JP2909913B2 - 光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法 - Google Patents
光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光・熱等を用いて高密度に情報を記録再生
する光学的情報記録媒体に関するものである。
する光学的情報記録媒体に関するものである。
従来の技術 レーザー光をレンズ系によって収束させると直径がそ
の光の波長のオーダーの小さな光スポットを作ることが
できる。したがって小さい出力の光源からでも単位面積
あたりのエネルギー密度の高い光スポットを作ることが
可能である。したがって物質の微少な領域を変化させる
ことが可能であり、またその微少領域の変化を読みだす
ことも可能である。これを情報の記録・再生に利用した
ものが光学的情報記録媒体である。以下、「光記録媒
体」あるいは単に「媒体」と記述する。
の光の波長のオーダーの小さな光スポットを作ることが
できる。したがって小さい出力の光源からでも単位面積
あたりのエネルギー密度の高い光スポットを作ることが
可能である。したがって物質の微少な領域を変化させる
ことが可能であり、またその微少領域の変化を読みだす
ことも可能である。これを情報の記録・再生に利用した
ものが光学的情報記録媒体である。以下、「光記録媒
体」あるいは単に「媒体」と記述する。
光記録媒体の基本的な構造は表面が平坦な基材上にレ
ーザースポット光照射によって何らかの状態が変化する
記録薄膜層を設けたものである。信号の記録・再生は以
下のような方法を用いる。すなわち、平板状の媒体を例
えばモーター等による回転手段や並進手段により移動さ
せ、この媒体の記録薄膜面上にレーザー光を収束し照射
する。この時レーザー光が記録薄膜面上に収束するよう
に焦点合わせ（フォーカス）制御を行なうのが普通であ
る。記録薄膜はレーザー光を吸収し昇温する。レーザー
光の出力をある閾値以上に大きくすると記録薄膜の状態
が変化して情報が記録される。この閾値は記録薄膜自体
の特性の他に基材の熱的な特性・媒体の光スポットに対
する相対速度等に依存する量である。記録された情報は
記録部に前記閾値よりも十分低い出力のレーザー光スポ
ットを照射し、その透過光強度、反射光強度あるいはそ
れらの偏光方向等何らかの光学的特性が記録部と未記録
部で異なることを検出して再生する。この時記録され変
化した一連の状態をレーザー光が正確に追随するように
トラッキング制御を行なうのが普通である。またあらか
じめ基材上に凹凸の溝形状を形成する等なんらかのトラ
ッキングガイドを設け、それを用いてトラッキング制御
を行ないながら記録・再生を行なうことも知られてい
る。
ーザースポット光照射によって何らかの状態が変化する
記録薄膜層を設けたものである。信号の記録・再生は以
下のような方法を用いる。すなわち、平板状の媒体を例
えばモーター等による回転手段や並進手段により移動さ
せ、この媒体の記録薄膜面上にレーザー光を収束し照射
する。この時レーザー光が記録薄膜面上に収束するよう
に焦点合わせ（フォーカス）制御を行なうのが普通であ
る。記録薄膜はレーザー光を吸収し昇温する。レーザー
光の出力をある閾値以上に大きくすると記録薄膜の状態
が変化して情報が記録される。この閾値は記録薄膜自体
の特性の他に基材の熱的な特性・媒体の光スポットに対
する相対速度等に依存する量である。記録された情報は
記録部に前記閾値よりも十分低い出力のレーザー光スポ
ットを照射し、その透過光強度、反射光強度あるいはそ
れらの偏光方向等何らかの光学的特性が記録部と未記録
部で異なることを検出して再生する。この時記録され変
化した一連の状態をレーザー光が正確に追随するように
トラッキング制御を行なうのが普通である。またあらか
じめ基材上に凹凸の溝形状を形成する等なんらかのトラ
ッキングガイドを設け、それを用いてトラッキング制御
を行ないながら記録・再生を行なうことも知られてい
る。
このような光記録媒体の応用例としてビデオ画像ファ
イル、文書ファイル用の光記録ディスク、コンピュータ
ー外部メモリー用（データファイル）の光記録ディスク
がある。またカード状の光記録媒体も提案されている。
イル、文書ファイル用の光記録ディスク、コンピュータ
ー外部メモリー用（データファイル）の光記録ディスク
がある。またカード状の光記録媒体も提案されている。
光記録媒体上の記録薄膜層としては、小さいレーザー
パワーで状態が変化し、大きな光学的変化を示す材料お
よび構造が望まれる。
パワーで状態が変化し、大きな光学的変化を示す材料お
よび構造が望まれる。
記録薄膜層としてはBi、Teあるいはこれらを主成分と
する金属薄膜、Teを含む化合物薄膜が知られている。こ
れらはレーザー光照射により薄膜が溶融あるいは蒸発し
小孔を形成する穴開け型の記録を行い、この記録部とそ
の周辺部からの反射光あるいは透過光の位相が異なるた
め干渉で打ち消しあって、あるいは回折されて検出系に
至る反射光量あるいは透過光量が変化することを検出し
て再生を行う。このような記録材料には、Se−Te系の材
料（特公昭59−35356号公報）、Te−Ｃ系の材料（特開
昭58−71195号公報）が提案されている。また有機色素
系の材料も提案されている。
する金属薄膜、Teを含む化合物薄膜が知られている。こ
れらはレーザー光照射により薄膜が溶融あるいは蒸発し
小孔を形成する穴開け型の記録を行い、この記録部とそ
の周辺部からの反射光あるいは透過光の位相が異なるた
め干渉で打ち消しあって、あるいは回折されて検出系に
至る反射光量あるいは透過光量が変化することを検出し
て再生を行う。このような記録材料には、Se−Te系の材
料（特公昭59−35356号公報）、Te−Ｃ系の材料（特開
昭58−71195号公報）が提案されている。また有機色素
系の材料も提案されている。
他に相変化型と呼ばれる、結晶構造の変化により形状
の変化を伴わずに光学的な変化をする記録媒体がある。
材料としてはアモルファスカルコゲン化物薄膜、テルル
および酸化テルルからなるTe−TeO2を主成分とする酸化
物系薄膜がある（特公昭54−3725号公報）。また、Te−
TeO2−Pdを主成分とする薄膜も知られている（特開昭61
−68296号公報）。これらはレーザー光照射により薄膜
の消衰係数あるいは屈折率のうち少なくともいずれか１
つが変化して記録を行い、この部分で透過光あるいは反
射光の振幅が変化し、その結果検出系に至る透過光量あ
るいは反射光量が変化することを検出して信号を再生す
る。さらにレーザー光を吸収する層と光学特性が変化す
る層を積層した構成の記録媒体も提案されている（特公
平１−14039号公報）。
の変化を伴わずに光学的な変化をする記録媒体がある。
材料としてはアモルファスカルコゲン化物薄膜、テルル
および酸化テルルからなるTe−TeO2を主成分とする酸化
物系薄膜がある（特公昭54−3725号公報）。また、Te−
TeO2−Pdを主成分とする薄膜も知られている（特開昭61
−68296号公報）。これらはレーザー光照射により薄膜
の消衰係数あるいは屈折率のうち少なくともいずれか１
つが変化して記録を行い、この部分で透過光あるいは反
射光の振幅が変化し、その結果検出系に至る透過光量あ
るいは反射光量が変化することを検出して信号を再生す
る。さらにレーザー光を吸収する層と光学特性が変化す
る層を積層した構成の記録媒体も提案されている（特公
平１−14039号公報）。
これらとは別に再生専用型と呼ばれる光記録媒体があ
る。再生専用型の光記録媒体は、あらかじめ信号が凹凸
ピットの形状で記録された樹脂製の複製媒体をレーザー
光で再生するものである。複製媒体（レプリカ）はニッ
ケル製の金型（スタンパー）から樹脂成形された樹脂基
板にアルミニウム（Al）、金（Au）等の光反射層を真空
蒸着して作られ、大量生産が可能である。再生専用型媒
体は反射層を持っているために反射率が高く再生信号が
大きくとれる。また反射光量が大きいためフォーカス・
トラッキング制御もかけやすい。再生専用型媒体の応用
例として家庭用の光学式ビデオディスク、ディジタルオ
ーディオディスク（CD）、さらにCDをパーソナルコンピ
ュータのROM（read only memory）に応用したCD−ROMな
どがある。
る。再生専用型の光記録媒体は、あらかじめ信号が凹凸
ピットの形状で記録された樹脂製の複製媒体をレーザー
光で再生するものである。複製媒体（レプリカ）はニッ
ケル製の金型（スタンパー）から樹脂成形された樹脂基
板にアルミニウム（Al）、金（Au）等の光反射層を真空
蒸着して作られ、大量生産が可能である。再生専用型媒
体は反射層を持っているために反射率が高く再生信号が
大きくとれる。また反射光量が大きいためフォーカス・
トラッキング制御もかけやすい。再生専用型媒体の応用
例として家庭用の光学式ビデオディスク、ディジタルオ
ーディオディスク（CD）、さらにCDをパーソナルコンピ
ュータのROM（read only memory）に応用したCD−ROMな
どがある。
このような再生専用型の媒体と互換性のある記録可能
な媒体も提案されている。例えば、樹脂基材状に有機色
素層と反射層を設けて高反射率を実現し記録した媒体が
再生専用型媒体にあわせて設計された再生装置で再生が
可能な媒体が提案されている（特開平２−132656）。
な媒体も提案されている。例えば、樹脂基材状に有機色
素層と反射層を設けて高反射率を実現し記録した媒体が
再生専用型媒体にあわせて設計された再生装置で再生が
可能な媒体が提案されている（特開平２−132656）。
発明が解決しようとする課題 以上のような光記録媒体の中で穴開け型のものは反射
光量変化は大きく取れるが、きれいな穴を形成すること
が難しく再生時のノイズが大きい。また、密着した保護
構造がとれず、いわゆるエアーサンドイッチ構造といわ
れる複雑な中空構造をとる必要があり、製造が難しくコ
スト高である。
光量変化は大きく取れるが、きれいな穴を形成すること
が難しく再生時のノイズが大きい。また、密着した保護
構造がとれず、いわゆるエアーサンドイッチ構造といわ
れる複雑な中空構造をとる必要があり、製造が難しくコ
スト高である。
相変化型の光記録媒体は形状変化を伴わないので簡単
な構造がとれ製造が容易で低コストの媒体であるが、記
録膜材料の光学定数が小さいので反射率が小さい。反射
率を大きくするためには光学的な設計に基づく複雑な多
層構造や反射層が必要である。
な構造がとれ製造が容易で低コストの媒体であるが、記
録膜材料の光学定数が小さいので反射率が小さい。反射
率を大きくするためには光学的な設計に基づく複雑な多
層構造や反射層が必要である。
さらにこれらすべての媒体に共通して言えることであ
るが反射率が高いと薄膜自身の光吸収が小さくなり、記
録感度の面で不利である。とくに穴開け型の金属薄膜を
使う場合や相変化型の場合には記録薄膜の熱伝導率が比
較的大きいので反射率の大きい光学設計をしても感度が
低下して記録に要するレーザーパワーが大きくなり過ぎ
て実用的ではない。
るが反射率が高いと薄膜自身の光吸収が小さくなり、記
録感度の面で不利である。とくに穴開け型の金属薄膜を
使う場合や相変化型の場合には記録薄膜の熱伝導率が比
較的大きいので反射率の大きい光学設計をしても感度が
低下して記録に要するレーザーパワーが大きくなり過ぎ
て実用的ではない。
有機色素は変化温度が低く熱伝導率も低いので高感度
であり、吸収が小さくても実用的なレーザーパワーで記
録が可能であるが、光学定数が小さいので高反射率にす
るには別に金属反射層を設ける必要があり構造が複雑に
なる。また、有機色素系材料は耐候性特に紫外線照射に
より劣化を生ずるという課題もある。
であり、吸収が小さくても実用的なレーザーパワーで記
録が可能であるが、光学定数が小さいので高反射率にす
るには別に金属反射層を設ける必要があり構造が複雑に
なる。また、有機色素系材料は耐候性特に紫外線照射に
より劣化を生ずるという課題もある。
本発明の目的は高感度な記録媒体を提供することにあ
る。また本発明のいま一つの目的は反射率が大きく、再
生専用の記録媒体と再生装置での互換がとりやすく、か
つ構造が簡単で耐候性のよい記録媒体を提供することに
ある。さらに本発明のいま一つの目的は上記記録媒体へ
の光学的な情報記録方法を提供することにある。
る。また本発明のいま一つの目的は反射率が大きく、再
生専用の記録媒体と再生装置での互換がとりやすく、か
つ構造が簡単で耐候性のよい記録媒体を提供することに
ある。さらに本発明のいま一つの目的は上記記録媒体へ
の光学的な情報記録方法を提供することにある。
課題を解決するための手段 基材状に少なくとも、２つの材料の混合状態あるいは
積層状態からなり２つの材料はレーザー光照射により発
熱昇温させると互いに反応しその反応が発熱反応である
記録薄膜層を設けた構成とする。
積層状態からなり２つの材料はレーザー光照射により発
熱昇温させると互いに反応しその反応が発熱反応である
記録薄膜層を設けた構成とする。
具体的には、基材上に少なくとも鉄（Fe）、マンガン
（Mn）等の金属および、その金属を酸化してできる酸化
物の標準生成エンタルピーよりも高い酸化の標準生成エ
ンタルピーをもつ酸化物との混合状態あるいは積層状態
からなる記録薄膜層を設けた構成とする。
（Mn）等の金属および、その金属を酸化してできる酸化
物の標準生成エンタルピーよりも高い酸化の標準生成エ
ンタルピーをもつ酸化物との混合状態あるいは積層状態
からなる記録薄膜層を設けた構成とする。
作用 上記のような構成にすると媒体にレーザー光照射をし
て記録薄膜を発熱昇温させると発熱反応をおこしてレー
ザー光照射より投入されたエネルギーより大きな熱エネ
ルギーが生じるため、小さなレーザー光パワーでも状態
を変化させ記録を行なうことができる。
て記録薄膜を発熱昇温させると発熱反応をおこしてレー
ザー光照射より投入されたエネルギーより大きな熱エネ
ルギーが生じるため、小さなレーザー光パワーでも状態
を変化させ記録を行なうことができる。
具体的には、上記のような構成にすると媒体にレーザ
ー光照射をして記録薄膜を発熱昇温させると酸化物が金
属によって還元される。それに伴って光学定数が変化す
るため還元された部分は光学的に検知可能である。また
上記の構成では還元反応は発熱反応であるのでレーザー
光のエネルギーが小さくても還元反応が始まればその周
辺部も熱拡散によって還元反応が進み、大きな変化領域
をうることができる。さらに、上記のような構成では金
属を主成分として持っているために反射率が大きい。
ー光照射をして記録薄膜を発熱昇温させると酸化物が金
属によって還元される。それに伴って光学定数が変化す
るため還元された部分は光学的に検知可能である。また
上記の構成では還元反応は発熱反応であるのでレーザー
光のエネルギーが小さくても還元反応が始まればその周
辺部も熱拡散によって還元反応が進み、大きな変化領域
をうることができる。さらに、上記のような構成では金
属を主成分として持っているために反射率が大きい。
実施例 第一図に本発明の１実施例の構成を示す。基材１は平
坦で記録薄膜層を形成可能なものであればよいが、熱伝
導率が小さいもの、透明なものが好ましく、ガラス・樹
脂等の平板が使える。また、基材表面にトラッキングガ
イド用の溝等の凹凸形状があってもよい。石英ガラス、
ソーダガラス、ほう珪酸ガラス、ポリカーボネート樹
脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、エポキシ系樹
脂、オレフィン系樹脂等の平板が使える。
坦で記録薄膜層を形成可能なものであればよいが、熱伝
導率が小さいもの、透明なものが好ましく、ガラス・樹
脂等の平板が使える。また、基材表面にトラッキングガ
イド用の溝等の凹凸形状があってもよい。石英ガラス、
ソーダガラス、ほう珪酸ガラス、ポリカーボネート樹
脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、エポキシ系樹
脂、オレフィン系樹脂等の平板が使える。
基材１上に記録薄膜層２を設ける。記録薄膜層２は金
属３と酸化物４との混合物からなっている。金属３を酸
化してできる酸化物の標準生成エンタルピーは酸化物４
の標準生成エンタルピーより低いレベルのものを選ぶ。
この混合物を加熱昇温すると金属３により酸化物４が還
元され金属３の酸化物と酸化物４の還元物に変化する。
この還元反応は上記のエネルギーレベルの大小関係では
発熱反応である。
属３と酸化物４との混合物からなっている。金属３を酸
化してできる酸化物の標準生成エンタルピーは酸化物４
の標準生成エンタルピーより低いレベルのものを選ぶ。
この混合物を加熱昇温すると金属３により酸化物４が還
元され金属３の酸化物と酸化物４の還元物に変化する。
この還元反応は上記のエネルギーレベルの大小関係では
発熱反応である。
生成エンタルピーは生成熱ともいいある化合物がその
成分元素の単位から作られる時の反応熱をいう。通常は
1molあたりの量で表わす。特に１気圧における生成エン
タルピーを標準生成エンタルピーあるいは標準生成熱と
いう。酸化物の場合標準生成エンタルピーはマイナスの
量でありこの絶対値が大きい程すなわちレベルが低い程
酸化しやすい。
成分元素の単位から作られる時の反応熱をいう。通常は
1molあたりの量で表わす。特に１気圧における生成エン
タルピーを標準生成エンタルピーあるいは標準生成熱と
いう。酸化物の場合標準生成エンタルピーはマイナスの
量でありこの絶対値が大きい程すなわちレベルが低い程
酸化しやすい。
第１表にいくつかの代表的な酸化物の標準生成エンタ
ルピーの値を示す。金属１として例えばAl、Fe、Mnなど
が使える。これらの酸化物Al2O3、Fe3O4、Mn3O4の標準
生成エンタルピーはいずれも−1000kJ/mol以下と小さ
い。これに対して酸化物４として相対的に標準生成エン
タルピーレベルの高いBi2O3、Cu2O、In2O3、MoO3、Pb
2O、TeO2などが使える。相対的に酸化物の生成エンタル
ピーが高い酸化物と相対的に酸化物の生成エンタルピー
が低い酸化物を形成する金属の組み合わせであればどの
ような組み合わせでもよい。例えば金属３にAl、酸化物
４にTeO2を選んだ場合この混合物を加熱昇温すると、 4Al＋3TeO2→2Al2O3＋3Te の還元発熱反応をおこす。この結果光学定数が変化す
る。
ルピーの値を示す。金属１として例えばAl、Fe、Mnなど
が使える。これらの酸化物Al2O3、Fe3O4、Mn3O4の標準
生成エンタルピーはいずれも−1000kJ/mol以下と小さ
い。これに対して酸化物４として相対的に標準生成エン
タルピーレベルの高いBi2O3、Cu2O、In2O3、MoO3、Pb
2O、TeO2などが使える。相対的に酸化物の生成エンタル
ピーが高い酸化物と相対的に酸化物の生成エンタルピー
が低い酸化物を形成する金属の組み合わせであればどの
ような組み合わせでもよい。例えば金属３にAl、酸化物
４にTeO2を選んだ場合この混合物を加熱昇温すると、 4Al＋3TeO2→2Al2O3＋3Te の還元発熱反応をおこす。この結果光学定数が変化す
る。
両者の混合形態は第１図には金属３中に酸化物４が分
散している状態を示しているが、逆に酸化物４中に金属
３が分散していてもよい。また還元反応をおこすには両
者が接触していればよく、第２図のように両者がそれぞ
れ層状に積層した状態でもよい。また両者の接触面積を
大きくするため第３図のように多層に積層した状態でも
よい。この場合基材に接する層が金属３であるか酸化物
４であるかは任意である。
散している状態を示しているが、逆に酸化物４中に金属
３が分散していてもよい。また還元反応をおこすには両
者が接触していればよく、第２図のように両者がそれぞ
れ層状に積層した状態でもよい。また両者の接触面積を
大きくするため第３図のように多層に積層した状態でも
よい。この場合基材に接する層が金属３であるか酸化物
４であるかは任意である。
金属および酸化物はそれぞれ１種類である必要は無く
複数の混合物であってもよい。その場合はその複数の金
属あるいは酸化物のうちの少なくとも１対の金属と酸化
物の組み合わせが上記の条件を満たしていてその量が還
元反応により光学的に検知しうる変化を生ずるのに十分
あればよい。
複数の混合物であってもよい。その場合はその複数の金
属あるいは酸化物のうちの少なくとも１対の金属と酸化
物の組み合わせが上記の条件を満たしていてその量が還
元反応により光学的に検知しうる変化を生ずるのに十分
あればよい。
また図には示していないが、光学的な効率の向上や熱
的な条件の制御のために無機誘電体層や金属反射層を基
材と記録薄膜層の間や記録薄膜層の上にに設けることも
任意である。さらに機械的な保護のために樹脂等で記録
膜の上を被覆してもよい。
的な条件の制御のために無機誘電体層や金属反射層を基
材と記録薄膜層の間や記録薄膜層の上にに設けることも
任意である。さらに機械的な保護のために樹脂等で記録
膜の上を被覆してもよい。
次に本発明の記録薄膜層の製法について説明する。通
常光記録媒体の記録薄膜としての金属や酸化物は真空蒸
着法やスパッタリング法を用いて成膜するが、しかし本
発明のような還元反応をおこす金属と酸化物を混合して
成膜する場合はあらかじめ両者を混合した蒸着源を用い
て真空蒸着を行なうと成膜時に昇温して還元反応をおこ
してしまい所望の記録薄膜を作ることはできない。この
課題は、それぞれの金属および酸化物を別の蒸着源から
同時に基板上に真空蒸着することによって解決すること
ができる。スパッタリングによる成膜の場合も同様に金
属および酸化物をそれぞれ別のターゲットから同時に基
材上にスパッタ成膜することにより所望の記録薄膜を得
ることができる。この場合基材を回転させることにより
記録薄膜中の金属および酸化物の組成比や混合状態がお
よび膜厚を均一にすることが可能である。
常光記録媒体の記録薄膜としての金属や酸化物は真空蒸
着法やスパッタリング法を用いて成膜するが、しかし本
発明のような還元反応をおこす金属と酸化物を混合して
成膜する場合はあらかじめ両者を混合した蒸着源を用い
て真空蒸着を行なうと成膜時に昇温して還元反応をおこ
してしまい所望の記録薄膜を作ることはできない。この
課題は、それぞれの金属および酸化物を別の蒸着源から
同時に基板上に真空蒸着することによって解決すること
ができる。スパッタリングによる成膜の場合も同様に金
属および酸化物をそれぞれ別のターゲットから同時に基
材上にスパッタ成膜することにより所望の記録薄膜を得
ることができる。この場合基材を回転させることにより
記録薄膜中の金属および酸化物の組成比や混合状態がお
よび膜厚を均一にすることが可能である。
それぞれ複数の金属および酸化物を用いる場合にもこ
の方法で成膜することができる。その場合、酸化物のみ
を１つの蒸着源あるいはターゲットを用い、金属のみを
いま１つの蒸着源あるいはターゲットを用いて成膜する
こともできるし、さらに多数の蒸着源あるいはターゲッ
トを用いる多元成膜法を用いてもよい。
の方法で成膜することができる。その場合、酸化物のみ
を１つの蒸着源あるいはターゲットを用い、金属のみを
いま１つの蒸着源あるいはターゲットを用いて成膜する
こともできるし、さらに多数の蒸着源あるいはターゲッ
トを用いる多元成膜法を用いてもよい。
また第２図や第３図に示すような積層状態で両者を接
触させる場合も金属および酸化物をそれぞれ別の蒸着源
あるいはターゲットを用いて逐次に基材上に成膜するこ
とにより形成することができる。この場合も基材をそれ
ぞれの蒸着源の上を回転させることにより逐次にそれぞ
れの層の均一な層形成をすることも可能である。
触させる場合も金属および酸化物をそれぞれ別の蒸着源
あるいはターゲットを用いて逐次に基材上に成膜するこ
とにより形成することができる。この場合も基材をそれ
ぞれの蒸着源の上を回転させることにより逐次にそれぞ
れの層の均一な層形成をすることも可能である。
次に本発明の光記録媒体への記録方法を説明する。第
４図に示すようにレーザー光をレンズにより記録薄膜上
に収束させる。レーザー光の出力を十分大きくすると記
録薄膜が発熱昇温して反応をおこすことができる。波長
λの光を開口数NAのレンズで収束させると半値幅0.66λ
/NAの直径のスポットになる。波長800nmのレーザー光、
NA0.5のレンズを用いると直径約１μｍのスポットが実
現できる。仮に10mWのパワーを照射すると10kW/mm2の大
きなパワー密度が得られる。このような光を記録薄膜上
に照射すれば記録薄膜はその吸収率や熱定数に依存する
が局部的に発熱して数100℃ないし1000℃近くの高温に
達する。上記のような関係の酸化物の標準生成エンタル
ピーを持つ金属と酸化物の混合物あるいは積層物をこの
ような高温状態にすると還元反応が始まりさらに発熱し
て還元反応が加速される。このようにレーザー光をレン
ズ系により収束して基材上の記録薄膜に照射して発熱昇
温させることにより還元反応をおこして光学的に検知し
うる変化を生ぜしめて記録をすることができる。
４図に示すようにレーザー光をレンズにより記録薄膜上
に収束させる。レーザー光の出力を十分大きくすると記
録薄膜が発熱昇温して反応をおこすことができる。波長
λの光を開口数NAのレンズで収束させると半値幅0.66λ
/NAの直径のスポットになる。波長800nmのレーザー光、
NA0.5のレンズを用いると直径約１μｍのスポットが実
現できる。仮に10mWのパワーを照射すると10kW/mm2の大
きなパワー密度が得られる。このような光を記録薄膜上
に照射すれば記録薄膜はその吸収率や熱定数に依存する
が局部的に発熱して数100℃ないし1000℃近くの高温に
達する。上記のような関係の酸化物の標準生成エンタル
ピーを持つ金属と酸化物の混合物あるいは積層物をこの
ような高温状態にすると還元反応が始まりさらに発熱し
て還元反応が加速される。このようにレーザー光をレン
ズ系により収束して基材上の記録薄膜に照射して発熱昇
温させることにより還元反応をおこして光学的に検知し
うる変化を生ぜしめて記録をすることができる。
実施例１ 基材に厚さ1.2mmのポリメチルメタアクリレート樹脂
板を用いる。２つの電子ビーム銃をもつ電子ビーム蒸着
装置を用いて、基材のホルダーを毎分120rpmの回転数で
回転させながら、この基材上に金属Alと酸化物TeO2をそ
れぞれ別の蒸着源から真空蒸着で堆積する。それぞれの
蒸着源からの蒸着レートを制御することにより任意の組
成比の混合物として記録薄膜を形成できる。モル比でAl
90％、TeO210％の組成比を持つ混合材料を膜厚50nm形成
した。このサンプルを波長830nmで測定したところ、基
材側からの反射率が約70％、透過率が１％未満すなわち
吸収率が約30％あった。このサンプルに静止状態で波長
830nmの半導体レーザー光を開口数0.5のレンズ系で収束
して基材側から照射したところ入射レーザーパワー15m
W、パルス幅100nsのパルス照射により状態が変化するこ
とが確認された。
板を用いる。２つの電子ビーム銃をもつ電子ビーム蒸着
装置を用いて、基材のホルダーを毎分120rpmの回転数で
回転させながら、この基材上に金属Alと酸化物TeO2をそ
れぞれ別の蒸着源から真空蒸着で堆積する。それぞれの
蒸着源からの蒸着レートを制御することにより任意の組
成比の混合物として記録薄膜を形成できる。モル比でAl
90％、TeO210％の組成比を持つ混合材料を膜厚50nm形成
した。このサンプルを波長830nmで測定したところ、基
材側からの反射率が約70％、透過率が１％未満すなわち
吸収率が約30％あった。このサンプルに静止状態で波長
830nmの半導体レーザー光を開口数0.5のレンズ系で収束
して基材側から照射したところ入射レーザーパワー15m
W、パルス幅100nsのパルス照射により状態が変化するこ
とが確認された。
この記録薄膜を有機溶剤を用いポリカーボネート樹脂
基材を熔融して剥離し高倍率の透過電子顕微鏡で観察し
たところ、レーザー光照射により変化した部分にAl2O3
の結晶構造が見出されAlがTeO2を還元してAl2O3になっ
ていることが確認された。
基材を熔融して剥離し高倍率の透過電子顕微鏡で観察し
たところ、レーザー光照射により変化した部分にAl2O3
の結晶構造が見出されAlがTeO2を還元してAl2O3になっ
ていることが確認された。
実施例２ 基材に厚さ1.2mm、直径120mmのポリカーボネート樹脂
板に幅0.7μｍ、深さ60nm、ピッチ1.6μｍのガイドトラ
ックをスパイラル状に形成した円盤を用いる。この基材
の上に実施例１と同様の製造方法を用いてモル比でAl90
％、TeO210％の組成比を持つ混合材料を膜厚50nm形成し
た。
板に幅0.7μｍ、深さ60nm、ピッチ1.6μｍのガイドトラ
ックをスパイラル状に形成した円盤を用いる。この基材
の上に実施例１と同様の製造方法を用いてモル比でAl90
％、TeO210％の組成比を持つ混合材料を膜厚50nm形成し
た。
この媒体を回転させ線速度10m/secの線速度で波長830
nmの半導体レーザー光を開口数0.5のレンズ系で絞って
記録薄膜上に公知の焦点合わせ方法を用いて焦点をあわ
せて、同様に公知のトラッキング方法を用いてガイドト
ラック上にトラッキング制御をしながら照射した。記録
薄膜面上で13mWの出力で単一周波数5MHz変調度50％で変
調した光を照射して記録薄膜を部分的に変化させて記録
を行い、1mWの連続出力を照射してその反射光をフォト
ディテクターで検出して再生を行ったところ、再生信号
振幅が観測された。またこのようにして記録を行なった
媒体は十分な反射率があり、再生専用型の記録媒体の再
生装置で再生することが可能であった。
nmの半導体レーザー光を開口数0.5のレンズ系で絞って
記録薄膜上に公知の焦点合わせ方法を用いて焦点をあわ
せて、同様に公知のトラッキング方法を用いてガイドト
ラック上にトラッキング制御をしながら照射した。記録
薄膜面上で13mWの出力で単一周波数5MHz変調度50％で変
調した光を照射して記録薄膜を部分的に変化させて記録
を行い、1mWの連続出力を照射してその反射光をフォト
ディテクターで検出して再生を行ったところ、再生信号
振幅が観測された。またこのようにして記録を行なった
媒体は十分な反射率があり、再生専用型の記録媒体の再
生装置で再生することが可能であった。
発明の効果 本発明によれば高感度な光記録媒体を提供できる。ま
た、反射率が大きく、再生専用の記録媒体と再生装置で
の互換がとりやすく、かつ構造が簡単で耐候性のよい光
記録媒体を提供することができる。
た、反射率が大きく、再生専用の記録媒体と再生装置で
の互換がとりやすく、かつ構造が簡単で耐候性のよい光
記録媒体を提供することができる。
第１図は本発明の１実施例の構成を示す断面模式図、第
２図および第３図は本発明の他の実施例の構成を示す断
面模式図、第４図は本発明の記録方法の実施例を説明す
る模式図である。 １……基材、２……記録薄膜層、 ３……金属、４……酸化物、 ５……レンズ、６……レーザー光。
２図および第３図は本発明の他の実施例の構成を示す断
面模式図、第４図は本発明の記録方法の実施例を説明す
る模式図である。 １……基材、２……記録薄膜層、 ３……金属、４……酸化物、 ５……レンズ、６……レーザー光。
Claims (3)
- 【請求項１】基材上に、少なくともレーザー光照射によ
って光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設け
た光学的情報記録媒体であって、記録薄膜層が少なくと
も鉄（Fe）と酸化インジウム（In2O3）、酸化モリブデ
ン（MoO3）、酸化鉛（Pb2O）および酸化テルル（TeO2）
の中から選ばれた酸化物との混合物からなり、前記鉄
（Fe）と前記酸化物との間には前記鉄（Fe）の酸化物
（Fe3O4）の標準生成エンタルピーが前記酸化物の標準
生成エンタルピーよりも小さいという関係があり、レー
ザー光をレンズにより収束して照射することによって記
録薄膜層を発熱昇温させることにより、前記鉄（Fe）に
より前記酸化物が還元されて鉄（Fe）の酸化物と前記酸
化物の還元物の混合物となり、光学的に検知しうる変化
を生じることを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 【請求項２】基材上に、少なくともレーザー光照射によ
って光学的に検知し得る変化を生じる記録薄膜層を設け
た光学的情報記録媒体であって、記録薄膜層が少なくと
もマンガン（Mn）と酸化モリブデン（MoO3）、酸化鉛
（Pb2O）および酸化テルル（TeO2）の中から選ばれた酸
化物との混合物からなり、前記マンガン（Mn）と前記酸
化物との間には前記マンガン（Mn）の酸化物（Mn3O4）
の標準生成エンタルピーが前記酸化物の標準生成エンタ
ルピーよりも小さいという関係があり、レーザー光をレ
ンズにより収束して照射することによって記録薄膜層を
発熱昇温させることにより、前記マンガン（Mn）により
前記酸化物が還元されてマンガン（Mn）の酸化物と前記
酸化物の還元物の混合物となり、光学的に検知しうる変
化を生じることを特徴とする光学的情報記録媒体。 - 【請求項３】基材上に記録薄膜層を設けた請求項１また
は２に記載の光学的情報記録媒体にレーザー光照射によ
って光学的に検知し得る変化を生じせしめる光学的情報
記録方法であって、金属と酸化物の混合物からなり、前
記金属を酸化してできる酸化物の標準生成エンタルピー
が前記酸化物の標準生成エンタルピーよりも低い記録薄
膜層を、レーザー光をレンズにより収束して照射するこ
とによって前記金属で前記酸化物を還元するのに十分な
温度に発熱昇温させ、前記金属で前記酸化物を還元して
光学的に検知しうる変化を生じせしめることを特徴とす
る光学的情報記録方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2057170A JP2909913B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法 |
| US08/124,440 US5459018A (en) | 1990-03-08 | 1993-09-22 | Optical information recording medium, a manufacturing method thereof and an optical information recording and reproducing method using the medium |
| US08/131,933 US5491003A (en) | 1990-03-08 | 1993-10-05 | Method for manufacturing an optical recording film composed of a metal and an oxide which can undergo an oxidation-reduction reaction upon exposure to a laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2057170A JP2909913B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258590A JPH03258590A (ja) | 1991-11-18 |
| JP2909913B2 true JP2909913B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=13048074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2057170A Expired - Lifetime JP2909913B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5459018A (ja) |
| JP (1) | JP2909913B2 (ja) |
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