JP2001273671A - 光記録媒体用薄膜構造 - Google Patents
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- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 全可視光スペクトルにおける高密度記録、高
解像度記録、高倍速記録および高互換性のある記録を可
能とする光記録媒体用薄膜構造を提供する。 【解決手段】 光記録媒体用薄膜構造は、少なくとも基
板１０と、基板上に形成される透明層３０と、その上に
形成される反射層４０とを有している。光記録媒体が光
学ビームに照射されると、透明層３０と反射層４０との
界面近くに、光学変調を生じ、記録点として作用する半
透明反射領域３５が形成される。半透明反射領域３５
は、光学ビーム照射による透明層３０と反射層４０との
反応によって形成された合金／化合物領域であり、この
ような領域の存在により、透明層の効果的光学厚さの減
少、光学定数の変化した領域の形成、又は光学偏光角の
変化を生じる。これらの作用の少なくとも１つにより、
光媒体に信号変調を導く光学コントラストが記録の前後
に生じる。
解像度記録、高倍速記録および高互換性のある記録を可
能とする光記録媒体用薄膜構造を提供する。 【解決手段】 光記録媒体用薄膜構造は、少なくとも基
板１０と、基板上に形成される透明層３０と、その上に
形成される反射層４０とを有している。光記録媒体が光
学ビームに照射されると、透明層３０と反射層４０との
界面近くに、光学変調を生じ、記録点として作用する半
透明反射領域３５が形成される。半透明反射領域３５
は、光学ビーム照射による透明層３０と反射層４０との
反応によって形成された合金／化合物領域であり、この
ような領域の存在により、透明層の効果的光学厚さの減
少、光学定数の変化した領域の形成、又は光学偏光角の
変化を生じる。これらの作用の少なくとも１つにより、
光媒体に信号変調を導く光学コントラストが記録の前後
に生じる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体用薄膜
構造、特に、全可視光スペクトルにおける高密度記録、
高解像度記録、高倍速記録および高互換性のある記録を
可能とする光記録媒体用薄膜構造およびその互換材料に
関するものである。
構造、特に、全可視光スペクトルにおける高密度記録、
高解像度記録、高倍速記録および高互換性のある記録を
可能とする光記録媒体用薄膜構造およびその互換材料に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光記録媒体には、書き込みが容易で、デ
ータを長く保存できるといった長所があり、電子出版
物、マルチメディアデータの保存、および大量のファイ
ルのバックアップなどに汎用されている。このような従
来の光記録媒体は、基板、反応層、反射層、および保護
層を含んで構成されるが、このような構造では、反応層
が主要な記録要素であり、一般的には、有機染料から作
られている。
ータを長く保存できるといった長所があり、電子出版
物、マルチメディアデータの保存、および大量のファイ
ルのバックアップなどに汎用されている。このような従
来の光記録媒体は、基板、反応層、反射層、および保護
層を含んで構成されるが、このような構造では、反応層
が主要な記録要素であり、一般的には、有機染料から作
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機染
料から形成される反応層には、以下のような欠点があっ
た。 （１）有機染料は光に照射されると劣化し易いため、製
品（記録前）の貯蔵寿命が短くなる。 （２）光記録媒体用の有機染料の開発が、将来、高密度
の光記録へと発展する見込みが少ない。 （３）特定の光記録システムにおいて、有機染料の形成
は狭い光帯域幅で反応し、特定の波長の光源を用いて記
録する。 （４）有機染料を作るには有機溶剤を必要とするが、こ
の有機溶剤により環境汚染を引き起こす可能性がある。
料から形成される反応層には、以下のような欠点があっ
た。 （１）有機染料は光に照射されると劣化し易いため、製
品（記録前）の貯蔵寿命が短くなる。 （２）光記録媒体用の有機染料の開発が、将来、高密度
の光記録へと発展する見込みが少ない。 （３）特定の光記録システムにおいて、有機染料の形成
は狭い光帯域幅で反応し、特定の波長の光源を用いて記
録する。 （４）有機染料を作るには有機溶剤を必要とするが、こ
の有機溶剤により環境汚染を引き起こす可能性がある。
【０００４】さらに、関連する公知技術としての特開平
06-171236号公報などにおいては、Ａｌ／Ａｕ反射層と
Ｇｅ反応層とを備える無機の光記録媒体が開示されてい
る。このような構造では、反射率を７０％も上昇させる
ことができるが、記録後の光コントラストを高めること
ができるのみであって、低くすることができないため、
現在の光記録媒体の信号変調の仕様と非互換的であり、
この応用に限定されている。
06-171236号公報などにおいては、Ａｌ／Ａｕ反射層と
Ｇｅ反応層とを備える無機の光記録媒体が開示されてい
る。このような構造では、反射率を７０％も上昇させる
ことができるが、記録後の光コントラストを高めること
ができるのみであって、低くすることができないため、
現在の光記録媒体の信号変調の仕様と非互換的であり、
この応用に限定されている。
【０００５】また、米国特許第5,458,941号明細書にお
いては、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｕ−Ｃｏ、またはＡｌ−Ｔｉか
らなる反射層、ならびに半導体材料からなる反応層が開
示されている。このような反射層は、記録光ビームの入
射面に堆積することにより反射率を高めるものである。
しかしながら、この設計にはより高い記録パワーレベル
（recordable power level）が必要であるため、この応
用に限定されている。
いては、Ａｕ−Ｃｒ、Ａｕ−Ｃｏ、またはＡｌ−Ｔｉか
らなる反射層、ならびに半導体材料からなる反応層が開
示されている。このような反射層は、記録光ビームの入
射面に堆積することにより反射率を高めるものである。
しかしながら、この設計にはより高い記録パワーレベル
（recordable power level）が必要であるため、この応
用に限定されている。
【０００６】さらにまた、特開平08-274809号公報にお
いては、半導体層および反射金属層からなり、光を照射
する間に結晶効果（crystalline effect）を誘導する半
導体／金属コンタクトを製造できる記録層が開示されて
いる。この文献に開示されているアモルファス半導体層
（Ｓｉなどの反応層）は、半導体／金属（Ｓｉ／Ａｌな
ど）界面から結晶化し、それによって記録層の反射率が
変調する結果となる。しかしながら、アモルファス／結
晶変換により生じる信号の変調は小さくて制限されてい
るため、設計の応用可能性が光記録媒体の多様な仕様に
制限されてしまう。
いては、半導体層および反射金属層からなり、光を照射
する間に結晶効果（crystalline effect）を誘導する半
導体／金属コンタクトを製造できる記録層が開示されて
いる。この文献に開示されているアモルファス半導体層
（Ｓｉなどの反応層）は、半導体／金属（Ｓｉ／Ａｌな
ど）界面から結晶化し、それによって記録層の反射率が
変調する結果となる。しかしながら、アモルファス／結
晶変換により生じる信号の変調は小さくて制限されてい
るため、設計の応用可能性が光記録媒体の多様な仕様に
制限されてしまう。
【０００７】このように公知技術においては、無機材料
型の光記録媒体も有機材料型の光記録媒体も、全可視光
領域における高密度記録の要求を満たすことはできない
という課題があった。本発明は、全可視光スペクトルに
おける高密度記録、高解像度記録、高倍速記録および高
互換性のある記録を可能にした光記録媒体用薄膜構造を
提供することを目的とする。
型の光記録媒体も有機材料型の光記録媒体も、全可視光
領域における高密度記録の要求を満たすことはできない
という課題があった。本発明は、全可視光スペクトルに
おける高密度記録、高解像度記録、高倍速記録および高
互換性のある記録を可能にした光記録媒体用薄膜構造を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体用薄
膜構造は、上記目的を達成するために、少なくとも基板
と、その基板上に形成される透明層と、その透明層上に
形成される反射層とを有し、光ビームの照射によって、
透明層と反射層との界面近くに、光学変調を生じるとと
もに、記録点として作用するような半透明反射領域を形
成しうることを特徴とする。
膜構造は、上記目的を達成するために、少なくとも基板
と、その基板上に形成される透明層と、その透明層上に
形成される反射層とを有し、光ビームの照射によって、
透明層と反射層との界面近くに、光学変調を生じるとと
もに、記録点として作用するような半透明反射領域を形
成しうることを特徴とする。
【０００９】本発明の光記録媒体用薄膜構造において
は、透明層および反射層の加熱に光ビームが利用され、
その光ビーム照射によって、透明層と反射層との界面近
くに、透明層と反射層との中間的な化学成分を有する半
透明反射領域が形成される。すなわち、この半透明反射
領域は、透明層を構成する成分と反射層を構成する成分
とが、照射された光ビームの熱エネルギーを受けて反応
した結果生成される合金および／または化合物を含んで
形成され、以下のような作用・効果を有する（以下、
「合金／化合物効果」と言う）。
は、透明層および反射層の加熱に光ビームが利用され、
その光ビーム照射によって、透明層と反射層との界面近
くに、透明層と反射層との中間的な化学成分を有する半
透明反射領域が形成される。すなわち、この半透明反射
領域は、透明層を構成する成分と反射層を構成する成分
とが、照射された光ビームの熱エネルギーを受けて反応
した結果生成される合金および／または化合物を含んで
形成され、以下のような作用・効果を有する（以下、
「合金／化合物効果」と言う）。
【００１０】（１）透明層の効果的厚さを減少させ、そ
れぞれの光路長を変えることにより、建設的干渉パター
ンあるいは破壊的干渉パターンを変化させること、
（２）光学定数（屈折率ｎ＆消光係数ｋ）を変化させる
ことにより、反射強度を変化させること、（３）偏光角
を変化させること、である。本発明における半透明反射
領域は、上記（１）〜（３）に記載した作用効果のう
ち、少なくとも１つを有するように設計され、そのよう
な作用効果によって、記録の前後において、光コントラ
ストを生成するメカニズムを構成する。
れぞれの光路長を変えることにより、建設的干渉パター
ンあるいは破壊的干渉パターンを変化させること、
（２）光学定数（屈折率ｎ＆消光係数ｋ）を変化させる
ことにより、反射強度を変化させること、（３）偏光角
を変化させること、である。本発明における半透明反射
領域は、上記（１）〜（３）に記載した作用効果のう
ち、少なくとも１つを有するように設計され、そのよう
な作用効果によって、記録の前後において、光コントラ
ストを生成するメカニズムを構成する。
【００１１】したがって、本発明による光記録媒体用薄
膜構造および互換性材料は、 （１）全可視光領域内での記録、（２）高密度の記録、
（３）高倍速の記録、（４）高解像度の記録、（５）多
様な光記録媒体フォーマットと高互換性のある記録を、
それぞれ可能にするものである。その理由は、以下の通
りである。
膜構造および互換性材料は、 （１）全可視光領域内での記録、（２）高密度の記録、
（３）高倍速の記録、（４）高解像度の記録、（５）多
様な光記録媒体フォーマットと高互換性のある記録を、
それぞれ可能にするものである。その理由は、以下の通
りである。
【００１２】（１）反射層の金属または合金は十分な強
度の光を反射し、透明層の材料と反応して、最適な光コ
ントラストのレベルを達成できるような全可視光領域内
のいずれの波長においても、半透明反射領域を形成する
ため、本発明の薄膜構造は、記録光の幅が広いスペクト
ルに適用される。 （２）高熱伝導性を備えた反射層により、半透明反射領
域の寸法が減少し、これにより記録密度が増加する。 （３）高熱伝導性を備えた反射層による熱放散が速いこ
とにより、反応速度を増加することができ、これにより
記録速度を増加することができる。 （４）半透明反射領域を生成する反応には、明確なしき
いエネルギー密度が必要であるため、半透明反射領域の
縁が鋭く鮮明になり、高解像度の記録点が生じる。 （５）記録パワーは、反射層用の適当な材料を選択する
ことにより容易に調整することができるため、本発明の
光記録媒体用薄膜構造は、多様な光記録媒体の記録パワ
ーの要求に適応することができる。
度の光を反射し、透明層の材料と反応して、最適な光コ
ントラストのレベルを達成できるような全可視光領域内
のいずれの波長においても、半透明反射領域を形成する
ため、本発明の薄膜構造は、記録光の幅が広いスペクト
ルに適用される。 （２）高熱伝導性を備えた反射層により、半透明反射領
域の寸法が減少し、これにより記録密度が増加する。 （３）高熱伝導性を備えた反射層による熱放散が速いこ
とにより、反応速度を増加することができ、これにより
記録速度を増加することができる。 （４）半透明反射領域を生成する反応には、明確なしき
いエネルギー密度が必要であるため、半透明反射領域の
縁が鋭く鮮明になり、高解像度の記録点が生じる。 （５）記録パワーは、反射層用の適当な材料を選択する
ことにより容易に調整することができるため、本発明の
光記録媒体用薄膜構造は、多様な光記録媒体の記録パワ
ーの要求に適応することができる。
【００１３】さらに、本発明の光記録媒体用薄膜構造お
よびその互換材料は、以下のような長所を有している。 （１）本発明の光記録媒体の材料は、広域の波長におい
て記録することができるとともに、ＣＤシステムや開発
中のＤＶＤシステムだけでなく、青光波長の光記録シス
テムに適用することもできる。 （２）両層の最適な熱特性（熱伝導性、熱容量、形成
熱）を選択することにより、記録点を小さく且つ迅速に
形成することができ、高倍速、高密度の光記録媒体に適
用させることができる。
よびその互換材料は、以下のような長所を有している。 （１）本発明の光記録媒体の材料は、広域の波長におい
て記録することができるとともに、ＣＤシステムや開発
中のＤＶＤシステムだけでなく、青光波長の光記録シス
テムに適用することもできる。 （２）両層の最適な熱特性（熱伝導性、熱容量、形成
熱）を選択することにより、記録点を小さく且つ迅速に
形成することができ、高倍速、高密度の光記録媒体に適
用させることができる。
【００１４】本発明の薄膜構造において、反射層上には
保護層（lacquer）を形成することができ、その保護層
の材質としてはポリマーが用いられ、その厚みは数μｍ
とすることが望ましい。また、本発明の薄膜構造は、現
在のコンパクトディスクシステムに従った、あるいはそ
れとは逆の光反射コントラストを生成する薄膜構造およ
びその互換材料を提供する。
保護層（lacquer）を形成することができ、その保護層
の材質としてはポリマーが用いられ、その厚みは数μｍ
とすることが望ましい。また、本発明の薄膜構造は、現
在のコンパクトディスクシステムに従った、あるいはそ
れとは逆の光反射コントラストを生成する薄膜構造およ
びその互換材料を提供する。
【００１５】さらに、本発明の薄膜構造で用いられる無
機材料は、しきい光強度レベルにおいてのみ反応を開始
し、薄膜構造は一般の周囲光に対して無反応であるた
め、光学的により安定しており、有機型の記録媒体と比
較してほとんど劣化しない。
機材料は、しきい光強度レベルにおいてのみ反応を開始
し、薄膜構造は一般の周囲光に対して無反応であるた
め、光学的により安定しており、有機型の記録媒体と比
較してほとんど劣化しない。
【００１６】また、本発明の薄膜構造では無機材料を使
用するため、有機溶剤を使用する必要がなく、環境に対
する影響を軽減することができる。
用するため、有機溶剤を使用する必要がなく、環境に対
する影響を軽減することができる。
【発明の実施の形態】
【００１７】以下、全可視光スペクトルにおける高密度
記録、高解像度記録、高倍速記録および高互換性のある
記録を可能にした本発明の光記録媒体用薄膜構造および
その互換材料の実施例について、添付図面を参照にしな
がら説明する。
記録、高解像度記録、高倍速記録および高互換性のある
記録を可能にした本発明の光記録媒体用薄膜構造および
その互換材料の実施例について、添付図面を参照にしな
がら説明する。
【００１８】まず、本発明による光記録媒体の製造工程
について説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照
すると、光記録媒体の製造工程は、まず基板１０を形成
することから開始される。基板１０は、通常はガラスま
たはポリカーボネートから形成される。そして、基板１
０上には、任意の第１熱操作（thermal-manipulating）
層２０を形成することができる。
について説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照
すると、光記録媒体の製造工程は、まず基板１０を形成
することから開始される。基板１０は、通常はガラスま
たはポリカーボネートから形成される。そして、基板１
０上には、任意の第１熱操作（thermal-manipulating）
層２０を形成することができる。
【００１９】次いで、透明層３０を基板１０または任意
の第１熱操作層２０上に堆積する。透明層３０の厚さ
は、約５〜２００ｎｍの範囲内である。透明層３０は、
Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、Ｇ
ａＳｂ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物、酸化スズ、酸化
インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン、Ｓｂ−Ｓｎ酸化
物、およびこれらの化合物からなる群より選ばれる材料
からなる。
の第１熱操作層２０上に堆積する。透明層３０の厚さ
は、約５〜２００ｎｍの範囲内である。透明層３０は、
Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、Ｇ
ａＳｂ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物、酸化スズ、酸化
インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン、Ｓｂ−Ｓｎ酸化
物、およびこれらの化合物からなる群より選ばれる材料
からなる。
【００２０】次に、反射層４０を透明層３０上に形成す
る。反射層４０の厚さは、約１〜５００ｎｍの範囲内で
ある。反射層４０は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔａ、これらの合
金およびまたは化合物からなる群より選ばれる材料から
なる。
る。反射層４０の厚さは、約１〜５００ｎｍの範囲内で
ある。反射層４０は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔａ、これらの合
金およびまたは化合物からなる群より選ばれる材料から
なる。
【００２１】透明層３０および反射層４０の厚さおよび
化学成分は、光ビームによって加熱されると、透明層３
０および反射層４０が反応して半透明反射領域３５を形
成する（図２（Ａ）および図２（Ｂ）参照）ように設計
されている。
化学成分は、光ビームによって加熱されると、透明層３
０および反射層４０が反応して半透明反射領域３５を形
成する（図２（Ａ）および図２（Ｂ）参照）ように設計
されている。
【００２２】光ビーム照射によって形成された半透明反
射領域３５の化学成分は、合金および／または化合物の
形で、透明層３０の化学成分と反射層４０の化学成分と
の間にある（合金／化合物効果）。半透明反射領域３５
（記録点）が存在することにより、反射層のバックグラ
ウンド反射に対する光学反射コントラストが生じる。
射領域３５の化学成分は、合金および／または化合物の
形で、透明層３０の化学成分と反射層４０の化学成分と
の間にある（合金／化合物効果）。半透明反射領域３５
（記録点）が存在することにより、反射層のバックグラ
ウンド反射に対する光学反射コントラストが生じる。
【００２３】半透明反射領域３５の存在により生じる光
学反射コントラストのメカニズムは、以下に挙げる作用
・効果のうち少なくとも１つから、全可視光領域内での
信号変調を導く。
学反射コントラストのメカニズムは、以下に挙げる作用
・効果のうち少なくとも１つから、全可視光領域内での
信号変調を導く。
【００２４】（１）半透明反射領域３５は、合金／化合
物効果によって、その領域内での光学定数（屈折率ｎ＆
消光係数ｋ）が変化し、全体の反射率が変わる。 （２）半透明反射領域３５の存在によって、透明層３０
の効果的厚さが減少してそれぞれの光路長が変化し、そ
れにより建設的干渉あるいは破壊的干渉が変化する。 （３）合金／化合物効果によって、半透明反射領域３５
の偏光角が、変化し、その結果、偏光によって読み取る
強度が変わる。
物効果によって、その領域内での光学定数（屈折率ｎ＆
消光係数ｋ）が変化し、全体の反射率が変わる。 （２）半透明反射領域３５の存在によって、透明層３０
の効果的厚さが減少してそれぞれの光路長が変化し、そ
れにより建設的干渉あるいは破壊的干渉が変化する。 （３）合金／化合物効果によって、半透明反射領域３５
の偏光角が、変化し、その結果、偏光によって読み取る
強度が変わる。
【００２５】続いて、任意の第２熱操作層５０を反射層
４０上に形成する。最後に、保護層６０を反射層４０ま
たは任意の第２熱操作層５０のいずれかの上に堆積す
る。この結果得られる構造は、図１（Ａ）および図１
（Ｂ）に示される。
４０上に形成する。最後に、保護層６０を反射層４０ま
たは任意の第２熱操作層５０のいずれかの上に堆積す
る。この結果得られる構造は、図１（Ａ）および図１
（Ｂ）に示される。
【００２６】図１（Ａ）は熱操作層を備える構造を示す
略図であり、図１（Ｂ）は熱操作層を備えない構造を示
す略図である。薄膜設計が熱操作層を含むか否かは、透
明層３０と反射層４０との結合に依存する。
略図であり、図１（Ｂ）は熱操作層を備えない構造を示
す略図である。薄膜設計が熱操作層を含むか否かは、透
明層３０と反射層４０との結合に依存する。
【００２７】本発明の実施例は、透明層３０の効果的透
明層２５の厚さを変えることにより、信号変調の方式を
変えることができることを示している。厚さが所定値よ
りも大きい場合、あるいは他の所定値よりも小さい場合
には、信号変調方式は、記録前の反射率が記録後の反射
率より高い方式から、記録前の反射率が記録後の反射率
より低い方式に切り換えることができる。その逆もまた
可能である。
明層２５の厚さを変えることにより、信号変調の方式を
変えることができることを示している。厚さが所定値よ
りも大きい場合、あるいは他の所定値よりも小さい場合
には、信号変調方式は、記録前の反射率が記録後の反射
率より高い方式から、記録前の反射率が記録後の反射率
より低い方式に切り換えることができる。その逆もまた
可能である。
【００２８】
【実施例】（実施例１）本実施例では、ガラス基板１０
上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリング
を施して透明層３０を形成することにより、光記録媒体
を作製した。スパッタリングの電力は３００Ｗに設定
し、スパッタリング時間は３０分であった。
上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリング
を施して透明層３０を形成することにより、光記録媒体
を作製した。スパッタリングの電力は３００Ｗに設定
し、スパッタリング時間は３０分であった。
【００２９】次に堆積する反射層４０はＡｕ−Ｓｉ合金
であり、Ａｕを２６０Ｗの電力で、Ｓｉを２１０Ｗの電
力でそれぞれ３０分間スパッタリングした。その結果得
られる構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示されて
いる。
であり、Ａｕを２６０Ｗの電力で、Ｓｉを２１０Ｗの電
力でそれぞれ３０分間スパッタリングした。その結果得
られる構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示されて
いる。
【００３０】光記録媒体の記録を試験するのに、静的テ
スター（static tester）を用いた。静的テスターで用
いるレーザーダイオードの波長は７８０ｎｍであり、信
号の読み取りに２１ｍＡの直流電流が、この電流に１〜
５Ｖパルスを印加したものが書き込みに用いられる（最
短の書き込みパルスは１０ｎｓである）。この光学シス
テムは、光ビームの直径がＣＤシステムのそれ以上であ
ることを除き、ＣＤシステムの光システムと同じであ
る。
スター（static tester）を用いた。静的テスターで用
いるレーザーダイオードの波長は７８０ｎｍであり、信
号の読み取りに２１ｍＡの直流電流が、この電流に１〜
５Ｖパルスを印加したものが書き込みに用いられる（最
短の書き込みパルスは１０ｎｓである）。この光学シス
テムは、光ビームの直径がＣＤシステムのそれ以上であ
ることを除き、ＣＤシステムの光システムと同じであ
る。
【００３１】図３は、静的試験後に記録した点の光学顕
微鏡写真である。この写真は、２１ｍＡの直流電流に３
Ｖのパルスが印加されてパルス幅が１０ｎｓに低下して
も、半透明反射領域３５（直径が約２μｍの点）の境界
がはっきりしていることを示している。記録の光学コン
トラストは８５％であった。光学コントラスト（％）は
（Ｉｏ−Ｉｗｒ）／Ｉｏ×１００％で定義される（Ｉｏ
は記録前の反射率であり、Ｉｗｒは記録後の反射率であ
る）。同様の試験条件を販売用のＣＤ−Ｒに施したとこ
ろ、記録点の寸法は直径約１６μｍであり、光学コント
ラストは５０％であった。
微鏡写真である。この写真は、２１ｍＡの直流電流に３
Ｖのパルスが印加されてパルス幅が１０ｎｓに低下して
も、半透明反射領域３５（直径が約２μｍの点）の境界
がはっきりしていることを示している。記録の光学コン
トラストは８５％であった。光学コントラスト（％）は
（Ｉｏ−Ｉｗｒ）／Ｉｏ×１００％で定義される（Ｉｏ
は記録前の反射率であり、Ｉｗｒは記録後の反射率であ
る）。同様の試験条件を販売用のＣＤ−Ｒに施したとこ
ろ、記録点の寸法は直径約１６μｍであり、光学コント
ラストは５０％であった。
【００３２】（実施例２）本実施例では、ガラス基板１
０上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリン
グを施して透明層３０を形成することにより、光記録媒
体を作製した。スパッタリングの電源は３００Ｗに設定
し、スパッタリング時間は３０分であった。
０上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリン
グを施して透明層３０を形成することにより、光記録媒
体を作製した。スパッタリングの電源は３００Ｗに設定
し、スパッタリング時間は３０分であった。
【００３３】次に堆積する反射層４０はＡｕ−Ｓｉ合金
であり、Ａｕを２６０Ｗの電源でＳｉを２１０Ｗの電源
でそれぞれ３０分間スパッタリングした。その結果得ら
れた構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示されてい
る。
であり、Ａｕを２６０Ｗの電源でＳｉを２１０Ｗの電源
でそれぞれ３０分間スパッタリングした。その結果得ら
れた構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示されてい
る。
【００３４】図４は、静的試験後に記録した点の光学顕
微鏡写真である。この試験条件は具体例１と同じであ
る。図４は、直流電流２１ｍＡに加えて３Ｖを印加した
とき、全パルス幅における半透明反射領域３５の反射率
が上昇したことを示している。最大光学コントラストは
−４５％に、記録点の最小寸法は２．０μｍにそれぞれ
達した。
微鏡写真である。この試験条件は具体例１と同じであ
る。図４は、直流電流２１ｍＡに加えて３Ｖを印加した
とき、全パルス幅における半透明反射領域３５の反射率
が上昇したことを示している。最大光学コントラストは
−４５％に、記録点の最小寸法は２．０μｍにそれぞれ
達した。
【００３５】（実施例３）本実施例では、ガラス基板１
０上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリン
グを施して透明層３０を形成することにより、複数の光
記録媒体の試料をそれぞれ作製した。スパッタリングの
電力は３００Ｗに設定し、スパッタリング時間はそれぞ
れ５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３
５分、４０分であった。
０上のシリコンターゲットにマグネトロンスパッタリン
グを施して透明層３０を形成することにより、複数の光
記録媒体の試料をそれぞれ作製した。スパッタリングの
電力は３００Ｗに設定し、スパッタリング時間はそれぞ
れ５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３
５分、４０分であった。
【００３６】次に堆積する反射層４０はＡｕ−Ｓｉ合金
であり、Ａｕを５０Ｗ、１１０Ｗ、１８０Ｗ、２４０
Ｗ、３００Ｗ、３７０Ｗ、４４０Ｗ、５００Ｗの電力
で、Ｓｉを２１０Ｗの電力でそれぞれスパッタリングし
た。その結果得られた構造は、図１（Ａ）および図１
（Ｂ）に示されている。なお、保護層は存在しない。静
的試験の試験条件は実施例１と同じである。
であり、Ａｕを５０Ｗ、１１０Ｗ、１８０Ｗ、２４０
Ｗ、３００Ｗ、３７０Ｗ、４４０Ｗ、５００Ｗの電力
で、Ｓｉを２１０Ｗの電力でそれぞれスパッタリングし
た。その結果得られた構造は、図１（Ａ）および図１
（Ｂ）に示されている。なお、保護層は存在しない。静
的試験の試験条件は実施例１と同じである。
【００３７】本実施例の全試料の反射率の測定したとこ
ろ、波長範囲が３００ｎｍ〜９００ｎｍの反射率は、５
〜９０％であった。表１は、本実施例の各波長における
最高反射率および最低反射率を示している。表１によれ
ば、本発明の光記録媒体は全可視光領域で高反射率を保
持していることが分かる。
ろ、波長範囲が３００ｎｍ〜９００ｎｍの反射率は、５
〜９０％であった。表１は、本実施例の各波長における
最高反射率および最低反射率を示している。表１によれ
ば、本発明の光記録媒体は全可視光領域で高反射率を保
持していることが分かる。
【００３８】
【表１】
【００３９】表２は、光学波長４８０ｎｍ、６５０ｎ
ｍ、４００ｎｍにおける、本実施例の透明層および反射
層の全ての可能な結合により生じる最大光学コントラス
ト（正および負）を示している。表２によると、本発明
の光記録媒体が、全可視光領域内で、並行（concurren
t）コンパクトディスクシステムに従い、あるいは反す
る信号変調に十分な光学コントラストを有していること
が分かる（正の光学コントラストは信号変調に従い、負
の光学コントラストは並行システムに反する）。
ｍ、４００ｎｍにおける、本実施例の透明層および反射
層の全ての可能な結合により生じる最大光学コントラス
ト（正および負）を示している。表２によると、本発明
の光記録媒体が、全可視光領域内で、並行（concurren
t）コンパクトディスクシステムに従い、あるいは反す
る信号変調に十分な光学コントラストを有していること
が分かる（正の光学コントラストは信号変調に従い、負
の光学コントラストは並行システムに反する）。
【００４０】
【表２】
【００４１】（実施例４）本実施例では、ポリカーボネ
ート基板１０上のシリコンターゲットにマグネトロンス
パッタリングを施して透明層３０を形成することによ
り、光記録媒体を作製した。スパッタリングの電力は３
００Ｗに設定し、スパッタリング時間は３０分であっ
た。
ート基板１０上のシリコンターゲットにマグネトロンス
パッタリングを施して透明層３０を形成することによ
り、光記録媒体を作製した。スパッタリングの電力は３
００Ｗに設定し、スパッタリング時間は３０分であっ
た。
【００４２】次に堆積する反射層４０はＡｕ−Ｓｉ合金
であり、Ａｕを２６０Ｗの電力でＳｉを２１０Ｗの電力
でそれぞれ３０分間スパッタリングした。各層のスパッ
タリング条件は実施例１と同じである。
であり、Ａｕを２６０Ｗの電力でＳｉを２１０Ｗの電力
でそれぞれ３０分間スパッタリングした。各層のスパッ
タリング条件は実施例１と同じである。
【００４３】静的試験条件は実施例１と同じである。図
５は静的試験後に撮影した光学顕微鏡写真である。この
写真は、２１ｍＡの直流電流に加えて２Ｖのパルスを印
加したときの全パルス幅における半透明反射領域３５の
反射率が減少していることを示している。
５は静的試験後に撮影した光学顕微鏡写真である。この
写真は、２１ｍＡの直流電流に加えて２Ｖのパルスを印
加したときの全パルス幅における半透明反射領域３５の
反射率が減少していることを示している。
【００４４】全パルス幅に２Ｖのパルスを加えると、半
透明反射領域３５の寸法は１．５μｍ以下になる。記録
前後の光学コントラストは５１％〜７０％の範囲内であ
った。最小寸法は１．５μｍ以下であり（書き込みパル
ス幅は１０ｎｓ）、記録前後の光学コントラストは５１
％に達した。３Ｖのパルスを印加するとき、最大光学コ
ントラストは１００％に達することができ、最小寸法は
２．０μｍであった。
透明反射領域３５の寸法は１．５μｍ以下になる。記録
前後の光学コントラストは５１％〜７０％の範囲内であ
った。最小寸法は１．５μｍ以下であり（書き込みパル
ス幅は１０ｎｓ）、記録前後の光学コントラストは５１
％に達した。３Ｖのパルスを印加するとき、最大光学コ
ントラストは１００％に達することができ、最小寸法は
２．０μｍであった。
【００４５】（実施例５）本実施例では、ガラス基板１
０上のＩｎ−Ｓｎ酸化物ターゲットにマグネトロンスパ
ッタリングを施して透明層３０（厚さ約５０ｎｍ）を形
成することにより、光記録媒体を作製した。
０上のＩｎ−Ｓｎ酸化物ターゲットにマグネトロンスパ
ッタリングを施して透明層３０（厚さ約５０ｎｍ）を形
成することにより、光記録媒体を作製した。
【００４６】次に堆積する反射層４０はＳｎであった。
その結果得られた構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）
に示されている。
その結果得られた構造は、図１（Ａ）および図１（Ｂ）
に示されている。
【００４７】静的試験条件は実施例１と同じである。こ
の結果、２７ｍＡの直流電流に加えて１Ｖ以上のパルス
を印加したときの全パルス幅における半透明反射領域３
５の反射率が減少することが分かった。
の結果、２７ｍＡの直流電流に加えて１Ｖ以上のパルス
を印加したときの全パルス幅における半透明反射領域３
５の反射率が減少することが分かった。
【００４８】２Ｖのパルスを印加すると、半透明反射領
域３５の寸法は１．５μｍ以上であった。記録前後の光
学コントラストは３０％〜６０％の範囲内であった。最
小寸法は１．５μｍ以下であり（書き込みパルス幅は１
０ｎｓ）、記録前後の光学コントラストは４８％に達し
た。３Ｖのパルスを印加すると、最大光学コントラスト
は６０％に達することができた。
域３５の寸法は１．５μｍ以上であった。記録前後の光
学コントラストは３０％〜６０％の範囲内であった。最
小寸法は１．５μｍ以下であり（書き込みパルス幅は１
０ｎｓ）、記録前後の光学コントラストは４８％に達し
た。３Ｖのパルスを印加すると、最大光学コントラスト
は６０％に達することができた。
【００４９】本願においては、上述したような種々の実
施例が示されているが、本発明はこれらの実施例に限定
されるべきものではなく、当業者であれば、本発明の精
神から逸脱しない範囲内で種々の変更や修正を加えるこ
とができることは勿論のことである。
施例が示されているが、本発明はこれらの実施例に限定
されるべきものではなく、当業者であれば、本発明の精
神から逸脱しない範囲内で種々の変更や修正を加えるこ
とができることは勿論のことである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録媒
体用薄膜構造によれば、透明層および反射層が光ビーム
に照射されると、この２つの層が反応して半透明反射領
域（合金／化合物領域）を形成し、このような領域の存
在によって、透明層の効果的光学厚さが減少し、光
学定数（屈折率ｎ＆消光係数ｋ）の変化した領域を形成
し、光学偏光角が変化する、といった作用・効果を生
じ、これらの〜の作用・効果のうち少なくとも１つ
により、光媒体により要求された信号変調を導く光学コ
ントラストを記録の前後において生じさせることができ
るので、全可視光スペクトルにおける記録や、高密度記
録、高倍速記録、高解像度記録、および多様な光記録媒
体フォーマットと高互換性のある記録が可能である。
体用薄膜構造によれば、透明層および反射層が光ビーム
に照射されると、この２つの層が反応して半透明反射領
域（合金／化合物領域）を形成し、このような領域の存
在によって、透明層の効果的光学厚さが減少し、光
学定数（屈折率ｎ＆消光係数ｋ）の変化した領域を形成
し、光学偏光角が変化する、といった作用・効果を生
じ、これらの〜の作用・効果のうち少なくとも１つ
により、光媒体により要求された信号変調を導く光学コ
ントラストを記録の前後において生じさせることができ
るので、全可視光スペクトルにおける記録や、高密度記
録、高倍速記録、高解像度記録、および多様な光記録媒
体フォーマットと高互換性のある記録が可能である。
【図１】（Ａ）は、熱操作層を備えた本発明の光記録媒
体用薄膜構造を示す概略図、（Ｂ）は、熱操作層を備え
ない本発明の光記録媒体用薄膜構造を示す略図である。
体用薄膜構造を示す概略図、（Ｂ）は、熱操作層を備え
ない本発明の光記録媒体用薄膜構造を示す略図である。
【図２】（Ａ）は、本発明による光記録媒体用薄膜構造
（熱操作層を備える）に対して光ビームによる書込みを
した後の構造を示す概略図、（Ｂ）は、本発明による光
記録媒体用薄膜構造（熱操作層を備えない）に対して光
ビームによる書込みをした後の構造を示す概略図であ
る。
（熱操作層を備える）に対して光ビームによる書込みを
した後の構造を示す概略図、（Ｂ）は、本発明による光
記録媒体用薄膜構造（熱操作層を備えない）に対して光
ビームによる書込みをした後の構造を示す概略図であ
る。
【図３】実施例１の静的試験後に撮影した光学顕微鏡写
真である。
真である。
【図４】実施例２の静的試験後の撮影した光学顕微鏡写
真である。
真である。
【図５】実施例４の静的試験後に撮影した光学顕微鏡写
真である。
真である。
１０…基板 ２０…熱操作層 ２５…効果的透明層 ３０…透明層 ３５…半透明反射領域 ４０…反射層 ５０…第２熱操作層 ６０…保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 周 瑞崇 台湾台北市松山区松基里18鄰慶城街46巷 17号４樓 (72)発明者 柯 文揚 台湾彰化市彰安里２鄰曉陽路161号
Claims (11)
- 【請求項１】 多様な光記録媒体フォーマットに適合す
るよう調整可能な光記録媒体用薄膜構造であって、 少なくとも基板と、その基板上に形成される透明層と、
その透明層上に形成される反射層とを有してなり、前記
光記録媒体が光学ビームに照射されると、前記透明層と
前記反射層との界面近くに、光学変調を生じるととも
に、記録点として作用するような半透明反射領域を形成
しうることを特徴とする光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項２】 前記反射層上に保護層を形成してなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体用薄膜構
造。 - 【請求項３】 合金／化合物効果の結果、前記半透明反
射領域は、光学定数（屈折率ｎおよび消光係数ｋ）が変
化し、それによって全反射強度が変化するとともに光学
変調効果が生じるように形成されている、請求項１また
は２に記載の光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項４】 前記半透明反射領域の存在によって、前
記透明層の効果的厚さが減少して、入射光と反射光との
光路差が変化し、反射光が建設的干渉または破壊的干渉
を変更することにより、前記反射強度が変わるとともに
前記光学変調効果が生じるように形成されている、請求
項１または２に記載の光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項５】 合金／化合物効果の結果、前記半透明反
射領域は、偏光角を変え、それによって偏光の前記反射
強度の読み取りが変わるとともに前記光学変調効果が生
じるように形成されている、請求項１または２に記載の
光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項６】 前記透明層は、その厚さが５〜５００ｎ
ｍの範囲内であり、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇａ
Ａｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、Ｉｎ−Ｓｎ酸化
物、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタ
ン、Ｓｂ−Ｓｎ酸化物、およびそれらの化合物からなる
群より選ばれる材料からなる、請求項１または２に記載
の光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項７】 前記反射層は、その厚さが１〜５００ｎ
ｍの範囲内であり、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔａ、それらの合金
および／または化合物からなる群より選ばれる材料から
なる、請求項１または２に記載の光記録媒体用薄膜構
造。 - 【請求項８】 前記基板と前記透明層との間に熱操作層
を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の
光記録媒体用薄膜構造。 - 【請求項９】 前記反射層と前記保護層との間に熱操作
層を有することを特徴とする、請求項２に記載の光記録
媒体用薄膜構造。 - 【請求項１０】 前記基板と前記透明層との間、および
前記反射層と前記保護層との間に熱操作層をそれぞれ有
することを特徴とする、請求項２に記載の光記録媒体用
薄膜構造。 - 【請求項１１】 透明層の厚さが所定値よりも大きい場
合には、書き込み後の記録領域は暗くなり、透明層の厚
さが他の所定値よりも小さい場合には、書き込み後の記
録領域は明るくなるように、透明層の厚さを調整するこ
とにより信号変調方式を変えることができるように形成
された請求項１または２に記載の光記録媒体用薄膜構
造。
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