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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsmaterial,
ein optisches Aufzeichnungsmedium und ein Herstellungsverfahren für dieses,
ein optisches Aufzeichnungsverfahren und ein Reproduktions- bzw.
Wiedergabeverfahren.
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Stand der Technik
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Aufzeichnungsmedien
zum Aufzeichnen durch die Bestrahlung mit Licht sind allgemeine
optische Aufzeichnungsmedien, wobei die Information durch Deformierung, Änderung
der magnetischen Domaine oder Phasenänderung aufgezeichnet wird, die
durch eine Laserbestrahlung der Aufzeichnungsschicht erzeugt wird,
und solche Medien werden weitverbreitet als CDs und DVDs eingesetzt.
Optische Aufzeichnungsmedien dieser Arten, welche sich durchgesetzt
haben, umfassen einmal beschreibbare und häufig lesbare Aufzeichnungsmedien,
die einen organischen Farbstoff oder dergleichen einsetzen, und
magneto-optische Aufzeichnungsmedien, die amorphe magnetische Seltenerdmetall-Übergangsmetallfilme einsetzen.
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Die
Erzielung von größeren Kapazitäten der Aufzeichnungsmedien
ist es in den letzten Jahren ein weiteres Ziel mit der zunehmenden
Tendenz in Richtung fortgeschrittener Informationen, die oben genannten
optischen Aufzeichnungsmedien weisen jedoch verschiedene Beschränkungen
auf. Insbesondere wird bei den herkömmlichen optischen Aufzeichnungsmaterialien
das Aufzeichnen durchgeführt,
wobei der Laser unter Verwendung von Linsen fokussiert wird. Da
der Punktdurchmesser des Fokus im Allgemeinen nicht kleiner als
eine Hälfte
der Wellenlänge
des bestrahlten Lichtes sein kann, stellt dies eine Grenze für das Datenvolumen
dar, das auf einer gegebenen Fläche
aufgezeichnet werden kann (Aufzeichnungsdichte), und daher sind
die Kapazitäten der
gesamten Aufzeichnungsmedien beschränkt.
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In
den letzten Jahren hat Chalcogenidglas, welches Chalcogenelemente
enthält,
wie S, Se und Te, Aufmerksamkeit als ein neues Material für optische
Aufzeichnungsmedien erregt. Chalcogenidglas weist eine Eigenschaft
auf, welche sich von herkömmlichen
Glas unterscheidet, wodurch es gleichzeitig Glaseigenschaften und
Halbleitereigenschaften zeigt, und die Forschung bezüglich seiner
Struktur und Anwendung wird aktiv fortgesetzt (zum Beispiel Tanaka,
K., „Ceramics", 2001, Band 36,
Nr. 2, S. 80–83).
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Wenn
Licht auf ein Zwei-Phasensystem, umfassend Chalcogenidglas und ein
Metall, gestrahlt wird, tritt ein Dotierphänomen durch Licht auf auf,
wobei das Metall ionisiert wird und abnormal in das Glas diffundiert
(dotiert) wird, als ein charakteristisches durch Licht induziertes
Phänomen
in dem Chalcogenidglas. Berichtete Beispiele von Verwendungen von Chalcogenidglas,
welches dieses Phänomen
der Lichtdotierung (light doping) einsetzen, umfassen Fotolacke,
Grauskalamasken und dergleichen (zum Beispiel die offengelegte japanische
Patentanmeldung Nr. 7-74087 und die offengelegte japanische Patentanmeldung
(internationale Anmeldung) Nr. 2000-514933).
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Beispiele,
dass dieses Phänomen
der Lichtdotierung des Chalcogenidglases auch auf optische Aufzeichnungsmedien
angewandt wurde, wurden auch berichtet (zum Beispiel die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 10-315622). In diesem bestimmten
Fall ist angegeben, dass das optische Aufzeichnungsmedium eine Metallschicht
und eine Chalcogenidglasschicht aufweist, die auf einem Substrat
laminiert sind, wobei die Bestrahlung mit Licht ein Phänomen der
Lichtdotierung erzeugt und ein Signal aufzeichnet, basierend auf
dem Unterschied des Reflektionsvermögens in Bezug auf die nicht
bestrahlten Bereiche.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Da
jedoch das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr.
10-315622 beschriebene optische Aufzeichnungsmedium eine Lichtdotierung
an der Zwischenfläche
zwischen der Metallschicht und der Chalcogenidglasschicht erzeugt
und die Aufzeichnung basierend auf dem Unterschied des Reflektionsvermögens während der
Strahlung des Wiedergabelichtes erzeugt wird, ist es schwierig, eine
dreidimensionale Aufzeichnung in der Richtung der Tiefe der Aufzeichnungsschicht
zu erzielen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen
Umstände
durchgeführt, und
einer der Gegenstände
ist es, ein optisches Aufzeichnungsmaterial bereitzustellen, welches
Chalcogenidglas einsetzt und welches eine hohe Kapazität erzielen
kann. Es ist ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein optisches
Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches das optische Aufzeichnungsmaterial
einsetzt, ein Herstellungsverfahren für dieses, ein optisches Aufzeichnungsverfahren
und ein Wiedergabeverfahren.
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Um
den vorgenannten Gegenstand zu erzielen, stellt die vorliegende
Erfindung ein optisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung, welches
das Aufzeichnen von Information durch Bestrahlung mit Licht ermöglicht,
umfassend wenigstens Chalcogenidglas und Metallteilchen, welche
in dem Chalcogenidglas dispergiert sind und aus einem Metall bestehen,
welches durch Bestrahlung mit dem Licht in das Chalcogenidglas diffusionsfähig ist.
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Wenn
das zuvor genannte optische Aufzeichnungsmaterial mit Licht bestrahlt
wird, werden die dispergierten Metallteilchen in das Chalcogenidglas
durch Lichtdotierung diffundiert. Hierbei betrifft die Dispersion
einen Zustand, wobei viele Metallatome überall in dem Chalcogenidglas
in der Form von angehäuften
Teilchen verteilt sind, wohingegen die Diffusion einen Zustand betrifft,
wobei im Wesentlichen atomische Einheiten des Metalls überall in
dem Chalcogenidglas verteilt sind. Bestrahlung mit Licht bewirkt,
dass sich aus den Metallteilchen atomische Einheiten, wie Ionen,
bilden und überall
in das Chalcogenidglas diffundiert werden, wodurch die Reflektion
und Absorption des Lichtes durch die Metallteilchen, welche vor
der Bestrahlung mit Licht erzeugt wurden, reduziert (geändert) wird
und führt
zu Änderungen
der optischen Eigenschaften, wie einer verbesserten Lichtdurchlässigkeit
an den mit Licht bestrahlten Orten. Dies erzeugt einen Unterschied
in den optischen Eigenschaften zwischen den mit Licht bestrahlten
Bereichen und den nicht bestrahlten Bereichen, wodurch die Aufzeichnung
basierend auf den Unterschieden der optischen Eigenschaften durchgeführt werden
kann.
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Gemäß dieser
Art des optischen Aufzeichnungsmaterials, verändert sich der Grad der Diffusion
des Metalls mit der Intensität
des aufgestrahlten Lichtes, und wenn das aufgestrahlte Licht ein
spezifisches Hell/Dunkel-Muster aufweist, treten die Änderungen
der optischen Eigenschaften entsprechend dem Hell/Dunkel-Muster
auf. Daher kann das optische Aufzeichnungsmaterial der Erfindung
als ein Aufzeichnungsmaterial für
Volu menhologramme verwendet werden, was keine einfach geeignete
Anwendung für
herkömmliche
optische Aufzeichnungsmaterialien, die Chalcogenidglas einsetzen,
war und das Aufzeichnungsverfahren ermöglicht eine Multiplexaufzeichnung
in dem gleichen Volumen, wie auch eine Multiplexaufzeichnung basierend
auf dem Unterschied der Aufzeichnungsposition in der Richtung der
Tiefe.
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Das
Metall der Metallteilchen ist vorzugsweise wenigstens ein Metall
gewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ag, Au und Cu. Da diese Metalle eine ausgezeichnete
Lichtdotierungseigenschaft in Chalcogenidglas aufweisen, wird die
Diffusion wirksam durch die Bestrahlung mit Licht erzielt und der
resultierende große
Unterschied der Durchlässigkeit
zwischen den Licht bestrahlten Bereichen und den nicht bestrahlten
Bereichen ermöglicht
eine ausgezeichnete Aufzeichnungspräzision.
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Die
Teilchengröße des Metalls
beträgt
vorzugsweise nicht mehr als 1/20 der Wellenlänge des aufgestrahlten Lichtes.
Ein optisches Aufzeichnungsmaterial, in welchem ein Metall mit dieser
Teilchengröße dispergiert
ist, schränkt
die Licht-Absorption, Reflektion und Streuung durch die Metallteilchen
bei der Bestrahlung mit dem Aufzeichnungslicht ein, wodurch ermöglicht wird,
dass eine ausreichende Menge des Lichtes Orte erreicht, die von
der Seite der Lichtaufstrahlung abliegen und wodurch eine gleichmäßige Diffusion
des Metalls möglich
wird.
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In
dem optischen Aufzeichnungsmaterial der Erfindung beträgt der Anteil
der dispergierten Metallteilchen vorzugsweise wenigstens 0,1 Vol.-%
und weniger als 2 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des optischen
Materials.
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Das
Chalcogenidglas enthält
vorzugsweise Ge und S. Das Chalcogenidglas auf Ge-S Basis erzeugt
eine besonders geeignete Lichtdotierungsreaktion, und da der Durchlässigkeitsbereich
bis zu kurzen Wellenlängen
reicht, ist ein optisches Aufzeichnungsmaterial, welches solch ein
Chalcogenidglas einsetzt, in der Lage, mit kürzeren Wellenlängen aufzuzeichnen
und ist daher für
das hochdichte Aufzeichnen von Volumen geeignet, basierend auf Multilayer-Aufzeichnung
oder Multiplex-Aufzeichnung.
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Ein
optisches Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung
ist mit wenigstens einem Substratmaterial und einer Aufzeichnungsschicht (optische
Aufzeichnungsschicht) bereitgestellt, welche ein optisches Aufzeichnungsmaterial
der Erfindung um fasst, die auf dem Substratmaterial ausgebildet
ist. Diese Art des optischen Aufzeichnungsmediums, welche das zuvor
genannte optische Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung
einsetzt, ist für
die mehrschichtige Aufzeichnung oder multiplexe Aufzeichnung, wie
die Aufzeichnung eines Hologramms geeignet. Zur zufrieden stellenden
Multilayer- oder Multiplex-Aufzeichnung sollte die Dicke der Aufzeichnungsschicht
des optischen Aufzeichnungsmediums vorzugsweise wenigstens das zweifache
der Wellenlänge
des aufgestrahlten Lichtes betragen.
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Das
optische Aufzeichnungsmedium kann durch ein Herstellungsverfahren
hergestellt werden, umfassend einen Schritt des gleichzeitigen oder
abwechselnden Ausbildens von Filmen aus Chalcogenidglas und aus
einem Metall, welches durch Bestrahlung mit dem Licht in das Chalcogenidglas
diffusionsfähig
ist, auf einem Substratmaterial, um eine Aufzeichnungsschicht auszubilden,
in welcher Metallteilchen, die aus dem Metall hergestellt sind,
in dem Chalcogenidglas auf dem Substratmaterial dispergiert sind.
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Das
optische Aufzeichnungsverfahren der Erfindung umfasst einen Aufzeichnungsschritt,
wobei das Metall in das Chalcogenidglas diffundiert wird, durch
Aufstrahlen von Licht auf die Aufzeichnungsschicht des zuvor vorgenannten
optischen Aufzeichnungsmediums der Erfindung. Das verwendete Licht ist
vorzugsweise Licht mit einer Wellenlänge von wenigstens 0,7X und
weniger als 1,0X, wobei X die Wellenlänge des Endes der kurzen Wellenlängen des Durchlässigkeitsbereichs
von Chalcogenidglas ist. Der Durchlässigkeitsbereich, auf den hier
Bezug genommen wird, ist der nicht absorbierte Wellenlängenbereich,
und das Ende der kurzen Wellenlänge
des Durchlässigkeitsbereichs
ist die Wellenlänge,
bei der die Absorption beginnt.
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Da
Licht mit einer etwas kürzeren
Wellenlänge
als das Ende der kurzen Wellenlänge
des Durchlässigkeitsbereichs
einen geringen Absorptionsgrad in dem Chalcogenidglas der Aufzeichnungsschicht des
optischen Aufzeichnungsmediums besitzt, zeigt sich eine Wirkung,
wodurch das Licht leicht die in dem Chalcogenidglas dispergierten
Metallteilchen erreicht, während
das Chalcogenidglas nicht vollständig
durchdrungen wird, und daher erzeugt das Licht einen Zustand der
Fotoerregung in dem Chalcogenidglas.
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Dieses
Verfahren kann auch auf Multilayer-Aufzeichnen angewandt werden.
In diesem Fall wird das Aufzeichnen durchgeführt, indem die Fokusposition
des Aufzeichnungslich tes in der Richtung der Tiefe der Aufzeichnungsschicht
variiert wird, um die Metallteilchen in dem Chalcogenidglas an unterschiedlich
tiefen Positionen zu diffundieren.
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Das
optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann auch
als ein Aufzeichnungsmedium für
Hologramme eingesetzt werden. In diesem Fall ist es möglich, ein
optisches Aufzeichnungsmedium für
Hologramme durch ein Verfahren zu erzielen, umfassend einen Hologrammaufzeichnungsschritt,
wobei das Metall in dem Chalcogenidglas durch Aufstrahlen eines
Aufzeichnungslichtes, welches aus einem Signalstrahl und einem Referenzstrahl
besteht, auf die Aufzeichnungsschicht eines optischen Aufzeichnungsmediums
gemäß der vorliegenden
Erfindung diffundiert wird.
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Auch
für die
Hologrammaufzeichnung bestehen der Signalstrahl und der Referenzstrahl
vorzugsweise aus Licht mit einer Wellenlänge von wenigstens 0,7X und
weniger als 1,0X, wobei X die Wellenlänge des Endes der kurzen Wellenlängen des Durchlässigkeitsbereichs
des Chalcogenidglases ist, wie oben erläutert.
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Die
in dem optischen Aufzeichnungsmedium auf diese Weise aufgezeichnete
Information kann durch ein Reproduktions- bzw. Wiedergabeverfahren gelesen
werden, umfassend einen Schritt des Aufstrahlens von Reproduktionslicht
mit einer Wellenlänge
oberhalb des Endes der kurzen Wellenlänge des Durchlässigkeitsbereichs
des Chalcogenidglases auf die Aufzeichnungsschicht des optischen
Aufzeichnungsmediums, wie oben beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines optischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
eine Kurve, welche die Änderung des
normalisierten Absorptionsgrades in Bezug auf die Änderung
der Wellenlänge
des aufgestrahlten Lichtes darstellt, für die Proben des optischen
Aufzeichnungsmediums des Referenzbeispiels 1.
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3 zeigt
eine Kurve, welche die Änderung der
Durchlässigkeit
in Bezug auf die Änderung
der Lichtestrahldosis des aufgestrahlten Lichtes darstellt, für die Proben
des optischen Aufzeichnungsmediums der Beispiele 1 und 2.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen erläutert. Ähnliche
Elemente werden durch gleiche Referenzzeichen bezeichnet und werden
nur einmal erläutert.
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1 zeigt
einen schematischen Querschnitt eines optischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß der Erfindung.
Das optische Aufzeichnungsmaterial 1 weist einen Aufbau
auf, wobei Metallteilchen 4 in dem Chalcogenidglas 2 dispergiert
sind. Das optische Aufzeichnungsmaterial 1 mit diesem Aufbau besitzt
eine Eigenschaft, dass die Bestrahlung mit Licht eine Diffusion
der Metallteilchen 4 in dem Chalcogenidglas bewirkt (im
Folgenden wird das Phänomen
der Metallteilchendiffusion durch Aufstrahlen von Licht als „Lichtdotierung" bezeichnet. Die
Lichtdotierung erzeugt eine Veränderung
der Lichtdurchlässigkeit
in den mit Licht bestrahlten Bereichen des optischen Aufzeichnungsmaterials 1,
und das Aufzeichnen kann daher in dem optischen Aufzeichnungsmaterial 1 bewirkt
werden, indem der Unterschied der Lichtdurchlässigkeit zwischen den mit Licht
bestrahlten Bereichen und den nicht bestrahlten Bereichen eingesetzt
wird, die aus dieser Lichtdurchlässigkeitsänderung
resultieren.
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Der
Mechanismus, durch welchen die Metallteilchen 4 in dem
Chalcogenidglas durch die Bestrahlung mit Licht diffusionsfähig werden,
wurde noch nicht vollständig
verstanden, man nimmt jedoch an, dass er auf die folgende Weise
stattfindet. Zunächst erregt
das auf das Chalcogenidglas 2 gestrahlte Licht das Chalcogenidglas 2,
und erzeugt positive Löcher/Elektronenpaare.
Aufgrund der Eigenschaft, wodurch die positiven Löcher leicht
in dem Chalcogenidglas 2 wandern, während die Elektronen dazu neigen
sich anzusammeln, wandern die positiven Löcher, die durch die Aufstrahlung
des Lichtes erzeugt wurden, sich zerstreuend um die mit Licht bestrahlten Bereiche,
wohingegen sich die Elektronen in der Nähe der mit Licht bestrahlten
Bereiche anhäufen. Vermutlich
diffundiert das Metall der Metallteilchen 4 in der Form
von Kationen an die mit Licht bestrahlten Bereiche (Lichtdotierung),
um die Trennung der Ladungen, welche durch die Wanderung der positiven Löcher und
die Ansammlung der Elektronen erzeugt wurden, zu kompensieren. Dieser
Mechanismus ist jedoch nicht auf diese Theorie beschränkt.
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Das
Chalcogenidglas 2 besteht aus einem amorphen nicht-oxidischen
Material enthaltend ein Chalcogenelement, wie S, Te oder Se, und
ist nicht besonders beschränkt,
so lange es in der Lage ist, die Metallteilchen 4 mit Licht
zu dotieren. Beispiele der amorphen Materialien enthaltend Chalcogenelemente
umfassend Gläser
auf Be-S Basis, Gläser
auf As-S Basis, Gläser
auf As-Se Basis und Gläser
auf As-Se-Ge Basis, unter welchen Gläser auf Ge-S Basis besonders
bevorzugt sind. Wenn Glas auf Ge-S Basis als das Chalcogenidglas 2 verwendet
wird, kann das Zusammensetzungsverhältnis von Ge und S in dem Glas
wie gewünscht
variiert werden, abhängig
von der Wellenlänge
des aufzustrahlenden Lichtes, in den meisten Fällen ist jedoch Chalcogenidglas mit
dem Zusammensetzungsverhältnis
Ge-S2 bevorzugt.
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Die
Metallteilchen 4 bestehend aus einem Metall mit der Eigenschaft,
in dem Chalcogenidglas 2 durch Aufstrahlung von Licht lichtdotiert
zu werden. Beispiele der Metalle mit solch einer Eigenschaft umfassen
Al, Au, Cu, Cr, Ni, Pt, Sn, In, Pd, Ti, Fe, Ta, W, Zn und Ag, welche
geeignet für
das verwendete Chalcogenidglas 2 ausgewählt werden können. Unter
diesen weisen Ag, Au und Cu Eigenschaften auf, die die Lichtdotierung
vereinfachen, und Ag ist besonders bevorzugt, da es eine beachtliche
Lichtdotierung erzeugt.
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Die
Teilchengröße der Metallteilchen 4 umfassend
die Aggregate solcher Metalle beträgt vorzugsweise nicht mehr
als 1/20 und noch bevorzugter nicht mehr als 1/40 der Wellenlänge des
aufgestrahlten Lichtes. Wenn die Teilchengröße der Metallteilchen 4 1/20 überschreitet,
wird ein größerer Prozentanteil
des aufgestrahlten Lichtes durch die Metallteilchen 4 reflektiert,
absorbiert oder zerstreut, wodurch die Lichtdurchlässigkeit
des optischen Aufzeichnungsmaterials 1 reduziert wird und
die adäquate Lichtdotierung
in Richtung der Dicke des optischen Aufzeichnungsmaterials behindert
werden kann.
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Der
Anteil der Metallteilchen 4, welche ein dem Chalcogenidglas 2 in
dem optischen Aufzeichnungsmaterial 1 dispergiert sind,
beträgt
vorzugsweise wenigstens 0,1 Vol.-% und weniger als 2 Vol.-% und
besonders bevorzugt wenigstens 0,1 Vol.-% und weniger als 1,0 Vol.-%,
bezogen auf das Gesamtvolumen des optischen Aufzeichnungsmaterials.
Wenn der Gehalt der Metallteilchen 4 weniger als 0,1 Vol.-% beträgt, ist
die Änderung
der Durchlässigkeit
durch Lichtdotierung unzureichend und die Aufzeichnungspräzision wird
daher dazu neigen, sich zu reduzieren, wohingegen wenn es 2 Vol.-%
oder weniger beträgt, die
Lichtdurchlässigkeit
des optischen Aufzeichnungsmaterials 1 reduziert wird,
wodurch es schwierig wird, eine geeignete Lichtdotierung zu erzielen.
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Das
optische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung weist ein
Substratmaterial und eine Aufzeichnungsschicht auf, umfassend ein
optisches Aufzeichnungsmaterial der Erfindung, welches auf dem Substratmaterial
ausgebildet ist. Das verwendete Substratmaterial kann Glas, Metall,
ein Harzmaterial oder dergleichen sein. Solche Substratmaterialien
sind vorzugsweise für
das beim Aufzeichnen oder der Reproduktion verwendete Licht durchlässig. Die
Verwendung eines Substratmaterials, welches für das Aufzeichnungs- oder Reproduktionslicht durchlässig ist,
ermöglicht
das optische Aufzeichnen entweder von der Seite des Substratmaterials
oder von der Seite der Aufzeichnungsschicht aus. Eine Schutzschicht,
welche die Durchlässigkeit
des Aufzeichnungs- oder
Reproduktionslichtes ermöglicht, kann
auch auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildet sein, um die Aufzeichnungsschicht
zu schützen.
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Die
Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums weist vorzugsweise
eine Dicke auf, welche wenigstens das zweifache der Wellenlänge des
zur Aufzeichnung verwendeten Lichtes entspricht. Eine Aufzeichnungsschicht
mit dieser Größe der Dicke
ist für
eine Multiplex-Aufzeichnung geeignet, wobei das Aufzeichnen dreidimensional
in der Richtung der Tiefe durchgeführt wird.
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Ein
optisches Aufzeichnungsmedium dieser Art kann hergestellt werden,
indem eine Aufzeichnungsschicht, welche aus einem optischen Aufzeichnungsmaterial
besteht, auf einem Substratmaterial ausgebildet wird, und die Aufzeichnungsschicht
kann auf dem Substratmaterial zum Beispiel durch Vakuumabscheiden
ausgebildet werden. Vakuumabscheidung wird durch gleichzeitiges
oder abwechselndes Ausbilden von Filmen aus dem Chalcogenidglasmaterial
und dem Metall, welches in dem Chalcogenidglas dispergiert werden
soll, durchgeführt
werden. In dem Fall einer gleichzeitigen Dampfabscheidung werden
ein Chalcogenidglasbarren und ein Metallbarren als Dampfabscheidungsquellen
in die gleiche Dampfabscheidungsvorrichtung eingeführt und
ein Elektronenstrahl oder dergleichen wird zur gleichzeitigen Verdampfung
beider verwendet. Bei der abwechselnden Ausbildung wird jeder Barren
abwechselnd in die Dampfabscheidungsvorrichtung eingeführt oder
jeder Barren wird in eine andere Dampfabscheidungsvorrichtung eingeführt und
verdampft und das Substratmaterial, welches Dampf abgeschieden werden
soll, wird abwechselnd in jede Dampfabscheidungsvorrichtung eingeführt. Zusätzlich zu
diesen Verfahren, können
die Filme auch durch PVD (physikalische Dampfphasenabscheidung),
wie Sputtern, oder durch CVD (chemisches Dampfphasenabscheiden)
ausgebildet werden.
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Das
optische Aufzeichnungsmaterial der Erfindung und das optische Aufzeichnungsmedium, welches
dieses einsetzt, ermöglicht
das Aufzeichnen einer Information durch das Aufstrahlen von Licht. Die
Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums wird mit
Licht bestrahlt, um das Metall in dem optischen Aufzeichnungsmaterial 1 der Aufzeichnungsschicht
in das Chalcogenidglas 2 zu diffundieren (Aufzeichnungsschritt).
Auf diese Weise wird Information durch dieses Aufzeichnungsverfahren
aufgezeichnet.
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Das
in diesem Fall aufgestrahlte Licht ist vorzugsweise ein Licht mit
einer etwas kleineren Wellenlänge
als das Ende der kurzen Wellenlänge
des Durchlässigkeitsbereichs.
Bei dieser Wellenlänge
ist der Absorptionsgrad des Chalcogenidglases etwas größer als
Null und weniger als 100 % bei der Dicke, in welcher die Aufzeichnungsschicht
gebildet wird. Insbesondere in Bezug auf die Wellenlängenabhängigkeit
des Absorptionsgrades des Chalcogenidglases, ist eine Wellenlänge mit
einem Absorptionsgrad von mehr als Null und weniger als 100 % bevorzugt, und
eine Wellenlänge
in der Nähe
der kürzesten
Wellenlänge,
bei welcher das Absorptionsvermögen
Null ist, ist bevorzugt.
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Herkömmliches
Chalcogenidglas neigt dazu, Licht mit kürzeren Wellenlängen zu
absorbieren (ultraviolettes Licht, etc.), wohingegen es für Licht
mit längeren
Wellenlängen
(Infrarotlicht etc.) durchlässig ist.
Wird daher im Hinblick auf diese Tendenz die Wellenlänge des
aufgestrahlten Lichtes stufenweise länger gemacht, wird die Lichtabsorption
bei einer spezifischen Wellenlänge
beendet. Diese Wellenlänge entspricht
den kurzen Wellenlängenenden
des Durchlässigkeitsbereichs.
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Die
Wellenlänge
des Lichtes, welches aufgestrahlt wird, ist vorzugsweise eine Wellenlänge mit wenigstens
0,7X und weniger als 1,0X und noch bevorzugter wenigstens 0,8X und
weniger als 1,0X, wobei X die Wellenlänge des Endes der kurzen Wellenlängen des
Durchlässigkeitsbereichs
ist. Wenn die Wellenlänge
des Lichtes, welches aufgestrahlt wird, weniger als 0,7X beträgt, neigt
das Chalcogenidglas dazu, mehr des Lichtes zu absorbieren, wodurch
eine geeignete Lichtdotierung verhindert werden kann, wohingegen
wenn es 1,0X oder mehr beträgt,
die Fotoanregung des Chalcogenidglases nicht auftreten kann, wodurch
eine adäquate
Lichtdotierung verhindert wird. Insbesondere wenn zum Beispiel ein
Glas auf Ge-S Basis verwendet wird, welches hauptsächlich aus
GeS2 als Chalcogenidglas besteht, beträgt das Ende
der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereiches
ungefähr
550 nm, obwohl diese Angabe in Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren und
der Menge an S Defekten variiert. Bei einem Licht von weniger als
350 nm weist es eine Durchlässigkeit
von Null für
Licht auf. Daher beträgt
die Wellenlänge
des verwendeten Lichtes vorzugsweise wenigstens 350 nm und weniger
als 550 nm, noch bevorzugter wenigstens 385 nm und weniger als 550 nm
und noch bevorzugter wenigstens 440 nm und weniger als 550 nm.
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Das
optische Aufzeichnungsmedium der Erfindung ist als ein Hologrammaufzeichnungsmedium zur
Aufzeichnung von Hologrammen geeignet. In diesem Fall wird die Aufzeichnungsschicht
des optischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung mit
Aufzeichnungslicht bestrahlt, bestehend aus einem Signalstrahl und
einem Referenzstrahl, um die Aufzeichnung des Hologramms durch Diffundieren
des Metalls überall
in dem Chalcogenidglas 2 zu bewirken (Hologrammaufzeichnungsschritt).
Bei dieser Art der Hologrammaufzeichnung verändert sich das Maß der Lichtdotierung,
welche in der Aufzeichnungsschicht erzeugt wird, in Übereinstimmung mit
der Helligkeit/Dunkelheit des Interferenzmusters, welches durch
die Interferenz zwischen dem Signalstrahl und dem Referenzstrahl
erzeugt wird, wohingegen die Lichtdurchlässigkeit auch der Helligkeit/Dunkelheit
des Interferenzmusters entspricht.
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Durch
diese Art der Hologrammaufzeichnung ist es möglich, eine Multiplex-Aufzeichnung
in dem gleichen Volumen durchzuführen,
indem der Winkel des Referenzstrahles variiert wird, wodurch ein
Aufzeichnen mit hoher Kapazität
der Information ermöglicht
wird.
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Das
optische Aufzeichnungsmedium dieser Erfindung ermöglicht auch
mehrschichtiges Aufzeichnen. In diesem Fall wird die Fokusposition
des Aufzeichnungslichtes in der Richtung der Tiefe der Aufzeichnungsschicht
variiert und die Aufzeichnung wird durch Diffundieren der Metallteilchen
in dem Chalcogenidglas an unterschiedlichen Tiefepositionen bewirkt.
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Zur
Hologrammaufzeichnung und Multilayer-Aufzeichnung, wie oben beschrieben,
ist die Wellenlänge
des aufgestrahlten Aufzeichnungslichtes (der Signalstrahl und Referenzstrahl
in dem Fall der Hologrammaufzeichnung) vorzugsweise eine kürzere Wellenlänge als
das Ende der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereichs.
Insbesondere ist es vorzugsweise eine Wellenlänge mit wenigstens 0,7X und
weniger als 1,0X, wobei X die Wellenlänge des Endes der kurzen Wellenlängen des
Durchlässigkeitsbereichs
ist.
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Das
Reproduktions- bzw. Wiedergabelicht kann Licht mit der gleichen
Wellenlänge
wie das Aufzeichnungslicht sein, aufgestrahlt mit einer ausreichend
niedrigen Stärke
in Bezug auf das Aufzeichnungslicht, die Wellenlänge des Reproduktionslichtes
ist jedoch besonders bevorzugt ein Licht mit einer Wellenlänge in dem
Durchlässigkeitsbereich
des Chalcogenidglases (eine Wellenlänge mit 1,0X oder mehr). Die
Verwendung der Wellenlänge
in dem Durchlässigkeitsbereich
des Chalcogenidglases verhindert eine durch die Reproduktion induzierte
Lichtdotierung mit einem stärkeren
Reproduktionslicht, wobei die Reproduktionszerstörung vermieden wird, wobei
die aufgezeichnete Information durch die Wiedergabe beschädigt wird.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail durch die folgenden
Beispiele erläutert,
wobei diese Beispiele die Erfindung nicht beschränken.
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[Herstellung der proben
der optischen Aufzeichnungsmedien]
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(Beispiel 1)
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Glas
auf Ge-S Basis als Chalcogenidglas und Ag als Metall zur Bildung
der Metallteilchen wurden gleichzeitig oder abwechselnd auf ein
Glassubstrat abgeschieden, wodurch eine Aufzeichnungsschicht gebildet
wurde, umfassend Ge-S Chalcogenidglas mit dispergierten Ag Teilchen,
um eine Probe eines optischen Aufzeichnungsmediums für Beispiel 1
zu erhalten (Probedicke: 1,2 μm).
Ein GeS2 Barren wurde als die Dampfabscheidungsquelle
für das Chalcogenidglas
verwendet und ein Ag Barren wurde als die Abscheidungsquelle des
Ag Dampfes verwendet und die Dampfabscheidung wurde durchgeführt, während die
Volumendichte der Ag Teilchen auf 1,5 Vol.-% gesteuert wurde.
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Wenn
die gebildete Chalcogenidglasschicht mit einem Transmissionselektronenmikroskop
(TEM) beobachtet wurde, betrug die Ag Teilchengröße im Mittelwert ungefähr 10 nm
und keine Teilchen konnten ermittelt werden, die 20 nm überschritten.
Die Kristallitgräßenberechnung
aus dem Röntgenbeugungsspektrum
bestätigte
eine Teilchengröße von 9 nm.
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(Beispiel 2)
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Eine
Probe eines optischen Aufzeichnungsmediums für Beispiel 2 (Probendicke:
1,2 μm)
wurde auf die gleiche Weise wie Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme,
dass die Dampfabscheidung so gesteuert wurde, dass die Volumendichte
feiner Ag Teilchen 0,5 Vol.-% betrug. Die TEM Betrachtung bestätigte eine
feine Teilchengröße von Ag
von weniger als 10 nm und ein Wert von 3 nm wurde aus dem Röntgenbeugungsspektrum
ermittelt.
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(Referenzbeispiel 1)
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Glas
auf Ge-S Basis wurde auf ein Glassubstrat vakkumabgeschieden, wodurch
eine Chalcogenidglasschicht mit 600 nm ausgebildet wurde, um eine
Probe eines optischen Aufzeichnungsmediums für Referenzbeispiel 1 zu erhalten.
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[Messung
der Durchlässigkeit
durch Aufstrahlen eines Laserlichtes] Zunächst wurde die Probe des optischen
Aufzeichnungsmediums des Referenzbeispiels 1 mit Licht bestrahlt,
welches zwischen Wellenlängen
von 300–700
nm verändert
wurde, und das Lichtabsorptionsvermögen der Chalcogenidglasschicht
bei jeder Wellenlänge
wurde mit einem Spektrophotometer gemessen. 2 zeigt
eine Kurve, welche die Änderung
des normalisierten Absorptionsvermögens in Bezug auf die Änderung
der Wellenlänge
des aufgestrahlten Lichtes für
die Probe des optischen Aufzeichnungsmediums des Referenzbeispiels
1 darstellt. Hierbei ist das normalisierte Absorptionsvermögen des
Lichtes das Absorptionsvermögen
ohne den Einfluss von Lichtinterferenz und kann gemäß der folgenden
Formel (1) berechnet werden: Normalisiertes Absorptionsvermögen = gemessenes Absorptionsvermögen/(gemessenes
Absorptionsvermögen
+ gemessene Durchlässigkeit) (1)
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2 zeigt,
dass das Ge-S Chalcogenidglas für
Licht mit einer Wellenlänge
von 350 nm und darunter nicht durchlässig ist und dass keine Lichtabsorption
bei einer Wellenlänge
beobachtet wurde, die 550 nm überschritt.
Das Ende der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereichs
in diesem Fall betrug daher 550 nm.
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Die
Probe des optischen Aufzeichnungsmediums der Beispiele 1 und 2 wurden
anschließend von
der Seite der Aufzeichnungsschicht unter Verwendung eines Laserlichtes
mit einer Wellenlänge von
532 nm bestrahlt, als Licht mit einer Wellenlänge in der Nähe des Endes
der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereichs
(Licht mit einer Wellenlänge,
welches die Bedingung von wenigstens 0,7X und weniger als 1,0X erfüllt, wobei
X die kürzeste
Wellenlänge
von 550 nm ist), während
die Bestrahlungsdosis des Laserlichtes zwischen 0–3 J/cm2 verändert wurde,
und die Durchlässigkeit
des aufgestrahlten Lichtes wurde mit einem Spektrophotometer gemessen. 3 zeigt
eine Kurve, welche die Änderung der
Lichtdurchlässigkeit
darstellt, in Bezug auf die Änderung
der Lichtbestrahlungsdosis, für
die Proben der optischen Aufzeichnungsmedien der Beispiele 1 und
2. In 3 stellt L1 die Beziehung zwischen der Lichtbestrahlungsdosis
und der Änderung
der Durchlässigkeit
für die
Probe des optischen Aufzeichnungsmediums aus Beispiel 1 dar und
L2 stellt das gleiche für
die Probe des optischen Aufzeichnungsmediums von Beispiel 2 dar.
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Als
eine Vergleichsprobe wurde eine Probe eines optischen Aufzeichnungsmediums,
welche auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten wurde, mit
einem He-Ne Laser mit einer Wellenlänge von 633 nm bestrahlt, welche
vollständig
durch das Chalcogenidglas durchgeleitet wurde, mit einer Bestrahlungsdosis
von 5 J/cm2. Die Ergebnisse zeigten, dass in
der Probe des optischen Aufzeichnungsmediums aus Beispiel 1 keine
Lichtdotierung erzeugt wurde.
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3 bestätigte, dass
beide optischen Aufzeichnungsmedien der Beispiele 1 und 2 Lichtdotierung
bei der Bestrahlung mit Licht erzeugten, und dass die Lichtdotierung
eine Änderung
der Lichtdurchlässigkeit
entsprechend der Änderung
der Lichtbestrahlungsdosis erzeugte. Da das aufgestrahlte Licht
ein Licht mit einer Wellenlänge
in der Nähe
des Endes der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereichs
des Chalcogenidglases war (Licht mit einer Wellenlänge, welches
die Bedingung von wenigstens 0,7X und weniger als 1,0X erfüllt, wobei
X die kürzeste
Wellenlänge
von 550 nm ist), wurde es ausreichend durch das Chalcogenidglas
durchgeleitet, und Lichtdotierung ähnlich zu der an der Licht
bestrahlten Oberfäche
wurde auch auf der Oberfläche,
welche der bestrahlten Oberfläche gegenüberlag (die
Oberfläche
der Aufzeichnungsschicht gegenüberliegende
Substratseite) erzeugt.
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Insbesondere
wurde die Lichtdotierung der Probe des optischen Aufzeichnungsmediums
aus Beispiel 2 im Wesentlichen bei einer Lichtbestrahlungsdosis
von 1 J/cm2 gesättigt und die Änderung der
Durchlässigkeit
in Bezug auf die Lichtbestrahlungsdosis war groß und zeigte eine ausgezeichnete Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Zusätzlich
war die Lichtabsorptionsfähigkeit
bei der Sättigung
so niedrig wie 16 % und bestätigte,
dass die Durchlässigkeit von
Licht auch möglich
ist, mit einer zunehmenden Dicke des Aufzeichnungsmaterials, so
dass eine Multiplex-Aufzeichnung in der Richtung der Tiefe möglich ist.
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Da
des Weiteren in dem Vergleichsbeispiel das Licht einer Wellenlänge vollständig durch
das Chalcogenidglas durchgeführt
wurde, welches als Aufzeichnungsschicht verwendet wurde, wurde kein Phänomen der
Lichtdotierung induziert, unabhängig von
der hohen Bestrahlungsdosis von 5 J/cm2,
so dass gezeigt wurde, dass durch Verwendung von Reproduktionslicht
mit einer Wellenlänge,
die durch das Chalcogenidglas durchgeführt wird, Veränderung
der Aufzeichnungsschicht vermieden werden kann, auch wenn die Reproduktion
mit einem starken Licht durchgeführt
wird, so dass die durch die Reproduktion induzierte Zerstörung der
Daten verringert werden kann.
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Wie
oben erläutert,
kann das optische Aufzeichnungsmaterial und das optische Aufzeichnungsmedium
der vorliegenden Erfindung ein dreidimensionales optisches Aufzeichnen
durchführen, wie
eine Multilayer-Aufzeichnung, wobei eine Vielzahl von Aufzeichnungen
in der Richte der Tiefe durchgeführt
werden und Multiplex-Aufzeichnung durch Hologrammaufzeichnung, so
dass eine Aufzeichnung mit hoher Kapazität erzielt werden kann.
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Des
Weiteren ermöglicht
das Aufzeichnungsverfahren eines optischen Aufzeichnungsmediums
gemäß der vorliegenden
Erfindung die leichte Herstellung des zuvor genannten optischen
Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung und das optische
Aufzeichnungsverfahren der Erfindung kann das optische Aufzeichnen
mit einer hohen Aufzeichnungsdichte durchführen.
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Zusätzlich wird
gemäß des Wiedergabeverfahrens
der Erfindung die Aufzeichnungsschicht des optischen Aufzeichnungsmediums
mit Reproduktionslicht bestrahlt, welches eine Wellenlänge oberhalb
des Endes der kurzen Wellenlängen
des Durchlässigkeitsbereichs
des Chalcogenidglases aufweist, und daher wird eine durch die Reproduktion
in duzierte Lichtdotierung verhindert, auch bei einem sehr starken
Reproduktionslicht, um so die Zerstörung durch die Reproduktion
zu verhindern, wodurch die aufgezeichnete Information durch die
Reproduktion beschädigt
wird.