JPH0725209B2

JPH0725209B2 - 光学的情報記録部材

Info

Publication number: JPH0725209B2
Application number: JP4336515A
Authority: JP
Inventors: 昇山田; 健一西内; 睦生竹永
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0615960A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の高密度エ
ネルギービームの照射ににより高速かつ高密度に、光学
的な情報を記録かつ消去できる光学情報記録部材に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでに光学的な情報記録再生方式と
しては、次のようなものが知られている。第１に、金属
薄膜を用いる方法である。これは細く絞ったレーザ光ス
ポットを前記薄膜に照射することによって、情報の書き
込みを行なう方法である。たとえば、インジウム金属Ｉ
ｎ（融点Ｔｍ＝１５６℃）あるいはビスマス金属Ｂｉ
（融点Ｔｍ＝２７１℃）等を基板上に１０００Å程度の
薄膜として形成したものが知られている。この部材に対
する記録機構は、レーザ等の光源を用いて、微少スポッ
ト〜１０μｍφをこの薄膜に照射せしめ、該金属膜の光
吸収、昇温の結果、該スポット部位の金属が融解、凝
縮、あるいは蒸発し、この部位に微少な穴が形成され、
画像信号を記録するものである。この方法は、比較的コ
ントラストの大きい記録がおこなえる利点を有してい
る。ただし、この光学濃度変化に、物質移動が伴うとい
う点が記録体の構成に制限を与える。さらに、感度が１
００〜１０ｍＷ／μｍ²と低いことが問題である。

【０００３】第２の例は、第１の例で金属薄膜の代わり
にＴｅ系物質を用いた情報記録再生方法である。これ
は、記録部材として、例えばＴｅ−Ｓｅ−（Ａｓ），Ｔ
ｅ−Ｃ，ＣＳ₂−Ｔｅ，等を使用するもので第１の例と
同様のメカニズムで記録を行なうことができる。この方
法は、第１の例に比べて感度が向上することが報告され
ているが、やはり物質の移動を伴うため記録体の構成に
制限が加わる。

【０００４】第３の例は、半導体ガラス材料を用いた情
報記録再生方法である。これは記録部材として、カルコ
ゲン化物を使用するもので、例えば、Ｇｅ₁₅Ｔｅ₈₁Ｓｂ
₂Ｓ₂，Ａｓ₂Ｓ₃，Ａｓ₂₀Ｓｅ₆₀Ｇｅ₂₀等の材料が代表的
である。これらの薄膜にレーザ等の光照射を施すと、光
吸収昇温により、原子の結合状態が変化し、光学濃度が
変り、情報記録がおこなえる。さらに、光照射法を制御
することにより、逆に記録状態を元に戻すことも可能
で、消去機能を有する利点がある。しかしながら、光学
情報記録に用いる場合、記録エネルギーが、２０ｍＷ／
μｍ²以上必要であり、書き込みコントラスト比が不十
分である。又、湿気による劣化が大きいことが知られて
いる。

【０００５】これに対し、第４の例として、化学量論組
成の酸化物とこの酸化物を構成する金属または半金属粒
子の混合物よりなるもの、あるいは化学量論組成より酸
素の少ない酸化物よりなる低酸化物薄膜を用いた情報記
録方法の提案がある。これらは、レーザ光照射を施すこ
とにより、光吸収昇温の結果、光学濃度の低い状態か
ら、高い状態に変化し、情報記録，再生が行えるもので
ある。これら低酸化物薄膜は、光照射における光学濃度
変化が△Ｔ＞３０％、かつコントラスト比１０：１以上
と大きい。また、記録エネルギーが、１０ｍＷ／μｍ²
以下と感度が高い特徴を有しているが、第３の例に見ら
れるような消去性は不十分である。

【０００６】この消去性を向上する方法として、低酸化
物にカルコゲン元素であるＳまたはＳｅを含ませた薄膜
記録部材を用いる情報記録再生方法が提案されている。
この方法は、記録感度が高く、消去性を有するという特
徴があるが、繰り返し記録，消去を行なうと膜がダメー
ジを受けて破れてしまうという問題があり、実用に至っ
ていない。また、Ｓ，Ｓｅといった比較的蒸気圧の高い
物質を使用するため、製造する際の組成制御が困難であ
り、膜の再現性が乏しいという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低酸化物薄
膜の光学濃度変化が大きい、記録に要するエネルギーが
小さいといった特徴を保持しつつ、記録・消去が繰り返
し行なえる光学情報記録部材ならびに、その記録・消去
の方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明における光学的情
報記録部材は、光照射によってその光学的特性を可逆的
に変化する光吸収性の記録薄膜を基材上に形成して成
り、情報の記録・消去の繰返しが可能な光学情報記録部
材であって、前記記録薄膜がＴｅの低酸化物ＴｅＯ
_x（０＜ｘ＜２）中に、Ｃｕ等のＩｂ族、Ｚｎ等のIIｂ
族、Ａｌ，Ｉｎ等のIIIｂ族、Ｇｅ，Ｓｎ等のIVｂ族、
Ｓｂ，Ｂｉ等のＶｂ族等のＴｅＯ _x よりも熱伝導率が大
きく、光吸収率の高い金属，貴金属または半導体物質の
群から選ばれる少なくとも１種の物質を含んで形成した
ものである。

【０００９】

【作用】ＴｅＯ_x薄膜はアモルファス状態であるＴｅＯ₂
のマトリクス中にＴｅの微結晶が分散した系であって、
これにレーザビームを照射するとその結晶粒径が大きく
なり、結果として反射率・透過率の変化として記録状態
が検出される。この粒径の大きなＴｅ結晶は、この薄膜
を融点以上の高い温度に昇温したのち、急冷してやるこ
とで再び小さくすることができるが、ＴｅＯ_x（Ｏ＜ｘ
＜２）の場合には、一つにはＴｅの結晶のまわりにＴｅ
Ｏ₂という熱伝導率の小さいガラス性物質のマトリクス
が存在するため光吸収の結果として発生した熱エネルギ
ーが拡散しにくく急冷されにくいということ、もう一つ
はＴｅＯ_xそのものの吸収係数が比較的小さいため、光
吸収効率が悪くて必要な温度（融点）まで昇温しにくい
という２つの理由で大きな結晶を再び小さな結晶にする
ことは容易ではない。本発明の場合には、ＴｅＯｘ薄膜
よりも熱伝導率が大きく、光吸収率の高い金属または半
金属物質を含ませることによって薄膜中のＴｅ結晶の粒
径を大きくしたり小さくしたりすることが繰り返し、可
逆的に行なうことが可能となった。

【００１０】

【実施例】従来の低酸化物薄膜における黒化記録の原理
は次のように考えられる。例えばＴｅＯ_x（Ｏ＜ｘ＜
２）の場合には、アモルファス状態のＴｅＯ₂のマトリ
クス中に、Ｔｅが非常に小さい（約２０Å）結晶状態で
存在している。この膜にレーザビーム光を照射すると、
照射された部分の小さなＴｅ結晶の粒径が増大し、屈折
率および消衰係数が変化し、その結果、反射率および透
過率の変化として記録状態が検出できる。しかし、この
粒径の大きなＴｅ結晶を再び元の小さなＴｅ結晶に戻す
ことは、むつかしかった。すなわち、一般に大きな結晶
を小さな結晶にするためには、その物質を、融点以上の
高い温度に昇温したのち、急冷してやることが必要であ
るが、ＴｅＯ_x（Ｏ＜ｘ＜２）の場合には、一つにはＴ
ｅの結晶のまわりにＴｅＯ₂という熱伝導率の小さいガ
ラス性物質のマトリクスが存在するため、光吸収によっ
て得た熱エネルギーが拡散しにくく急冷されにくいとい
うこと、もう一つはＴｅＯ_xそのものの吸収係数が比較
的小さいため、光吸収効率が悪くて必要な温度（融点）
まで昇温しにくいという２点から大きな結晶を再び小さ
な結晶にすることができなかった。本発明の場合、Ｔｅ
低酸化物薄膜に含ませた金属または半金属は、次のよう
な働きをするものと考えられる。

【００１１】１膜の光吸収係数を高め、光照射部の到
達温度を高める。２Ｔｅの小さな結晶のまわりに存在し、吸収した熱の
拡散を助ける。

【００１２】即ち、記録薄膜の母材であるＴｅ酸化物
に、その薄膜よりも熱伝導率が大きく、光吸収率の高い
金属または半金属物質を含ませてみたところ薄膜中のＴ
ｅ結晶の粒径を大きくしたり小さくしたりすることが繰
り返し、可逆的に行なえることがわかった。

【００１３】次に図面を参照しながら実施例をもって、
本発明をさらに詳しく説明する。図１は、本発明による
光学情報記録部材の断面図である。１は基材で、金属，
例えばアルミニウム，銅等あるいはガラス、例えば、石
英，パイレックス，ソーダガラス等あるいは樹脂，ＡＢ
Ｓ樹脂，ポリスチレン，アクリル，塩化ビニール等、又
透明フィルムとしては、アセテート，テフロン，ポリエ
ステル等が使用できる。中でも、ポリエステルフィル
ム，アクリル板等を使用する場合、透明性がすぐれてお
り、形成せしめた信号像を光学的に再生する際に有効で
ある。

【００１４】薄膜感光層２は、基材上に真空蒸着して形
成される。薄膜感光層はＴｅＯ_x（Ｏ＜ｘ＜２）低酸化
物に少なくとも１種の金属または半金属物質を含ませた
構造をしている。含有させるべき物質としては、膜の光
吸収係数を高め、かつ、熱伝導率を高めて、高温状態か
ら急冷されやすくするという目的を実現するために、金
属あるいは半金属物質が有効であるが、蒸着しやすさ、
第１の金属または半金属をより小さな結晶にするためを
考慮して、Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｇ
ｅ，Ｓｂ等の金属または半金属が特に有効である。

【００１５】３は保護層である。前述のように本発明の
光学情報記録膜は、膜の形状変化を伴なわず、従って使
用目的によっては密着したタイプの保護層を用いること
が可能となる。保護層には、基材１と同様のものを紫外
線硬化樹脂等を用いてはり合わせたり、蒸着したりし
て、つけることができる。

【００１６】次に、本発明における光学情報記録膜の形
成方法について述べる。酸化物Ｍ_AＯ_x（Ｍ_Aは４価の金
属または半金属）の低酸化物薄膜Ｍ_AＯ₂（Ｏ＜ｘ＜
２）、またＭ_B2Ｏ₃（Ｍ_Bは３価の金属または半金属）の
低酸化物薄膜Ｍ_BＯ_x（Ｏ＜ｘ＜１．５）は、図２，３で
説明するような方法で形成することができる。

【００１７】まず一つのソースで形成する方法について
述べる。図２はこれに用いる生成系を示す。真空系４の
真空度は１０^-3Ｔｏｒｒ〜１０^-6Ｔｏｒｒの間に選ぶ。

【００１８】例えば蒸着用原材料１０としてＭ_AＯ₂を金
属ボート、例えばタングステンボート，チタンボート等
の加熱蒸着用容器９に入れ、真空系４の中で例えばタン
グステンボート９を電極６と結合し、電源８を用いて加
熱すると、容器９中の原材料は、タングステンボートと
反応して還元反応を受け、Ｍ_AＯ₂＋ｍＷ→Ｍ_AＯ_x ＋ｍ
ＷＯ₃（Ｏ＜ｘ＜２，ｍ＜２／３）のような形で、支指
台６上に設置された基材１上に蒸着され、低酸化物薄膜
Ｍ_AＯ_x（Ｏ＜ｘ＜２）を得ることができる。従って、あ
らかじめＭ_AＯ₂原材料の中に膜中に含ませるべき前述の
第２の金属または半金属物質を混合しておき〔Ｍ_AＯ₂
_100-z1Ｍ_Cz1，Ｍ_Cは添加材料、ただし、ｚ１はモル％で
Ｏ＜ｚ１＜５０〕の形にして蒸着を行なえば、母材以外
の第２の金属，半金属を含む低酸化物薄膜〔（Ｍ_AＯ_x）
_100-z2Ｍ_Cz2，（Ｏ＜ｘ＜２，Ｏ＜ｚ２＜５０），Ｍ_Cは
添加材料，ｚ２はモル％〕を得ることができる。

【００１９】加熱蒸着用容器９として、安定な石英ルツ
ボ，アルミナ磁器，白金等を用いる場合には、原材料の
中に、更に還元用の材料Ｒ（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｗ，）等の粉
末を添加して使用し、容器９の加熱は、コイルヒーター
７を用いて行なう。加熱温度は６００℃〜１０００℃の
範囲で選ぶ。

【００２０】次に、幾つかのソースから同時に基材上に
蒸着を行ない低酸化物を形成する方法について述べる。
図３はこれに用いる生成系を示す。真空系４の真空度
は、１０^-3〜１０^-6Ｔｏｒｒの間に選ぶ。蒸着用容器９
には、原材料１０の１つとしてＭ_AＯ₂，別の蒸着用容器
９には原材料１０の１つとしてＭ_A100-z1Ｍ_Cz1（Ｏ＜ｚ
１＜５０，Ｍ_C；添加材料）を入れ、真空系４の中でそ
れぞれ電極８に結合されたコイルヒータ９を用い、電源
８によって加熱する。この時、２ソースの蒸着速度を適
当に制御することによって、支指台５上に設置された基
材１の蒸着面では、Ｍ_AＯ₂＋ｍ（Ｍ_A100-z1）Ｍ_Cz1→
（Ｍ_AＯ_x）_100-z2Ｍ_Cz2の形で、母材以外の第２の金
属，半金属を含む低酸化物薄膜を得ることができる。

【００２１】更に多ソース化し、例えば、Ｍ_AＯ₂，
Ｍ_A，Ｍ_Cの３ソースから同時に蒸着形成する方法も可能
である。また、加熱方法としては、電子ビームを用いて
直接加熱する方法も可能である。蒸着膜厚は、原材料の
量，蒸着面とソースとの距離関係等で自由に変えること
ができる。

【００２２】以上の方法で得た薄膜は、淡カッ色を呈し
ており、比較的弱いパワーで、比較的長いパルス幅でエ
ネルギーを与えると黒カッ色に光学濃度が変化（黒化す
るという）し、逆に比較的強いパワーで比較的短かいパ
ルス巾でエネルギーを与えると光学濃度が逆に下がる
（白化という）という可逆的な変化をおこさせることが
できる。

【００２３】なお、低酸化物薄膜中に含まれる第２の金
属，半金属の含有モル％（ｚ２）が、５０モル％を越え
ると白化に要するレーザパワーが大きくなるため、半導
体レーザー等の出力パワーの小さい光源を使用する場合
には好ましくないものである。

【００２４】次に、図４〜８により、本発明の情報記録
部材に情報を記録，再生，消去する実施例を述べる。本
発明の情報記録部材には、キセノンフラッシュランプ，
Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザ及び半導体レーザによる近赤
外光による書き込み等どれも可能である。

【００２５】まず初めにキセノンランプを用いる場合の
記録方法について、図４の実施例にもとづいて述べる。
低酸化物に母材とは異なる第２の金属および半金属の少
くとも１つを含ませてなる光吸収性の薄膜光学記録膜２
を基板１に形成した記録部材に、場所的に光透過率の異
るパターンを形成したマスク１１を密着せしめる。この
上から、キセノンランプ１２を発光，照射することによ
り露光された部分が黒化し、パターンに対応した濃淡像
が前記記録部材に形成する。この場合、キセノンランプ
の発光幅は約１ｍsecと比較的長く、この系を用いて黒
化部を白化することは、むつかしい。ただし、この後述
べるように、この黒化部を他の手段で白化することは可
能である。

【００２６】次に、ガスレーザを用いた場合の記録方法
について図５とともに説明する。レーザ光源１３は、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザλ＝６３２８Å，Ｈｅ−Ｃｄレーザλ＝
４４１６Å，Ａｒレーザλ＝５１４５Å等いずれでも使
用できる。レーザ光源から出たレーザ光１４は、光変
調器１５例えば、ＬｉＮｂＯ₃電気光学変調器又は超音
波光変調器等により信号に応じた強度変調を受け、ミラ
ー１６を介し、集束用レンズ（対物レンズ）１７により
スポットを形成し、前述の基板１上に光吸収性の記録膜
２を設けて構成した光学記録部材を、信号に対応した光
強度で照射する。光ビームと光学記録部材の相対的な位
置移動に伴って逐次にビット信号が前記記録部材上に書
き込まれる。

【００２７】レーザ光源として半導体レーザλ＝８２０
０Åを使用する場合の実施例を図６に示す。半導体レー
ザは一般に射出するレーザ光のビームの拡がりが±２０
度という角度で大きいためビーム成型のために第１，第
２のレンズを用いてスポットを成型せしめる。半導体レ
ーザ１８から射出されたレーザビームは、第１のレンズ
１９により疑似平行光２０となり、第２のレンズ２１に
よってスポット光２２に整形され、前述の基材１上に光
吸収性薄膜記録膜２を設けた記録部材を、信号に対応し
た光強度で照射する。半導体レーザを使用する場合は、
ガスレーザとは異って内部変調が容易であり、光変調器
は不要である。光照射を受けた部位では黒化し、光学濃
度変化として記録できる。

【００２８】レーザを使用する場合には、それを変調す
ることで強度，パルス幅を選ぶことができる。従って白
状態の該記録層に記録する場合には、比較的弱く、長い
パルスで黒化記録し、比較的強く、短いパルスで白化消
去を行なう、また、あらかじめ黒化した状態の該記録層
に記録する場合には、比較的強く短いパルスで白化記録
し、比較的弱く、長いパルスで黒化消去を行なう、とい
う２方式をどちらも採用することができる。この際、照
射光パワー密度ＰｍＷ／μｍ²、および照射光パルス巾
Ｉsecを適切に設定する必要がある。本発明のＴｅ低酸
化物薄膜に金属又は半金属を含ませてなる光学情報記録
膜においては、黒化する場合には、黒化光照射パワーＰ
_Bは、０．５ｍＷ／μｍ²＜Ｐ_B＜２ｍＷ／μｍ²，光照射
パルス巾τＢは３０ｎsec＜τ_B又、白化する場合には、
白化光照射パワー密度Ｐ_Wは、２ｍＷ／μｍ²≦Ｐ_W；Ｐ_W
≧Ｐ_B，光照射パルス巾τ_Wは、Ｏ＜τ_W≦τ_Bの範囲で選
ぶことが可能である。記録速度は、白化の方が黒化より
も速く選べるので、情報を記録する場合には、あらかじ
め黒化された記録部材に白化により記録し、消去を黒化
により行なう方が有利である。

【００２９】つぎに、記録された信号の情報再生方法に
ついて述べる。該情報記録薄膜は、黒化記録の場合には
未書き込み状態において淡褐色であるが、書き込み状態
では灰褐色ないし黒色に変化して光学濃度が増大すると
ともに、反射率が変化する。信号読み出しに際しては、
図７および図８の実施例に示すように、透過式光信号再
生および反射式光信号再生が可能である。

【００３０】図７において透過式再生方法を説明する。
照射用光源２３は、タングステンランプ，Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ，半導体レーザ，発光ダイオード，等が使用でき、
集光用レンズ２４を用いて、スポット光２５とし、上記
記録部である信号像２６を裏面から照明する。該信号記
録膜からの透過光は、レンズ２７を通して検出光２８と
なり、光感応ダイオード２９に入る。透過光２８の強度
は、記録信号のない状態に比べて信号像を照明する場合
には、約１／２から１／１０に減少し、これを検出して
信号再生をおこなうものである。

【００３１】次に、更に具体的な例をもって本発明を説
明する。（実施例１）蒸着出発用原料としてＴｅＯ₂と、Ｔｅ₈₅
Ｓｎ₁₅を使用し、図３のような系を用いて薄膜を形成す
る。加熱蒸着用容器として石英ルツボを用い、コイルヒ
ーターで加熱してアクリル樹脂基材上に厚さ約１２００
Åの低酸化物薄膜ＴｅＯ_x：Ｓｎを形成する。ヒーター
温度はＴｅＯ₂ソースは８００℃，Ｔｅ₈₅Ｓｎ₁₅ソース
は７５０℃に設定した。上記の方法で得た薄膜は、淡カ
ッ色を呈している。この膜に、λ＝８３００Åの半導体
レーザーを用いて、照射時間２００ｎsecのパルス光を
照射したところ０．６ｍＷ／μｍ²以上のパワー密度で
膜は黒カッ色に変化した。この黒化した場所に、照射パ
ワー密度５ｍＷ／μｍ²以上で、照射時間４０ｎsecの短
パルス光を照射したところ、照射部は白化し、元の状態
へ戻った。この薄膜の分光透過率曲線は、図９の曲線ａ
₁に示すように半導体レーザ波長０．８μ近傍では２０
％以上の透過率を有する。この膜の黒化記録状態の分光
透過率曲線は、同曲線ａ₂に示すように透過率が減少
し、半導体レーザ波長では２０％以上の△Ｔを得ること
ができる。記録・消去は、この状態ａ₁とａ₂の間で変化
がおこなわれる。

【００３２】添加物としてＳｎの代わりに、Ｉｎ，Ｇ
ｅ，Ｚｎ，Ｔｌ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｕ等を用いて同
様の効果を得ることができた。同様に、原材料酸化物と
して、ＧｅＯ₂，ＳｎＯ₂等を用い、ＧｅＯ₂とＧｅ₅₀Ｔ
ｅ₅₀，ＳｎＯ₂とＳｎ₅₀Ｔｅ₅₀のような組み合わせで例
えばＧｅＯ_x：Ｔｅ，ＳｎＯ_x：Ｔｅを得ることができ
る。これらはＴｅＯ_x系記録薄膜に比べて、光学濃度変
化が大きく、それぞれの分光透過率曲線は白化状態でｂ
₁，ｃ₁，黒化状態でｂ₂，ｃ₂となり、それぞれｂ₁→
ｂ₂，ｃ₁→ｃ₂およびその逆の変化を生ずる。

【００３３】これらの記録膜は半導体レーザ波長０．８
μ近傍で大きい書き込み変化量△Ｔ＞３０％を得ること
が可能であるが、記録感度がやや低く、照射時間２００
ｎsecのパルス光を照射したところ照射パワー密度１ｍ
Ｗ／μｍ²以上のパワー密度で黒化した。また、この黒
化した場所に照射パワー密度７ｍＷ／μｍ²以上で照射
時間４０ｎsecの短パルス光を照射したところ照射部は
白化し元の状態へ戻った。ＧｅＯ_x，ＳｎＯ_x（Ｏ＜ｘ＜
２）の場合にも、添加物としてはＴｅの他に、第２の金
属および半金属としてＺｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｂｉ，Ｐｂ，
Ａｌ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｇｅ，Ｓｎ等を検討し、どの添加物
の場合にも可逆的変化が確かめられたが、ＧｅＯ_xの場
合はＴｅ，Ｓｂ，ＳｎＯ_xの場合には、Ｇｅ，Ｔｅ，Ｓ
ｂを添加した場合において特に効果的であった。

【００３４】次に三価の金属，半金属の低酸化物を用い
る場合の具体例を示す。（実施例２）蒸着出発用原料として、Ｂｉ₂Ｏ₃と、Ｂｉ
₅₀Ｔｅ₅₀を使用し、実施例１と同様に低酸化物薄膜Ｂｉ
Ｏ_x：Ｔｅを形成する。ヒータ温度は、Ｂｉ₂Ｏ₃ソース
８５０℃，Ｂｉ₅₀Ｔｅ₅₀ソース７００℃に設定し、厚さ
約１２００Å、淡カッ色の薄膜を得た。ＢｉＯ_x：Ｔｅ
薄膜は比較的低エネルギーで光学濃度変化を得ることが
できる。この薄膜にλ＝８３００Åの半導体レーザを用
いて照射時間２００ｎsecのパルス光を照射したとこ
ろ、０．５ｍＷ／μｍ²以上のパワー密度で、膜は灰カ
ッ色に変化した。この黒化した場所に、照射時間４０ｎ
secのパルス光を照射したところ、照射パワー密度４ｍ
Ｗ／μｍ²以上で、照射部は白化し、元の状態へ戻っ
た。この薄膜の分光透過率曲線は図１０Ａの曲線ｄ₁に
示すように半導体レーザ波長０８μ近傍では、近い透過
率を有するが、光学的な濃度変化は比較的小さく、黒化
記録状態の分光透過率曲線、図１０Ａの曲線ｄ₂に示す
ように透過率変化がやや小さくなり、△Ｔ＝１０％とな
る。添加物としてＴｅの代わりに、Ｇｅ，Ｓｎ，Ｉｎ，
Ｚｎ，Ｔｌ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｕ等を用いて同様の
効果を得ることができたが、とりわけＴｅの効果が高か
った。

【００３５】同様に、原材料酸化物として、Ｓｂ₂Ｏ₃と
Ｓｂ₅₀Ｔｅ₅₀，Ｔｌ₂Ｏ₃とＴｌ₇₅Ｔｅ₂₅，Ｉｎ₂Ｏ₃とＩ
ｎ₅₀Ｔｅ₅₀の組み合わせで低酸化物薄膜、ＢｉＯ_x：Ｔ
ｅ，ＴｌＯ_x：Ｔｅ，ＩｎＯ_x：ＴｅＯ＜ｘ＜１．５を得
ることができる。

【００３６】図１０Ａ，Ｂにそれぞれの黒化前後の分光
透過率曲線を示す。ｄ₁，ｅ₁，ｆ₁，ｇ₁はそれぞれ白化
状態を示す。黒化状態でｄ₂，ｅ₂，ｆ₂，ｇ₂となり、そ
れぞれｄ₁→ｄ₂，ｅ₁→ｅ₂，ｆ₁→ｆ₂，ｇ₁→ｇ₂およ
び、その逆の変化を生ずる。これらは、ＴｅＯ_x等に比
べると記録感度は、ほぼ同等であるが、光学的濃度変化
はやや小さく、半導体レーザ波長０．８μの近傍では書
き込み変化量△Ｔ＝１０〜１５％程度であった。

【００３７】上記、ＢｉＯ_x，ＳｂＯ_x，ＴｌＯ_x，Ｉｎ
Ｏ_x（Ｏ＜ｘ＜１．５）の場合にも添加物としてＴｅの
他にＺｎ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｓ
ｂ，Ｇｅ，Ｓｎ等を検討し、どの添加物の場合にも可逆
的変化を確認できたが、ＢｉＯ_xの場合には、Ｔｅ，Ｓ
ｂ，Ｇｅ，ＳｂＯ_xの場合には、Ｔｅ，Ｇｅ，ＴｌＯ_xの
場合はＴｅ，ＩｎＯ_xの場合には、Ｔｅ，Ｓｂ，Ｇｅを
添加した場合において特に効果的であった。

【００３８】実施例１，実施例２の複合組成、即ち低酸
化物および添加材料を幾つか組み合わせて、感度、書き
込み変化量等を変えることが可能である。

【００３９】次に、図１１を参照しつつ、本発明におけ
る、情報記録部材に、スポットの長さが異なる２本の半
導体レーザーを使って記録・消去を行なう方法を述べ
る。

【００４０】（実施例３）本発明の光情報記録部材をφ
２００のディスク形状にした３６。左側の光学系は、白
化および再生用の光学系である。白化用レーザ３７を出
た光は、第１のレンズ３８で疑似平行光３９となり、第
２のレンズ４０で円く整形した後、第３のレンズ４１で
再び平行光４２にし、ハーフミラー４３を介して、第４
のレンズ４４で波長限界約０．８μまでしぼりこまれた
円スポット４５に集光される。この円スポットによる照
射は、１８００ｒｐｍで回転しているディスク媒体３６
上では、パワー密度が比較的高く、かつ照射時間が比較
的短いパルス光が与えられたのと同じ効果を得る。従っ
て、記録膜があらかじめ黒化されている時には、レーザ
変調によって黒化トラック４６上に白化信号４７を記録
することができる。

【００４１】信号の検出は、ディスク媒体３６のディス
ク面からの反射光４８をハーフミラー４９を介して受
け、レンズ５０を通じて光感応ダイオード５１でおこな
う。

【００４２】右側の光学系は、黒化用の光学系である。
黒化用レーザ５１からの射出ビームは第１のレンズ５２
で疑似平行光５３となり、第２のレンズ５４で一方向の
みがしぼり込まれ、第３のレンズ５５で再び疑似平行光
となった後、ハーフミラー５６を介して、第４のレンズ
５７でディスク面上にやや細長いスポット光５８となっ
て照射される。この細長いスポットの長手方向をディス
クの回転方向に合わせておけば、ディスク面上では、や
や照射パワー密度が低く、かつ、やや照射時間の長いパ
ルス光を照射したのと同じ効果を得る。従って、白化ス
ポットと同じ回転数で記録膜を黒化することができる。
本実施例の場合には、記録部材として、φ２００、ｔ
１．１のアクリル基材上に、ＴｅＯ_x：Ｓｎ薄膜を蒸着
したものを用いた。黒化用のレーザを半値巾にて約８μ
×０．８μに整形し、出力１１ｍＷ，パワー密度約０．
８ｍＷ／μｍ²で用い、又白化用のレーザー出力８ｍ
Ｗ、パワー密度約６ｍＷ／μｍ²で用いて、φ１５０の
位置にて白化記録，黒化消去を行ったところ、単一周波
数５ＭＨｚで、Ｃ／Ｎ比５５ｄＢ以上を得、１０万回記
録，消去を繰り返した後にもＣ／Ｎの劣化は、見られな
かった。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低酸化
物のみから成る情報記録薄膜あるいは、カルコゲン化物
材料薄膜を用いた記録部材に比べて、光学濃度変化を大
きくとれると同時に、消去機能を有し、低エネルギーで
記録・消去が可能な、光学情報記録部材を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学情報記録部材の１実施例を示す断
面図

【図２】本発明の光学情報記録部材を製造する装置の１
実施例を示す断面図

【図３】本発明の光学情報記録部材を製造する装置の別
の実施例を示す断面図

【図４】本発明の情報記録部材にフラッシュ光で記録す
る方法の概略構成図

【図５】本発明の情報記録部材にガスレーザ光を用いて
記録する方法の概略構成図

【図６】本発明の情報記録部材に半導体レーザ光を用い
て記録する方法の概略構成図

【図７】本発明の情報記録部材の光信号再生方法（透過
タイプ）を示す概略構成図

【図８】本発明の情報記録部材の光信号再生方法（反射
タイプ）を示す概略構成図

【図９】本発明の光学情報記録部材の１実施例の分光透
過率曲線図

【図１０】本発明の光学情報記録部材の別の実施例の分
光透過率曲線図

【図１１】本発明の光学情報記録部材および光学情報記
録方法を用いて記録，再生・消去を行なう記録再生装置
の概略構成図

【符号の説明】

１基材２薄膜感光層３保護層４真空系５支持台６電極７コイルヒーター８電源９加熱蒸着容器１０蒸着用原材料１１マスク１２キセノンランプ１３レーザ光源１４レーザ光１５光変調器１６ミラー１７集束用レンズ１８半導体レーザ１９第１のレンズ２０擬似平行光２１第２のレンズ２２スポット光２３照明用光源２４集光用レンズ２５スポット光２６信号像２７レンズ２８検出光２９光感応ダイオード３０レーザー光線３１ハーフミラー３２平行光３３集束用レンズ３４反射光３５集束用レンズ３６ディスク状記録媒体３７白化用レーザー３８第１のレンズ３９疑似平行光４０第２のレンズ４１第３のレンズ４２疑似平行光４３ハーフミラー４４第４のレンズ４５円スポット光４６黒化トラック４７白化信号４８反射光４９ハーフミラー５０レンズ５１光感応ダイオード５２黒化用レーザー５３第１のレンズ５４疑似平行光５５第２のレンズ５６第３のレンズ５７平行光５８ハーフミラー５９第４のレンズ６０細長いスポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光照射によってその光学的特性を可逆的
に変化する光吸収性の記録薄膜を基材上に形成して成
り、情報の記録・消去の繰返しが可能な光学情報記録部
材であって、前記記録薄膜がＴｅの低酸化物ＴｅＯ
_x（０＜ｘ＜２）中にＳｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｚｎ，Ａｌ，
Ｃｕ，Ｇｅ，Ｓｂの群から選ばれる少なくとも１種の物
質を含んで成ることを特徴とする光学的情報記録部材。
【請求項２】ＴｅＯ _x 中の物質の含有量を最大５０モ
ル％とした請求項１記載の光学的情報記録部材。