JPH0695389B2 - Optical recording medium - Google Patents

Optical recording medium

Info

Publication number
JPH0695389B2
JPH0695389B2 JP62049337A JP4933787A JPH0695389B2 JP H0695389 B2 JPH0695389 B2 JP H0695389B2 JP 62049337 A JP62049337 A JP 62049337A JP 4933787 A JP4933787 A JP 4933787A JP H0695389 B2 JPH0695389 B2 JP H0695389B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
medium
heat shield
cooling
optical recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62049337A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63214938A (en
Inventor
春雄 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP62049337A priority Critical patent/JPH0695389B2/en
Publication of JPS63214938A publication Critical patent/JPS63214938A/en
Publication of JPH0695389B2 publication Critical patent/JPH0695389B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光照射加熱後の媒体層の冷却速度が最適とな
るような光記録媒体の構造に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure of an optical recording medium in which the cooling rate of a medium layer after heating by irradiation with light is optimized.

〔従来の技術〕 情報化社会への移行に伴い膨大な情報量を記録する手段
として、光記録方式が実用化されつつある。特に光ディ
スクは従来多く用いられてきた磁気記録媒体に比べ、10
〜100倍の記録密度をもち、またヘッドとディスクが非
接触であるので長寿命である等の特徴があり高密度,大
容量の記録方式として期待されている。
[Prior Art] With the shift to an information-oriented society, an optical recording system is being put to practical use as a means for recording a huge amount of information. In particular, optical discs are 10 times better than the magnetic recording media that have been widely used in the past.
It is expected to be used as a high-density, large-capacity recording method because it has a recording density of up to 100 times and has a long life because the head and disk are not in contact with each other.

この光記録は用途により、再生専用型,追記型,書換え
可能型の3つに分類される。再生専用型は情報の読出し
のみが可能なものであり、すでにコンパクトディスクと
して広く用いられている。追記型は情報の記録と読出し
が可能であるが記録した情報の書換えは不可能なもので
あり、文書ファイル用として実用化されつつある。また
書換え可能型は情報記録、読出し、消去が可能でありコ
ンピューター用のデータファイルとしての用途が期待さ
れている。
This optical recording is classified into three types, a read-only type, a write-once type, and a rewritable type, depending on the application. The read-only type can only read information and is already widely used as a compact disc. The write-once type can record and read information, but cannot rewrite the recorded information, and is being put to practical use for document files. The rewritable type can record, read, and erase information, and is expected to be used as a data file for computers.

この書換え可能型については、「光磁気記録」と「相変
態記録」の2つの記録方式の開発が進められているが、
両方式とも記録材料や書込み機構の面でさらに改良の余
地が残されている。
For this rewritable type, two recording methods, "magneto-optical recording" and "phase change recording", are being developed.
Both systems leave room for further improvement in terms of recording materials and writing mechanism.

このうち相変態記録は一般にレーザー光を記録面に集
光,加熱し、そのパルス出力,継続時間を制御する事に
より、記録材料の相状態(結晶−非晶質,相転移等)を
制御し、それぞれの状態の反射率の違いで情報の記録を
行うものである。
Of these, phase transformation recording generally controls the phase state (crystal-amorphous, phase transition, etc.) of the recording material by focusing and heating laser light on the recording surface and controlling the pulse output and duration. Information is recorded based on the difference in reflectance in each state.

具体的な相変態型光記録媒体の1例を第4図に示す。ポ
リカーボネート等により成る基板1の表面にスパッタリ
ング等の方法により酸化珪素(SiO2)膜2が形成され、
さらにその上に記録用媒体膜3が形成される。その上に
さらにSiO2膜4と有機物保護層5が形成される。このよ
うに媒体膜3をSiO2膜2,4によりはさんだ構造をとるの
は信号の書込み、消去の際光加熱により媒体が高温とな
るが、その時の基板材料との反応や、媒体の蒸発,飛散
を防止し媒体材料の変質を防止するためである。レーザ
ー光は基板1側より入射するのが一般的である。
An example of a concrete phase change type optical recording medium is shown in FIG. A silicon oxide (SiO 2 ) film 2 is formed on the surface of a substrate 1 made of polycarbonate or the like by a method such as sputtering,
Further, the recording medium film 3 is formed thereon. A SiO 2 film 4 and an organic protective layer 5 are further formed thereon. The structure in which the medium film 3 is sandwiched between the SiO 2 films 2 and 4 has a high temperature due to light heating during signal writing and erasing, but the reaction with the substrate material and evaporation of the medium at that time occur. , To prevent scattering and to prevent alteration of the medium material. Laser light is generally incident from the substrate 1 side.

実際に情報を書込むには、まずフラシュランプの光照射
等により媒体を十分に結晶化させ初期化する。次に高出
力,短パルスのレーザー光を媒体に照射して媒体を溶融
後急冷する。これにより媒体は結晶質から非晶質へ変態
する。また情報の消去の場合は、非晶質の媒体を結晶質
とするため比較的低出力のレーザー光により媒体を結晶
化温度まで昇温しアニールする。この時の照射時間は媒
体の結晶化速度により決定される。
In order to actually write information, first, the medium is sufficiently crystallized by light irradiation of a flash lamp or the like to be initialized. Next, the medium is irradiated with high-power, short-pulse laser light to melt the medium and then quench it. This causes the medium to transform from crystalline to amorphous. In the case of erasing information, since the amorphous medium is made crystalline, the medium is heated to the crystallization temperature by a relatively low output laser beam and annealed. The irradiation time at this time is determined by the crystallization speed of the medium.

データの転送速度を増すにはこのデータの書込み、消去
に要する時間を短くする必要があるが、このための律速
となるのは、消去の際の媒体の結晶化時間である。
In order to increase the data transfer rate, it is necessary to shorten the time required for writing and erasing this data. The rate-determining factor for this is the crystallization time of the medium during erasing.

媒体の結晶化速度は一般に第5図に示すような温度依存
性を持つ。即ち、室温付近から媒体融点の若干下の温度
まで、一定の活性化エネルギーで増加する。融点付近で
は結晶核が形成されず、結晶化速度は低下する。前述の
レーザーによる記録の消去時には媒体を結晶化速度が最
大となる融点の若干下の温度(結晶化速度)にまで昇温
するのが有利である。
The crystallization rate of the medium generally has temperature dependence as shown in FIG. That is, it increases at a constant activation energy from around room temperature to a temperature slightly below the melting point of the medium. Crystal nuclei are not formed in the vicinity of the melting point, and the crystallization rate decreases. At the time of erasing the recording by the laser described above, it is advantageous to raise the temperature of the medium to a temperature slightly below the melting point (crystallization rate) at which the crystallization rate becomes maximum.

消去の結晶化時間を短かくするためには、上記のように
媒体膜を結晶化温度まで昇温させることの他に、結晶化
温度における結晶化速度の大きな材料を選ぶことも重要
であり、例えばGeTe化合物を用いると3×107(1/sec)
以上の結晶化速度が得られることが分かっている。これ
はGeTe化合物の結晶化温度においてこの媒体層が33n se
c以下で結晶化することを意味しており、光記録媒体と
しては消去時間を短かくする上で好適と考えられる。
In order to shorten the crystallization time for erasing, in addition to raising the temperature of the medium film to the crystallization temperature as described above, it is important to select a material having a large crystallization rate at the crystallization temperature, For example, using GeTe compound, 3 × 10 7 (1 / sec)
It is known that the above crystallization rate can be obtained. This is because the medium layer is 33 n se at the crystallization temperature of the GeTe compound.
This means crystallization at c or less, and is considered to be suitable as an optical recording medium for shortening the erasing time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながらこのように消去時間の短かくできるGeTe媒
体膜を、第4図に示すような従来の構造の光記録媒体に
用いても、情報の記録を行うことができず、光記録媒体
として機能させることができない。情報の記録は前述し
たように媒体膜3をレーザー光照射して媒体膜を溶融さ
せこれを急冷して非晶質の媒体膜3を得ることによって
行われるのであるが、GeTe媒体膜は結晶化速度が大きい
ために、媒体膜を非晶質化させるための冷却速度も大き
くしなければならない。ところが第4図に示すような構
造においては媒体膜3が酸化珪素膜2,4によってはさま
れているために熱遮蔽され、GeTe媒体膜を非晶質化させ
るに必要な冷却速度を得ることができない。例えば、第
4図に示す従来構造においては、冷却速度は約109(℃/
sec)であるが、GeTe化合物を非晶質化させるために
は、上記の値より大きな冷却速度が必要となるからであ
る(GeTe媒体膜の結晶化速度が3×107(1/sec)以上あ
る温度範囲が30(℃)であるとするとその温度領域に3n
sec存在すると結晶化するから30(℃)/33(n sec)≒
109(℃/sec)の冷却速度でGeTe媒体膜は結晶化するこ
とになり従って、非晶質化するためには109(℃/sec)
を越えた冷却速度が必要と云うことになる)。そのため
にGeTe媒体膜はレーザー光照射して溶融させ冷却しても
非晶質化せず、情報の記録をすることができない。
However, even if such a GeTe medium film capable of shortening the erasing time is used for an optical recording medium having a conventional structure as shown in FIG. 4, information cannot be recorded and it functions as an optical recording medium. I can't. Information is recorded by irradiating the medium film 3 with laser light to melt the medium film and quenching it to obtain an amorphous medium film 3 as described above, but the GeTe medium film is crystallized. Since the speed is high, the cooling rate for making the medium film amorphized must also be increased. However, in the structure shown in FIG. 4, since the medium film 3 is sandwiched by the silicon oxide films 2 and 4, it is thermally shielded and the cooling rate necessary for amorphizing the GeTe medium film is obtained. I can't. For example, in the conventional structure shown in FIG. 4, the cooling rate is about 10 9 (° C /
This is because a cooling rate higher than the above value is required to amorphize the GeTe compound (the crystallization rate of the GeTe medium film is 3 × 10 7 (1 / sec)). If the temperature range above is 30 (℃), 3n
Crystallizes in the presence of sec 30 (° C) / 33 (n sec) ≒
The GeTe medium film is crystallized at a cooling rate of 10 9 (° C / sec). Therefore, 10 9 (° C / sec) is required for amorphization.
It will be said that a cooling rate exceeding the above is required). Therefore, the GeTe medium film does not become amorphous even if it is melted by being irradiated with laser light and cooled, and information cannot be recorded.

この対策として例えば第4図のSiO2層4の材質を、例え
ばAl等の高熱伝導率材料とし、熱拡散速度を大きくする
事も考えられるが、このような金属材料は媒体材料と合
金化するおそれがあるばかりでなく、一般に熱拡散が大
きすぎて、媒体を加熱溶融するのに多大のレーザー入力
を必要とするという欠点がある。
As a countermeasure against this, for example, the material of the SiO 2 layer 4 in FIG. 4 may be a high thermal conductivity material such as Al to increase the thermal diffusion rate, but such a metal material is alloyed with the medium material. Not only is there a danger, but the thermal diffusion is generally too great, requiring a large laser input to heat and melt the medium.

この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的とすると
ころは、媒体膜の冷却特性を最適な範囲に調整すること
により、所要の光入力エネルギー密度が小さいうえ、情
報の記録と消去が行なえ、しかもそれらが高速度に行な
えるような光記録媒体を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to adjust a cooling characteristic of a medium film to an optimum range so that a required optical input energy density is small and information can be recorded and erased. Moreover, it is to provide an optical recording medium which can be performed at high speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上述の目的を達成するため、基板と、この基
板上の保護層と、この保護層上の媒体層と、この媒体層
上の熱遮蔽層と、この熱遮蔽層上の冷却層とを備えた光
記録媒体において、熱遮蔽層の厚さxが次式 ks Tm/P<x<2×ks t/ρs Cs)1/2 (ここで、ksは熱遮蔽層の熱伝導率、Tmは媒体層の融
点、Pは照射される光のエネルギー密度、tは光の照射
時間、ρsは熱遮蔽層の密度、Csは熱遮蔽層の比熱とす
る)を満足することを特徴としている。
To achieve the above object, the present invention provides a substrate, a protective layer on the substrate, a medium layer on the protective layer, a heat shield layer on the medium layer, and a cooling layer on the heat shield layer. In the optical recording medium with and, the thickness x of the heat shield layer is ks Tm / P <x <2 × ks t / ρs Cs) 1/2 (where ks is the thermal conductivity of the heat shield layer). , Tm is the melting point of the medium layer, P is the energy density of the irradiated light, t is the irradiation time of the light, ρs is the density of the heat shield layer, and Cs is the specific heat of the heat shield layer. There is.

基板31はポリメチルメタクリレート(PMMA),ポリカー
ボネート(PC)またはガラス等の光透過性材料で形成さ
れる光記録媒体の構造材である。
The substrate 31 is a structural material of an optical recording medium formed of a light transmissive material such as polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) or glass.

保護層32は、酸化珪素(SiO2),酸化ジルコニウム(ZO
2),酸化アルミニウム(Al2O3),窒化シリコン(Si3N
4),窒化アルミニウム(AlN),サイアロン等で形成さ
れ、後述の媒体層の酸化を防止し、基板31との反応を防
止する。保護層32はスパタ等で約0.1μmの厚さに形成
される。
The protective layer 32 includes silicon oxide (SiO 2 ), zirconium oxide (ZO
2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N
4 ), aluminum nitride (AlN), sialon, etc., and prevents oxidation of the medium layer described later and prevents reaction with the substrate 31. The protective layer 32 is formed with a spatter or the like to a thickness of about 0.1 μm.

媒体層33は、GeTe化合物,InTe化合物等の高融点で結晶
化速度の大きい材料が用いられる。媒体層33は蒸着,ス
パッタ等で約0.1μm厚に形成される。媒体層33はレー
ザー光の照射により情報の記録,消去が行われる。情報
の記録は媒体層33をレーザー光の細いビームを用いて照
射し、ビームの照射された媒体層のスポットを溶融さ
せ、次いで急冷し、媒体層のスポットを非晶質化するこ
とによって行われる。情報の消去は上述の非晶質化され
た媒体層の部分に記録の時より弱い入力のレーザー光を
照射し、非晶質部分をアニールして結晶化することによ
って行われる。
For the medium layer 33, a material having a high melting point and a high crystallization rate such as a GeTe compound or an InTe compound is used. The medium layer 33 is formed to a thickness of about 0.1 μm by vapor deposition, sputtering or the like. Information is recorded on and erased from the medium layer 33 by irradiation with laser light. Information recording is performed by irradiating the medium layer 33 with a thin beam of laser light, melting the spot of the medium layer irradiated with the beam, and then rapidly cooling it to amorphize the spot of the medium layer. . Information is erased by irradiating the above-described amorphized medium layer portion with a laser beam having a weaker input than during recording, and annealing the amorphous portion to crystallize.

媒体層33の冷却は以下に述べる冷却層35によって熱遮蔽
層34を介して行われる。
Cooling of the medium layer 33 is performed by the cooling layer 35 described below through the heat shield layer 34.

熱遮蔽層34は保護層と同様な材料を用い、同様な方法に
より形成される。熱遮蔽層34は、媒体層33の酸化を防止
し、次に述べる冷却層と媒体層33が反応しないように
し、さらに媒体層33の冷却速度を調整する。上述のよう
にレーザー光照射により加熱された媒体層33の熱エネル
ギーは、熱遮蔽層34を通り、次に述べる冷却層に到達す
る。
The heat shield layer 34 is made of the same material as the protective layer and is formed by the same method. The heat shield layer 34 prevents the medium layer 33 from being oxidized, prevents the medium layer 33 from reacting with the cooling layer described below, and further adjusts the cooling rate of the medium layer 33. The heat energy of the medium layer 33 heated by the laser light irradiation as described above passes through the heat shield layer 34 and reaches the cooling layer described below.

冷却層35はアルミニウム(Al),金(Au),銀(Ag),
銅(Cu)などのような熱伝導率の良好な材料を用いて形
成される。冷却層35は、このような材料を用い、蒸着等
の方法で約0.1μm厚に形成される。冷却層35はレーザ
ー光照射で加熱された媒体層33を冷却する。
The cooling layer 35 is made of aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag),
It is formed using a material having a good thermal conductivity, such as copper (Cu). The cooling layer 35 is formed of such a material to a thickness of about 0.1 μm by a method such as vapor deposition. The cooling layer 35 cools the medium layer 33 heated by laser light irradiation.

〔作用〕[Action]

媒体層33のレーザー加熱による熱エネルギーは、熱遮蔽
層34を介して冷却層に導かれ、媒体層33が冷却される。
熱遮蔽層34はその厚さにより冷却層35への熱伝導を調整
する。この熱伝導は、媒体層33が非晶質化するに足るだ
け充分に大きくされ、また光照射によって媒体層が溶融
可能なようにその大きさが制限される。このようにして
媒体層の冷却特性が最適化される。
The thermal energy of the laser heating of the medium layer 33 is guided to the cooling layer via the heat shield layer 34, and the medium layer 33 is cooled.
The heat shield layer 34 adjusts the heat conduction to the cooling layer 35 by its thickness. This heat conduction is made large enough for the medium layer 33 to become amorphous, and its size is limited so that the medium layer can be melted by light irradiation. In this way the cooling properties of the medium layer are optimized.

〔実施例〕〔Example〕

次にこの発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
1図はこの発明の実施例に係る光記録媒体の模式断面図
である。第1図に示すような構造の光記録媒体におい
て、基板31として3m厚のポリカーボネートを用いる。保
護層32と熱遮蔽層34は酸化珪素をスパッタして0.1μm
厚に形成される。媒体層33はGeTe化合物をスパッタする
ことにより0.1μm厚に形成される。冷却層35は金属ア
ルミニウムの蒸着により0.1μm厚に形成される。有機
物保護層36は紫外線硬化樹脂をスピンコートにより塗布
し、2mm厚に形成される。この有機物保護層36は、層構
造32〜35を機械的に保護する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical recording medium according to an embodiment of the present invention. In the optical recording medium having the structure shown in FIG. 1, 3 m thick polycarbonate is used as the substrate 31. The protective layer 32 and the heat shield layer 34 are formed by sputtering silicon oxide to a thickness of 0.1 μm.
It is formed thick. The medium layer 33 is formed to have a thickness of 0.1 μm by sputtering a GeTe compound. The cooling layer 35 is formed to a thickness of 0.1 μm by vapor deposition of metallic aluminum. The organic protective layer 36 is formed by applying a UV curable resin by spin coating to a thickness of 2 mm. The organic protective layer 36 mechanically protects the layer structures 32 to 35.

基板31側よりレーザー光(830nm)を入射させ媒体層33
において直径1.2μmのスポットに集光させる。レーザ
ー光入力エネルギー密度は15mW,照射時間は0.1μsecで
ある。媒体層33は予め250℃でアニールし、結晶化させ
初期化しておく。レーザー光照射により媒体加熱部には
非晶質のスポットが形成され、反射率変化が認められ
た。このときの媒体の温度変化は第2図のようになる。
レーザー光照射により媒体層の温度は上昇し、やがて融
点720(℃)に達する。この温度で媒体層の溶融が進行
するので温度はしばらくの間そのままの状態に維持され
る。媒体層が完全に溶融してから溶融媒体層の温度上昇
が始まるが、やがてレーザー光の照射時間0.1μsecが経
過してレーザー光照射が終ると、溶融媒体の温度降下が
始まり、融点でしばらく一定温度を保持する。媒体層が
完全に凝固してから媒体層の温度は再び下がり始める。
凝固温度以下は熱遮蔽層が0.1μm厚であるときは、温
度700℃と600℃の間を9×109(℃/sec)の速度で温度
降下し、媒体層は急速冷却される。この値は前述のGeTe
媒体層の結晶化温度700〜600(℃)における結晶化のた
めの冷却速度〜109(℃/sec)より充分大きいため、媒
体層は非晶質化され、情報の記録が可能となる。情報の
消去はGeTe媒体層の結晶化速度がはやいのでレーザー光
入力エネルギー密度7mWで0.1μsecの照射を行うことに
より達成できる。この時GeTe媒体層は結晶化温度に所定
時間維持され、非晶質より結晶状態へ高速で相変化する
ので消去時間が短かくなる。
A laser beam (830 nm) is incident from the side of the substrate 31 and the medium layer 33
At, the light is focused on a spot with a diameter of 1.2 μm. Laser light input energy density is 15 mW and irradiation time is 0.1 μsec. The medium layer 33 is annealed in advance at 250 ° C. to be crystallized and initialized. Amorphous spots were formed in the medium heating portion by laser light irradiation, and a change in reflectance was observed. The temperature change of the medium at this time is as shown in FIG.
The temperature of the medium layer rises due to the laser light irradiation, and eventually reaches the melting point 720 (° C). Since the melting of the medium layer proceeds at this temperature, the temperature is maintained as it is for a while. The temperature of the molten medium layer starts to rise after the medium layer has completely melted, but when the laser beam irradiation time is 0.1 μsec and the laser beam irradiation ends, the temperature of the molten medium begins to drop and the melting point remains constant for a while. Hold the temperature. After the media layer has completely solidified, the temperature of the media layer begins to drop again.
Below the solidification temperature, when the heat shield layer is 0.1 μm thick, the temperature drops between 700 ° C. and 600 ° C. at a rate of 9 × 10 9 (° C./sec), and the medium layer is rapidly cooled. This value is
Since the cooling rate for crystallization of the medium layer at a crystallization temperature of 700 to 600 (° C.) is sufficiently higher than 10 9 (° C./sec), the medium layer becomes amorphous and information can be recorded. Information can be erased by irradiating with a laser light input energy density of 7 mW for 0.1 μsec because the crystallization speed of the GeTe medium layer is fast. At this time, the GeTe medium layer is maintained at the crystallization temperature for a predetermined time and undergoes a phase change from an amorphous state to a crystalline state at a high speed, so that the erasing time becomes short.

上述の例では酸化珪素を用いた保護層32の厚さを0.1μ
mとしているが、これを0.3μmとしても冷却特性に殆
んど変化がない。冷却速度は9.5×109(℃/sec)であ
る。これは媒体層33の冷却が主として冷却層35によるた
めである。
In the above example, the thickness of the protective layer 32 made of silicon oxide is set to 0.1 μm.
However, even if the thickness is 0.3 μm, there is almost no change in the cooling characteristics. The cooling rate is 9.5 × 10 9 (℃ / sec). This is because the cooling of the medium layer 33 is mainly performed by the cooling layer 35.

冷却層35の厚さについては上述の例では0.1μmを用い
ているがこれを0.3μmとすると、冷却速度は9.2×109
(℃/sec)となり0.1μm厚の場合と殆んど差がない。
Regarding the thickness of the cooling layer 35, 0.1 μm is used in the above example, but if this is 0.3 μm, the cooling rate is 9.2 × 10 9
(° C / sec), which is almost the same as the case of 0.1 μm thickness.

次に熱遮蔽層34の厚さ(x)の最適化について述べる。
レーザー光照射して媒体層を加熱して融点に達した時、
媒体層33から熱遮蔽層34を通して冷却層35へ流れる熱流
束Jは熱遮蔽層の熱伝導率をks(cal/cm・sec・℃),
媒体層の融点をTm(℃),レーザー光の入力エネルギー
密度をP(cal/cm2・sec)とすると、 J=ks Tm/x ……(1) で与えられる。この熱流束Jがレーザ光の入力エネルギ
ー密度Pよりも小さいことが媒体層33が融点に達する条
件であるので次式が得られる。
Next, optimization of the thickness (x) of the heat shield layer 34 will be described.
When the medium layer is heated by laser irradiation to reach the melting point,
The heat flux J flowing from the medium layer 33 to the cooling layer 35 through the heat shield layer 34 has a thermal conductivity of the heat shield layer of ks (cal / cm · sec · ° C),
If the melting point of the medium layer is Tm (° C.) and the input energy density of the laser light is P (cal / cm 2 · sec), then J = ks Tm / x (1) The condition that the heat flux J is smaller than the input energy density P of the laser light is the condition for the medium layer 33 to reach the melting point, so the following equation is obtained.

J=ks Tm/x<P ……(2) 従って ks Tm/P<x ……(3) となる。J = ks Tm / x <P (2) Therefore, ks Tm / P <x (3).

次に冷却層35の冷却効果が顕著になるのは、熱遮蔽層34
の厚さxがこの熱遮蔽層中の熱拡散距離Dと同程度以下
であることが必要であるのでレーザ光照射時間をt(se
c),熱遮蔽層の密度をρs(g/cm3),比熱をCs(cal/
℃・g)係数をKとすると、(4)式が得られる。
Next, the cooling effect of the cooling layer 35 becomes remarkable.
It is necessary that the thickness x of the laser light be less than or equal to the thermal diffusion distance D in the heat shield layer.
c), the density of the heat shield layer is ρs (g / cm 3 ) and the specific heat is Cs (cal /
Eq. (4) is obtained, where K is the coefficient in ° C.

x<K×D=K×(ks・t/ρs・Cs)1/2 ……(4) 係数Kは実験的に定めることができる。今熱遮蔽層34の
厚さを0.3μmとしてレーザー光照射を行うと、反射率
の変化は得られるがその直径は、前述の1.0μmに対
し、0.3μm程度である。冷却速度は結晶化温度におい
て約2×109(℃/sec)である。従って、遮蔽層の厚さ
は0.3μmが大きい方の限界であるとすると、これから
K=2が得られる。従って4式は次式で表わされる。
x <K × D = K × (ks · t / ρs · Cs) 1/2 (4) The coefficient K can be experimentally determined. When laser light irradiation is performed with the thickness of the heat shield layer 34 being 0.3 μm, a change in reflectance can be obtained, but the diameter thereof is about 0.3 μm as compared with 1.0 μm described above. The cooling rate is about 2 × 10 9 (° C./sec) at the crystallization temperature. Therefore, assuming that the thickness of the shielding layer is 0.3 μm, which is the larger limit, K = 2 is obtained from this. Therefore, equation 4 is expressed by the following equation.

ks Tm/P<x<2(ks・t/ρs・Cs)1/2 ……(5) (5)式においてks・Tm/Pはレーザー光の入力エネルギー
密度15mWにおいて0.054μmである。いま熱遮蔽層34の
厚さxを0.05μmとしてレーザ光の照射を行うと、非晶
質のスポットの得られないことがわかる。これは熱遮蔽
層の厚さが薄過ぎて熱流束が大きく、レーザー光照射に
よって、媒体層が融点に達せず、従って非晶質化ができ
ないことを示す。レーザー光の入力エネルギー密度を増
加させると、媒体層の溶融,非晶質化は可能であるが、
現状のレーザー技術において媒体層でレーザー入力15mW
以上を得る事は技術的に困難であると同時に経済的にも
不利である。また、実施例に示した以上の冷却速度を得
る必然性も実用上少ないと考えられ、熱遮蔽層34の材質
としてSiO2を用いる場合はその膜厚を0.05μm以上とす
る事が望ましい。以上を要約すると、酸化珪素を熱遮蔽
層34として用いるときは、その厚さxとしては 0.05μm<x<0.3μm ……(6) の範囲にあることが必要と云うことになる。前述の例で
熱遮蔽層34の厚さが0.1μmのときに良好な特性を示し
ているがこれは(6)式を満足している。
ks Tm / P <x <2 (ks · t / ρs · Cs) 1/2 (5) In equation (5), ks · Tm / P is 0.054 μm at an input energy density of 15 mW of laser light. It can be seen that if the thickness x of the heat shield layer 34 is set to 0.05 μm and laser irradiation is performed, an amorphous spot cannot be obtained. This indicates that the thickness of the heat shield layer is too thin and the heat flux is large, and the medium layer does not reach the melting point due to the irradiation of the laser beam, so that it cannot be amorphized. When the input energy density of laser light is increased, it is possible to melt and amorphize the medium layer,
Laser input 15mW in medium layer with current laser technology
Obtaining the above is not only technically difficult but also economically disadvantageous. Further, it is considered that the necessity of obtaining the cooling rate higher than that shown in the embodiment is practically small, and when SiO 2 is used as the material of the heat shield layer 34, the film thickness thereof is preferably 0.05 μm or more. To summarize the above, when silicon oxide is used as the heat shield layer 34, it is necessary that the thickness x be in the range of 0.05 μm <x <0.3 μm (6). In the above example, good characteristics are shown when the thickness of the heat shield layer 34 is 0.1 μm, which satisfies the equation (6).

このようにして酸化珪素(SiO2)を熱遮蔽膜34として用
いるときは、その厚さxを(6)式の満足する最適範囲に
設定すると、15mWという小さなレーザー光入力エネルギ
ー密度で媒体層33を溶融することができるうえ、媒体層
33の冷却速度も充分はやくすることができその結果、結
晶化速度のはやい媒体層33を用いて情報の記録と0.1μs
ecという高速の情報の消去とを行うことが可能となる。
When silicon oxide (SiO 2 ) is used as the heat shield film 34 in this way, if the thickness x is set to the optimum range satisfying the expression (6), the medium layer 33 with a small laser light input energy density of 15 mW is formed. Can melt the medium layer
The cooling rate of 33 can also be made sufficiently fast, and as a result, recording of information and 0.1 μs by using the medium layer 33 having a fast crystallization rate.
It becomes possible to erase high-speed information called ec.

なお熱遮蔽層34の材料はSiO2に限定されるものでないこ
とは前述の通りであり、用いた材料に対し(5)式を満足
するように遮蔽層の厚さxが設定されればよいのであ
る。
As described above, the material of the heat shield layer 34 is not limited to SiO 2 , and the thickness x of the shield layer may be set so as to satisfy the expression (5) for the material used. Of.

比較例 第1図に示した構造から冷却層35を除いた構造の光磁気
記録媒体につき実施例と同様の実験を行う。このとき非
晶質のスポットは形成されない。温度変化を第3図に示
す。結晶化温度における冷却速度は1×109(℃/sec)
であり、この冷却速度では結晶化がおこるからである。
Comparative Example An experiment similar to that of the example is performed on a magneto-optical recording medium having a structure in which the cooling layer 35 is removed from the structure shown in FIG. At this time, no amorphous spot is formed. The temperature change is shown in FIG. Cooling rate at crystallization temperature is 1 × 10 9 (℃ / sec)
This is because crystallization occurs at this cooling rate.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のような本発明によれば、基板と、この基板上の保
護層と、この保護層上の媒体層と、この媒体層上の熱遮
蔽層と、この熱遮蔽層上の冷却層とを備えた光記録媒体
において、熱遮蔽層の厚さxが次式 ks Tm/P<x<2×ks t/ρs Cs)1/2 (ここで、ksは熱遮蔽層の熱伝導率、Tmは媒体層の融
点、Pは照射される光のエネルギー密度、tは光の照射
時間、ρsは熱遮蔽層の密度、Csは熱遮蔽層の比熱とす
る)を満足するようにしたので、冷却層の冷却作用と、
熱遮蔽層の熱伝導調整作用とにより、媒体層の非晶質化
に必要な冷却速度と、小さな光入力エネルギー密度にお
ける媒体層の溶融とが同時に達成され、その結果、結晶
化速度のはやい媒体層を用いて小さな光入力エネルギー
密度の下で高速の情報の記録消去を行うことが可能とな
る。
According to the present invention as described above, the substrate, the protective layer on the substrate, the medium layer on the protective layer, the heat shield layer on the medium layer, and the cooling layer on the heat shield layer are provided. In the provided optical recording medium, the thickness x of the heat shield layer is ks Tm / P <x <2 × ks t / ρs Cs) 1/2 (where ks is the thermal conductivity of the heat shield layer, Tm Is the melting point of the medium layer, P is the energy density of the irradiated light, t is the irradiation time of the light, ρs is the density of the heat shield layer, and Cs is the specific heat of the heat shield layer. The cooling effect of the layers,
Due to the heat conduction adjusting effect of the heat shield layer, the cooling rate necessary for amorphization of the medium layer and the melting of the medium layer at a small light input energy density are simultaneously achieved, and as a result, the medium having a fast crystallization rate is obtained. The layer can be used for high speed recording and erasing of information under a low light input energy density.

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

第1図はこの発明の実施例に係る光記録媒体の模式断面
図、第2図はこの発明の実施例に係る光記録媒体の媒体
層の冷却特性を示すグラフ、第3図は比較例に係る光記
録媒体の媒体層の冷却特性を示すグラフ、第4図は従来
の光記録媒体の模式断面図、第5図は、媒体層の結晶化
速度を示すグラフである。 31:基板、32:保護層、33:媒体層、34:熱遮蔽層、35:冷
却層。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical recording medium according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing cooling characteristics of a medium layer of an optical recording medium according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a comparative example. FIG. 4 is a graph showing the cooling characteristics of the medium layer of such an optical recording medium, FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional optical recording medium, and FIG. 5 is a graph showing the crystallization rate of the medium layer. 31: substrate, 32: protective layer, 33: medium layer, 34: heat shielding layer, 35: cooling layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板と、この基板上の保護層と、この保護
層上の媒体層と、この媒体層上の熱遮蔽層と、この熱遮
蔽層上の冷却層とを備えた光記録媒体において、前記熱
遮蔽層の厚さxが次式 ks Tm/P<x<2×ks t/ρs Cs)1/2 (ここで、ksは熱遮蔽層の熱伝導率、Tmは媒体層の融
点、Pは照射される光のエネルギー密度、tは光の照射
時間、ρsは熱遮蔽層の密度、Csは熱遮蔽層の比熱とす
る)を満足することを特徴とする光記録媒体。
1. An optical recording medium comprising a substrate, a protective layer on the substrate, a medium layer on the protective layer, a heat shield layer on the medium layer, and a cooling layer on the heat shield layer. Where the thickness x of the heat shield layer is ks Tm / P <x <2 × ks t / ρs Cs) 1/2 (where ks is the thermal conductivity of the heat shield layer and Tm is the medium layer). Melting point, P is the energy density of the irradiated light, t is the irradiation time of the light, ρs is the density of the heat-shielding layer, and Cs is the specific heat of the heat-shielding layer).
JP62049337A 1987-03-04 1987-03-04 Optical recording medium Expired - Fee Related JPH0695389B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62049337A JPH0695389B2 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Optical recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62049337A JPH0695389B2 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Optical recording medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63214938A JPS63214938A (en) 1988-09-07
JPH0695389B2 true JPH0695389B2 (en) 1994-11-24

Family

ID=12828179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62049337A Expired - Fee Related JPH0695389B2 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Optical recording medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0695389B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2518384B2 (en) * 1989-03-28 1996-07-24 富士電機株式会社 Optical recording medium
JPH0322231A (en) * 1989-06-16 1991-01-30 Toray Ind Inc Method for initializing information recording medium
JP2827545B2 (en) * 1990-03-14 1998-11-25 松下電器産業株式会社 How to record optical information
JP2803315B2 (en) * 1990-04-20 1998-09-24 富士ゼロックス株式会社 Optical recording medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148144A (en) * 1984-08-10 1986-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disc
JPS61190732A (en) * 1985-02-20 1986-08-25 Fujitsu Ltd Optical recording medium
JPS61273756A (en) * 1985-05-29 1986-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63214938A (en) 1988-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3011200B2 (en) Optical recording medium
US4860274A (en) Information storage medium and method of erasing information
JP3136153B2 (en) Optical recording medium and manufacturing method thereof
JPH07105574A (en) Optical information recording medium
JPH0695389B2 (en) Optical recording medium
JPH11513166A (en) Reversible optical information medium
JP2001273638A (en) Method for recording phase transition type recording medium
JP2577349B2 (en) Optical recording medium
JPH03152736A (en) Optical information recording medium and protective film for optical information recording medium
JP3080844B2 (en) Phase change optical disk
JP2583221B2 (en) Optical recording medium
KR100186525B1 (en) Structure for phase change type optical disk
JP2588169B2 (en) Optical recording medium
JP2978652B2 (en) Optical information recording medium
JPS63244424A (en) Information recording medium
JPH10188359A (en) Phase transition type optical disk
JPH01159839A (en) Optical recording medium
JP3161485B2 (en) Phase change optical recording apparatus and optical recording method using the same
JP2639174B2 (en) Optical recording medium
JP2000011450A (en) Optical information recording medium
JP2577353B2 (en) Information recording medium
JPH07262612A (en) Phase transition type optical information recording medium
JPH08306073A (en) Optical disk
JP2903970B2 (en) Optical recording medium and recording / reproducing method using the same
KR920010020B1 (en) Optical information recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees