼電極膜４を強訪Ｎ、体３より狭い範ｄし
おＡしｔ該゛電極膜４の周凹に強誘電体膜３が露出する
ようにすると、透明ＩＩ！極２と成極膜４間のンヨート
防止に効果がある。

第４図は本発明の第３実施例を示す。この実施例は基板
ｌとして平板ガラスるるいはＰＭＭＡ板、ｐｃｉＩｉ等
樹脂板を用い、その平面に造明屯極２を設け、さらに誘
電体８としてフォトポリマー樹脂を設け、同時にフォト
ボリマゼー７ｇン法（２Ｐ法）により案内溝も構成した
例である。この尖几例は透明電極ＭＸ２および反射膜兼
′ば極膜４間の距離が大きくなり、ピアホール等νこよ
る透明１！１．模２および反射膜メに成極膜４間Ｊ）７
ヨートを防止出来る効果がある。

第５図は本発明の第４実施例を示す、こり実施例は、Ｗ
、４図の反射膜兼電極膜４を反射膜９とｔ極１０に分離
したもσ）でろる。この実３〜例Ｖこよれば、反射膜と
して誘電体を用いることにより、透明電極２と電極膜４
間のショート防止をはか八るという効果がある。ま几該
反射膜９として熱伝導率のｌ」・場なものを用いると、
ｚｅｌｏへの放熱を防止して記録効率の向上をはかＫＬ
るという効果がｂる。さらに、該反射膜９として、消長
係数が５以下の吻貿を用いると、吸熱効率が高−まり、
記録効率の向上がはかれるという効果がち６つ第６図は
本発明の第５実施例を下す。この実施例はショート防止
用のＢｔ体、摸８を電１ｉ１０とｊｄ電体摸からなるメ
モリ膜３の間に設けた例でｂる。この賃凡例によれに、
反射膜９が誘電体８とメモリ膜３の間に位置しているの
で、多重干渉機能を損うことなく、かつ法反オｊ膜９の
車面に誘眠体８が設置ｆらｎているのて’、／ｙ−ト功
止■効果に７１Ｆ！　、’ｅ−て保ｊ膜の俵化をももた
ｇることが出来、５効果がある３゜ 第７図は本発明の第６人３例を示す、この実施例は基板
１２にＡ１等の金Ａ基板を用い、かつ透明電極２上に透
明保護膜１１を形成した例である。

本実施例の案内ｇ７はアクリル系フォトポリマー樹脂か
らなる訪を体、喚８上に２Ｐ法で形叡妊れている。この
Ｅｓ電体膜８はショート防止の効果がある。また基板１
２は′成極と兼用芒れることが出来、を源５の接続を容
易に出来る効果がある１、第８図は本開明の第７′Ａ施
例な示す。この史ｚｈ例は案内溝７をＡｚ基ｊ！ｉ１２
のＳ＝にスタンププン２により形成した例で：ｊ）９、
簡単な構成に出来ると共に容易に作ることができるっ 前記した谷爽施例のメモリ膜３を形成する強６５４体と
しては、ＢａＴｉＯ３の＠　ＰｂＺｒＯ３＋　Ｐｂ’ｆ
’ｉ０３゜Ｌ　ｉ　Ｎｏ３系のものが分極後の屈折率変
化大で、うす好ましく、これらの混合物でも良い、。

また、反射膜の複′、ζ屈折率をｎ’＝　ｎ　＋　ｉｋ
　としたとき、上記強誘電体の屈折率は２前後１こｂる
ため、ｎ）５．ｋ）５であると多重干渉後の反射率が犬
となり、強誘電体の屈折４変化による反射率の変化比が
小となり、ＣＡＪが低下するので好ましくない３．ｎ≦
５．に≦５が良く、反射膜としては鉄族、Ｃｒ、ｈるい
はこれらを主成分とする合金等、ｎ≦４．に／：４のも
のが好ましい。１２、前記には消衰係数と呼ばれる。

〔発明の効果〕

本開明ｌこよｎば、毒性のないヨ誘電体換をメモリ層と
して用いることが出来、しかも屈折４の変化が小さくと
も大きな反射４変化比を得られるので、月公害、胃Ｃ／
ｐｔの光情報記録担体な提供出来る効果がある。

μた、従来の光情報ム己縁担体にレーザのみを照射して
記録する方式では、５〜１０　ＭＨｚの記録速度が上限
であったが、本発明の光情報記録担体を用いた場合には
、２０　ｈｎ（ｚ程度の記録込度で記録でき、高速記録
が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一災施例の溝ヌ説明の断面図、第２図
はメモリ層の膜厚と反射率の関係図、第３図〜第８図は
＜ｔｒゼれ本発明の第２〜７実施例のｖＩｒ面図である
。 １・・・基板、２・・・透明電極、３・・・メモリ膜、
４・・・反射膜兼電極膜、７・・・案内溝、８・・・誘
電体、９・・・反射膜、ｌＯ・・・Ｉｔ極、１１・・課
１．漠、１２　・基板 代理人弁理士　　平　木　道　人 第　　１　図 第　　２　図 倍誘電体記鎌膜の膜厚（ｎｍ） 第３図 第　　　５　　　図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極膜と、反射膜兼電極膜と、両電極膜間に
   形成された強誘電体膜からなるメモリ膜と、両電極膜間
   に直流電圧を印加する手段とを具備した光情報記録担体
   であつて、前記メモリ膜に電界と熱の両方を同時に加え
   ることにより該メモリ膜を分極させて情報を記録し、前
   記透明電極側から入射された光と、前記メモリ膜を経て
   前記反射膜兼電極膜で反射された前記入射光との多重干
   渉によつて引き起される前記メモリ膜の分極および非分
   極の反射率の差によって情報を再生するようにしたこと
   を特徴とする光情報記録担体。
2. （２）前記メモリ膜の厚さを、多重干渉後の反射率が大
   略最小となるように定めたことを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項記載の光情報記録担体。
3. （３）前記透明電極膜を案内溝を有する基板上に形成し
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の光情報記録担体。
4. （４）透明電極膜が平板基板面に形成され、その上に案
   内溝がフォトポリマゼイション（２Ｐ法）で形成され、
   さらに順次強誘電体膜、反射膜兼電極膜を形成したこと
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の光情報記録担体。
5. （５）前記反射膜兼電極膜を、反射膜と電極との２層で
   構成したことを特徴とする前記特許請求の範囲第４項記
   載の光情報記録担体。
6. （６）反射膜あるいは反射兼光吸収膜と電極の間に誘電
   体層を設けたことを特徴とする前記特許請求の範囲第５
   項記載の光情報記録担体。
7. （７）金属基板上に、メモリ膜、透明電極膜および透明
   保護膜を順次設け、該金属基板を一方の電極としたこと
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の光情報記
   録担体。
8. （８）前記メモリ膜がＢａＴｉＯ＿３、ＰｂＺｒＯ＿３
   、ＰｂＴｉＯ＿３、ＬｉＮｂＯ＿３系の膜およびこれら
   の混合物からなることを特徴とする前記特許請求の範囲
   第１〜第７項記載の光情報記録担体。
9. （９）反射膜の複素屈折率ｎ＾＊をｎ＾＊＝ｎ＋１ｋと
   するとき、ｎ≦５、ｋ≦５を満足する反射膜を用いるよ
   うにしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１〜第
   ７項記載の光情報記録担体。