JPH08185642A - Optical recording medium and optical recording method - Google Patents
Optical recording medium and optical recording methodInfo
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- JPH08185642A JPH08185642A JP6339190A JP33919094A JPH08185642A JP H08185642 A JPH08185642 A JP H08185642A JP 6339190 A JP6339190 A JP 6339190A JP 33919094 A JP33919094 A JP 33919094A JP H08185642 A JPH08185642 A JP H08185642A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、記録密度の高い光記録
媒体と光記録方法とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording medium having a high recording density and an optical recording method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光記録媒体には、光磁気記録ディスクや
相変化型光記録ディスク等の書き換え可能型光記録ディ
スク、有機色素を記録材料に用いた追記型光記録ディス
クなどがある。2. Description of the Related Art Optical recording media include rewritable optical recording disks such as magneto-optical recording disks and phase change optical recording disks, and write-once optical recording disks using organic dye as a recording material.
【０００３】光記録媒体は磁気記録媒体に比べ一般に記
録密度を高くすることができるが、近年、画像等の膨大
な情報の処理のためにさらに記録密度を高くすることが
必要とされている。単位面積あたりの記録密度を高くす
るためには、トラックピッチを狭める方法と記録マーク
間を縮めて線密度を高くする方法とがある。しかし、再
生光のビームスポットに対しトラック密度や線密度が高
すぎる場合、Ｃ／Ｎが低くなってしまい、ついには信号
再生が不可能となってしまう。信号再生時の分解能はビ
ームスポット径によって決定され、具体的には、再生光
の波長をλ、再生装置の光学系の開口数をＮＡとしたと
き、一般にカットオフ空間周波数２ＮＡ／λが再生限界
となる。したがって、再生時のＣ／Ｎ向上や分解能向上
のために再生光の短波長化やＮＡ増大が有効であり、多
くの技術的検討がなされているが、これらを導入するた
めには様々な技術的課題を解決する必要がある。The optical recording medium can generally have a higher recording density than the magnetic recording medium, but in recent years, it has been required to further increase the recording density in order to process enormous information such as images. In order to increase the recording density per unit area, there are a method of narrowing the track pitch and a method of reducing the space between recording marks to increase the linear density. However, if the track density or the linear density is too high for the beam spot of the reproduction light, the C / N becomes low, and finally signal reproduction becomes impossible. The resolution during signal reproduction is determined by the beam spot diameter. Specifically, when the wavelength of the reproduction light is λ and the numerical aperture of the optical system of the reproduction device is NA, the cutoff spatial frequency 2NA / λ is the reproduction limit. Becomes Therefore, it is effective to shorten the wavelength of the reproduction light and increase the NA in order to improve the C / N ratio and the resolution during reproduction, and many technical studies have been made. Needs to be solved.
【０００４】このような事情から、特開平２−９６９２
６号公報では、超解像を実現する非線形光学材料の層を
有する記録担体を提案している。この非線形光学材料と
は、その光学的特性が入射する放射によって変化する材
料であり、その変化としては、透過率、反射率、屈折率
の変化、またはその層の形状の変化が挙げられている。
このような非線形光学材料層を通して情報面に再生光ビ
ームを照射することにより、より小さな対象物の部分を
読み出すことが可能になる。Under these circumstances, Japanese Patent Laid-Open No. 2-9692
No. 6 publication proposes a record carrier having a layer of a nonlinear optical material that realizes super-resolution. This non-linear optical material is a material whose optical properties change due to incident radiation, and its changes include changes in transmittance, reflectance, refractive index, or changes in the shape of its layer. .
By irradiating the information surface with the reproduction light beam through such a nonlinear optical material layer, it becomes possible to read out a smaller object portion.
【０００５】同公報には、非線形光学材料層としてブリ
ーチング層が開示されている。ブリーチング層は、入射
する放射の強度の増大と共に透過が増大するものであ
り、ブリーチング層に用いる材料としては、ガリウム砒
素、インジウム砒素およびインジウムアンチモンが具体
的に挙げられている。しかし、これらからなる非線形光
学材料層は、吸収中心すべてを励起する必要があるた
め、高エネルギー密度の再生光が必要であり、材料設計
および媒体設計が容易でない。The publication discloses a bleaching layer as a nonlinear optical material layer. The bleaching layer is one whose transmission increases as the intensity of the incident radiation increases, and gallium arsenide, indium arsenide and indium antimony are specifically mentioned as the material used for the bleaching layer. However, since the nonlinear optical material layer made of these materials needs to excite all absorption centers, reproduction light with high energy density is required, and material design and medium design are not easy.
【０００６】また、同公報には、非線形光学材料層に相
変化材料を用いることができる旨が開示されており、相
変化材料の具体例としてＧａＳｂおよびＩｎＳｂが挙げ
られている。同公報には、「この種の材料の複素屈折率
は、非晶質から結晶質又はその逆の変換を発生させるレ
ベル以下の強度の照射の場合であっても、これらの材料
の層を本発明の非線形層に用いることが出来るのに充分
な程度の大きさに温度に依存して変化することが見い出
された」という記述がある。同公報には、このような複
素屈折率の変化が生じる理由は明記されていないが、こ
の複素屈折率変化は非線形光学材料層の結晶−結晶間転
移を含むものであると推定される。この場合には非線形
光学材料を溶融する必要がないので低パワーの再生光を
使用することができる。しかし、ＧａＳｂは３０℃付近
の低温または５９０℃付近の高温に結晶−結晶間転移温
度が存在し、ＩｎＳｂは１５０℃付近の低温または５０
０℃付近の高温に結晶−結晶間転移温度が存在する。こ
れらの相変化材料において高温側の転移温度を利用する
場合には高パワーの再生光を使う必要があり、前述した
ような問題が生じる。一方、低温側の転移温度を利用す
る場合には、再生光は低パワーで済むが、ＧａＳｂでは
転移温度が著しく低いため安定した再生が実質的に不可
能である。ＩｎＳｂも転移温度が低いため、非線形光学
材料層の冷却速度が遅くなって熱がマスク層付近にこも
り、このため見掛け上のビームスポット径が大きくなっ
て、超解像再生には不利になる。Further, the publication discloses that a phase change material can be used in the nonlinear optical material layer, and GaSb and InSb are mentioned as specific examples of the phase change material. In the same publication, "the complex refractive index of this type of material is used to form layers of these materials even when irradiation is performed at an intensity below a level that causes conversion from amorphous to crystalline or vice versa. It has been found that the temperature-dependent change is large enough to be used in the nonlinear layer of the invention. " The publication does not specify the reason why such a change in the complex refractive index occurs, but it is presumed that the change in the complex refractive index includes a crystal-crystal transition of the nonlinear optical material layer. In this case, since it is not necessary to melt the nonlinear optical material, it is possible to use reproducing light of low power. However, GaSb has a crystal-crystal transition temperature at a low temperature of around 30 ° C. or a high temperature of around 590 ° C., and InSb has a low temperature of around 150 ° C. or 50.
There is a crystal-crystal transition temperature at a high temperature near 0 ° C. When utilizing the transition temperature on the high temperature side in these phase change materials, it is necessary to use high-power reproduction light, which causes the above-mentioned problems. On the other hand, when the transition temperature on the low temperature side is used, the reproduction light requires only low power, but GaSb has a remarkably low transition temperature, and stable reproduction is substantially impossible. Since InSb also has a low transition temperature, the cooling rate of the nonlinear optical material layer is slowed and heat is trapped in the vicinity of the mask layer, which increases the apparent beam spot diameter, which is disadvantageous for super-resolution reproduction.
【０００７】特開平５−８９５１１号公報、特開平５−
１０９１１７号公報、特開平５−１０９１１９号公報に
は、光学的に読み出し可能な位相ピットが形成された透
明基板上に、温度によって反射率が変化する材料層を形
成した光ディスクが開示されている。前記材料層は、特
開平２−９６９２６号公報における非線形材料層とほぼ
同様な作用により、再生光波長λと対物レンズの開口数
ＮＡによる制限以上の高解像度を得るためのものであ
る。しかし、前記材料層は、再生時に結晶から液体また
は非晶質から液体となる変化が必要なので、高パワーの
再生光が必要となってしまう。Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-89511 and Japanese Unexamined Patent Publication No.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 109117 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-109119 disclose an optical disc in which a material layer whose reflectance changes with temperature is formed on a transparent substrate on which optically readable phase pits are formed. The material layer is for obtaining a high resolution which is equal to or more than the limit due to the reproduction light wavelength λ and the numerical aperture NA of the objective lens, by the action substantially similar to that of the nonlinear material layer in JP-A-2-96926. However, since the material layer needs to change from crystal to liquid or from amorphous to liquid during reproduction, high-power reproduction light is required.
【０００８】特開平６−１１１３６９号公報には、エネ
ルギービームの照射によって情報の追加記録や書き換え
ができる書き込み可能型光ディスクにおいて、記録膜に
加えて、無機物の層に挟まれたマスク層を少なくとも一
層設けた記録用部材が記載されている。このマスク層と
して、色素を含んだ層または融点３００℃以下の無機物
層が例示されており、同公報の実施例１では、ナフタロ
シアニン色素が含まれた厚さ３００nmの有機物層を、ま
た、実施例２では、厚さ２５nmのＴｅ20Ｓｅ80相変化マ
スク層を、それぞれＺｎＳ−ＳｉＯ2 中間層とＮｉ−Ｃ
ｒ反射層との間に設けている。同公報における有機物層
は、再生光ビーム照射による色素の吸収飽和を利用して
再生光ビームスポット径を絞るものであり、また、無機
物層は、溶融することにより再生光ビームスポット径を
絞るものである。Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-111369 discloses a writable optical disc in which information can be additionally recorded and rewritten by irradiation with an energy beam, and at least one mask layer sandwiched between inorganic layers in addition to a recording film. The recording member provided is described. As the mask layer, a layer containing a dye or an inorganic layer having a melting point of 300 ° C. or less is exemplified. In Example 1 of the publication, an organic layer having a thickness of 300 nm containing a naphthalocyanine dye is also used. In Example 2, a 25 nm-thick Te 20 Se 80 phase change mask layer was used for the ZnS—SiO 2 intermediate layer and Ni—C, respectively.
It is provided between the r reflection layer. The organic material layer in the publication is for reducing the reproduction light beam spot diameter by utilizing the absorption saturation of the dye by irradiation of the reproduction light beam, and the inorganic material layer is for reducing the reproduction light beam spot diameter by melting. is there.
【０００９】特開平６−１１１３３０号公報には、非線
形光学効果層により光スポットを絞って高密度光記録再
生を行なう方法が記載されている。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-111330 discloses a method of narrowing a light spot by a non-linear optical effect layer to perform high density optical recording / reproducing.
【００１０】第５５回応用物理学会予稿集１９ｐ−Ｋ−
５には、有機色素のもつ光学非線形性により誘起される
超解像現象を利用して、回折限界以上に高密度記録され
た信号を再生する方法が記載されている。また、同予稿
集１９ａ−Ｓ−７には、有機色素系非線形材料からなる
マスク層（ヒートモード）を用いることにより、ＲＯＭ
再生用のリア・アパーチャー（後方開口）型ディスク超
解像を実現した旨が記載されている。Proceedings of the 55th Japan Society of Applied Physics 19p-K-
5 describes a method of reproducing a signal recorded at a high density above the diffraction limit by utilizing the super-resolution phenomenon induced by the optical nonlinearity of the organic dye. Further, in the same abstract 19a-S-7, a ROM is provided by using a mask layer (heat mode) made of an organic dye-based nonlinear material.
It is described that a rear aperture (rear aperture) type disc super-resolution for reproduction is realized.
【００１１】以上に挙げたように、従来の高密度記録再
生法では、空間周波数２ＮＡ／λで表わされる光学的な
再生限界を、可逆的なマスク効果を示す層を設けること
によって超えようとするものであり、いずれもマスク効
果を示す層に再生光を照射するたびにある種の変化を生
じさせる必要があるので、繰り返し再生に対する耐久性
が低くなってしまう。また、一般的に高パワーの再生光
が必要となる。As described above, in the conventional high-density recording / reproducing method, the optical reproducing limit represented by the spatial frequency 2NA / λ is attempted to be exceeded by providing the layer exhibiting the reversible mask effect. However, in each case, it is necessary to cause some kind of change each time the layer exhibiting the masking effect is irradiated with the reproducing light, so that the durability against repeated reproduction becomes low. Also, generally, high-power reproduction light is required.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、再生
光の短波長化や再生装置の光学系の開口数の増大以外の
方法で光記録媒体の高密度情報の記録および再生を可能
とし、しかも、繰り返し再生に対する特性の劣化を防ぐ
ことである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable recording and reproduction of high density information on an optical recording medium by a method other than shortening the wavelength of reproduction light and increasing the numerical aperture of the optical system of a reproduction apparatus. In addition, it is to prevent deterioration of characteristics due to repeated reproduction.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）のいずれかの構成により達成される。 （１）基体表面上に、マスク層、記録層および反射層を
この順で有し、基体を通した記録光ビーム照射により、
不可逆的変化によって光透過率が増加した再生用窓がマ
スク層に形成されると共に、記録マークが記録層に形成
される光記録媒体。 （２）基体表面上に、下部誘電体層、マスク層、上部誘
電体層、記録層および反射層をこの順で有し、基体を通
した記録光ビーム照射により、マスク層に厚さが不可逆
的に減少した再生用窓が形成されると共に記録層に記録
マークが形成される上記（１）の光記録媒体。 （３）マスク層の融点が１００〜７００℃である上記
（１）または（２）の光記録媒体。 （４）マスク層が、Ｇｅ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓ
ｅ、ＳｂおよびＡｓから選択される少なくとも１種の元
素を含む合金である上記（１）〜（３）のいずれかの光
記録媒体。 （５）マスク層がＧｅ−Ｔｅ合金から構成される上記
（４）の光記録媒体。 （６）マスク層が５０原子％以下のＧｅを含むＧｅ−Ｔ
ｅ合金から構成される上記（５）の光記録媒体。 （７）基体表面上に、マスク層、記録層および反射層を
この順で有する光記録媒体に対し、基体を通して記録光
ビームを照射することにより、マスク層を不可逆的に変
化させて光透過率の増加した再生用窓を形成すると共に
記録層に記録マークを形成する光記録方法。 （８）マスク層の不可逆的変化が厚さの減少である上記
（７）の光記録方法。This and other objects are achieved by any of the following constitutions (1) to (8). (1) A mask layer, a recording layer and a reflective layer are provided in this order on the surface of a substrate, and by irradiation with a recording light beam through the substrate,
An optical recording medium in which a reproducing window having an increased light transmittance due to an irreversible change is formed in a mask layer and a recording mark is formed in the recording layer. (2) A lower dielectric layer, a mask layer, an upper dielectric layer, a recording layer, and a reflective layer are provided in this order on the surface of the substrate, and the thickness of the mask layer is irreversible by irradiation of a recording light beam through the substrate. The optical recording medium according to (1) above, in which a reproduction window that is reduced in number is formed and a recording mark is formed in the recording layer. (3) The optical recording medium according to (1) or (2), wherein the melting point of the mask layer is 100 to 700 ° C. (4) The mask layer is Ge, Ga, Te, Sn, In, S
The optical recording medium according to any one of the above (1) to (3), which is an alloy containing at least one element selected from e, Sb and As. (5) The optical recording medium according to the above (4), wherein the mask layer is made of a Ge—Te alloy. (6) Ge-T in which the mask layer contains 50 atomic% or less of Ge
The optical recording medium of (5) above, which is composed of an e-alloy. (7) By irradiating an optical recording medium having a mask layer, a recording layer, and a reflective layer on the surface of the substrate in this order with a recording light beam through the substrate, the mask layer is irreversibly changed to obtain the light transmittance. An optical recording method for forming a recording mark on a recording layer while forming a reproduction window having an increased number. (8) The optical recording method according to the above (7), wherein the irreversible change of the mask layer is a decrease in thickness.
【００１４】[0014]
【作用および効果】本発明の光記録媒体の構成例を図１
に示す。本発明の光記録媒体では、記録光ビームは基体
２を通して照射される。図１に示す構成の光記録媒体で
は、記録光照射によりマスク層３２の厚さが不可逆的に
減少して多重反射条件が変化し、この部位での光透過率
が高くなって再生用窓３０となる。そして、再生用窓３
０が形成されると共に、記録層４には記録マーク４０が
形成される。記録光ビームスポットは、マスク層面にお
いてガウス分布に近似した強度分布を有するため、再生
用窓形成に必要な温度上昇が生じる領域の径は、波長λ
および開口数ＮＡによって決まるスポット径よりも小さ
くなる。このため、再生用窓の径は記録光ビームスポッ
ト径よりも小径となる。したがって、再生用窓および記
録マークの存在密度をその光学的限界よりも高くするこ
とができる。Operation and effect FIG. 1 shows an example of the structure of the optical recording medium of the present invention.
Shown in In the optical recording medium of the present invention, the recording light beam is emitted through the substrate 2. In the optical recording medium having the structure shown in FIG. 1, the thickness of the mask layer 32 is irreversibly reduced by the irradiation of the recording light, the multiple reflection condition is changed, the light transmittance at this portion is increased, and the reproduction window 30 is formed. Becomes And the reproduction window 3
0 is formed, and the recording mark 40 is formed on the recording layer 4. Since the recording light beam spot has an intensity distribution similar to a Gaussian distribution on the mask layer surface, the diameter of the region where the temperature rise necessary for forming the reproduction window is the wavelength λ
And smaller than the spot diameter determined by the numerical aperture NA. Therefore, the diameter of the reproduction window is smaller than the recording light beam spot diameter. Therefore, the existing density of the reproduction window and the recording mark can be made higher than the optical limit.
【００１５】従来、光学的な再生限界を超えた密度の記
録マークを再生する場合、マスク層の再生光ビームスポ
ット中央付近だけをヒートモードやフォトンモードで変
化させて多重反射条件を可逆的に変化させ、再生対象の
記録マークだけに再生光を照射しかつ隣接する記録マー
クへの照射を防ぐ必要があると考えられていた。しか
し、本発明者らは、記録光ビーム照射によってマスク層
を不可逆的に変化させることにより光学的な微小開口を
形成して再生用窓とし、これを通して再生光を照射する
ことにより、再生光のビームスポット内に複数の再生用
窓が存在するような高密度記録がなされている場合であ
っても、光学的な再生限界を超えた再生が可能であるこ
とを見いだした。Conventionally, when reproducing a recording mark having a density exceeding the optical reproduction limit, the multiple reflection condition is reversibly changed by changing only the vicinity of the center of the reproduction light beam spot of the mask layer in the heat mode or the photon mode. Therefore, it has been considered necessary to irradiate only the recording mark to be reproduced with the reproducing light and prevent the adjacent recording mark from being irradiated. However, the inventors of the present invention irreversibly change the mask layer by irradiating the recording light beam to form an optical minute aperture as a reproduction window, and irradiate the reproduction light through the window to reproduce the reproduction light. It has been found that even when high-density recording is performed in which a plurality of reproduction windows exist in the beam spot, reproduction exceeding the optical reproduction limit is possible.
【００１６】本発明では、再生時にマスク層を変化させ
る必要がないため、再生によるマスク層の変質が防げ、
繰り返し再生に対する耐久性が良好となる。また、低パ
ワーの再生光が利用可能となるので、媒体各部への負担
が少なく、各部の材料の選択の自由度も高くなる。In the present invention, since it is not necessary to change the mask layer at the time of reproduction, alteration of the mask layer due to reproduction can be prevented,
The durability against repeated reproduction is improved. Further, since the reproduction light of low power can be used, the burden on each part of the medium is small, and the degree of freedom in selecting the material of each part is high.
【００１７】[0017]
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.
【００１８】本発明の光記録媒体は、基体表面上に、マ
スク層、記録層および反射層をこの順で有し、基体を通
した記録光ビーム照射により、不可逆的変化によって光
透過率が増加した再生用窓がマスク層に形成されると共
に、記録マークが記録層に形成されるものである。The optical recording medium of the present invention has a mask layer, a recording layer and a reflective layer in this order on the surface of the substrate, and the irradiation of the recording light beam through the substrate increases the light transmittance due to an irreversible change. The reproducing window is formed on the mask layer, and the recording mark is formed on the recording layer.
【００１９】本発明の光記録媒体の構成例を、図１に示
す。図１に示す光記録媒体１は、基体２表面上に、下部
誘電体層３１、マスク層３２、上部誘電体層３３、記録
層４および反射層６をこの順で有し、さらに、記録層４
と反射層６との間に誘電体層５を、反射層６上に保護層
７を有する。An example of the structure of the optical recording medium of the present invention is shown in FIG. The optical recording medium 1 shown in FIG. 1 has a lower dielectric layer 31, a mask layer 32, an upper dielectric layer 33, a recording layer 4 and a reflective layer 6 in this order on the surface of a substrate 2, and further has a recording layer. Four
The dielectric layer 5 is provided between the reflective layer 6 and the reflective layer 6, and the protective layer 7 is provided on the reflective layer 6.
【００２０】図１に示す構成の光記録媒体では、基体２
を通して記録光および再生光が照射される。In the optical recording medium having the structure shown in FIG.
The recording light and the reproducing light are emitted through.
【００２１】基体は、記録光および再生光に対して実質
的に透明である樹脂やガラスから構成することが好まし
い。具体的には、樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート、エポキシ樹脂、ポリオレフィン等の各種樹
脂を用いればよい。基体の形状および寸法は特に限定さ
れないが、通常、ディスク状であり、その厚さは、通
常、０．２〜３mm程度、直径は５０〜３６０mm程度であ
る。基体の表面には、トラッキング用やアドレス用等の
ためのグルーブ等を設けてもよい。The substrate is preferably made of resin or glass which is substantially transparent to recording light and reproducing light. Specifically, as the resin, various resins such as acrylic resin, polycarbonate, epoxy resin and polyolefin may be used. The shape and size of the substrate are not particularly limited, but are usually disk-shaped, and the thickness thereof is usually about 0.2 to 3 mm and the diameter is about 50 to 360 mm. Grooves for tracking, addressing or the like may be provided on the surface of the substrate.
【００２２】記録光照射によりマスク層３２の照射部位
は温度が上昇するため、圧力が急激に上昇して膨張す
る。マスク層３２は、下部誘電体層３１と上部誘電体層
３３とに挟まれているため、主として面内方向に膨張し
て照射部位の厚さが減少する。このとき、通常、図示の
ように下部誘電体層３１と上部誘電体層３３とが変形し
てほとんど接触した状態となり、マスク層３２の厚さが
ほぼゼロとなる。また、このとき、通常、記録層４、誘
電体層５、反射層６などにも変形が生じ、樹脂基体を用
いた場合には、基体２にも変形が生じる。このようにマ
スク層３２の厚さが減少して多重反射条件が変化した領
域が、再生用窓３０となる。再生用窓におけるマスク層
３２の厚さは、前述した作用による再生が可能となるも
のであればよく、特に限定されないが、未記録部の厚さ
に対し、通常、５０％以下、好ましくは３０％以下であ
る。なお、媒体各部にこのような変形が生じていること
は、透過型電子顕微鏡や走査トンネル顕微鏡などにより
確認することができる。Since the temperature of the irradiated portion of the mask layer 32 rises due to the irradiation of the recording light, the pressure sharply rises and expands. Since the mask layer 32 is sandwiched between the lower dielectric layer 31 and the upper dielectric layer 33, the mask layer 32 expands mainly in the in-plane direction to reduce the thickness of the irradiated portion. At this time, the lower dielectric layer 31 and the upper dielectric layer 33 are usually deformed and almost in contact with each other as shown in the figure, and the thickness of the mask layer 32 becomes substantially zero. Further, at this time, usually, the recording layer 4, the dielectric layer 5, the reflective layer 6 and the like are also deformed, and when the resin substrate is used, the substrate 2 is also deformed. The region where the thickness of the mask layer 32 is reduced and the multiple reflection condition is changed serves as the reproduction window 30. The thickness of the mask layer 32 in the reproducing window is not particularly limited as long as the mask layer 32 can be reproduced by the above-described action, but is usually 50% or less, preferably 30% of the thickness of the unrecorded portion. % Or less. Note that such deformation of each part of the medium can be confirmed by a transmission electron microscope or a scanning tunneling microscope.
【００２３】記録光のレーザビームは、マスク層３２付
近に合焦するように照射するが、通常、記録マーク４０
の径も記録光のビームスポットよりも小さくすることが
可能である。The laser beam of the recording light is irradiated so as to focus near the mask layer 32, but normally the recording mark 40 is used.
The diameter of can also be smaller than the beam spot of the recording light.
【００２４】本発明では再生用窓３０を通して記録層４
の記録マーク４０を読み出すため、再生用窓において光
透過率が高くなる必要があり、かつ、再生用窓以外では
光透過率が低い必要がある。このためには、最適な多重
反射条件となるように各層の厚さおよび屈折率を適宜選
択する。In the present invention, the recording layer 4 is passed through the reproduction window 30.
Since the recording mark 40 is read, the light transmittance needs to be high in the reproduction window, and the light transmittance needs to be low in the areas other than the reproduction window. For this purpose, the thickness and refractive index of each layer are appropriately selected so as to obtain the optimum multiple reflection condition.
【００２５】記録光ビームのスポット径に対して再生用
窓の径を小さくするためには、マスク層の体積膨張率の
温度依存性が非線形的であることが好ましい。すなわ
ち、記録光ビームスポットの中央付近の高温領域におい
て体積膨張率が急激に高くなるように、高温において体
積膨張率が高い組成の材料を用いることが好ましい。具
体的には、マスク層の融点付近の高温領域において、体
積膨張率が５×１０-5／deg 以上であることが好まし
い。マスク層の融点は、好ましくは１００〜７００℃、
より好ましくは２００〜６００℃である。マスク層の融
点が高すぎると高パワーの記録光が必要であり、マスク
層の融点が低すぎると、再生時にマスク層が変化してし
まうおそれがある。In order to make the diameter of the reproducing window smaller than the spot diameter of the recording light beam, it is preferable that the temperature dependence of the volume expansion coefficient of the mask layer is non-linear. That is, it is preferable to use a material having a composition having a high volume expansion coefficient at high temperature so that the volume expansion coefficient rapidly increases in the high temperature region near the center of the recording light beam spot. Specifically, the volume expansion coefficient is preferably 5 × 10 −5 / deg or more in a high temperature region near the melting point of the mask layer. The melting point of the mask layer is preferably 100 to 700 ° C.,
More preferably, it is 200 to 600 ° C. If the melting point of the mask layer is too high, high-power recording light is required, and if the melting point of the mask layer is too low, the mask layer may change during reproduction.
【００２６】マスク層の組成は特に限定されないが、低
結晶性半導体系合金であることが好ましい。低結晶性と
は、スパッタ法などにより非晶質状の薄膜を形成し、こ
れを加熱した場合、容易に結晶化しないことを意味す
る。低結晶性合金を用いることにより、マスク層の形状
変化以外の要素を排除することができる。このような合
金としては、Ｇｅ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｅ、Ｓ
ｂおよびＡｓから選択される少なくとも１種の元素を含
むものが好ましく、特に、Ｇｅ−Ｔｅ合金が好ましい。
Ｇｅ−Ｔｅ合金のＧｅ含有率は、好ましくは５０原子％
以下、より好ましくは３５原子％以下であり、好ましく
は５原子％以上である。このような合金は、上述した体
積膨張率の点でも好ましい。Ｇｅ含有率が高すぎると融
点が高くなってしまう。Ｇｅ含有率が低すぎると、転移
点付近での体積膨張率の温度依存性が小さくなってしま
い、上述した効果が得られにくい。なお、Ｇｅ−Ｔｅ合
金中には、３０原子％以下の範囲でＧａ、Ｓｎ、Ｉｎ、
Ｓｅ、Ｓｂ、Ａｓ等やその他の元素が含まれていてもよ
い。The composition of the mask layer is not particularly limited, but a low crystalline semiconductor type alloy is preferable. Low crystallinity means that when an amorphous thin film is formed by a sputtering method or the like and heated, it does not easily crystallize. By using the low crystalline alloy, it is possible to eliminate elements other than the shape change of the mask layer. Examples of such alloys include Ge, Ga, Te, Sn, In, Se and S.
Those containing at least one element selected from b and As are preferable, and Ge—Te alloys are particularly preferable.
The Ge content of the Ge-Te alloy is preferably 50 atom%.
Or less, more preferably 35 atomic% or less, and preferably 5 atomic% or more. Such an alloy is also preferable from the viewpoint of the above-mentioned volume expansion coefficient. If the Ge content is too high, the melting point will be high. If the Ge content is too low, the temperature dependence of the volume expansion coefficient near the transition point becomes small, and it is difficult to obtain the above effects. In the Ge-Te alloy, Ga, Sn, In, and
Se, Sb, As, etc. and other elements may be contained.
【００２７】マスク層の好ましい厚さは、その組成や他
の層の構成によっても異なるが、好ましくは３〜２００
nm、より好ましくは５〜１００nmである。マスク層が薄
すぎると再生用窓以外でのマスク効果が不十分となり、
厚すぎると再生用窓の形成に大きなパワーが必要となっ
てしまう。The preferred thickness of the mask layer varies depending on its composition and the constitution of other layers, but is preferably 3 to 200.
nm, more preferably 5 to 100 nm. If the mask layer is too thin, the masking effect other than the window for reproduction becomes insufficient,
If it is too thick, a large amount of power is required to form the reproduction window.
【００２８】マスク層の形成方法は特に限定されず、ス
パッタ法や蒸着法などから適宜選択すればよい。The method for forming the mask layer is not particularly limited and may be appropriately selected from the sputtering method, the vapor deposition method and the like.
【００２９】マスク層３２は、下部誘電体層３１と上部
誘電体層３３とに挟まれている。このような構成とする
ことにより、上記した作用による再生用窓の形成が容易
となる。各誘電体層の構成材料は特に限定されず、例え
ば、ＳｉＯ2 や、ＳｉＯ2 とＺｎＳとの混合物、Ｌａ、
Ｓｉ、ＯおよびＮを含有するいわゆるＬａＳｉＯＮ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、ＯおよびＮを含有するいわゆるＳｉＡｌＯ
Ｎ、Ｙを含有するＳｉＡｌＯＮ、ＮｄＳｉＯＮなどを用
いればよい。各誘電体層の厚さは特に限定されず、上述
した効果が十分に発揮できるように適宜決定すればよい
が、通常、各誘電体層の厚さは１０〜１００nmとするこ
とが好ましい。各誘電体層は、スパッタ法や蒸着法等の
気相成長法により形成することが好ましい。The mask layer 32 is sandwiched between the lower dielectric layer 31 and the upper dielectric layer 33. With such a structure, it becomes easy to form the reproduction window by the above-described action. The constituent material of each dielectric layer is not particularly limited. For example, SiO 2 , a mixture of SiO 2 and ZnS, La,
So-called LaSiON, S containing Si, O and N
So-called SiAlO containing i, Al, O and N
SiAlON containing N, Y, NdSiON or the like may be used. The thickness of each dielectric layer is not particularly limited and may be appropriately determined so that the above-mentioned effects can be sufficiently exhibited, but normally, the thickness of each dielectric layer is preferably 10 to 100 nm. Each dielectric layer is preferably formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method or a vapor deposition method.
【００３０】本発明の効果は記録層４の構成には依存し
ない。例えば、希土類元素−遷移元素合金系等の光磁気
型の記録層を有する光磁気記録媒体、Ｓｂ2 Ｓｅ3 等の
非晶質−結晶間相変化を利用する相変化型の記録層を有
する光記録媒体、シアニン色素等の有機色素を記録材料
に用いた追記型の記録層を有する光記録媒体などのいず
れにも本発明を適用することができるが、本発明では上
述したように不可逆的な変化により再生用窓を形成する
ので、記録層が書き換え可能型のものであっても本発明
の光記録媒体は追記型として用いられる。記録層の厚さ
は、その組成などに応じて適宜決定すればよい。The effect of the present invention does not depend on the structure of the recording layer 4. For example, a magneto-optical recording medium having a magneto-optical recording layer such as a rare earth element-transition element alloy system, or a light having a phase-change recording layer utilizing an amorphous-crystal phase change such as Sb 2 Se 3 The present invention can be applied to any of a recording medium, an optical recording medium having a write-once type recording layer in which an organic dye such as a cyanine dye is used as a recording material, but in the present invention, it is irreversible as described above. Since the reproducing window is formed by the change, the optical recording medium of the present invention can be used as a write-once type even if the recording layer is a rewritable type. The thickness of the recording layer may be appropriately determined according to its composition and the like.
【００３１】図示例では、相変化型の記録層を用いてい
るため、記録層４と反射層６との間に誘電体層５を設け
ている。誘電体層５は、前述した下部誘電体層や上部誘
電体層と同様にして形成すればよい。In the illustrated example, since the phase change type recording layer is used, the dielectric layer 5 is provided between the recording layer 4 and the reflective layer 6. The dielectric layer 5 may be formed in the same manner as the lower dielectric layer and the upper dielectric layer described above.
【００３２】反射層６は、媒体からの反射光量を増加さ
せるために設けられる。反射層の材質は特に限定され
ず、通常、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ等の単体ある
いはこれらの１種以上を含む合金などの高反射率金属か
ら構成すればよい。反射層の厚さは、３０〜１５０nmと
することが好ましい。反射層が薄すぎると十分な反射率
が得にくくなる。反射層を厚くしても反射率の向上は小
さく、コスト的に不利になる。反射層は、スパッタ法や
蒸着法等の気相成長法により形成することが好ましい。The reflective layer 6 is provided to increase the amount of light reflected from the medium. The material of the reflective layer is not particularly limited, and may be usually composed of a simple substance such as Al, Au, Ag, Pt, and Cu, or a high reflectance metal such as an alloy containing one or more of these. The thickness of the reflective layer is preferably 30 to 150 nm. If the reflective layer is too thin, it becomes difficult to obtain sufficient reflectance. Even if the reflective layer is thickened, the improvement in reflectance is small, which is disadvantageous in cost. The reflective layer is preferably formed by a vapor phase growth method such as a sputtering method or a vapor deposition method.
【００３３】保護層７は、耐擦傷性や耐食性の向上のた
めに設けられる。この保護層は種々の有機系の物質から
構成されることが好ましいが、特に、放射線硬化型化合
物やその組成物を、電子線、紫外線等の放射線により硬
化させた物質から構成されることが好ましい。保護層の
厚さは、通常、０．１〜１００μm 程度であり、スピン
コート、グラビア塗布、スプレーコート、ディッピング
等、通常の方法により形成すればよい。The protective layer 7 is provided for improving scratch resistance and corrosion resistance. This protective layer is preferably composed of various organic substances, but particularly preferably composed of a substance obtained by curing a radiation-curable compound or its composition with radiation such as electron beam or ultraviolet ray. . The thickness of the protective layer is usually about 0.1 to 100 μm, and may be formed by a usual method such as spin coating, gravure coating, spray coating, dipping or the like.
【００３４】記録光および再生光のパワーは特に限定さ
れず、媒体の構成および媒体に対する各光のビームスポ
ットの相対線速度によっても異なるので、実験的に決定
すればよい。各ビームスポットに対する媒体の相対線速
度は特に限定されず、前述した作用による記録および再
生が可能なように適宜設定すればよいが、通常、１〜２
０m/s 程度である。The powers of the recording light and the reproducing light are not particularly limited and may be determined experimentally because they vary depending on the structure of the medium and the relative linear velocity of the beam spot of each light with respect to the medium. The relative linear velocity of the medium with respect to each beam spot is not particularly limited, and may be appropriately set so that recording and reproduction can be performed by the above-mentioned action, but normally 1 to 2
It is about 0 m / s.
【００３５】なお、以上では、マスク層の厚さが不可逆
的に変化する構成の媒体について説明したが、本発明で
はこの構成に限らず、マスク層の記録光ビーム照射部が
不可逆的に変化して多重反射条件が変化し、これにより
上記再生用窓に相当するものが形成される構成であれば
よい。例えば、記録光波長に吸収を有する色素等を用い
てマスク層を形成し、記録光照射により熱分解させて光
学定数を変化させ、かつ再生光照射時にはこのような変
化が生じないようにすれば、再生用窓として利用するこ
とができる。また、相変化材料をマスク層に用いても、
同様にして再生用窓の形成が可能である。ただし、機能
が高くしかも安定性の良好な再生用窓が形成できること
から、前述したようにマスク層の厚さを減少させる構成
が好ましい。Although the medium having the structure in which the thickness of the mask layer changes irreversibly has been described above, the present invention is not limited to this structure, and the recording light beam irradiation portion of the mask layer changes irreversibly. Therefore, the multiple reflection condition is changed so that a structure corresponding to the reproduction window is formed. For example, if a mask layer is formed by using a dye or the like having an absorption at the recording light wavelength, the recording light irradiation causes thermal decomposition to change the optical constant, and such a change does not occur when reproducing light is irradiated. , Can be used as a playback window. Moreover, even if a phase change material is used for the mask layer,
Similarly, a reproduction window can be formed. However, since a reproducing window having a high function and good stability can be formed, it is preferable to reduce the thickness of the mask layer as described above.
【００３６】また、以上では基体の片面だけに記録部を
設けた片面型媒体について説明したが、記録部を内封す
るように一対の片面型媒体を張り合わせて両面型の媒体
としてもよい。In the above description, the single-sided medium in which the recording portion is provided on only one surface of the substrate has been described. However, a pair of single-sided media may be laminated so as to seal the recording portion to form a double-sided medium.
【００３７】[0037]
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.
【００３８】＜実施例１＞射出成形によりトラックピッ
チが１．６μm となるようにグルーブを同時形成した直
径１３０mm、厚さ１．２mmのディスク状ポリカーボネー
ト基体の表面に、下部誘電体層（厚さ２０nmのＳｉＯ
2 ）、マスク層（厚さ２５nmのＧｅ30Ｔｅ70）、上部誘
電体層（厚さ２０nmのＳｉＯ2 ）、相変化型の記録層
（厚さ１７nmのＡｇ9 Ｓｂ55Ｔｅ30Ｉｎ5 Ｖ1 合金）、
誘電体層（厚さ２０nmのＺｎＳ−ＳｉＯ2 ）、反射層
（厚さ１００nmのＡｕ）および保護層（厚さ５μm の紫
外線硬化型樹脂）を順次形成して、本発明の光記録ディ
スクサンプルを作製した。Example 1 A lower dielectric layer (thickness) was formed on the surface of a disk-shaped polycarbonate substrate having a diameter of 130 mm and a thickness of 1.2 mm in which grooves were simultaneously formed by injection molding so that the track pitch was 1.6 μm. 20 nm SiO
2 ), mask layer (25 nm thick Ge 30 Te 70 ), upper dielectric layer (20 nm thick SiO 2 ), phase change recording layer (17 nm thick Ag 9 Sb 55 Te 30 In 5 V 1 alloy),
A dielectric layer (ZnS-SiO 2 having a thickness of 20 nm), a reflection layer (Au having a thickness of 100 nm) and a protective layer (a UV-curable resin having a thickness of 5 μm) were sequentially formed to obtain an optical recording disk sample of the present invention. It was made.
【００３９】また、下部誘電体層、マスク層および上部
誘電体層を設けず、替わりに基体と記録層との間に誘電
体層（厚さ１７０nmのＺｎＳ−ＳｉＯ2 ）を設けた他は
上記と同様にして、比較サンプルを作製した。Further, the lower dielectric layer, the mask layer and the upper dielectric layer are not provided, but instead a dielectric layer (ZnS-SiO 2 having a thickness of 170 nm) is provided between the substrate and the recording layer. A comparative sample was prepared in the same manner as in.
【００４０】各誘電体層、マスク層、記録層および反射
層は、スパッタ法により形成した。Each dielectric layer, mask layer, recording layer and reflective layer were formed by sputtering.
【００４１】各サンプルを線速度２．８m/s で回転させ
ながら信号を記録した。記録レーザ光の波長λは７８０
nm、光学系の開口数ＮＡは０．５とし、カットオフ空間
周波数２ＮＡ／λを超える記録マーク（０．３５μm 長
マーク）を形成するために、４MHz の信号を記録した。
バイアスパワーは３mWとし、記録パワーＰW が１５mWと
なるように変調したレーザ光を記録光とした。なお、こ
れらのサンプルは、記録マークの反射率が低下するタイ
プである。The signal was recorded while rotating each sample at a linear velocity of 2.8 m / s. The wavelength λ of the recording laser light is 780
nm, the numerical aperture NA of the optical system was set to 0.5, and a 4 MHz signal was recorded to form a recording mark (0.35 μm long mark) exceeding the cutoff spatial frequency 2NA / λ.
The bias power was 3 mW, and the laser light modulated so that the recording power P W was 15 mW was used as the recording light. Note that these samples are of a type in which the reflectance of the recording mark decreases.
【００４２】次に、再生パワーＰR を表１に示すように
変えながら、各サンプルの再生を行なってＣ／Ｎを測定
した。再生光の波長および光学系の開口数は記録時と同
じとした。本発明サンプルのＣ／Ｎから比較サンプルの
Ｃ／Ｎを減じた値（ΔＣ／Ｎ）を、表１に示す。Next, while changing the reproducing power P R as shown in Table 1, each sample was reproduced and the C / N was measured. The wavelength of the reproducing light and the numerical aperture of the optical system were the same as those at the time of recording. Table 1 shows the value (ΔC / N) obtained by subtracting the C / N of the comparative sample from the C / N of the sample of the present invention.
【００４３】[0043]
【表１】 [Table 1]
【００４４】表１から、本発明サンプルでは、マスク層
を設けない比較サンプルよりも著しく高いＣ／Ｎが得ら
れることがわかる。しかも、このときに必要とされる再
生パワーは、２．５〜３．５mWという低いものである。
なお、再生パワー２mW以下で本発明サンプルのＣ／Ｎが
それほど高くないのは、構成層数が多いために媒体とし
ての光反射率がやや低いためであると考えられる。From Table 1, it can be seen that the sample of the present invention has a significantly higher C / N than the comparative sample having no mask layer. Moreover, the reproducing power required at this time is as low as 2.5 to 3.5 mW.
Incidentally, the reason why the C / N of the sample of the present invention is not so high at the reproducing power of 2 mW or less is considered to be that the light reflectance as the medium is rather low due to the large number of constituent layers.
【００４５】記録後の本発明サンプルを酸処理して、下
部誘電体層３１、マスク層３２および上部誘電体層３３
からなる積層体を単離した。この積層体の透過型電子顕
微鏡写真を、図２に示す。この写真から、記録レーザ光
照射によりマスク層の厚さが減少した再生用窓が形成さ
れていることがわかる。The sample of the present invention after recording is subjected to an acid treatment to lower dielectric layer 31, mask layer 32 and upper dielectric layer 33.
Was isolated. A transmission electron micrograph of this laminate is shown in FIG. From this photograph, it can be seen that the reproducing window in which the thickness of the mask layer is reduced by the irradiation of the recording laser light is formed.
【００４６】また、記録後の本発明サンプルの記録層４
から上側の層を剥離し、上部誘電体層３３の表面を走査
トンネル顕微鏡により測定したところ、再生用窓では深
さ５〜８nmの陥没が確認された。The recording layer 4 of the sample of the present invention after recording
When the upper layer was peeled off and the surface of the upper dielectric layer 33 was measured by a scanning tunneling microscope, a depression having a depth of 5 to 8 nm was confirmed in the reproducing window.
【００４７】以上の実施例の結果から、本発明の効果が
明らかである。From the results of the above examples, the effect of the present invention is clear.
【図１】本発明の光記録媒体の構成例を示す部分断面図
である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration example of an optical recording medium of the present invention.
【図２】記録後の下部誘電体層３１、マスク層３２およ
び上部誘電体層３３からなる積層体の透過型電子顕微鏡
写真である。FIG. 2 is a transmission electron micrograph of a laminated body including a lower dielectric layer 31, a mask layer 32, and an upper dielectric layer 33 after recording.
２ 基体 ３０ 再生用窓 ３１ 下部誘電体層 ３２ マスク層 ３３ 上部誘電体層 ４ 記録層 ４０ 記録マーク ５ 誘電体層 ６ 反射層 ７ 保護層 2 substrate 30 reproducing window 31 lower dielectric layer 32 mask layer 33 upper dielectric layer 4 recording layer 40 recording mark 5 dielectric layer 6 reflective layer 7 protective layer
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年２月２４日[Submission date] February 24, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図２[Name of item to be corrected] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図２】 [Fig. 2]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富永 淳二 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junji Tominaga 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation
Claims (8)
反射層をこの順で有し、基体を通した記録光ビーム照射
により、不可逆的変化によって光透過率が増加した再生
用窓がマスク層に形成されると共に、記録マークが記録
層に形成される光記録媒体。1. A reproducing window having a mask layer, a recording layer and a reflective layer in this order on the surface of a substrate, and having a light transmittance increased by irreversible change by irradiation of a recording light beam through the substrate is a mask. An optical recording medium having a recording mark formed on the recording layer while being formed on the recording layer.
層、上部誘電体層、記録層および反射層をこの順で有
し、基体を通した記録光ビーム照射により、マスク層に
厚さが不可逆的に減少した再生用窓が形成されると共に
記録層に記録マークが形成される請求項１の光記録媒
体。2. A mask layer having a lower dielectric layer, a mask layer, an upper dielectric layer, a recording layer and a reflective layer in this order on the surface of a substrate, and irradiating a recording light beam through the substrate to obtain a thickness of the mask layer. The optical recording medium according to claim 1, wherein a reproduction window having an irreversibly decreased number is formed and a recording mark is formed on the recording layer.
る請求項１または２の光記録媒体。3. The optical recording medium according to claim 1, wherein the melting point of the mask layer is 100 to 700 ° C.
Ｉｎ、Ｓｅ、ＳｂおよびＡｓから選択される少なくとも
１種の元素を含む合金である請求項１〜３のいずれかの
光記録媒体。4. The mask layer is made of Ge, Ga, Te, Sn,
The optical recording medium according to claim 1, which is an alloy containing at least one element selected from In, Se, Sb and As.
る請求項４の光記録媒体。5. The optical recording medium according to claim 4, wherein the mask layer is composed of a Ge—Te alloy.
Ｇｅ−Ｔｅ合金から構成される請求項５の光記録媒体。6. The optical recording medium according to claim 5, wherein the mask layer is composed of a Ge—Te alloy containing Ge in an amount of 50 atomic% or less.
反射層をこの順で有する光記録媒体に対し、基体を通し
て記録光ビームを照射することにより、マスク層を不可
逆的に変化させて光透過率の増加した再生用窓を形成す
ると共に記録層に記録マークを形成する光記録方法。7. An optical recording medium having a mask layer, a recording layer, and a reflective layer on the surface of a substrate in this order is irradiated with a recording light beam through the substrate to irreversibly change the mask layer to emit light. An optical recording method for forming a recording window on a recording layer while forming a reproducing window having an increased transmittance.
ある請求項７の光記録方法。8. The optical recording method according to claim 7, wherein the irreversible change of the mask layer is a decrease in thickness.
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