JPS5998332A - 光学記録素子 - Google Patents

光学記録素子

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JPS5998332A
JPS5998332A JP58205016A JP20501683A JPS5998332A JP S5998332 A JPS5998332 A JP S5998332A JP 58205016 A JP58205016 A JP 58205016A JP 20501683 A JP20501683 A JP 20501683A JP S5998332 A JPS5998332 A JP S5998332A
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JP
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layer
reflective
optical
recording element
recording
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JP58205016A
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English (en)
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ウインフリ−ド・ロ−デウエイク・ピ−タ−ス
ヨハンネス・ヤコブス・ポンイエ−
ヤン・ウイレム・デルク・マルテンス
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/146—Laser beam

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は透明支持板を有し、該支持板を通じこれに焦点
を結ばしめるレーザ光線によって情報を書込み、またこ
れより情報を読出し得るようにした記録層を設け、さら
に反射領域が交互に高いレベルおよび低いレベルにあり
光学的に読出し得るようにした反射光学構造を有し、こ
の光学構造はらせん形の溝または同心円により形成され
る溝を設けた合成樹脂層を有し、ざらにその合成樹脂層
の全表面を覆うようにして設けた反射層を有してなる光
学記録素子に関するものである。
上述の溝は主としてサーボトラックまたはガイドトラッ
クと呼ばれる。この溝とその上側にある光学構造の溝以
外の部分は位置的に高いレベルおよび低いレベルを交互
に有する反射領域を形成する。この光学構造に書込みま
たは読取りを行うレーザ光束は溝に追従してゆき、溝の
側の光学構造の溝以外において高いレベルに位置する部
分と低レベルに位置する部分の反射の差によって、この
読取り作用を行う。この溝自体にも交互に高いレベルお
よび低いレベルに位置する情報領域（サーボ領域）を設
けることができる。このようなサーボ領域もレーザ光線
によって読出すことができ、例えば光学構造より読取り
を行うレーザ光束または記録を行うレーザ光束の軌道を
定めるような情報をこれに含ましめることができる。情
報は比較的にエネルギーの大なるレーザ光線を用い、こ
れを記録すべき情報により変調して記録層内に書込みを
行う。記録した情報ビットはレーザ光線により読取るこ
とができる。
上述した種類の光学記録装置は例えば本出願人のオラン
ダ国特許第８００５０６９３（特願昭５６−１６２１４
９号、特開昭５７−９４９４５号）および同第７８０５
６５（特願昭５４−６４５５３号、特開昭５５−４７９
３号）に発表されている。これら公知の記録素子は例え
はガラスの透明支持板を使用し、その片側に光により特
性の変わるモノマを有する読取り可能な反射光学構造を
設け、その中に溝を設ける。光硬化モノマ層の全体な記
録層で被覆し、この記録層はその光学構造の読取りを行
うレーザ光線を反射する特性を有するものとする。
上述の刊行特許により既知の光学記録素子は記録層を低
温で設ける必要がある、という欠点があった。サーボト
ラックを設ける合成樹脂層は温度に対し極めて敏感であ
る。例えば２００℃以上または特に４００℃以上の高温
においては、サーボトラックまたは樹脂の層全体が変形
したりまたは傷つくことがある。従って記録層を設ける
場合、樹脂層の温度をあまり高いものとすることができ
ない。しかし実際上、スパッタにより設ける層、または
金属、金属合金、またはカルコゲン物質等の蒸着層は硬
化モノマ（合成樹脂層）に対し、浸触したり変形しない
ことがわかっている。しかし従来のものでは記録層材料
の選択はこの特性で制限される。
上述の既知の記録素子においては、記録層も反射光学構
造の反射層として作用する。このため記録層は、レーザ
光線に対し適当な反射特性を持つことを必要とする。こ
のためこの層内におけるレーザ光線の吸収を少くする必
要がある。この結果情報記録の効率、すなわち記録層内
における情報ビットの形成の効率が減少する。
本発明の目的は、上述の欠点を有せず高温で設ける記録
層に対し特に適当な光学記録素子を提供するにある。
上述の目的を達成するため、本発明による光学記録素子
は、記録層を透明支持板と反射光学構造の間に設け、反
射光学構造の反射層は上述の合成崩脂の層の記録層より
遠い側の表面上にこれを設けてなることを特徴とする。
本発明による光学記録素子においては記録層は光学構造
の反射層としては作用しない。このため、記録層は反射
光学構造と独立の別個のものとなる。
これに関しては、１９８２年２月１７日刊行された英国
特許出願第２０８１５３７号を参照されたい。この特許
出願には透明支持板を有し、その片面上に連続的に磁気
光学記録層、透明誘電層と反射層との連続を設けてなる
磁気光学素子が発表されている。この例においては、誘
電層の上側全表面上に反射層を設けてはなく、反射層を
有していないトラックによって分離されたトラック形の
反射層を設けてある。この光学記録素子は本発明のもの
とは全く異なる形態に属する。例えば上述の既知の英国
特許に開示された素子は本発明の素子とは異なり、溝を
設けてある反射光学構造をもっていない。従って交互に
高レベルおよび低いレベルに位置する反射領域をもって
いない。前記英国特許に開示されている素子の反射領域
はひとつの同じレベル内に存している。さらに本発明の
素子の反射光学構造は、全表面が反射層で被覆された合
成樹脂の層を有している。これに反し前記英国特許のも
のにおいては、反射トラックは互いに分離され接着剤内
に埋入している。この英国特許の素子は情報を記録すべ
き記録層の領域内においていわゆる後続のトラック領域
よりも反射係数が大であり、このため記録の効率が最適
でないと考えられる。さらに前記英国特許に記載のもの
は約０．５°で最大のケル（Ｋｅｒｒ）回転効果が達成
される。これに対し本発明による素子は３のケル回転を
達成することができる。
本発明による反射光学構造は、透明支持板（基板）およ
び記録層を通じ反射により読取ることを好適とする。こ
の読取りは高いレベルにある反射領域より生ずる反射レ
ーザ光線と低いレベル（溝レベル）にある反射領域より
の反射レーザ光線の振幅の差によって行う。このレベル
差によって反射レーザ光線の位相差を利用する原理によ
り読取ることも可能である。読取り用のレーザ光線は極
めて弱いため記録層内に情報の記録は生じない。
支持板或いは基板を通ずる読取りはこの支持板表面にあ
る塵埃粒子或いは引っかき傷等が読出し特性に有害な影
響を及ぼさない利点がある。この理由は、光学構造上に
焦点を結ばしめる読取りレーザ光線の対象物位置に比較
してこの支持板表面は焦点深度の遥か深い箇所に存在し
ているからである。
記録層は例えは金属、金属合金の層、またはカルコゲン
物質の層、例えばテルル或いはセレン合金を基礎とした
層で形成する。
エネルギーの大なるレーザ光線に露出すると露出された
部分の記録層内に、すなわち加熱された箇所において情
報ビットの変化が生じこの変化は後に弱いレーザ光線を
用いて追跡（トレース）検出することができる。このよ
うな変化は、例えばホールまたは空所の形成である。不
定形（アモルファス）強磁性材料を使用する場合には磁
気的特性の変化が生ずる。記録層は支持板（基板）を通
じて露出を行う。このため記録特性および記録情報の読
出し特性は支持板の表面品質と無関係となる。
本発明の有利な一例においては記録層を無機酸化物とす
る。この無機酸化物の層は支持板を高温として、例えば
５００℃の温度として被着することができる。この支持
板はこのような温度に耐えるものとする必要があり、こ
のためガラスまたは水晶で作るを可とする。
更に本発明の有利な一例においては、無機酸化物の磁気
光学層を記録層として使用する。これに極めて適した層
はフエライト層であり、特にコバルトフェライトがこれ
に適している。極めて容易に用いられるコバルトフェラ
イトは、ＣｏＦｅ２Ｏ４の式のものである。このような
磁化可能な酸化物を本発明の素子に使用する時は、ケル
回転角度の大なるものが得られ従って記録層内の情報ビ
ットの信号対雑音比の極めて有利なものが得られる。
特にフェライトの如き無機酸化物の磁気光学層自体は本
出願人のオランダ国特許出願第７７０８９５９号（特願
昭５８−９７８１５号、特開昭５４−３５９００号）に
開示されている。このようなフェライト層はエネルギー
の大なるレーザ光線に露出すると、例えば層の面に対し
直角な方向に磁化されているものの温度が上昇し、露出
部分の磁化方向が変化する。これは偏光した弱いレーザ
光線により読取り得る。このような変化に対し、ケル回
転角度はその大きさを現わすものとなる。本発明の素子
にコバルトフェライト層を使用すると約３０ケル回転角
度が得られる。
無機酸化物の層、例えばコバルトフェライトの層は金属
（Ｆｅ，Ｃｏ）の塩の有機溶媒、或いは水の溶液を加熱
した支持板上にスプレイすることにより製造することが
できる。かくすると溶媒は支持板上で蒸発し、塩は分解
してコバルトフェライトを形成する。これに対し適当な
出発材料は、アセチルアセトン酸コバルトとアセチルア
セトン酸鉄のプロパノール内溶液である。このようにし
て形成されるコバルトフェライトの結晶格子内のＣｏ−
Ｆｅ比は溶液の組成によって定まる。コバルトフェライ
トの形成は約５００℃の温度で行われる。
本発明による光学記録素子の好適実施例においては合成
樹脂層の溝の領域においてフェライトの記録層は反射層
に対し反射防止被膜を形成する。
低いレベルの反射領域で被覆された記録層のこの部分に
おいては、溝の領域での反射防止条件の方が優勢である
。これは素子に入射するレーザ光線と、低いレベルの反
射領域において反射により素子より出てゆくレーザ光線
とが、互いに打消し合ってその大部分が消滅し、例えば
８０％が消滅することを意味する。フェライトの吸収特
性と透明特性とによって素子の他の材料の光学的常数に
合致するよう、即ち支持板および反射光学構造の光学的
常数に合致するようにこの層の厚さを正しく選定すれば
反射防止条件が得られる。ガラスの支持板を用いＡｇ反
射層を用いる場合には、ＣｏＦｅ２Ｏ４層の厚さを０．
２１μｍとする。
本発明の記録素子において高いレベルにある反射領域の
箇所は上述のような反射防止条件を示さない。この結果
、反射光学構造を読取る場合と、記録層の情報ビットを
読取る場合の双方で秀れた信号対雑音比が得られる。更
に記録層内に情報を書込むに必要とするレーザ光線エネ
ルギーの量は上述の実施例において最も少くなる。
本発明光学記録構造の他の好適例においては、記録層と
反射光学構造の間に透明中間層を設け、記録層とこの透
明中間層によって光学構造の合成樹脂層内の溝の領域に
おいて、光学構造の反射層に対し反射防止被覆を形成せ
しめる。
記録層と透明中間層との厚さを光学常数、例えば記録素
子の他の層の屈折率等に応じ適当な値に選定することに
より反射防止条件を調節できる。
フェライト層を反射防止条件を満足するような記録層と
して使用する場合には、透明中間層はこの反射防止条件
に妨害を及ぼさないものとし、このＮは整数、λは使用
するレーザ光線の波長であり、ｎは屈折率である。
吸収層、透明層および反射層を有する層の集合体であっ
て、吸収層と透明層が反射層に対し反射防止被覆を形成
する条件についてはエー．イー．ベル（Ａ．Ｅ．Ｂｅｌ
ｌ）およびエフ．エム．スポング（Ｆ．Ｍ．Ｓｐｏｎｇ
）によるＩＥＥＥジャーナルカンタムエレクトロニクス
，Ｖｏｌ．Ｑ．Ｅ．１４，Ｎｏ．７，１９７８年７月Ｐ
Ｐ．４８７−４９５における“光学記録に対する反射防
止構造”を参照されたい。
本発明による記録素子のさらに他の好適実施例で、上述
の反射防止条件を有効に形成し得るものにおいては、光
学構造の合成樹脂層内の溝をこの合成樹脂層の厚さ全体
にわたって延長する。この場合、溝と下側の層との間に
は合成樹脂は存在せず、また透明中間層または記録層の
間にもこれは存在しない。これに関して次の如く付言す
る。本発明の素子で溝の底部と下側の層との間に合成樹
脂層が存在しても、下側レベルの反射領域（溝の領域）
で反射防止条件が示される。しかしながらこの場合、残
りの部分の合成樹脂層の厚さを極めて正確に調節するを
必要とし、このことは実用上その有利さを減少させる。
本発明による光学記録素子の特別に有利な実施例におい
ては、ガラス支持板を有しその一側面上にコバルトフェ
ライト層、透明中間層、その厚さ全体にわたって延びる
溝を有するホトレジスト層およびこのホトレジスト層と
溝との上側に設けた金層反射層をそれぞれこの順番で設
けてなる。
以下図面により本発明を説明する。
第１図において参照番号１は透明支持板を示し、これは
厚さ１．２ｍｍのガラスまたは水晶より作るを可とする
。支持板の一方の側面上にＣｏＦｅ２Ｏ４の記録層２を
設ける。この目的に対し支持板１を５００℃に加熱し、
アセチルアセトン酸鉄とアセチルアセトン酸コバルトの
プロパノール溶液を支持板の表面上にスプレイする。溶
媒が蒸発し、塩が分解するとＣｏＦｅ２Ｏ４の記録層２
が得られ、この層２の厚さは０．２１μｍであった。
この記録層２の上に透明中間層８を設ける。
この中間層８は合成樹脂で作る。この合成樹脂中間層８
は合成樹脂の無機溶媒による溶液を記録層２上にスプレ
イし、溶媒を蒸発せしめて製造する。図に示した例にお
ける中間層３は厚さ０．２６μｍのスパッタしたＳｉＯ
２層である。
中間層８の上にポジティブ（陽画）ホトレジスト材料の
層４を設け、これは乾燥後７０ｎｍ（ナノメータ）の厚
さとする。ホトレジスト層４をＬＲＣ（低反射クロム）
として知られているクロムマスク５で被覆する。このマ
スク５は、ガラス板６とこれに設けてあり孔８を有する
クロム層７より成っている。この孔８は螺旋形の溝また
は多数の同心円より或る溝を形成する。
ホトレジスト層４をマスク５を通じ菫外線（ＵＶ）によ
り露出する。露出後マスク５を取除き、ホトレジスト層
の現像を行うとクロム層７内の孔８に対応するホトレジ
スト層４の露出部分９は溶液内に溶解して除去される。
この場合マスクを使用することなく、書込むべき情報に
よって変調されている菫外線により直接露出することも
できる。この場合も、所望パターン形状の直接露出を行
った後現像を行う。最終的に現像されたホトレジスト層
に対し、例えはＡｇ，ＡｌまたはＣｕ等の金属層１０を
被着する（第２図）。特にＡｇ層は良好な金属層を形成
する。
第２図はかくして得られた光学的記録素子を示し、この
第２図において第１図と同じ部分は同じ番号で示してあ
る。この素子内の光学構造を番号１１で示す。この構造
部分はホトレジスト層４を有し、このホトレジスト層４
は上述の如くして形成された面１２を有しこの溝１２は
ホトレジスト層と同じ厚さを有している。この溝１２を
有するホトレジスト層４の全表面を金属１０で被覆する
。
この光学的構造１１は高いレベルにある反射領域１３と
低いレベルにある反射領域１４とを交互に有している。
この光学構造１１は第２図において矢印ｌ５で示す方向
の弱いレーザ光線を用い、支持板１を通じ光学構造に対
し焦点を結ばしめて反射によってこれを読取る。低いレ
ベルの反射領域１４においては、この素子は反射防止状
態を呈する。すなわち、この素子のこの部分に入射した
レーザ光線は、この反射領域１４によって反射されこれ
より出ていくレーザ光線と弦大部分が互いに打消し合う
。しかし高いレベルの反射領域１３の位置においてはこ
の様な反射防止現象が生じない。
このため、この光学的構造は読取りに際し、極めて秀れ
た信号対雑音比を生ずる。情報はｌ７で示す点線の間の
記録層の部分１６内の記録層内に記録される。この部分
は透明中間層８の真上にある下側レベルの反射層ｌ４に
より覆われた部分である。素子のこの部分は上述の如く
反射防止条件が優勢に存しており、これを言い換えると
ここには光学的共振キャビティが存する、と言い得る。
情報は矢印ｌ５の方向で支持板１を通じ情報を有してい
るレーザ光線を記録層に対し焦点を結ばせることによっ
て記録することができ、これによって露光箇所では磁気
材料のケル（Ｋｅｒｒ）回転の方向が変化する。記録層
２の領域１６内に記録する場合３のケル回転を有する最
適の信号対雑音比が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による記録素子の製造工程中の状態を示
す部分的断面図、 第２図は記録素子の製造完了後の断面図である。 １・・・支持板 ２・・・記録層 ３・・・透明中間層 ４・・・ホトレジスト ５・・・ＬＲＣマスク ６・・・ガラス板 ７・・・クロム層 １０・・・金属層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. １．透明支持板を有し、該支持板を通じこれに焦点を結
    ばしめるレーザ光線によって情報を書込み、またこれよ
    り情報を読み出し得るようにした記録層を設け、さらに
    反射領域が交互に高いレベルおよび低いレベルにあり光
    学的に読み出し得るようにした反射光学構造を有し、こ
    の光学構造はらせん形の溝または同心円により形成され
    る溝を設けた合成樹脂層を有し、さらにその合成樹脂層
    の全表面を覆うようにして設けた反射層を有してなる光
    学記録素子において、 前記記録層を透明支持板と反射光学構造の間に設け、反
    射光学構造の反射層は上述の合成樹脂の層の記録層より
    遠い側の表面上にこれを設けてなることを特徴とする光
    学記録素子。
  2. ２．記録層を無機酸化物の層とする特許請求の範囲第１
    項記載の光学記録素子。
  3. ３．前記記録層を無機酸化物の磁気光学層とする特許請
    求の範囲第２項記載の光学記録素子。
  4. ４．前記記録層がフエライトを有する特許請求の範囲第
    ３項記載の光学記録素子。
  5. ５．前記記録層は、合成樹脂層内の溝の領域において反
    射層に対し非反射被覆を形成する特許請求の範囲第４項
    記載の光学記録素子。
  6. ６．前記記録層と反射光学構造の間に透明中間層を設け
    入前記記録層と透明中間層とによって合成樹脂層内の溝
    の領域における反射層に対し非反射被覆を形成する特許
    請求の範囲第１項記載の光学記録素子。
  7. ７．合成樹脂層の厚さ全体にわたり前記溝が延長される
    ようにした特許請求の範囲第５項または第６項記載の光
    学記録素子。
  8. ８．ガラス支持板を有し、その上側にコバルトフェライ
    ト層、透明中間層、その厚さ全体にわたって延びる溝を
    有するホトレジスト層、並びに溝を有するホトレジスト
    層の上側に設けた反射金属層をそれぞれ上の順番で設け
    てなる特許請求の範囲第７項記載の光学記録素子。
JP58205016A 1982-11-05 1983-11-02 光学記録素子 Pending JPS5998332A (ja)

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