JP2000132863A - Optical disk and its recording/reproducing method - Google Patents

Optical disk and its recording/reproducing method

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JP2000132863A
JP2000132863A JP10307966A JP30796698A JP2000132863A JP 2000132863 A JP2000132863 A JP 2000132863A JP 10307966 A JP10307966 A JP 10307966A JP 30796698 A JP30796698 A JP 30796698A JP 2000132863 A JP2000132863 A JP 2000132863A
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JP
Japan
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light
recording
reflectance
fine particles
optical disk
Prior art date
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JP10307966A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Maenozono
信也 前之園
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain the information recording operation with further higher density by reading out the difference of reflectivity between the irradiated part and non-irradiated part of a stimulating light and reproducing it in such a manner that the change of reflectivity is generated by the irradiation of the excited light on an assembly and the reflected light of the reproduced light made incident on this assembly after the recording the information is detected. SOLUTION: The material such as a film consisting of the assembly of light emitting particulates is formed on a disk-like solid substrate is used for the recording thin film of the optical disk, and when this substrate is irradiated by the specified excited light (the light at the short wavelength side than the absorbing end of the film consisting of the assembly of light emitting particulates), the reflectivity in the certain specific wavelength range of the excited light irradiation area is decreased or lowered by the TDRM function. The area where the reflectivity is decreased or lowered, is treated as the recording pit. The information recorded on the recorded thin film is reproduced in such a manner that the difference in the reflectivity is detected by using the light of suitable wavelength different from the excited light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は新規な記録媒体を有
する光ディスク及びその記録・再生方法に関する。詳し
くは、励起光を照射すると反射率が減少する現象と、光
照射せずに暗所にて長時間保存した後でも保存前の反射
率を示す、つまり記憶しているという機能(併せて以下
「TDRM」(Time Dependent Reflectance and Memor
y)と称する)を有する新規な記録媒体を応用した光デ
ィスク、及び、その記録・再生方法において、励起光照
射によって反射率変化を生じさせ記録した情報を、再生
光を該光ディスクに入射させ反射光を検出し、記録ピッ
トとそうでない部分との反射率の差異を読み取ることに
よって再生することができる光ディスクの記録・再生方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk having a novel recording medium and a recording / reproducing method for the optical disk. More specifically, the phenomenon that the reflectance decreases when irradiated with excitation light and the function of indicating the reflectance before storage even after long-term storage in a dark place without light irradiation, that is, the function of storing (referred to as "TDRM" (Time Dependent Reflectance and Memor
y)) and a recording / reproducing method for the same, and information recorded by generating a change in reflectivity by irradiating excitation light is supplied to the optical disc by applying a reproducing light to the reflected light. The present invention relates to a recording / reproducing method for an optical disk capable of reproducing data by detecting a difference in reflectance between a recording pit and a non-recorded pit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光ディスクにおいては、フォトレ
ジストを用いて表面幾何学形状を制御(ピットを形成)
する、もしくはレーザー光照射によって局所的に加熱す
ることによって照射部分を溶融もしくは相変化(結晶−
アモルファス)させることによる信号記録部分の反射率
変化を起こさせることを記録・再生の基本原理としてき
た。
2. Description of the Related Art In a conventional optical disk, the surface geometry is controlled using a photoresist (pits are formed).
Melting or phase change (crystal-
It has been the basic principle of recording / reproducing to cause a change in the reflectance of a signal recording portion by making it amorphous.

【0003】表面幾何学形状を制御(ピットを形成)し
て信号を記録し、記録部分の反射率変化を読み取ること
によって信号を再生する方式の代表的な光ディスクとし
てCDや再生専用MDが挙げられる。これらは予めレー
ザー光によって信号に対応したピットが形成されたフォ
トレジスト上に金属薄膜をスパッタすることによって、
すでに信号が記録された状態で製造される。
[0005] CDs and read-only MDs are typical optical disks of a system in which a signal is recorded by controlling the surface geometry (forming pits) and a signal is reproduced by reading a change in the reflectance of the recorded portion. . These are formed by sputtering a metal thin film on a photoresist on which pits corresponding to signals have been formed by laser light in advance.
It is manufactured with the signals already recorded.

【0004】レーザー光照射によって局所的に加熱する
ことによって照射部分を溶融し、記録部分の反射率変化
を読み取ることによって信号を再生する方式の光ディス
クとしてCD−R(CDレコーダブル)が挙げられる。
これは樹脂基板上にコーティングされた有機色素膜にレ
ーザー光が照射されると有機色素が加熱溶融され、一部
分解した有機色素とこれに接して加熱軟化された樹脂基
板との界面が変形されることにより記録ピットを形成す
る。
[0004] A CD-R (CD recordable) is an example of an optical disk of a type in which an irradiated portion is melted by locally heating by laser beam irradiation, and a signal is reproduced by reading a change in reflectance of a recorded portion.
This is because when the organic dye film coated on the resin substrate is irradiated with laser light, the organic dye is heated and melted, and the interface between the partially decomposed organic dye and the heated and softened resin substrate in contact with it is deformed Thus, a recording pit is formed.

【0005】レーザー光照射によって局所的に加熱する
ことによって照射部分を相変化(結晶−アモルファス)
させ、記録部分の反射率変化を読み取ることによって信
号を再生する方式の光ディスクとして相変化光ディスク
が挙げられる。これは基板上の記録薄膜(例えばGe−
Sb−Te系材料の薄膜)をレーザー光によって加熱昇
温させ、その構造に結晶学的な相変化を起こさせて情報
の記録ピットを形成・消去する。
[0005] By locally heating by laser beam irradiation, the irradiated portion undergoes a phase change (crystal-amorphous).
A phase change optical disk is an example of an optical disk that reproduces a signal by reading a change in the reflectance of a recording portion. This is a recording thin film on a substrate (eg, Ge-
A thin film of an Sb-Te-based material) is heated and heated by a laser beam to cause a crystallographic phase change in its structure to form and erase information recording pits.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の記録・再生方式の光ディスクでは、今後
の情報化社会に対応していくためには依然として記録密
度が不充分であり設備コストも高い。従って、本発明の
目的は、次世代光メディアとして高記録密度、繰り返し
消去可能(イレーザブル)であり、かつ低コスト化の可
能な光ディスクを提供することにある。
However, the conventional recording / reproducing optical disk as described above still has insufficient recording density and high equipment cost in order to cope with the information society in the future. . Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical disk which has a high recording density, can be repeatedly erased (erasable), and can be reduced in cost as a next-generation optical medium.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、上記TDRM機能
を有する特定の発光性微粒子の集合体を光ディスクの記
録媒体として応用し、励起光照射によって変化した反射
率を利用することにより上記目的を達成することができ
ることを見出し本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has applied the above-mentioned aggregate of specific luminescent fine particles having the TDRM function as a recording medium of an optical disk, The present inventors have found that the object can be achieved by utilizing the reflectance changed by the irradiation of the excitation light, and reached the present invention.

【0008】即ち本発明の要旨は、反射率を励起光の照
射時間もしくは照射強度の関数として減少あるいは減少
及び記憶させることができる機能を有する発光性微粒子
の集合体を記録媒体として有することを特徴とする光デ
ィスク、に存する。また本発明の別の要旨は、励起光照
射によって反射率を減少させ信号を記録し、励起光と同
じか又は異なる波長の光によってその反射率の変化を検
出することによって記録された信号の再生を行う前記光
ディスクの記録・再生方法、に存する。
That is, the gist of the present invention is characterized in that the recording medium has an aggregate of luminescent fine particles having a function of reducing or decreasing and storing the reflectance as a function of the irradiation time or irradiation intensity of the excitation light. Optical disk. Another aspect of the present invention is to reproduce a recorded signal by recording a signal by reducing the reflectance by irradiating the excitation light and detecting a change in the reflectance with light having the same or different wavelength as the excitation light. Recording / reproducing method for the optical disk.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳細に説
明する。本発明の光ディスクは、反射率を励起光の照射
時間もしくは照射強度の関数として減少あるいは減少及
び記憶させることができる(TDRM)機能を有する発
光性微粒子の集合体を記録媒体として有するものであ
る。上記TDRM機能は、例えば、発光性微粒子(以下
「ナノ粒子」と称する場合がある)の集合体を有する薄
膜を用いた場合、該薄膜が室温かつ空気に触れた状態
で、ナノ粒子薄膜上の励起光が照射された領域の反射率
が照射時間(照射量)の関数として減少するというもの
である。この反射率の変化は可逆的であり、かつ前述し
た従来の記録方法におけるような熱による溶融や相変化
に起因する反射率変化とは異なる。このことによりナノ
粒子薄膜上の励起光照射領域と非照射領域の反射率の相
違から任意の形状の記録ピットを該ナノ粒子薄膜上に形
成できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The optical disc of the present invention has, as a recording medium, an aggregate of luminescent fine particles having a function of reducing or decreasing and storing the reflectance as a function of the irradiation time or the irradiation intensity of the excitation light (TDRM). For example, when a thin film having an aggregate of luminescent fine particles (hereinafter sometimes referred to as “nanoparticles”) is used, the TDRM function is performed on the nanoparticle thin film at room temperature and in contact with air. The reflectance of the area irradiated with the excitation light decreases as a function of the irradiation time (irradiation amount). This change in reflectivity is reversible and different from the change in reflectivity caused by melting or phase change due to heat as in the conventional recording method described above. Thus, a recording pit having an arbitrary shape can be formed on the nanoparticle thin film based on the difference in reflectance between the excitation light irradiation region and the non-irradiation region on the nanoparticle thin film.

【0010】このような光メモリ効果は、様々な塗布方
法によって固体基板上に作製されたナノ粒子薄膜中で相
互にナノ粒子が近接した多粒子系の本質的物性である。
ナノ粒子薄膜の厚さ、固体基板の材料物質、励起光強度
や照射方式(連続的または断続的)などを変えることに
よってナノ粒子薄膜の反射率を制御することが可能であ
る。
[0010] Such an optical memory effect is an essential physical property of a multi-particle system in which nanoparticles are close to each other in a nano-particle thin film formed on a solid substrate by various coating methods.
It is possible to control the reflectance of the nanoparticle thin film by changing the thickness of the nanoparticle thin film, the material of the solid substrate, the intensity of excitation light, the irradiation method (continuous or intermittent), and the like.

【0011】本発明において反射率を減少させる時間
は、通常3時間以下、好ましくは1×10-9秒〜1分程
度であり、反射率の減少率(減少した反射率/初期の反
射率)は、通常0.9倍以下、好ましくは0.01〜
0.7倍程度である。また、反射率の持続、保持又は記
憶時間は77K以上の温度において1秒以上、好ましく
は1時間以上、さらに好ましくは24時間以上である。
In the present invention, the time for reducing the reflectance is usually 3 hours or less, preferably about 1 × 10 -9 seconds to 1 minute, and the reduction rate of the reflectance (reduced reflectance / initial reflectance) Is usually 0.9 times or less, preferably 0.01 to
It is about 0.7 times. In addition, the duration of holding, holding or storing the reflectance is 1 second or more, preferably 1 hour or more, and more preferably 24 hours or more at a temperature of 77K or more.

【0012】本発明において対象となるTDRM機能を
有する発光性微粒子の大きさは、通常、粒径が0.5〜
100nm、好ましくは0.5〜50nm、さらに好ま
しくは1〜10nmの微粒子の集合体が挙げられる。こ
の粒径が大き過ぎるとバルクの性質となってしまい、小
さ過ぎると原子または分子そのものとなってしまう。こ
のTDRM材料を形成するナノ粒子の種類は特に限定さ
れず、上記所定サイズの微粒子であればよいが、例え
ば、CuCl等のI−VII族化合物半導体、CdS、C
dSe等のII−VI族化合物半導体、InAs等のIII−
V族化合物半導体、IV族半導体等の半導体結晶、TiO
2、SiO、SiO2等の金属酸化物、蛍光体、フラーレ
ン、デンドリマー等の無機化合物、フタロシアニン、ア
ゾ化合物等の有機化合物からなるもの、またはそれらの
複合材料等が挙げられる。
The size of the luminescent fine particles having a TDRM function, which is the subject of the present invention, is usually 0.5 to 0.5 μm.
An aggregate of fine particles of 100 nm, preferably 0.5 to 50 nm, and more preferably 1 to 10 nm, may be mentioned. If the particle size is too large, it becomes bulky, and if it is too small, it becomes atoms or molecules themselves. The type of nanoparticles forming the TDRM material is not particularly limited, and may be fine particles having the above-mentioned predetermined size. For example, I-VII compound semiconductors such as CuCl, CdS, C
II-VI compound semiconductors such as dSe, III- such as InAs
Semiconductor crystal such as Group V compound semiconductor and Group IV semiconductor, TiO
2 , metal oxides such as SiO and SiO 2 , phosphors, inorganic compounds such as fullerenes and dendrimers, organic compounds such as phthalocyanines and azo compounds, and composite materials thereof.

【0013】なお、本発明の目的を損なわない範囲で、
これらナノ粒子の表面を化学的あるいは物理的に修飾し
ても良く、また界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤な
どの添加剤を加えても良い。このようなナノ粒子はコロ
イド化学的な手法、例えば逆ミセル法(Lianos, P.et a
l., Chem. Phys. Lett., 125, 299(1986))やホット
ソープ法(Peng, X.et al., J. Am. Chem. Soc., 119,
7019 (1997))によって合成することができる。
[0013] Incidentally, within a range not to impair the object of the present invention,
The surface of these nanoparticles may be chemically or physically modified, and additives such as a surfactant, a dispersion stabilizer and an antioxidant may be added. Such nanoparticles can be obtained by colloidal chemistry, such as the reverse micelle method (Lianos, P. et a).
l., Chem. Phys. Lett., 125, 299 (1986)) and the hot soap method (Peng, X. et al., J. Am. Chem. Soc., 119,
7019 (1997)).

【0014】本発明の光ディスク及びその記録・再生方
法の態様の一例としては、円盤状の固体基板上に上記発
光性微粒子の集合体からなる膜が形成されたものを光デ
ィスクの記録薄膜として用い、該記録薄膜に励起光(上
記発光性微粒子の集合体からなる膜の吸収端よりも短波
長側の光)を照射すると、TDRM機能によって励起光
照射領域のある特定波長範囲の反射率が減少もしくは低
下するため、この反射率が減少もしくは低下した領域を
記録ピットとして扱う。前記記録薄膜上に記録された情
報は、励起光とは異なる適当な波長の光を用いて反射率
の相違を検出することによって再生される。
As an example of an embodiment of the optical disk and the recording / reproducing method of the present invention, an optical disk in which a film made of an aggregate of the luminescent fine particles is formed on a disk-shaped solid substrate is used as a recording thin film of the optical disk. When the recording thin film is irradiated with excitation light (light on the shorter wavelength side than the absorption edge of the film made of the aggregate of the luminescent fine particles), the reflectance of the excitation light irradiation region in a specific wavelength range decreases or decreases due to the TDRM function. Therefore, the area where the reflectance is reduced or reduced is treated as a recording pit. Information recorded on the recording thin film is reproduced by detecting a difference in reflectance using light having an appropriate wavelength different from the excitation light.

【0015】本発明の光ディスクにおいて用いられる上
記固体基板としては、通常ポリマーなどの有機、または
ガラス、金属、金属酸化物、合金、シリコン、化合物半
導体などの無機の固体物質である。なお本発明の目的を
損なわない範囲で、該固体基板表面を疎水性や親水性に
表面改質することもできる。またTDRM機能によって
記憶もしくは保持された記録ピットを消去することも可
能にする目的のためには、上記固体基板上に光導電性材
料からなる膜を設けたものを基板として用いても良い。
The solid substrate used in the optical disk of the present invention is usually an organic solid such as a polymer or an inorganic solid material such as glass, a metal, a metal oxide, an alloy, silicon, or a compound semiconductor. Note that the surface of the solid substrate can be modified to be hydrophobic or hydrophilic as long as the object of the present invention is not impaired. For the purpose of enabling the recording pits stored or held by the TDRM function to be erased, a solid substrate provided with a film made of a photoconductive material may be used as the substrate.

【0016】本発明においては、上記固体基板上に発光
性微粒子の集合体を含有する膜(以下「記録薄膜」と称
する)を形成した後、該記録薄膜上にSiO2等の絶縁
性材料からなる保護膜を設けても良いし、それらをそれ
ぞれ1層以上積層しても良い。上記記録薄膜の厚さは特
に限定されるものではないが、通常、発光性微粒子の直
径以上1mm以下、好ましくは発光性微粒子の直径〜1
00μmの薄膜である。また、記録薄膜内において、発
光性微粒子はある程度以上の密度で存在するのが好まし
い。その意味から発光性微粒子の集合体における個々の
発光性微粒子間の平均粒子間距離は、通常微粒子直径の
10倍以内の範囲であり、さらには粒子直径の2倍以内
の範囲であることが好ましい。この平均粒子間距離が大
き過ぎると発光性微粒子は集団的機能を示さなくなる。
In the present invention, after a film containing an aggregate of luminescent fine particles (hereinafter referred to as a “recording thin film”) is formed on the solid substrate, an insulating material such as SiO 2 is formed on the recording thin film. May be provided, or one or more of them may be laminated. Although the thickness of the recording thin film is not particularly limited, it is usually not less than the diameter of the luminescent fine particles and not more than 1 mm, preferably from the diameter of the luminescent fine particles to 1 mm.
It is a thin film of 00 μm. Further, it is preferable that the luminescent fine particles exist in the recording thin film at a certain density or more. In that sense, the average interparticle distance between the individual luminescent fine particles in the aggregate of the luminescent fine particles is usually within the range of 10 times the particle diameter, and more preferably within the range of 2 times the particle diameter. . If the average interparticle distance is too large, the luminescent fine particles will not exhibit a collective function.

【0017】上記記録薄膜は、例えばナノ粒子を溶媒に
分散させたサスペンションを固体基板上に塗布・乾燥す
ることによって得ることができる。この際の塗布方式と
してはキャスティング法、ダイコーティング法、スピン
コーティング法、ディップコーティング(浸積塗布)
法、ウェッティング・フィルム(液膜)法、スプレーコ
ーティング法、インクジェット法、ラングミュア・ブロ
ジェット(LB)法などを用いることができる。
The recording thin film can be obtained, for example, by applying and drying a suspension in which nanoparticles are dispersed in a solvent on a solid substrate. The application method at this time is casting method, die coating method, spin coating method, dip coating (immersion coating)
Method, a wetting film (liquid film) method, a spray coating method, an inkjet method, a Langmuir-Blodgett (LB) method, or the like can be used.

【0018】該サスペンション中のナノ粒子の濃度は特
に限定されるものでは無く、塗布方式および望まれる膜
(層)構造もしくは粒子配列構造および膜(層)厚によ
って異なる。例えばスピンコーティング法の場合であれ
ばナノ粒子の濃度や回転速度を変化させることによって
ナノ粒子薄膜の膜厚を変えることができる。またここで
用いられる対象となる溶媒は、通常、水、メタノール、
エタノール、トルエン、ヘキサン、ピリジン、クロロホ
ルムなどの液体であり、ナノ粒子を分散させることので
きる性質のものが好ましい。また乾燥した固体の記録薄
膜を得る目的のためには揮発性であることが望ましい。
The concentration of the nanoparticles in the suspension is not particularly limited and depends on the coating method and the desired film (layer) structure or particle arrangement structure and film (layer) thickness. For example, in the case of a spin coating method, the thickness of the nanoparticle thin film can be changed by changing the concentration and the rotation speed of the nanoparticles. The target solvent used here is usually water, methanol,
A liquid such as ethanol, toluene, hexane, pyridine, or chloroform, which has a property capable of dispersing nanoparticles, is preferred. For the purpose of obtaining a dried solid recording thin film, it is desirable that the film is volatile.

【0019】本願発明においては固体基板上にあらかじ
めパターニング(例えば親水性・疎水性表面によるパタ
ーン)を施しておくことによって上述したようなナノ粒
子薄膜の幾何学形状を任意に制御することも可能であ
る。なお、本発明の目的を損なわない範囲で、該サスペ
ンションに界面活性剤や分散安定剤や酸化防止剤などの
添加剤、またはポリマー、塗布・乾燥過程でゲル化する
材料などのバインダーを加えても良い。
In the present invention, it is possible to arbitrarily control the geometric shape of the nanoparticle thin film as described above by performing patterning (for example, a pattern with a hydrophilic / hydrophobic surface) on the solid substrate in advance. is there. In addition, as long as the object of the present invention is not impaired, an additive such as a surfactant, a dispersion stabilizer, or an antioxidant, or a polymer, or a binder such as a material that gels in a coating and drying process may be added to the suspension. good.

【0020】このようなパターニングされた、もしくは
されていない(一様な)ナノ粒子薄膜は前述のようなT
DRM効果を示す。適当な波長の光によってナノ粒子薄
膜を(連続的または断続的に)励起することによって、
ある波長範囲における膜の反射率は励起光照射時間の関
数として減少していく。特別な処理を施すことなく膜上
の励起光照射領域の減少した反射率は室温で少なくとも
数時間保持される。光や熱的、電気的、化学的、磁気
的、機械的などの外場を与えることによって減少した反
射率を増加させる(復帰させる)ことも可能である。膜
厚、固体基板の材料物質、励起光強度や照射方式(連続
的または断続的)などを変えることによってナノ粒子膜
の反射率を制御することが可能である。
Such a patterned or non-patterned (uniform) nanoparticle thin film is formed by T
Shows the DRM effect. By exciting (continuously or intermittently) the nanoparticle thin film with light of the appropriate wavelength,
The reflectivity of the film in a certain wavelength range decreases as a function of the excitation light irradiation time. Without any special treatment, the reduced reflectivity of the excitation light irradiated area on the film is maintained at room temperature for at least several hours. It is also possible to increase (return) the reduced reflectivity by applying a light, thermal, electrical, chemical, magnetic or mechanical external field. The reflectance of the nanoparticle film can be controlled by changing the film thickness, the material of the solid substrate, the intensity of the excitation light, the irradiation method (continuous or intermittent), and the like.

【0021】本発明の光ディスクの記録・再生方法は、
上述したように励起光(以下「書込光」と称する場合が
ある)を該光ディスク上に照射することによって信号の
記録を行い、TDRM機能によって信号記録領域(記録
ピット)のある波長範囲の反射率を減少もしくは低下さ
せ、励起光とは異なる波長の光(以下「再生光」と称す
る場合がある)で該光ディスク上を照射・スキャンする
ことにより、反射率の違いとして記録された信号を再生
することができる。
The recording / reproducing method of the optical disk of the present invention comprises:
As described above, a signal is recorded by irradiating the optical disc with excitation light (hereinafter sometimes referred to as “writing light”), and reflection of a signal recording area (recording pit) within a certain wavelength range is performed by the TDRM function. A signal recorded as a difference in reflectance is reproduced by irradiating / scanning the optical disk with light having a wavelength different from that of the excitation light (hereinafter, sometimes referred to as “reproduction light”) by reducing or decreasing the reflectance. can do.

【0022】この場合、書込光の波長は前述のナノ粒子
薄膜の励起エネルギーよりも大きいエネルギー、即ちナ
ノ粒子薄膜の吸収端よりも短波長側である必要がある。
例えば、記憶薄膜材料として粒径3.7nmのCdSe
を用いる場合には、550nm以下の波長を有する光と
なる。また再生光の波長はTDRM機能によって反射率
に変化が現れる範囲の波長である必要があり、前記ナノ
粒子薄膜の励起エネルギーよりも小さいエネルギー、即
ちナノ粒子薄膜の吸収端よりも長波長側であることが好
ましい。記憶薄膜を形成する発光性微粒子の粒径や材料
物質を変えることによって書込光及び再生光の波長の範
囲を変える(調整する)ことができる。
In this case, the wavelength of the writing light needs to be higher than the excitation energy of the nanoparticle thin film, that is, shorter than the absorption edge of the nanoparticle thin film.
For example, as a storage thin film material, CdSe having a particle size of 3.7 nm is used.
Is used, the light has a wavelength of 550 nm or less. Further, the wavelength of the reproduction light needs to be a wavelength within a range in which the reflectance changes due to the TDRM function, and is an energy smaller than the excitation energy of the nanoparticle thin film, that is, a wavelength longer than the absorption edge of the nanoparticle thin film. Is preferred. The range of the wavelengths of the writing light and the reproducing light can be changed (adjusted) by changing the particle size and the material of the luminescent fine particles forming the memory thin film.

【0023】上述したような本発明の光ディスクの記録
・再生方法によれば、書込光及び再生光の波長を短波長
にすることができ、また反射率の減少が励起光照射時間
もしくは強度の関数となるため一つの記録ピット信号に
階調をもたせることができるので、著しく高密度な記録
が可能となる。またTDRM機能は可逆的であるため原
理的に何回も消去可能(イレーザブル)である。さらに
はこの記録・再生方法の光ディスクは全工程を塗布で製
造することも可能であるため低コストを実現できる。
According to the optical disk recording / reproducing method of the present invention as described above, the wavelengths of the writing light and the reproducing light can be shortened, and the decrease in the reflectivity can be reduced by the excitation light irradiation time or intensity. Since it becomes a function, one recording pit signal can be given a gradation, so that extremely high-density recording becomes possible. Further, since the TDRM function is reversible, it can be erased (eraseable) many times in principle. Further, the optical disk of this recording / reproducing method can be manufactured by coating all the steps, so that low cost can be realized.

【0024】[0024]

【実施例】以下に実施例により本発明の具体的態様を更
に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、これらの実施例によって限定されるものではない。 実施例1 平均粒径3.4nmのCdSeナノ粒子をトルエンに分
散させ、濃度5wt%のサスペンションを調整し次にそ
のサスペンションの1mlをガラス基板の上にスピンコ
ートし、薄膜を形成した。スピンコートは回転数300
0rpmで行った。スピンコート時間(基板が回転して
いる時間)は10minであった。乾燥は風乾24時
間、減圧乾燥48時間(室温)で行った。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention. Example 1 CdSe nanoparticles having an average particle size of 3.4 nm were dispersed in toluene, a suspension having a concentration of 5 wt% was prepared, and 1 ml of the suspension was spin-coated on a glass substrate to form a thin film. Spin coating is 300 rpm
It was performed at 0 rpm. The spin coating time (time during which the substrate was rotating) was 10 minutes. Drying was performed by air drying for 24 hours and drying under reduced pressure for 48 hours (room temperature).

【0025】このようにして得られたガラス基板上のC
dSeナノ粒子薄膜の透過および反射スペクトルを分光
光度計によって測定した。スペクトルの測定には積分球
を用いた。測定波長範囲は220〜2000nm。また
測定誤差を最小限にするために、分光光度計は立上げか
ら1時間ウォームアップさせ、全て測定前にはベースラ
インの測定を行った。
C on the glass substrate thus obtained
The transmission and reflection spectra of the dSe nanoparticle thin film were measured with a spectrophotometer. An integrating sphere was used for spectrum measurement. The measurement wavelength range is 220 to 2000 nm. In order to minimize the measurement error, the spectrophotometer was warmed up for one hour from the start-up, and the baseline was measured before all measurements.

【0026】前述のようにCdSeナノ粒子薄膜の透過
および反射スペクトルを測定した後、1時間連続的に
(書込光として)UV光(波長365nm、150μW
/cm 2)を該ナノ粒子薄膜に照射した。その後該ナノ
粒子薄膜の透過および反射スペクトルを再度測定したと
ころ、透過スペクトルにはUV光照射前と後で差は見ら
れなかったが、反射スペクトルには750nm以下の波
長領域で有意な減少が見られた(図1a、b)。このC
dSeナノ粒子の吸収端は約600nmであり、それ以
上の長波長では吸収は無い(図2)。従って600〜7
50nmの範囲の光を再生光として用いれば該ナノ粒子
薄膜の反射率に影響を及ぼすことなく、書込光によって
記録された信号を読み出すことができる。また反射率の
減少が書込光照射時間もしくは強度の関数となるため一
つの記録ピット信号に階調をもたせることができるの
で、著しく高密度な記録が可能となる。
As described above, the transmission of the CdSe nanoparticle thin film
And one hour after measuring the reflection spectrum
UV light (as writing light) (wavelength 365 nm, 150 μW
/ Cm Two) Was applied to the nanoparticle thin film. Then the nano
When the transmission and reflection spectra of the particle thin film were measured again
At this time, there is no difference in the transmission spectrum before and after UV irradiation.
Although the reflection spectrum did not show
There was a significant decrease in the long region (FIGS. 1a, b). This C
The absorption edge of the dSe nanoparticles is about 600 nm,
There is no absorption at the upper long wavelengths (FIG. 2). Therefore 600-7
If light in the range of 50 nm is used as reproduction light, the nanoparticles
Write light without affecting the reflectivity of the thin film
The recorded signal can be read. Also the reflectivity
Since the decrease is a function of the writing light irradiation time or intensity,
One recording pit signal can have gradation.
Thus, extremely high-density recording becomes possible.

【0027】応用例1 TDRM効果によって記録または記憶された信号もしく
は情報を、反射率の差異として検出することによって信
号もしくは情報を再生することのできる光ディスクの記
録・再生方法の例として図3にその原理を示す。図3a
において固体基板2上にナノ粒子薄膜1を塗布し、該ナ
ノ粒子薄膜1上にSiO2などの保護膜3を形成した光
ディスクに、記録したい信号に対応して励起光(書込
光)5を照射することによって該ナノ粒子薄膜1上の照
射領域の反射率を減少させ記録ピット4を形成する。記
録された信号の再生には再生光6を該光ディスクに入射
させ反射光7を検出し、記録ピットとそうでない部分と
の反射率の差異を読み取ることによって再生する。記録
方式は図3bに示すマークポジション記録(記録ピット
4の中心に信号8をのせる)でも良いし、また図3cに
示すマークエッジ記録(記録ピット4の端部に信号9を
のせる)でも良い。
Application Example 1 FIG. 3 shows an example of a recording / reproducing method of an optical disk capable of reproducing a signal or information by detecting a signal or information recorded or stored by the TDRM effect as a difference in reflectance. The principle is shown. FIG.
In FIG. 1, an excitation light (writing light) 5 corresponding to a signal to be recorded is applied to an optical disk in which a nanoparticle thin film 1 is coated on a solid substrate 2 and a protective film 3 such as SiO 2 is formed on the nanoparticle thin film 1. Irradiation reduces the reflectance of the irradiated area on the nanoparticle thin film 1 to form recording pits 4. To reproduce the recorded signal, the reproduction light 6 is made incident on the optical disc, the reflected light 7 is detected, and the reproduction is performed by reading the difference in the reflectance between the recording pit and the portion other than the recording pit. The recording method may be mark position recording (signal 8 is placed at the center of recording pit 4) shown in FIG. 3B, or mark edge recording (signal 9 is placed at the end of recording pit 4) shown in FIG. 3c. good.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の光ディスク及びその記録・再生
方法は、励起光を照射すると反射率が減少する現象と、
光照射せずに暗所にて長時間保存した後でも保存前の反
射率を示す、つまり記憶しているという発光性微粒子の
集合体の機能を利用したものであり、該集合体に励起光
を照射することによって反射率変化を生じさせ情報を記
録した後、再生光を該集合体に入射させ反射光を検出
し、励起光の照射部分と非照射部分との反射率の差異を
読み取ることによって再生することができるので、従来
より高密度の情報記録が可能となる。
According to the optical disk and the recording / reproducing method of the present invention, the phenomenon that the reflectance decreases when the excitation light is irradiated,
It shows the reflectance before storage even after being stored for a long time in a dark place without light irradiation, that is, it utilizes the function of an aggregate of luminescent fine particles that is stored, and the excitation light is applied to the aggregate. Irradiating a laser beam to cause a change in reflectivity, record information, and then make reproduction light incident on the assembly to detect the reflected light and read the difference in reflectivity between the irradiated portion and the non-irradiated portion of the excitation light. Therefore, information can be recorded at a higher density than before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)ガラス基板上にスピンコーティングによ
って作製したCdSeナノ粒子薄膜の透過および反射ス
ペクトル。図中の破線はUV光(波長365nm)を照
射する前のスペクトル。図中の実線はUV光(波長36
5nm)照射後のスペクトル。透過スペクトルに関して
はUV光照射前後で差異はほとんど見られないが、反射
スペクトルの750nm以下の波長領域で反射率の減少
が見られる。波長800〜900nm付近のスペクトル
に見られる振動波形は分光光度計の検出器交換時のノイ
ズである。 (b)図1aに示した透過および反射スペクトルのUV
光照射前と後の差スペクトル(UV光照射前のスペクト
ルから照射後のスペクトルを差し引いたもの)。
FIG. 1A shows transmission and reflection spectra of a CdSe nanoparticle thin film formed on a glass substrate by spin coating. The broken line in the figure is the spectrum before irradiation with UV light (wavelength 365 nm). The solid line in the figure is UV light (wavelength 36
5 nm) Spectrum after irradiation. Although there is almost no difference between the transmission spectrum before and after the irradiation with the UV light, a decrease in the reflectance is observed in the wavelength region of 750 nm or less in the reflection spectrum. The vibration waveform seen in the spectrum near the wavelength of 800 to 900 nm is noise when the detector of the spectrophotometer is replaced. (B) UV of transmission and reflection spectra shown in FIG. 1a
Difference spectrum before and after light irradiation (the spectrum after irradiation is subtracted from the spectrum before UV light irradiation).

【図2】図1で示したCSeナノ粒子の吸収スペクト
ル。該ナノ粒子の励起子の吸収ピークは波長564nm
である。
FIG. 2 is an absorption spectrum of the CSe nanoparticles shown in FIG. The absorption peak of excitons of the nanoparticles has a wavelength of 564 nm.
It is.

【図3】(a)固体基板2上にナノ粒子薄膜1を塗布
し、該ナノ粒子薄膜1上にSiO2などの保護膜3を形
成した光ディスクに、励起光(書込光)5を照射するこ
とによって記録ピット4を形成し、再生光6を入射させ
反射光7を検出し、記録ピットとそうでない部分との反
射率の差異を読み取ることによって再生する記録・再生
方法の原理を示す模式図。 (b)マークポジション記録方式(記録ピット4の中心
に信号8をのせる)。 (c)マークエッジ記録方式(記録ピット4の端部に信
号9をのせる)。
FIG. 3A is a diagram illustrating an optical disk in which a nanoparticle thin film 1 is coated on a solid substrate 2 and a protective film 3 such as SiO 2 is formed on the nanoparticle thin film 1 and irradiated with excitation light (writing light) 5. Schematically shows the principle of a recording / reproducing method in which a recording pit 4 is formed, a reproducing light 6 is made incident, a reflected light 7 is detected, and a difference in reflectance between a recording pit and a portion other than the recording pit is read to reproduce. FIG. (B) Mark position recording method (signal 8 is placed at the center of recording pit 4). (C) Mark edge recording method (signal 9 is put on the end of recording pit 4).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ナノ粒子薄膜 2 固体基板 3 保護膜 4 記録ピット 5 励起光 6 再生光 7 反射光 8、9 信号 REFERENCE SIGNS LIST 1 nanoparticle thin film 2 solid substrate 3 protective film 4 recording pit 5 excitation light 6 reproduction light 7 reflected light 8, 9 signal

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射率を励起光の照射時間もしくは照射
強度の関数として減少あるいは減少及び記憶させること
ができる機能を有する発光性微粒子の集合体を記録媒体
として有することを特徴とする光ディスク。
1. An optical disk comprising, as a recording medium, an aggregate of luminescent fine particles having a function of reducing or reducing and storing the reflectance as a function of the irradiation time or the irradiation intensity of the excitation light.
【請求項2】 固体基板の少なくとも一方に発光性微粒
子の集合体を含有する膜からなる記録層を有する請求項
1に記載の光ディスク。
2. The optical disk according to claim 1, wherein at least one of the solid substrates has a recording layer made of a film containing an aggregate of luminescent fine particles.
【請求項3】 反射率を減少させる時間が3時間以下で
ある請求項1又は2に記載の光ディスク。
3. The optical disc according to claim 1, wherein the time for decreasing the reflectance is 3 hours or less.
【請求項4】 反射率の減少率が初期の反射率に対して
0.9倍以下である請求項1〜3のいずれかに記載の光
ディスク。
4. The optical disk according to claim 1, wherein a reflectance reduction rate is 0.9 times or less of an initial reflectance.
【請求項5】 77K以上の温度における反射率の記憶
時間が1秒以上である請求項1〜4のいずれかに記載の
光ディスク。
5. The optical disk according to claim 1, wherein the storage time of the reflectance at a temperature of 77 K or more is 1 second or more.
【請求項6】 発光性微粒子の集合体における発光性微
粒子の平均粒子間距離が該微粒子直径の2〜10倍であ
る請求項1〜5のいずれかに記載の光メモリ素子。
6. The optical memory device according to claim 1, wherein the average distance between the light-emitting fine particles in the aggregate of the light-emitting fine particles is 2 to 10 times the diameter of the fine particles.
【請求項7】 発光性微粒子が0.5〜100nmの粒
径を有するものである請求項1〜6のいずれかに記載の
光メモリ素子。
7. The optical memory device according to claim 1, wherein the luminescent fine particles have a particle size of 0.5 to 100 nm.
【請求項8】 発光性微粒子が無機化合物である請求項
1〜7のいずれかに記載の光メモリ素子。
8. The optical memory device according to claim 1, wherein the luminescent fine particles are an inorganic compound.
【請求項9】 発光性微粒子が有機化合物である請求項
1〜7のいずれかに記載の光メモリ素子。
9. The optical memory device according to claim 1, wherein the luminescent fine particles are an organic compound.
【請求項10】 発光性微粒子が金属酸化物である請求
項1〜7のいずれかに記載の光メモリ素子。
10. The optical memory device according to claim 1, wherein the luminescent fine particles are metal oxides.
【請求項11】 発光性微粒子が半導体である請求項1
〜7のいずれかに記載の光ディスク。
11. The light-emitting fine particle is a semiconductor.
8. The optical disk according to any one of items 1 to 7,
【請求項12】 励起光照射によって反射率を減少させ
信号を記録し、励起光と同じか又は異なる波長の光によ
ってその反射率の変化を検出することによって記録され
た信号の再生を行う請求項1〜11のいずれかに記載の
光ディスクの記録・再生方法。
12. A signal recorded by reducing the reflectance by irradiating the excitation light, and reproducing the recorded signal by detecting a change in the reflectance with light having the same or different wavelength as the excitation light. 12. An optical disk recording / reproducing method according to any one of 1 to 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113380278A (en) * 2018-11-20 2021-09-10 中国科学院上海高等研究院 Optical disk reading method, reading device and optical disk reading and writing device based on nano photoetching

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