JP2979620B2 - Optical information recording medium and optical information recording / reproducing method - Google Patents
Optical information recording medium and optical information recording / reproducing methodInfo
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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し、
光学的な変化で情報を再生する光学的情報記録媒体に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATIONS The present invention records information at high density using light, heat, etc.
The present invention relates to an optical information recording medium for reproducing information by an optical change.
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。これを用いると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。2. Description of the Related Art When a laser beam is converged by a lens system, a spot whose diameter is small on the order of the wavelength of the light can be formed. Therefore, a light spot having a high energy density per unit area can be formed even from a light source having a small output. By using this, it is possible to change a minute region of the substance, and it is also possible to read out the change in the minute region. An optical information recording medium is used for recording and reproducing information. Hereinafter, it is described as “optical recording medium” or simply “medium”.
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
が熱的に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。このように
レーザー光照射により発熱昇温して状態が変化する光記
録媒体をヒートモード記録媒体とも言う。The basic structure of an optical recording medium is such that a recording thin film layer whose state is changed by laser spot light irradiation is provided on a substrate having a flat surface. The following methods are used for recording and reproducing signals. That is, a flat medium is moved by, for example, a rotating means or a translation means by a motor or the like, and a laser beam is converged and irradiated onto the recording thin film surface of the medium. At this time, it is common to perform focus control so that the laser beam converges on the recording thin film surface. The recording thin film absorbs laser light and rises in temperature. When the output of the laser beam is increased to a certain threshold or more, the state of the recording thin film changes thermally, and information is recorded. This threshold value is an amount that depends not only on the characteristics of the recording thin film itself but also on the thermal characteristics of the base material, the relative speed of the medium to the light spot, and the like. The recorded information irradiates the recording portion with a laser light spot having an output sufficiently lower than the threshold value, and the transmitted light intensity, the reflected light intensity, or any optical characteristics such as their polarization directions differ between the recorded portion and the unrecorded portion. Detect and play. Such an optical recording medium whose state changes due to heat generation and temperature rise by laser beam irradiation is also referred to as a heat mode recording medium.
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。Generally, tracking control is performed so that the laser beam accurately follows a series of recorded and changed states. It is also known to provide some kind of tracking guide in advance such as forming an uneven groove shape on a base material and perform recording / reproduction while performing tracking control using the guide.
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。またカード状あるいはテープ状の光記録媒体も
提案されている。Examples of applications of such an optical recording medium include an optical recording disk for a video image file and a document file, and an optical recording disk for a computer external memory (data file). Also, a card-shaped or tape-shaped optical recording medium has been proposed.
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すなわち記録感度が高く、大きな
光学的変化を示すすなわち再生信号が大きい材料および
構造が望まれる。As a recording thin film layer on an optical recording medium, a material and a structure which change its state with a small laser power, that is, have a high recording sensitivity, and show a large optical change, that is, a large reproduction signal are desired.
記録の形態およびそれに用いる記録媒体材料は穴開け
記録・光磁気記録・相変化記録等々種々提案されてい
る。Various types of recording and recording medium materials used for the recording have been proposed, such as perforated recording, magneto-optical recording, and phase change recording.
穴開け記録に用い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明け方の記録を行
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種々提案されている。As recording thin film layers used for perforation recording, Bi, Te, metal thin films containing these as main components, and compound thin films containing Te are known. In these methods, the thin film is melted or evaporated by laser beam irradiation, and the hole is formed by forming a small hole, and the phase of the reflected light or transmitted light from the recording part and the surrounding part is different, so that they are canceled by interference, or Reproduction is performed by detecting that the amount of reflected light or transmitted light that is diffracted and reaches the detection system changes. Such recording materials include Se-Te based materials (JP-B-59-35356) and Te-based materials.
A -C-based material (JP-A-58-71195) has been proposed. Also, various organic dye-based materials have been proposed.
光磁気記録媒体では記録薄膜として垂直に磁化する磁
性薄膜を用い外部磁界を印加しながらレーザー光を照射
して記録薄膜をそのキューリー温度あるいは補償温度以
上に昇温し冷却時に外部磁界の方向に磁荷を変化させて
記録を行ない、その部分で磁気光学効果により反射光あ
るいは透過光の偏向方向が変化することを検出して再生
を行なうものである。In a magneto-optical recording medium, a magnetic thin film that is vertically magnetized is used as a recording thin film, and a laser beam is irradiated while applying an external magnetic field to raise the temperature of the recording thin film above its Curie temperature or compensation temperature. Recording is performed by changing the load, and reproduction is performed by detecting that the deflection direction of reflected light or transmitted light changes due to the magneto-optical effect at that portion.
相変化型記録は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である。相変化記録
媒体は他の形態の記録媒体に比べていくつかの利点があ
る。一つは記録がレーザー光照射のみで行なわれるため
光磁気記録媒体のように外部磁界を加える必要がなく、
記録装置が簡単ですむという点である。他の一つは記録
薄膜の反射率が変化するため反射光量変化の検出により
信号が再生され光の偏光方向を検出する光磁気記録媒体
にくらべて信号量が大きくSNのよい信号が得られる。さ
らに相変化記録媒体は形状の変化を伴わないので複数の
状態間を可逆的に変化させることで記録された情報を消
去し、さらに新しい信号を記録するという書き換え機能
を持たせることが可能である。また形状変化がないこと
から密着した被覆により保護層を形成することが可能
で、穴開け記録の場合のようなエア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なく構造が簡単で
信頼性の高い記録媒体を提供することができる。Phase-change recording is a recording medium that undergoes an optical change without a change in shape due to a change in crystal structure. Phase change recording media have several advantages over other forms of recording media. One is that recording is performed only by laser light irradiation, so there is no need to apply an external magnetic field unlike a magneto-optical recording medium,
This is that the recording device is simple. On the other hand, since the reflectance of the recording thin film changes, a signal is reproduced by detecting a change in the amount of reflected light, and a signal having a larger signal amount and a better SN can be obtained as compared with a magneto-optical recording medium which detects the polarization direction of light. Further, since the phase change recording medium does not involve a change in shape, it is possible to rewrite the information by reversibly changing between a plurality of states and to have a rewriting function of recording a new signal. . In addition, since there is no change in shape, it is possible to form a protective layer by close coating, and it is not necessary to take a complicated hollow structure called an air sandwich structure as in the case of punching recording, and the structure is simple and reliable. A high recording medium can be provided.
このような相変化媒体の特徴は相変化により材料の光
学定数、具体的には複素屈折率（屈折率を実部、消衰係
数を虚部にもつ複素数）が変化することに起因する。し
たがって、相変化記録媒体以外でも光学定数が変化する
記録機構を持つ記録媒体においても同じ特徴が期待でき
る。そのような例として例えば有機材料のフォトクロミ
ック現象を利用した記録媒体や、複数の材料層からなる
薄膜を溶融合金化して実質的に光学定数を変化させる合
金化記録とでも言うべき記録媒体（Proceedings of SPI
E Vol.529 pp76−82（1989））等が提案されている。Such a feature of the phase change medium is caused by a change in an optical constant of a material, specifically, a complex refractive index (a complex number having a real part of a refractive index and an imaginary part of an extinction coefficient) due to a phase change. Therefore, the same characteristics can be expected in a recording medium having a recording mechanism in which the optical constant changes, other than the phase change recording medium. For example, a recording medium utilizing the photochromic phenomenon of an organic material or a recording medium (Proceedings of Alloying Recording) in which a thin film composed of a plurality of material layers is melt-alloyed to substantially change an optical constant. SPI
E Vol.529 pp76-82 (1989)).
相変化記録媒体に用い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（特公平２−9955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。Materials used for phase-change recording media include amorphous chalcogenide thin films, Te consisting of tellurium and tellurium oxide.
-There is an oxide-based thin film containing TeO 2 as a main component.
No. 3725). Furthermore, Te-TeO 2 -Pd are also known film on the basis of (KOKOKU 2-9955 JP). In these methods, recording is performed by changing at least one of the extinction coefficient and the refractive index of the thin film by laser light irradiation, and the amplitude of the transmitted light or reflected light changes in this part, and as a result, the amount of transmitted light reaching the detection system Alternatively, a signal is reproduced by detecting that the amount of reflected light changes.
前述のように相変化型の媒体は形状の変化を伴わない
ため可逆的に状態変化が可能であれば、記録した信号を
消去・書き換えが可能である。このように可逆的に相変
化が可能な材料としてGe−Te−Sb−Ｓ系材料（特公昭47
−26897号公報）、Te−Ｏ−Ge−Sb系材料（特開昭59−1
85048号公報）、Te−Ｏ−Ge−Sb−Au系材料（特開昭61
−2594号公報）、Ge−Sb−Te系材料（特開昭62−209742
号公報）などが知られている。これらはいずれも可逆的
に変化する２つの状態としてアモルファス状態（あるい
はガラス状態、無定形状態）と結晶状態が安定に存在す
る。一般的には記録・消去は次のような方法で実現す
る。すなわちアモルファス化はレーザー光照射により薄
膜を加熱昇温して熔融しレーザー光照射終了時に冷却さ
れる過程において急冷されアモルファス状態になること
により実現する。結晶化は同様にレーザー光照射による
加熱により薄膜を融点以下で結晶化に十分な温度に昇温
し実現する。また融点以上に昇温した場合でも冷却時に
十分な急冷条件が得られず徐冷された場合にも結晶化が
実現する。As described above, a phase change type medium does not involve a change in shape, so that if the state can be changed reversibly, a recorded signal can be erased and rewritten. Ge-Te-Sb-S-based materials (Japanese Patent Publication No. 47
-26897), a Te-O-Ge-Sb-based material (JP-A-59-1).
No. 85048), Te-O-Ge-Sb-Au-based materials (Japanese Unexamined Patent Publication No.
-2594), Ge-Sb-Te-based materials (JP-A-62-209742)
No. 1). Each of these has two states that change reversibly, that is, an amorphous state (or a glass state and an amorphous state) and a crystalline state stably exist. Generally, recording / erasing is realized by the following method. In other words, the amorphous state is realized by heating and raising the temperature of the thin film by laser light irradiation, melting the film, and cooling the film at the end of the laser light irradiation so that the thin film is rapidly cooled to an amorphous state. Similarly, crystallization is realized by heating the thin film to a temperature below the melting point and sufficient for crystallization by heating by laser light irradiation. Further, even when the temperature is raised to a temperature higher than the melting point, crystallization is realized even when cooling is performed slowly because sufficient quenching conditions are not obtained during cooling.
相変化記録媒体に用いる薄膜材料は一般的には成膜状
態（as depositted）でアモルファスであり、追記型に
おいては通常このアモルファス状態を未記録状態に、結
晶状態を記録状態に用いる。A thin film material used for a phase change recording medium is generally amorphous in a deposited state (as deposited), and in a write-once type, this amorphous state is usually used as an unrecorded state and a crystalline state is used as a recorded state.
消去可能型においてはアモルファス状態と結晶状態を
それぞれ情報の記録状態と消去状態として使用するか、
逆にそれぞれを消去状態と記録状態として使用するかは
任意であるが、アモルファス状態を記録状態として使用
するのが一般的である。In the erasable type, whether the amorphous state and the crystalline state are used as the information recording state and the erasing state, respectively,
Conversely, it is optional to use each of them as the erased state and the recorded state, but it is common to use the amorphous state as the recorded state.
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。これは反射光が凹凸ピットに
より位相が変化しその結果として反射光量が変化する位
相差型の記録媒体であり比較的高密度な情報の記録再生
が可能である。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RO
M（read only memory）に応用したCD−ROMなどがある。Apart from these, there is an optical recording medium called a read-only type. The read-only optical recording medium reproduces a resin-made duplication medium in which signals are recorded in advance in the form of concave and convex pits with a laser beam. This is a phase-difference type recording medium in which the phase of reflected light changes due to uneven pits, and as a result, the amount of reflected light changes, and it is possible to record and reproduce information at a relatively high density. The replication medium (replica) is made by vacuum-depositing a light reflecting layer of aluminum (Al), gold (Au), etc. on a resin substrate resin-molded from a nickel mold (stamper), and mass production is possible. . Since the read-only type medium has a reflective layer, the reflectance is high and a large reproduced signal can be obtained. Further, since the amount of reflected light is large, focus / tracking control can be easily performed. Application examples of read-only media include home optical video discs, digital audio discs (CDs), and CDs.
There is a CD-ROM applied to M (read only memory).
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
素層と金属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１−196318
号）。A recordable medium compatible with such a read-only medium has also been proposed. For example, a medium has been proposed in which an organic dye layer and a metal reflective layer are provided on a resin base material to achieve high reflectivity, and a recorded medium can be reproduced by a reproducing apparatus designed for a read-only type medium. (JP-A-1-196318
issue).
発明が解決しようとする課題。Problems to be solved by the invention.
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。さらに繰り返し消去再記録ができないと
いう難点もある。Among the optical recording media as described above, a perforated type has a large change in the amount of reflected light, but it is difficult to form a clear hole, and noise during reproduction is large. In addition, a tight protection structure cannot be obtained, and a complicated hollow structure called an air sandwich structure must be formed, which is difficult to manufacture and expensive. Further, there is a disadvantage that erasing and re-recording cannot be repeated.
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いコストの媒体であるが、
記録膜材料は一般的に半金属あるいは半導体でありその
光学定数が金属の場合のような大きな反射率を得るには
十分でないので単独では反射率が小さい。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。特に反射層を用いても相変化媒体
の一般的な光学定数の範囲では反射率の大きい光学設計
をすることは難しい。また直接金属反射層を接して設け
た場合は反射層に熱エネルギーか逃げて感度の低下をき
たすという課題が発生する。The phase-change type optical recording medium is a low-cost medium that has a simple structure and is easy to manufacture because it does not involve a change in shape.
The recording film material is generally a semimetal or a semiconductor, and its optical constant is not enough to obtain a large reflectance as in the case of a metal, so that the reflectance alone is small. In order to increase the reflectance, a complicated multilayer structure and a reflective layer based on an optical design are required. In particular, even if a reflective layer is used, it is difficult to design an optical element having a large reflectivity in the range of general optical constants of the phase change medium. In the case where the metal reflective layer is provided directly in contact with the reflective layer, there is a problem that heat energy escapes to the reflective layer to cause a reduction in sensitivity.
また相変化媒体のようなヒートモード記録媒体の場合
には、記録時の発熱昇温により基材や保護材を熱的な損
傷から守るため、あるいは記録薄膜材料が直接接する他
の層の材料例えば反射層に用いる金属材料と反応するの
を防ぐために、記録薄膜を誘電体等の透明な薄膜層では
さんだ構成を用いるのが普通である。この場合はさむ誘
電体層は基材等の保護の機能だけでなく光学的な諸条
件、熱的な諸条件をも考慮して構成されなければいけな
い。Further, in the case of a heat mode recording medium such as a phase change medium, in order to protect the base material and the protective material from thermal damage due to a rise in heat during recording, or a material of another layer directly in contact with the recording thin film material, for example. In order to prevent the metal thin film from reacting with the metal material used for the reflective layer, it is common to use a configuration in which the recording thin film is sandwiched between transparent thin film layers such as a dielectric. In this case, the interposed dielectric layer must be configured in consideration of not only the function of protecting the base material and the like but also optical conditions and thermal conditions.
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。Furthermore, as can be said in common for all these media, if the reflectance is high, the light absorption of the thin film itself becomes small, which is disadvantageous in terms of recording sensitivity. Especially when a perforated metal thin film or phase change type is used, the thermal conductivity of the recording thin film is relatively large, so even if an optical design with a large reflectivity is used, the sensitivity will decrease and the laser power required for recording will decrease. It is too large to be practical.
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
録が可能であり、光学定数が相変化記録膜材料に比べて
もさらに小さいので別に金属反射層を設けることにより
高反射率にするにことが可能である。しかし、有機色素
系材料は耐候特性に紫外線照射により劣化を生ずるとい
う課題もある。また成膜に溶剤を使用する湿式の工程を
必要とし製造環境上の課題もある。Organic dyes have a low change temperature and low thermal conductivity, so they are highly sensitive.Even if they have low absorption, they can be recorded with practical laser power, and their optical constants are even smaller than those of phase change recording film materials. Separately, it is possible to increase the reflectance by providing a metal reflection layer. However, the organic dye-based material also has a problem that the weather resistance is deteriorated by irradiation with ultraviolet rays. In addition, a wet process using a solvent for film formation is required, and there is a problem in a manufacturing environment.
本発明の目的は高感度かつ反射率の大きな記録媒体を
提供することにある。また本発明のいま一つの目的は再
生専用の記録媒体と再生装置での互換がとりやすい記録
媒体を提供することにある。さらに本発明の別の目的は
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。さらに本発明は上記の記録媒体の製造方法を提供す
ることを目的とする。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。An object of the present invention is to provide a recording medium having high sensitivity and high reflectance. Another object of the present invention is to provide a recording medium exclusively for reproduction and a recording medium which is easily compatible with a reproducing apparatus. Still another object of the present invention is to provide a recording medium having a simple structure and good weather resistance. Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above recording medium. Another object of the present invention is to provide a method for optically recording information on the recording medium.
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために基材上に、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として記録薄膜
層が少なくとも透明な不活性材料と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材料との複合材料
からなり、記録薄膜層に隣接して反射層が設けられてい
る構成を用いる。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a recording thin film layer is provided as an optical information recording medium provided with a recording thin film layer that produces a change that can be optically detected by laser light irradiation. A structure in which a reflective layer is provided adjacent to the recording thin film layer is used, which is made of a composite material of at least a transparent inert material and a material that produces a change that can be detected optically by laser light irradiation.
具体的には基材上に、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として記録薄膜層が透明な不活性
材料中にレーザー光照射によって光学的に検知し得る変
化を生じる材料が均一分散され、記録薄膜層の消衰係数
が、光学的な変化の前後の何れの場合でも0.4以下の複
合材料を用いる。Specifically, as an optical information recording medium having a recording thin film layer on a substrate, at least a recording thin film layer that produces a change that can be optically detected by laser light irradiation, the recording thin film layer is irradiated with a laser light into a transparent inert material. A composite material having an optically detectable change is uniformly dispersed, and the extinction coefficient of the recording thin film layer is 0.4 or less before and after the optical change.
作用 上記のような構成を用いると、透明な不活性材料とレ
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
材料とを複合することにより実質的な光学定数が小さく
なり光学設計の自由度が増大する。隣接して反射層を設
けることにより反射率が大きくかつ十分記録用のレーザ
ー光を吸収する膜厚構成を選択することが可能になる。
したがって反射率が大きく高感度な記録媒体を得ること
ができる。When the above-described configuration is used, a transparent inert material is combined with a material that produces a change that can be detected optically by laser light irradiation, thereby substantially reducing the optical constant and increasing the degree of freedom in optical design. Increase. By providing the reflective layer adjacent to the film, it is possible to select a film thickness configuration that has a large reflectivity and sufficiently absorbs laser light for recording.
Therefore, a recording medium having a large reflectance and a high sensitivity can be obtained.
また透明な不活性材料と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材料を複合することにより
変化を生じる材料が記録時に高温に昇温しても透明不活
性材料が全体の形状を保持するために特に記録薄膜層を
誘電体等の保護層で挟まなくても基材や保護材が熱的に
損傷を起こすことを防ぐ作用をする。In addition, by combining a transparent inert material and a material that produces a change that can be detected optically by laser light irradiation, the transparent inert material retains its overall shape even if the material that causes the change rises to a high temperature during recording. Therefore, even if the recording thin film layer is not interposed between protective layers such as dielectrics, the substrate and the protective material are prevented from being thermally damaged.
以下に、実施例を用いて詳細な説明を行なう。 Hereinafter, a detailed description will be given using examples.
実施例 記録媒体の１実施例の構成を第１図に示す。基材１上
に記録薄膜層２、反射層３を順次設ける。また第３図に
示すようにさらにその上に透明な密着した保護材４を設
けた構成がより好ましい。保護材４を設けることにより
記録薄膜層２および反射層３を機械的に保護するととも
に湿度・腐蝕性気体等の雰囲気による化学的な影響から
媒体を保護する機能を持たせることができる。保護材を
施した構成でも施さない構成でも光学的には同等であ
る。保護材を施さない場合は特定の屈折率を持った保護
材４の代わりに空気（屈折率1.0）を考えると光学的に
は等価に扱うことができ光学的には同じ効果が得られ
る。Embodiment FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a recording medium. A recording thin film layer 2 and a reflective layer 3 are sequentially provided on a substrate 1. Further, as shown in FIG. 3, a structure in which a transparent and closely adhered protective material 4 is further provided thereon is more preferable. By providing the protective material 4, it is possible to mechanically protect the recording thin film layer 2 and the reflective layer 3 and to have a function of protecting the medium from chemical influences caused by an atmosphere such as humidity and corrosive gas. It is optically equivalent whether the protection member is provided or not. When a protective material is not provided, considering that air (refractive index: 1.0) is used instead of the protective material 4 having a specific refractive index, it can be treated optically equivalently, and the same optical effect can be obtained.
基材１としてはガラス・樹脂等の透明で平滑な平板を
用いる。また基材表面にトラッキングガイドその他の用
途の溝状の凹凸があってもよい。As the base material 1, a transparent and flat plate made of glass, resin or the like is used. Further, the surface of the base material may have groove-like irregularities for a tracking guide or other uses.
記録薄膜層２は第１図に示すように透明な不活性材料
21と光学的に変化をする材料22の互いに分散した複合材
料からなっている。ここで光学的に変化する材料とはレ
ーザー光照射によりその光学的状態具体的には光学定数
が変化しうる材料を言う（以下、光学的変化材料と記述
する）。また透明な不活性材料とは複合する光学的変化
材料をレーザー光照射により加熱昇温して変化させる場
合にそれ自身は実質的に変化変質せずまた光学的変化材
料との間に光学的な反応や物理的な影響を与えない材料
を言う（以下、透明不活性材料と記述する）。したがっ
て透明不活性材料は光学的変化材料が変化をするのに必
要な温度においては物理的にも化学的にも変化しないこ
とが望ましい。一例として透明不活性材料の融点は光学
的変化材料の変化温度よりも高くその温度において安定
であることが望まれる。このような材料として高融点の
誘電体が望ましい特性を示す。第１図においては透明不
活性材料21中に光学的変化材料22が分散した状態の構造
を持った複合材料を示している。図示はしていないが逆
に光学的変化材料22中に透明不活性材料21が分散した状
態の構造を持った複合材料でもよい。しかし前述の基材
等を記録時の熱損傷から保護するため、あるいは光学変
化材料が他の層の材料と反応するのを防ぐためには第１
図に示すような透明不活性材料21中に光学的変化材料22
が分散した状態の方が望ましい、このような構造をとる
と光学的変化材料がが昇温して溶融してもその温度が透
明不活性材料が変化する温度以下であれば記録薄膜層２
はその形状を維持し全体として変形することはない。ま
た光学変化材料が他の層の材料と接触することもない。
従って基材の変形や反射層との反応を防ぐことができ
る。The recording thin film layer 2 is made of a transparent inert material as shown in FIG.
It consists of a mutually dispersed composite material of 21 and an optically variable material 22. Here, the material that changes optically means a material whose optical state, specifically, an optical constant can be changed by laser light irradiation (hereinafter, referred to as an optically changing material). Also, a transparent inert material does not substantially change or alter itself when heated and heated by a laser beam to irradiate a composite optically variable material with an optically variable material. A material that does not have a reaction or physical effect (hereinafter referred to as a transparent inert material). Therefore, it is desirable that the transparent inert material does not physically or chemically change at the temperature required for the optically variable material to change. As an example, it is desired that the melting point of the transparent inert material be higher than the change temperature of the optically variable material and be stable at that temperature. As such a material, a dielectric material having a high melting point exhibits desirable characteristics. FIG. 1 shows a composite material having a structure in which an optically variable material 22 is dispersed in a transparent inert material 21. Although not shown, a composite material having a structure in which the transparent inert material 21 is dispersed in the optically variable material 22 may be used. However, in order to protect the above-mentioned base material or the like from thermal damage at the time of recording, or to prevent the optical change material from reacting with the material of another layer, the first method is used.
In the transparent inert material 21 as shown in FIG.
In such a structure, even if the optically variable material is heated and melted, if the temperature is equal to or lower than the temperature at which the transparent inert material changes, the recording thin film layer 2 is preferably dispersed.
Maintains its shape and does not deform as a whole. Also, the optical change material does not come into contact with the material of other layers.
Therefore, deformation of the base material and reaction with the reflection layer can be prevented.
光学的には記録薄膜層と反射層とが特性を決定し、こ
の２層が本発明に必要かつ十分な構成である。また前記
基材の変形を防ぐ等の目的で基材上になんらかの層を設
けこの層を介して基材上に設けられた記録薄膜層に直接
に接して反射層が設けられることも一つの望ましい構成
である。Optically, the recording thin film layer and the reflective layer determine characteristics, and these two layers are necessary and sufficient for the present invention. It is also desirable that a reflective layer be provided in direct contact with the recording thin film layer provided on the base material through any layer provided on the base material for the purpose of preventing deformation of the base material or the like. Configuration.
本発明の他の実施例の構成として第３図に示すように
基材１上に反射層３、記録薄膜層２を順次設けた構成を
用いてもよい。この場合は記録薄膜層２に対して反射層
とは反対の方向すなわち基材とは反対の方向からレーザ
ー光を入射して記録再生を行なう。この場合も図示はし
ていないが記録薄膜層２の上にさらに透明な保護材を設
けることも可能である。その場合は第３図においてレー
ザー光入射側の空気（屈折率1.0）のかわりに特定の屈
折率を持った保護材を考えれば光学的には等価に扱え
る。As a configuration of another embodiment of the present invention, a configuration in which a reflective layer 3 and a recording thin film layer 2 are sequentially provided on a base material 1 as shown in FIG. 3 may be used. In this case, recording and reproduction are performed by irradiating the recording thin film layer 2 with a laser beam from a direction opposite to the reflection layer, that is, a direction opposite to the base material. In this case, though not shown, a transparent protective material can be further provided on the recording thin film layer 2. In this case, if a protective material having a specific refractive index is used instead of air (refractive index 1.0) on the laser beam incident side in FIG.
第１図のように分散した光学的変化材料22を透明な不
活性材料21と複合させることにより記録薄膜層２全体の
平均的な光学定数は光学的変化材料22の光学定数よりも
小さな値にすることが可能である。By combining the dispersed optically variable material 22 with the transparent inert material 21 as shown in FIG. 1, the average optical constant of the entire recording thin film layer 2 becomes smaller than the optical constant of the optically variable material 22. It is possible to
光学的変化材料22としてはレーザー光照射により光学
定数が変化する材料を用いる。このような材料としては
例えば有機のフォトクロミック材料や、合金化記録材料
等が使える。中でも相変化により光学定数が変化する材
料が望ましい特性を示す。As the optically variable material 22, a material whose optical constant changes by laser light irradiation is used. As such a material, for example, an organic photochromic material, an alloyed recording material, or the like can be used. Among them, a material whose optical constant changes due to a phase change exhibits desirable characteristics.
光学的変化材料22として用いる材料としてはアモルフ
ァス・結晶間の相変化をする材料たとえばSbTe系、InTe
系、GeTeSn系、SbSe系、TeSeSb系、SnTeSe系、InSe系、
TeGeSnO系、TeGeSnAu系、TeGeSnSb系、TeGeSb等のカル
コゲン化合物を用いることができる。Te−TeO2系、Te−
TeO2−Au系、Te−TeO2−Pd系等の酸化物系材料も使え
る。また、結晶・結晶間の相転移をするAgZn系、InSb系
等の金属化合物も使える。Examples of the material used as the optical change material 22 include materials that change phase between amorphous and crystal, for example, SbTe, InTe
System, GeTeSn system, SbSe system, TeSeSb system, SnTeSe system, InSe system,
Chalcogen compounds such as TeGeSnO, TeGeSnAu, TeGeSnSb, and TeGeSb can be used. Te-TeO 2 system, Te-
TeO 2 -Au system, can also be used oxide material of 2 -Pd system such as Te-TeO. In addition, AgZn-based, InSb-based, and other metal compounds that cause a phase transition between crystals can be used.
透明不活性材料21としてはSiO2、SiO、ZrO2、TiO2、M
gO、GeO2等の酸化物、ZnS、ZnSe、ZnTe、PbS等のカルコ
ゲン化物、Si3N4、BN、AlN、ZrN、TiN等の窒化物、Mg
F、CaF、LaF等の弗化物の中のいずれかを主成分とする
誘電体材料あるいはそれらの複合物が使える。As the transparent inert material 21, SiO 2 , SiO, ZrO 2 , TiO 2 , M
gO, oxides such as GeO 2, ZnS, ZnSe, ZnTe , chalcogenides such as PbS, Si 3 N 4, BN , AlN, ZrN, nitrides such as TiN, Mg
A dielectric material containing any one of fluorides such as F, CaF and LaF as a main component or a composite thereof can be used.
反射層３としてはAu、Al、Cu、NiCr、AuCr等の金属材
料を主成分とした材料あるいはそれらの複合物または所
定の波長における反射率の大きな誘電体多層膜等を用い
ることができる。As the reflective layer 3, a material mainly composed of a metal material such as Au, Al, Cu, NiCr, or AuCr, a composite thereof, a dielectric multilayer film having a large reflectance at a predetermined wavelength, or the like can be used.
これらの各材料層は多元蒸着源を用いた真空蒸着法や
モザイク状の複合ターゲットを用いたスパッタリング法
その他の方法によって作ることができる。Each of these material layers can be formed by a vacuum evaporation method using a multi-source evaporation source, a sputtering method using a mosaic composite target, or other methods.
保護材４としては樹脂材料を溶剤に溶かして塗布・乾
燥したものや樹脂板を接着剤で接着したもの等が使え
る。As the protective material 4, a material obtained by dissolving a resin material in a solvent and applying and drying the resin material, or a material obtained by bonding a resin plate with an adhesive can be used.
次に本発明の構成の光学的記録媒体の光学特性につい
て説明する。第１図に示すように本発明の構成は反射層
３を設けている。したがって記録再生は記録薄膜層２に
対して反射層に隣接している面とは反対側の面からの記
録薄膜層２にレーザー光を入射させて記録再生を行な
う。Next, the optical characteristics of the optical recording medium according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the configuration of the present invention includes a reflective layer 3. Therefore, in recording and reproduction, recording and reproduction are performed by irradiating the recording thin film layer 2 with laser light from the surface opposite to the surface adjacent to the reflective layer with respect to the recording thin film layer 2.
記録薄膜層の光学定数が変化した場合に検知しうる変
化量として上記のような方向で入射した光の反射光の変
化を用いる。光は波動であり振幅と位相によって記述さ
れる。本発明の場合には信号の再生は反射光の変化によ
って検出されるが、その変化の原因としては膜自体の微
少領域における反射光振幅が変化する場合（振幅変化記
録）と、反射光の位相が変化する場合（位相変化記録）
がある。反射光の振幅が変化する場合はフォトディテク
ターに入射する反射光量が変化するが、位相が変化する
場合も記録部と未記録部の位相差により反射光が干渉し
あいあるいは回折されて検出手段であるフォトディテク
ターに入射する反射光量が変化する。A change in reflected light of light incident in the above-described direction is used as a detectable change amount when the optical constant of the recording thin film layer changes. Light is a wave and is described by amplitude and phase. In the case of the present invention, the reproduction of a signal is detected by a change in reflected light. The change is caused by a change in the reflected light amplitude in a very small area of the film itself (amplitude change recording) and a change in the phase of the reflected light. Changes (phase change recording)
There is. When the amplitude of the reflected light changes, the amount of reflected light incident on the photodetector changes, but also when the phase changes, the reflected light interferes or is diffracted due to the phase difference between the recorded part and the unrecorded part and is a detection means. The amount of reflected light incident on the photodetector changes.
反射光の位相変化により反射光量が変化して情報を再
生することにより光学的には凹凸による位相変化記録と
等価な再生が行える。したがって、光学定数の変化によ
る記録でありながら記録密度の大きい記録が行なえ、凹
凸ピットによる複製盤（オーディオディスク、ビデオデ
ィスク等）との互換も取り易い。この場合凹凸ピットに
よる複製盤との互換をとる場合には記録部と未記録部と
の変化により反射光振幅は変化がない、あるいは小さい
ことが望ましい。さらに、凹凸によりあらかじめ形成し
た情報信号の記録状態からの再生光と本発明の構成の記
録媒体に記録を行った状態からの再生光が等価となり同
じ再生光学系および信号処理回路を用いて情報信号の再
生が行える。また、光学定数変化記録は形状変化を伴わ
ず材料を選ぶことによって記録した状態をもとに戻す、
すなわち消去・書き換えも可能であり、書き換え型の位
相変化記録が実現できる。By reproducing the information by changing the amount of reflected light due to the phase change of the reflected light, it is possible to optically perform reproduction equivalent to phase change recording due to unevenness. Therefore, it is possible to perform recording with a large recording density while recording due to a change in the optical constant, and it is easy to obtain compatibility with a duplicate disk (audio disk, video disk, etc.) using uneven pits. In this case, in order to obtain compatibility with a duplicate disk by using uneven pits, it is desirable that the reflected light amplitude does not change or is small due to a change between a recorded portion and an unrecorded portion. Furthermore, the reproduction light from the recording state of the information signal formed in advance by the unevenness and the reproduction light from the state of recording on the recording medium of the present invention become equivalent, and the information signal is reproduced using the same reproduction optical system and signal processing circuit. Can be reproduced. In addition, optical constant change recording restores the recorded state by selecting materials without shape change,
That is, erasing and rewriting are possible, and rewritable phase change recording can be realized.
ここで位相変化記録が振幅変化記録より高密度な記録
ができる理由を説明する。レーザー光を用いてミクロン
オーダーの微小な領域を変化させて記録を行ないその部
分を同じレーザー光で光学的に検知して再生する場合に
は、記録された部分の大きさと再生に用いる光ビームの
大きさが同じオーダーになる。例えば、波長800nm前後
のレーザー光をNA0.5程度のレンズ系で絞ると半値幅が
約0.9μｍのビームに絞れる。このような光ビームを用
いて強いパワーで記録を行うと約0.5〜１μｍ前後の範
囲が光学的な変化をおこして記録状態となる。これを同
じ光ビームで読みだす場合を考えると、読み出し光ビー
ムの光強度は一般的にはガウス分布あるいはそれに近い
形状の分布をしており変化した記録状態の領域よりも外
側に広がっているため反射光量は記録状態の反射率とま
わりの未記録状態の反射率にそれぞれの面積と光強度分
布を加重して平均した値に比例する。したがって、読み
出し光ビームの大きさに比べて十分大きな範囲の記録状
態の面積がないと十分な再生信号が得られない。この大
きさによって記録密度が制限される。一方、再生専用型
に代表される位相変化記録の場合には記録状態は凹凸の
形状であり、周辺部と記録部からの反射光が干渉しあっ
て反射光量が変化することを利用している。従って周辺
部と凹凸部での反射光の位相差が（１±2n）π（ｎは整
数、πは円周率）のとき最も反射光量変化が大きく、こ
の値に近いことが、特に略々遠しいことが望ましい。ま
た、読み出しビームの強度分布として凹凸部に入射する
強度と周辺部に入射する強度が等しいとき最も干渉の効
果が大きく、従ってディテクターに入射する反射光強度
の変化が大きい。すなわち、読み出しビームの大きさよ
りも小さい記録状態のときが再生信号が大きくとれる。
以上から反射率変化記録よりも位相変化記録の方が高密
度な記録再生が出来ることがわかる。Here, the reason why phase change recording can perform higher density recording than amplitude change recording will be described. When recording is performed by changing a micro area on the order of microns using laser light and that part is optically detected with the same laser light and reproduced, the size of the recorded part and the light beam used for reproduction The size will be the same order. For example, when a laser beam having a wavelength of about 800 nm is narrowed down by a lens system having an NA of about 0.5, it can be narrowed down to a beam having a half width of about 0.9 μm. When recording is performed with a strong power using such a light beam, a range of about 0.5 to 1 μm undergoes an optical change to be in a recording state. Considering the case where this is read with the same light beam, the light intensity of the read light beam generally has a Gaussian distribution or a distribution close to that, and spreads outside the area of the changed recording state. The amount of reflected light is proportional to a value obtained by averaging the reflectance in the recorded state and the reflectance in the surrounding unrecorded state by weighing each area and light intensity distribution. Therefore, a sufficient reproduced signal cannot be obtained unless the area of the recording state is sufficiently large compared to the size of the read light beam. This size limits the recording density. On the other hand, in the case of phase change recording typified by a read-only type, the recording state has an uneven shape, and utilizes the fact that reflected light from the peripheral portion and the recording section interfere with each other to change the amount of reflected light. . Therefore, when the phase difference between the reflected light at the peripheral portion and the uneven portion is (1 ± 2n) π (n is an integer, π is a circular constant), the change in the amount of reflected light is the largest, and it is particularly almost that the amount of reflected light is close to this value. It is desirable to be distant. In addition, when the intensity of the read beam is equal to the intensity incident on the uneven portion and the intensity incident on the peripheral portion, the effect of interference is greatest, and the intensity of the reflected light incident on the detector is largely changed. That is, when the recording state is smaller than the size of the read beam, a large reproduction signal can be obtained.
From the above, it can be seen that high-density recording and reproduction can be performed with the phase change recording than with the reflectance change recording.
本発明の構成において位相変化型の記録が行なえるの
は記録薄膜層が透明不活性材料と光学的変化材料の複合
材料からなっているために光学定数特に消衰係数が小さ
いからである。The phase change type recording can be performed in the structure of the present invention because the recording thin film layer is made of a composite material of a transparent inert material and an optically variable material, so that the optical constant, particularly the extinction coefficient, is small.
一方、光ディスク等の光記録媒体においては溝状の基
材の凹凸を用いたトラッキングの手法が一版的に用いら
れる。（例えば、尾上守夫監修「光ディスク技術」ラジ
オ技術社刊、第１章 1.2.5 p79〜参照）この場合の凹
凸溝も入射光の反射光の位相を変化させてトラッキング
に必要な情報を検出系にあたえる。従って、溝トラック
を使ってトラッキングを行いながら位相変化の記録再生
を行うときには溝による位相変化と記録による位相変化
が重畳する。従って、トラッキング機能を損なわずに位
相変化の記録再生を行うための配慮が必要である。On the other hand, in an optical recording medium such as an optical disk, a tracking method using the unevenness of a groove-shaped base material is used in one version. (For example, see "Optical Disc Technology" supervised by Morio Onoe, published by Radio Technology Co., Ltd., Chapter 1, 1.2.5 p79-) In this case, the uneven grooves also change the phase of the reflected light of the incident light to detect the information necessary for tracking. Give to. Therefore, when recording and reproducing a phase change while performing tracking using a groove track, the phase change due to the groove and the phase change due to the recording are superimposed. Therefore, it is necessary to consider recording and reproducing the phase change without impairing the tracking function.
具体的には、溝トラックの深さは通常第５図（図中に
反射層３を省略している）に示すようにレーザ光入射側
に凸の形状をしており反射光に−π/2の位相差を与える
ように設計されてるため、相変化の記録による位相差が
±πの場合には両者が重畳してトータルの位相差は＋π
/2あるいは−3/2×πとなってトラッキング信号の極性
が反転してしまう。（詳しくは前掲書参照）従ってこの
様な場合には、トラッキングに影響を与えずに十分な再
生信号を得るには相変化記録による位相変化は−π/2と
なるようにする必要がある。この場合には記録部のトー
タルの位相差は０となるためあたかも溝がなくなった状
態と等価となり、溝をとぎれさせて番地等の信号をあら
かじめ形成した部分からの再生光と等価な再生光が得ら
れるという利点もある。Specifically, the depth of the groove track is normally convex on the laser beam incident side as shown in FIG. 5 (the reflective layer 3 is omitted in the figure), and the reflected light has a -π / Since the phase difference is designed to give a phase difference of 2, when the phase difference due to the recording of the phase change is ± π, the two are superimposed and the total phase difference is + π
/ 2 or −3 / 2 × π, and the polarity of the tracking signal is inverted. Therefore, in such a case, in order to obtain a sufficient reproduced signal without affecting tracking, it is necessary to make the phase change by phase change recording −π / 2. In this case, the total phase difference of the recording portion becomes 0, which is equivalent to a state where the groove is eliminated, and the reproduction light equivalent to the reproduction light from the portion where the signal such as the address is formed in advance by breaking the groove is obtained. There is also the advantage that it can be obtained.
また、第５図とは反対に溝トラックの形状がレーザ入
射側からみて凹になっている場合も考えられるが、その
場合には溝による位相差はπ/2であるので相変化記録に
おける位相変化は−π/2となるようにすればよい。Contrary to FIG. 5, it is conceivable that the shape of the groove track is concave when viewed from the laser incident side. In this case, the phase difference due to the groove is π / 2, so The change may be -π / 2.
トラッキング用の溝形状の形態として第６図に示すよ
うないわゆる「オンランド」と言われる方式も知られて
いる。（前掲書参照）このような場合には位相変化記録
は溝によるトラッキング信号には影響を与えないので記
録による位相差を最大限の±πとすることが可能であ
る。A so-called “on-land” system as shown in FIG. 6 is also known as a form of a tracking groove shape. In such a case, since the phase change recording does not affect the tracking signal due to the groove, the phase difference due to the recording can be set to the maximum ± π.
以上のような技術を用いると例えば第７図に示すよう
に光ディスク基材上の面を分割してその一方を光学定数
変化による記録薄膜層を設けた追記型あるいは書き換え
可能型の記録面、基材上の記録薄膜層を設ける部分以外
の部分をあらかじめ形成した凹凸による信号記録面、と
してその双方を同じ光学系、信号処理系を用いて再生す
ることが可能である。従って簡単で低コストな系で複数
の機能を持った光ディスクとその再生方法を得ることが
できる。By using the above-described technique, for example, as shown in FIG. 7, a surface on an optical disk substrate is divided and one of the surfaces is provided with a recording thin-film layer provided by a change in optical constant, a write-once type or rewritable type recording surface. A portion other than the portion where the recording thin film layer is provided on the material can be used as a signal recording surface by previously formed unevenness, and both can be reproduced using the same optical system and signal processing system. Therefore, it is possible to obtain an optical disk having a plurality of functions in a simple and low-cost system and a reproducing method thereof.
一方本発明の構成によって振幅変化型の記録を行なう
ことのできる記録媒体を得ることも可能である。この場
合にも記録薄膜層の光学定数が小さいため反射層を用い
ているために反射率が大きくかつ反射光振幅の変化量の
大きい記録媒体を得ることができる。On the other hand, according to the configuration of the present invention, it is also possible to obtain a recording medium capable of performing amplitude-variable recording. Also in this case, a recording medium having a large reflectance and a large variation in reflected light amplitude can be obtained since the reflection layer is used because the optical constant of the recording thin film layer is small.
次に本発明の光学的情報記録媒体の構成に用いる記録
薄膜層２の成膜方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、半導体あるいは誘電体材料は
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複合材料を成膜する場合はあらかじ
め透明不活性材料と光学的変化材料の両者を混合した蒸
着源を用いて真空蒸着あるいはスパッタリングを行なう
ことも可能であるが、成膜時に昇温して還元反応等の化
学反応、合金化等の物理的変化をおこしてそれぞれ独立
して分散あるいは積層した状態が得られず所望の記録薄
膜を作ることは難しい場合が多い。また分散状態や積層
状態を制御することも困難である。これらの課題は、そ
れぞれの透明不活性材料と光学的変化材料を別の蒸着源
から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透明
不活性材料と光学的変化材料をそれぞれ別のターゲット
から基材上にスパッタ成膜することにより所望の記録薄
膜層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透明不活性材料と光学的変化材料
の組成比や分散混合状態・積層状態を制御しかつ膜厚を
均一にすることが可能である。Next, a method for forming the recording thin film layer 2 used in the configuration of the optical information recording medium of the present invention will be described. Usually, a metal, semiconductor or dielectric material as a recording thin film of an optical recording medium is formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method. However, when depositing a composite material such as the present invention, it is possible to perform vacuum deposition or sputtering using a deposition source in which both a transparent inert material and an optically variable material are mixed in advance. It is often difficult to produce a desired recording thin film because the temperature is raised to cause a chemical reaction such as a reduction reaction, or a physical change such as alloying, so that a dispersed or laminated state cannot be obtained independently. It is also difficult to control the state of dispersion and the state of lamination. These problems can be solved by vacuum-depositing each of the transparent inert material and the optically variable material from another deposition source on a substrate. Similarly, in the case of film formation by sputtering, a desired recording thin film layer can be obtained by forming a film of a transparent inert material and an optically variable material from different targets by sputtering. In this case, by rotating the substrate, it is possible to control the composition ratio of the transparent inert material and the optically variable material in the recording thin film, the state of dispersion mixing and the state of lamination, and to make the film thickness uniform.
それぞれ複数の透明不活性材料と光学的変化材料を用
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、透明不活性材料のみを１つの蒸着源あるいはターゲ
ットを用い、光学的変化材料のみをいま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。Even when a plurality of transparent inert materials and optically variable materials are used, a film can be formed by this method. In this case, the transparent inert material alone can be formed by using one evaporation source or target, and the optically variable material alone can be formed by using another evaporation source or target. The multi-layer film forming method used may be used.
第１図に示すような分散状態で両者を複合させる場合
は透明不活性材料と光学的変化材料をそれぞれ別の蒸着
源あるいはターゲットを用いて同時に基材上に成膜する
ことにより形成することができる。この場合基材をそれ
ぞれの蒸着源の上を回転させることにより複合された記
録薄膜層の均一な分散状態および均一の膜厚状態を得る
ことが可能である。When both are combined in a dispersed state as shown in FIG. 1, they can be formed by simultaneously forming a transparent inert material and an optically variable material on a substrate using different deposition sources or targets. it can. In this case, it is possible to obtain a uniform dispersion state and a uniform film thickness state of the composite recording thin film layer by rotating the base material on each deposition source.
次に本発明の光学的情報記録媒体への記録再生方法を
説明する。第４図に示すようにレーザー光源７から出射
したレーザー光８をレンズ系９および10により記録薄膜
層２上に収束させる。レーザー光の出力を十分大きくす
ると記録薄膜層が発熱昇温して記録薄膜層中の化学定数
変化材料を変化させることができる。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層上に照射すれば
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。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光学定数変
化材料を変化させてその光学定数を変化させその結果と
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。ただし、このとき記録薄膜層を構成する透
明不活性材料を変化させることは好ましくない。透明不
活性材料の加熱昇温による最も顕著な変化は融点以上に
昇温して溶融することである。透明不活性材料が溶融す
ると分散あるいは積層した複合状態が破壊され所望の光
学的変化が得られなくなる。また複数の状態間の可逆的
な変化が不可能になり繰り返し記録消去の機能が得られ
なくなる。従って記録時には記録薄膜層の温度が透明不
活性材料の融点よりも低い温度になるようなレーザー光
出力で記録することが望ましい。Next, a method for recording / reproducing information on / from the optical information recording medium of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, the laser light 8 emitted from the laser light source 7 is converged on the recording thin film layer 2 by the lens systems 9 and 10. When the output of the laser beam is sufficiently increased, the temperature of the recording thin film layer is increased by heating and the material for changing the chemical constant in the recording thin film layer can be changed. When light having a wavelength λ is converged by a lens having a numerical aperture NA, a spot having a half width of 0.66 λ / NA is formed. When a laser beam having a wavelength of 800 nm and a lens having an NA of 0.5 are used, a spot having a diameter of about 1 μm can be realized. If a power of 10 mW is irradiated, a large power density of 10 kW / mm 2 can be obtained. When such light is irradiated onto the recording thin film layer, the recording thin film locally generates heat and reaches a high temperature of several hundreds to approximately 1000 ° C., depending on its absorption rate and thermal constant. In this way, the laser light is converged by the lens system, irradiates the recording thin film on the base material and raises the temperature by heating, thereby changing the optical constant changing material, changing the optical constant, and consequently optically detecting the material. You can make a change and record it. However, at this time, it is not preferable to change the transparent inert material constituting the recording thin film layer. The most remarkable change due to heating and raising the temperature of the transparent inert material is that the material is heated to a melting point or higher and melted. When the transparent inert material is melted, the dispersed or laminated composite state is destroyed, and a desired optical change cannot be obtained. Further, reversible change between a plurality of states becomes impossible, and the function of repeated recording and erasing cannot be obtained. Therefore, at the time of recording, it is desirable to perform recording with a laser light output such that the temperature of the recording thin film layer is lower than the melting point of the transparent inert material.
記録され光学的に変化した状態から信号を再生するに
は第４図においてレーザー光源７から出射したレーザー
光８を記録時と同様にレンズ系９、10によって記録薄膜
層状に照射し、記録薄膜層からレンズ系10を通して反射
するレーザー光をビームスプリッタ11によりフォトディ
テクタ12に導いてその強度を検出して行なう。同様に再
生時には記録状態を破壊しないために、記録薄膜層の温
度が記録薄膜層中の透明不活性材料の融点よりも低く、
かつ光学定数変化材料の変化温度よりも低い温度になる
ようなレーザー光出力を照射して光学的な変化を検出す
ることが望ましい。In order to reproduce a signal from a recorded and optically changed state, a laser beam 8 emitted from a laser light source 7 in FIG. The laser beam reflected from the lens through a lens system 10 is guided to a photodetector 12 by a beam splitter 11, and the intensity thereof is detected. Similarly, in order not to destroy the recording state during reproduction, the temperature of the recording thin film layer is lower than the melting point of the transparent inert material in the recording thin film layer,
Further, it is desirable to detect an optical change by irradiating a laser light output such that the temperature becomes lower than the change temperature of the optical constant changing material.
相変化記録材料に代表される光学定数変化材料は記録
時の熱的な条件、具体的には温度の時間的な変化によっ
て複数の異なる光学定数をとることができる。相変化記
録材料の場合は前述のように可逆的に状態変化が可能で
あり例えばアモルファス状態と結晶状態の２つの状態が
安定に存在する材料を用いる場合には、アモルファス化
はレーザー光照射により薄膜を加熱昇温して熔融しレー
ザー光照射終了時に冷却される過程において急冷されア
モルファス状態とすることにより、結晶化はレーザー光
照射による加熱により薄膜を融点以下で結晶化に十分な
温度に昇温するか融点以上に昇温し冷却時に徐冷させる
ことにより、可逆的な状態変化を実現する。An optical constant changing material represented by a phase change recording material can have a plurality of different optical constants depending on thermal conditions during recording, specifically, a temporal change in temperature. In the case of a phase change recording material, the state can be reversibly changed as described above. For example, when a material in which two states of an amorphous state and a crystalline state are stably used is used, amorphization is performed by irradiating a laser beam with a thin film. Is heated and heated to melt and rapidly cool in the process of being cooled at the end of laser light irradiation to make it amorphous, so that the thin film is heated by laser light irradiation to a temperature below the melting point and sufficient for crystallization. Alternatively, the temperature is raised to the melting point or more, and the temperature is gradually decreased at the time of cooling, thereby realizing a reversible state change.
光学変化材料と透明不活性材料との複合材料の場合も
この方法で可逆的な状態変化を実現できる。すなわち相
変化記録材料の例の場合アモルファス化はレーザー光照
射により記録薄膜層を記録薄膜層中の透明不活性材料の
融点以下の温度に加熱昇温して記録薄膜層中の相変化材
料を熔融しレーザー光照射終了時に冷却される過程にお
いて急冷させてアモルファス状態とすることにより、結
晶化はレーザー光照射により記録薄膜層を記録薄膜層中
の透明不活性材料の融点以下でかつ録薄膜層中の相変化
材料をその融点以下で結晶化に十分な温度に昇温するか
その融点以上に昇温し冷却時に徐冷させることにより実
現できる。このような熱的な条件はレーザー光出力およ
びレーザー光照射時間を選択することにより選択的に実
現することができる。このような条件で繰り返し交互に
レーザー光照射することにより複数の異なる状態間で可
逆的に変化させることも可能である。In the case of a composite material of an optical change material and a transparent inert material, a reversible state change can be realized by this method. That is, in the case of the phase change recording material, for example, the amorphous phase is heated by heating the recording thin film layer to a temperature equal to or lower than the melting point of the transparent inert material in the recording thin film layer by irradiating a laser beam to melt the phase change material in the recording thin film layer. By quenching in the process of cooling at the end of laser light irradiation to make it amorphous, crystallization is performed by laser light irradiation to make the recording thin film layer below the melting point of the transparent inert material in the recording thin film layer and in the recording thin film layer. Can be realized by raising the temperature of the phase change material below its melting point to a temperature sufficient for crystallization or by raising the temperature above its melting point and gradually cooling it. Such thermal conditions can be selectively realized by selecting the laser light output and the laser light irradiation time. It is also possible to reversibly change between a plurality of different states by repeatedly and alternately irradiating a laser beam under such conditions.
（実施例１） 光学的変化材料として相変化材料であるGe2Sb2Te5の
組成を持つゲルマニウム、アンチモンおよびテルルの３
元化合物を用いる。形成法としてGe2Sb2Te5の組成を持
つターゲットを用いたアルゴン雰囲気中でのRFスパッタ
成膜法を用いた。記録薄膜はアモルファス状態で形成さ
れる。石英ガラス板上に上記組成のGe2Sb2Te5だけを厚
さ50nm成膜したアモルファス状態（as depositted状
態）の光学定数を測定したところ、波長830nmにおいて
複素屈折率ｎ＋kiが4.8＋1.3iであった。これを不活性
雰囲気中で300℃で５分間熱処理して結晶状態（anneale
d状態）にすると5.8＋3.6iに変化する。(Example 1) Germanium, antimony and tellurium having a composition of Ge 2 Sb 2 Te 5 which is a phase change material as an optical change material.
Use the original compound. As a formation method, an RF sputtering film formation method in an argon atmosphere using a target having a composition of Ge 2 Sb 2 Te 5 was used. The recording thin film is formed in an amorphous state. The optical constants of an amorphous state (as deposited state) in which only Ge 2 Sb 2 Te 5 having the above composition was formed to a thickness of 50 nm on a quartz glass plate were measured. At a wavelength of 830 nm, the complex refractive index n + ki was 4.8 + 1.3i. there were. This was heat-treated at 300 ° C. for 5 minutes in an inert atmosphere to obtain a crystalline state (anneale).
In d state), it changes to 5.8 + 3.6i.
２元のスパッタ成膜装置を用い同様な石英基材を回転
するホルダーに取り付けて回転させながらGe2Sb2Te5と
誘電体SiNを交互に2.5nmづつそれぞれ10層スパッタ成膜
して総厚50nm成膜した。SiNも同様にSiNの組成を持つタ
ーゲットからアルゴンガス雰囲気中でRFスパッタ法で成
膜した。この複合薄膜の光学定数を測定したところ波長
830nmにおいてアモルファス状態（as depositted状態）
の複素屈折率ｎ＋kiが3.0＋0.6iであり、不活性雰囲気
中で300℃で５分間熱処理した結晶状態（annealed状
態）では3.6＋1.5iであった。The total thickness was 10 layers sputtering respectively 2.5nm increments alternately dielectric SiN and Ge 2 Sb 2 Te 5 while rotating mounting the holder to rotate the same quartz substrate using a binary sputter deposition apparatus A 50 nm film was formed. Similarly, SiN was formed from a target having a SiN composition by an RF sputtering method in an argon gas atmosphere. When the optical constants of this composite thin film were measured, the wavelength
Amorphous state (as deposited state) at 830nm
Has a complex refractive index n + ki of 3.0 + 0.6i, and 3.6 + 1.5i in a crystalline state (annealed state) heat-treated at 300 ° C. for 5 minutes in an inert atmosphere.
この光学定数を用いて第２図に示す構成の記録媒体の
光学特性を計算した。反射層には金（Au、屈折率0.20＋
5.04i）膜厚t3＝50nmを想定した。反射率および反射光
の位相の計算には各層の複素屈折率と膜厚からマトリッ
クス法で計算した。（たとえば、久保田広著「波動光
学」岩波書店、1971年 第３章参照）また、基材１と保
護材４は無限大の膜厚をもつものとして（基材−空気界
面、密着保護層−空気界面の効果を無視）、反射率Ｒは
基材から入射した光の強度と反射して基材中に出射して
くる光の強度の比率としてもとめ、位相は基材１と記録
薄膜層２の界面での位相を基準（ゼロ）として求めた。
位相は２πの周期で等価であるので結果は±πの範囲で
求めた。Using the optical constants, the optical characteristics of the recording medium having the configuration shown in FIG. 2 were calculated. Gold (Au, refractive index 0.20+)
5.04i) The film thickness t3 was assumed to be 50 nm. The reflectance and the phase of the reflected light were calculated by the matrix method from the complex refractive index and the film thickness of each layer. (See, for example, Hiroshi Kubota, “Wave Optics”, Iwanami Shoten, Chapter 3 in 1971) Also, the base material 1 and the protective material 4 are assumed to have infinite film thickness (base material-air interface, adhesion protective layer— The effect of the air interface is neglected), and the reflectance R is determined as the ratio of the intensity of light incident from the substrate and the intensity of light reflected and emitted into the substrate. The phase at the interface was determined as a reference (zero).
Since the phases are equivalent with a period of 2π, the result was obtained in a range of ± π.
上記の複合材料の光学定数を持つ記録薄膜層の膜厚t2
を変化させて計算した結果を第１表に示す。表中Raはア
モルファスの光学定数（3.0＋0.5i）における反射率、R
cは結晶の光学定数（3.6＋1.5i）における反射率、dRは
その差（Rc−Ra）、φは結晶状態とアモルファス状態の
反射光の位相差をπを100％として示している。The thickness t2 of the recording thin film layer having the optical constant of the above composite material
Table 1 shows the results calculated by changing the values of. In the table, Ra is the reflectance at the optical constant (3.0 + 0.5i) of amorphous, R
c is the reflectance at the optical constant (3.6 + 1.5i) of the crystal, dR is the difference (Rc−Ra), and φ is the phase difference between the reflected light in the crystalline state and the amorphous state, where π is 100%.
第１表に示されるようにこの光学定数を用いた第２図
の構成においてt2＝20nmにおいてはアモルファス状態の
反射率が69％と大きくかつ結晶に変化した時の反射率変
化が−37％と大きい記録媒体を得ることがわかる。また
t2＝50nmでは記録時の位相差がほぼ−π/2に近い−0.47
πの値を得ることができこのとき反射率変化は1.2％と
小さいので位相変化型の記録が行なえることがわかる。 As shown in Table 1, in the configuration shown in FIG. 2 using this optical constant, at t2 = 20 nm, the reflectivity in the amorphous state was as large as 69% and the change in the reflectivity when changed to crystalline was -37%. It can be seen that a large recording medium is obtained. Also
At t2 = 50 nm, the phase difference at the time of recording is approximately −0.47, which is close to −π / 2.
Since a value of π can be obtained and the change in reflectance is as small as 1.2% at this time, it can be understood that phase change recording can be performed.
この計算結果をもとに次の実験を行なった。 The following experiment was performed based on the calculation results.
基材としてあらかじめ幅0.6μｍ・深さ65nmの溝トラ
ックを形成した厚さ1.2mm・直径120mmのポリカーボネー
ト樹脂板（PC、屈折率1.58（波長830nmで。以下同
様））を毎分120回転で回転させながら記録薄膜層２と
して前記と同様の方法で相変化材料Ge2Sb2Te5と誘電体S
iNを交互に2.5nmづつそれぞれ４層スパッタ成膜して総
厚t2＝20nm形成しさらに反射層３としてAuを厚さt3＝50
nmエレクトロンビーム蒸着法で形成し、さらに保護材４
として基材と同じPC円盤を接着剤で貼りあわせ光記録媒
体を形成した。A polycarbonate resin plate (PC, refractive index: 1.58 (wavelength 830 nm; the same applies hereinafter)) with a thickness of 1.2 mm and a diameter of 120 mm on which a groove track with a width of 0.6 μm and a depth of 65 nm is formed as a base material is rotated at 120 rpm. While recording, the phase change material Ge 2 Sb 2 Te 5 and the dielectric S
Four layers of iN are alternately sputtered at 2.5 nm each to form a total thickness t2 = 20 nm, and further, as the reflection layer 3, Au is formed to a thickness t3 = 50.
formed by nm electron beam evaporation, and a protective material 4
An optical recording medium was formed by bonding the same PC disk as the base material with an adhesive.
この記録媒体を回転させ線速度1.3m/secの線速度で波
長830nmの半導体レーザー光を開口数0.5のレンズ系で絞
って記録薄膜上に焦点をあわせて溝トラックにトラッキ
ング制御をかけながら照射した。まず記録薄膜面上で12
mWの出力（記録パワー）で単一周波数700kHz変調度50％
で変調した光を照射して記録薄膜を部分的に結晶化させ
てマークを形成し記録を行った。さらに1mWの連続出力
（再生パワー）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うと記録マーク部で反射光量は
約1/2に減少し、700kHzの再生信号が得られた。再生信
号をスペクトルアナライザーで測定したところCN比53dB
（周波数分解能10kHz、以下同様）が得られた。またこ
の媒体の反射率は市販のCDプレーヤーのフォーカス引き
込み範囲にあり同プレーヤーで記録信号を再生可能であ
った。The recording medium was rotated, and a semiconductor laser beam having a wavelength of 830 nm was squeezed by a lens system having a numerical aperture of 0.5 at a linear velocity of 1.3 m / sec to focus on the recording thin film and irradiate the groove track with tracking control. . First, 12
Single frequency 700kHz modulation depth 50% with mW output (recording power)
The recording thin film was partially crystallized by irradiating the light modulated by the above to form a mark to perform recording. When a continuous output (reproduction power) of 1 mW was applied and the reflected light was detected by a photodetector and reproduction was performed, the amount of reflected light at the recording mark was reduced to about 1/2, and a reproduction signal of 700 kHz was obtained. . When the reproduced signal was measured with a spectrum analyzer, the CN ratio was 53 dB.
(Frequency resolution 10 kHz, the same applies hereinafter). The reflectivity of this medium was within the focus pull-in range of a commercially available CD player, and the player could reproduce recorded signals.
（実施例２） 光学的変化材料として相変化材料である（GeTe）85Sn
15の組成を持つゲルマニウム、テルルおよびスズの３元
化合物を用いる。形成法として（GeTe）85Sn15の組成を
持つターゲットを用いたアルゴン雰囲気中でのRFスパッ
タ成膜法を用いた。記録薄膜はアモルファス状態で形成
される。石英ガラス板上に上記組成の（GeTe）85Sn15だ
けを厚さ100nm成膜したアモルファス状態（as depositt
ed状態）の光学定数を測定したところ、波長830nmにお
いて複素屈折率ｎ＋kiが3.2＋1.2iであった。これを不
活性雰囲気中で300℃で５分間熱処理して結晶状態（ann
ealed状態）にすると3.8＋3.0iに変化する。(Example 2) (GeTe) 85 Sn which is a phase change material as an optical change material
A ternary compound of germanium, tellurium and tin having a composition of 15 is used. As a forming method, an RF sputtering film forming method in an argon atmosphere using a target having a composition of (GeTe) 85 Sn 15 was used. The recording thin film is formed in an amorphous state. An amorphous state (as depositt) in which only (GeTe) 85 Sn 15 of the above composition was deposited to a thickness of 100 nm on a quartz glass plate
When the optical constants in the (ed state) were measured, the complex refractive index n + ki was 3.2 + 1.2i at a wavelength of 830 nm. This was heat-treated at 300 ° C. for 5 minutes in an inert atmosphere to obtain a crystalline state (ann
ealed state), it changes to 3.8 + 3.0i.
２元のスパッタ成膜装置を用い18×18mm厚さ1.2mmの
石英基材を回転するホルダーに取り付けて回転させなが
ら（GeTe）85Sn15と誘電体TiO2を同時にそれぞれ同一の
60nm/minのスパッタレートでスパッタ成膜して総厚50nm
成膜した。TiO2も同様にTiO2の組成を持つターゲットか
らアルゴンガス雰囲気中でRFスパッタ法で成膜した。こ
の複合薄膜の光学定数を測定したところ波長830nmにお
いてアモルファス状態（as depositted状態）の複素屈
折率ｎ＋kiが3.0＋0.3iであり、不活性雰囲気中で300℃
で５分間熱処理した結晶状態（annealed状態）では3.6
＋0.4iであった。Using a dual sputter deposition apparatus, a quartz substrate of 18 × 18 mm thickness 1.2 mm is attached to a rotating holder and rotated (GeTe) 85 Sn 15 and dielectric TiO 2 simultaneously at the same time, respectively.
Sputter deposition at a sputter rate of 60 nm / min and a total thickness of 50 nm
A film was formed. TiO 2 was similarly formed by RF sputtering from a target having a composition of TiO 2 in an argon gas atmosphere. When the optical constant of this composite thin film was measured, the complex refractive index n + ki in the amorphous state (as deposited state) at a wavelength of 830 nm was 3.0 + 0.3i, and was 300 ° C. in an inert atmosphere.
In the crystalline state (annealed state) heat treated for 5 minutes at 3.6
+ 0.4i.
前記の計算方法によって反射率が大きくかつ位相変化
きろくで反射光振幅変化の少ない記録薄膜材料の光学定
数および膜厚を求めた。反射層は上記実施例と同様にAu
膜厚t3＝50nmを用いた。その結果反射率が70％以上で位
相変化が約±π/2かつ反射光振幅変化のない条件を得る
のはにはアモルファス状態でも結晶状態でも消衰係数ｋ
が0.4以下の場合に限られることが分かった。このよう
な光学定数の記録薄膜層は上記の相変化材料（GeTe）85
Sn15と誘電体TiO2を同時にスパッタ成膜することにより
得ることができる。By the above calculation method, the optical constant and the film thickness of a recording thin film material having a large reflectivity, a phase change which is small, and a small change in reflected light amplitude were obtained. The reflective layer is made of Au as in the above embodiment.
The film thickness t3 = 50 nm was used. As a result, the condition that the reflectivity is 70% or more, the phase change is about ± π / 2, and the reflected light amplitude does not change is required to obtain the extinction coefficient k in the amorphous state or the crystalline state.
Is found to be limited to a value of 0.4 or less. Such recording thin film layer of the optical constants the above phase change material (GeTe) 85
It can be obtained by depositing Sn 15 and dielectric TiO 2 simultaneously by sputtering.
発明の効果 本発明のによれば高感度かつ反射率の大きな記録媒体
を提供することができる。また本発明によれば再生専用
の記録媒体と再生装置での互換がとりやすい記録媒体を
提供することができる。さらに本発明によれば構造が簡
単で耐候性のよい可逆的な記録媒体を提供することがで
きる。さらに本発明により上記の記録媒体の製造方法を
提供することができる。さらに本発明により上記記録媒
体への光学的な情報記録方法を提供することができる。According to the present invention, a recording medium having high sensitivity and high reflectance can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a recording medium dedicated for reproduction and a recording medium which is easily interchangeable between the reproducing apparatus. Further, according to the present invention, a reversible recording medium having a simple structure and good weather resistance can be provided. Further, according to the present invention, a method for manufacturing the above recording medium can be provided. Further, the present invention can provide a method for optically recording information on the recording medium.
第１図は本発明の光学的情報記録媒体の１実施例を示す
断面模式図、第２図および第３図は本発明の光学情報記
録媒体の他の実施例を示す断面模式図、第４図は本発明
の光学的記録再生方法を説明する模式図、第５図および
第６図は相変化記録による位相変化とトラッキング信号
との関係の説明図、第７図は光ディスクの斜視図であ
る。 １……基材、２……記録薄膜層、３……反射層、４……
保護材、７……レーザー光源、８……レーザー光、９、
10……レンズ系、 11……ビームスプリッタ、 12……フォトディテクタ。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of the optical information recording medium of the present invention. FIGS. 2 and 3 are schematic sectional views showing another embodiment of the optical information recording medium of the present invention. FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams illustrating the optical recording / reproducing method of the present invention, FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating the relationship between a phase change due to phase change recording and a tracking signal, and FIG. 7 is a perspective view of an optical disk. . 1 ... substrate, 2 ... recording thin film layer, 3 ... reflection layer, 4 ...
Protective material 7, Laser light source 8, Laser light 9,
10 ... Lens system, 11 ... Beam splitter, 12 ... Photo detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 鋭二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 長田 憲一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−226438（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41M 5/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Koji Ohno 1006, Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-62-226438 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41M 5/26
Claims (11)
活性材料とレーザー光照射によって光学的に検知し得る
変化を生じる材料との複合材料からなる記録薄膜層と、
前記記録薄膜層に直接隣接して設けられた反射層とから
なり、前記記録薄膜層は透明な不活性材料中にレーザー
光照射によって光学的に検知し得る変化を生じる材料が
均一分散された状態であり、前記記録薄膜層の消衰係数
が、光学的な変化の前後の何れの場合でも0.4以下であ
り、光学的に検知し得る変化が記録薄膜層の反射層の隣
接している面とは反対の面から記録薄膜層に入射する光
の反射光の位相の変化であることを特徴とする光学的情
報記録媒体。1. A recording thin-film layer comprising a base material, and a composite material of at least a transparent inert material and a material which causes an optically detectable change by laser light irradiation on the base material;
A reflective layer provided directly adjacent to the recording thin film layer, wherein the recording thin film layer is a state in which a material that causes a change that can be optically detected by laser light irradiation is uniformly dispersed in a transparent inert material. The extinction coefficient of the recording thin film layer is 0.4 or less in any case before and after the optical change, and the optically detectable change is equal to the surface adjacent to the reflective layer of the recording thin film layer. An optical information recording medium, characterized in that it is a change in phase of reflected light of light incident on the recording thin film layer from the opposite surface.
光の反射光の振幅が同一であることを特徴とする請求項
１記載の光学的情報記録媒体。2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the amplitude of the reflected light of the incident light before and after the optically detectable change is the same.
ことを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録媒体。3. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the transparent inert material is made of a high melting point dielectric.
O、GeO2から選ばれる酸化物、ZnS、ZnSe、ZnTe、PbSか
ら選ばれるカルコゲン化物、Si3N4、BN、AlNから選ばれ
る窒化物、MgF、CaF、LaFから選ばれる弗化物の中のい
ずれかまたはその複合物からなることを特徴とする請求
項１記載の光学的情報記録媒体。4. The transparent inert material is SiO 2 , SiO, TiO 2 , Mg.
O, oxides selected from the GeO 2, ZnS, ZnSe, ZnTe , chalcogenide selected from PbS, Si 3 N 4, BN , nitride selected from AlN, MgF, CaF, in the fluoride selected from LaF 2. The optical information recording medium according to claim 1, comprising one or a composite thereof.
れる金属材料を主成分とした材料または再生に用いる波
長の光を反射する誘電体多層膜からなることを特徴とす
る請求項１記載の光学的情報記録媒体。5. The method according to claim 1, wherein the reflection layer is made of a material mainly composed of a metal material selected from Au, Al, Cu, NiCr and AuCr or a dielectric multilayer film reflecting light having a wavelength used for reproduction. Item 2. The optical information recording medium according to Item 1.
SbTe系、InTe系、GeTeSn系、SbSe系、TeSeSb系、SnTeSe
系、InSe系、TeGeSnO系、TeGeSnAu系、TeGeSnSb系、TeG
eSb系の中から選ばれるアモルファス・結晶間の相変化
をするカルコゲン化合物材料を主成分とする材料からな
ることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録媒
体。6. A material which produces an optically detectable change,
SbTe, InTe, GeTeSn, SbSe, TeSeSb, SnTeSe
System, InSe system, TeGeSnO system, TeGeSnAu system, TeGeSnSb system, TeG
2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein the optical information recording medium is made of a material mainly composed of a chalcogen compound material which undergoes a phase change between amorphous and crystal selected from eSb-based materials.
活性材料とレーザー光照射によって光学的に検知し得る
変化を生じる材料との複合材料からなる記録薄膜層と、
上記記録薄膜層に直接隣接して設けられた反射層とから
なり、前記基材の記録薄膜層を設ける部分に入射した光
の反射光または透過光の位相を変化させる凹凸をあらか
じめ形成し、前記記録薄膜層は透明な不活性材料中にレ
ーザー光照射によって光学的に検知し得る変化を生じる
材料が均一に分散された状態であり、前記記録薄膜層の
消衰係数が、光学的な変化の前後の何れの場合でも0.4
以下であり、光学的に検知し得る変化が記録薄膜層の反
射層の隣接している面とは反対の面から記録薄膜層に入
射する光の反射光の位相の変化であることを特徴とする
光学的情報記録媒体。7. A recording thin film layer comprising a base material, a composite material of at least a transparent inert material on the base material and a material which causes a change which can be optically detected by irradiation with laser light,
A reflective layer provided directly adjacent to the recording thin film layer, and previously forming irregularities for changing the phase of reflected light or transmitted light of light incident on a portion of the base material where the recording thin film layer is provided, The recording thin film layer is a state in which a material that produces a change that can be optically detected by laser light irradiation is uniformly dispersed in a transparent inert material, and the extinction coefficient of the recording thin film layer is such that the optical change is reduced. 0.4 before and after
The following is characterized in that the optically detectable change is a change in the phase of reflected light of light incident on the recording thin film layer from the surface opposite to the surface adjacent to the reflective layer of the recording thin film layer. Optical information recording medium.
活性材料とレーザー光照射によって光学的に検知し得る
変化を生じる材料との複合材料からなる記録薄膜層と、
上記記録薄膜層に直接隣接して設けられた反射層とから
なり、前記基材の記録薄膜層を設ける部分以外の部分に
入射した光の反射光または透過光の位相を変化させる凹
凸をあらかじめ形成し、前記記録薄膜層は透明な不活性
材料中にレーザー光照射によって光学的に検知し得る変
化を生じる材料が均一に分散された状態であり、前記記
録薄膜層の消衰係数が、光学的な変化の前後の何れの場
合でも0.4以下であり、光学的に検知し得る変化が記録
薄膜層の反射層の隣接している面とは反対の面から記録
薄膜層に入射する光の反射光の位相の変化であることを
特徴とする光学的情報記録媒体。8. A recording thin film layer made of a composite material of a base material, and at least a transparent inert material on the base material and a material that produces a change that can be optically detected by irradiation with a laser beam.
A reflection layer provided directly adjacent to the recording thin film layer, and irregularities for changing the phase of reflected light or transmitted light of light incident on a portion of the substrate other than the portion where the recording thin film layer is provided are formed in advance. The recording thin film layer is in a state where a material that causes a change that can be optically detected by laser light irradiation is uniformly dispersed in a transparent inert material, and the extinction coefficient of the recording thin film layer is In any case before and after the change, the change is not more than 0.4, and the optically detectable change is the reflected light of light incident on the recording thin film layer from the surface opposite to the surface adjacent to the reflective layer of the recording thin film layer. An optical information recording medium characterized by a phase change of
光を照射して光学的に検知し得る変化を生じさせて情報
を記録し再生する方法であって、記録薄膜層が少なくと
も透明な不活性材料中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る材料が均一に分散し、前記記
録薄膜層の消衰係数が、光学的な変化の前後の何れの場
合でも0.4以下であり、光学的に検知し得る変化が前記
記録薄膜層にレーザー光を収束して照射し、レーザー光
エネルギーの吸収による発熱昇温によって生じ、記録薄
膜層の温度が前記透明な不活性材料の融点より低く光学
的に検知し得る変化を生じる材料の変化温度よりも高い
温度範囲になるレーザー光出力で記録を行い、記録薄膜
層の温度が透明な不活性材料の融点および光学的に検知
し得る変化を生じる材料の変化温度よりも低い温度範囲
になるレーザー光出力で再生を行うことを特徴とする光
学的情報記録再生方法。9. A method for recording and reproducing information by irradiating a laser beam to a recording thin film layer provided on a base material to cause an optically detectable change, wherein the recording thin film layer is at least transparent. A material that causes a change that can be detected optically by laser light irradiation is uniformly dispersed in an inert material, and the extinction coefficient of the recording thin film layer is 0.4 or less in any case before and after the optical change. The optically detectable change is caused by converging and irradiating the recording thin film layer with a laser beam and increasing the heat generation due to absorption of laser light energy, and the temperature of the recording thin film layer is changed to the melting point of the transparent inert material. The recording is performed with a laser light output that is in a temperature range higher than the change temperature of the material that produces a lower optically detectable change, and the temperature of the recording thin film layer can be optically detected as the melting point of the transparent inert material. Make a change The optical information recording and reproducing method characterized by performing reproduction with a laser beam output to be a temperature range lower than the cost of changing temperature.
間を選択して記録薄膜層を２つの異なる光学的な状態に
変化させることを特徴とする請求項９記載の光学的情報
記録再生方法。10. The optical information recording / reproducing method according to claim 9, wherein the laser light output and the laser light irradiation time are selected to change the recording thin film layer into two different optical states.
変化させることを特徴とする請求項10記載の光学的情報
記録再生方法。11. The optical information recording / reproducing method according to claim 10, wherein reversible changes are made between two different optical states.
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|---|---|---|---|
| JP2271123A JP2979620B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Optical information recording medium and optical information recording / reproducing method |
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|---|---|---|---|
| JP2271123A JP2979620B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Optical information recording medium and optical information recording / reproducing method |
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-
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- 1990-10-09 JP JP2271123A patent/JP2979620B2/en not_active Expired - Fee Related
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