JP2538647B2 - 光ディスク媒体 - Google Patents
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Classifications
-
- 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
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G11B7/0055—Erasing
- G11B7/00557—Erasing involving phase-change media
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 書換可能型の光ディスク装置に搭載する光ディスク媒
体構造、特に再生専用型光ディスク（CD）媒体と互換性
を備えた書換可能型光ディスク媒体および追記型光ディ
スク媒体の構造に関し、 相変化を利用してCD互換型の光ディスク媒体を提供す
ることを目的とし、 透明な基板上に情報記録層、光学的干渉層及び光学的
反射層をこの順に形成して、情報記録前には反射率が高
い状態にあり、情報記録後には反射率が低い状態になる
よう構成する。
体構造、特に再生専用型光ディスク（CD）媒体と互換性
を備えた書換可能型光ディスク媒体および追記型光ディ
スク媒体の構造に関し、 相変化を利用してCD互換型の光ディスク媒体を提供す
ることを目的とし、 透明な基板上に情報記録層、光学的干渉層及び光学的
反射層をこの順に形成して、情報記録前には反射率が高
い状態にあり、情報記録後には反射率が低い状態になる
よう構成する。
本発明は書換え可能型および追記型の光ディスク装置
に搭載する光ディスク媒体の媒体構造に関し、特に再生
専用（CD）媒体と互換性を備えた書換え可能型および追
記型光ディスク媒体の構造に関する。
に搭載する光ディスク媒体の媒体構造に関し、特に再生
専用（CD）媒体と互換性を備えた書換え可能型および追
記型光ディスク媒体の構造に関する。
近年、レーザ光を用いて情報の再生・記録・消去を行
う光ディスク装置およびその装置に使用する光ディスク
媒体の発達には目覚ましいものが有る。この技術の発達
により、高性能のコンピュータ用記憶装置として有力な
媒体と成ってきている。また、民生用のレーザ光利用記
録装置としてはコンパクトディスク（CD）装置が大幅に
普及しており、パソコン利用などのROM媒体としてCD−R
OMも普及しつつある。
う光ディスク装置およびその装置に使用する光ディスク
媒体の発達には目覚ましいものが有る。この技術の発達
により、高性能のコンピュータ用記憶装置として有力な
媒体と成ってきている。また、民生用のレーザ光利用記
録装置としてはコンパクトディスク（CD）装置が大幅に
普及しており、パソコン利用などのROM媒体としてCD−R
OMも普及しつつある。
このような状況に際し、CD装置と互換性を有した書換
え型あるいは追記型光ディスク媒体が存在すれば、少量
配布の音声情報の作製や音声情報の複製作業、CD−ROM
媒体のバックアップ作業、CD−ROM媒体のRAM形式での使
用など多くの利用価値が発生してくる。かかる環境下に
上記のような利用に際し、適切な媒体構造の採用の必要
がでてきた。
え型あるいは追記型光ディスク媒体が存在すれば、少量
配布の音声情報の作製や音声情報の複製作業、CD−ROM
媒体のバックアップ作業、CD−ROM媒体のRAM形式での使
用など多くの利用価値が発生してくる。かかる環境下に
上記のような利用に際し、適切な媒体構造の採用の必要
がでてきた。
従来の再生専用型光ディスク（CD、CD−ROM、LD）に
おいては、情報はプラスチック基板上の凹凸として形成
記録されており、レーザ光を基板側から絞り込んでこの
凹凸情報を再生する構造となっている。この再生原理の
ため、使用者が独自の情報をこの光ディスクに記録、書
込みすることはできなかった。
おいては、情報はプラスチック基板上の凹凸として形成
記録されており、レーザ光を基板側から絞り込んでこの
凹凸情報を再生する構造となっている。この再生原理の
ため、使用者が独自の情報をこの光ディスクに記録、書
込みすることはできなかった。
また、相変化型光ディスク媒体は、レーザ光の照射に
より光学定数を可逆的あるいは非可逆的に変化させるも
のであるが、実際には書込み・消去状態の反射率は40％
以下であり、この状態では反射率が70％以上必要なCD媒
体とは互換性が採りにくかった。
より光学定数を可逆的あるいは非可逆的に変化させるも
のであるが、実際には書込み・消去状態の反射率は40％
以下であり、この状態では反射率が70％以上必要なCD媒
体とは互換性が採りにくかった。
従って、書換え可能あるいは追記可能な相変化を利用
したCD互換型光ディスク媒体は未だ提供されておらず、
上記のような利用方法を実現するには至っていなかっ
た。
したCD互換型光ディスク媒体は未だ提供されておらず、
上記のような利用方法を実現するには至っていなかっ
た。
本発明は、書換え可能あるいは追記可能な相変化を利
用してCD互換型の光ディスク媒体を提供することを目的
とする。
用してCD互換型の光ディスク媒体を提供することを目的
とする。
本発明に従えば、レーザ光により情報を記録・再生す
る書換え可能型あるいは追記型光ディスク媒体におい
て、透明な基板上に情報記録層、光学的干渉層及び光学
的反射層をこの順に形成して、情報記録前には反射率が
高い状態にあり、情報記録後には反射率が低い状態にな
るようにすると共に、光学的反射層の未記録状態の反射
率が70％以上である光ディスク媒体が提供される。
る書換え可能型あるいは追記型光ディスク媒体におい
て、透明な基板上に情報記録層、光学的干渉層及び光学
的反射層をこの順に形成して、情報記録前には反射率が
高い状態にあり、情報記録後には反射率が低い状態にな
るようにすると共に、光学的反射層の未記録状態の反射
率が70％以上である光ディスク媒体が提供される。
第１図は、本発明の光ディスク媒体の構成の原理を説
明する図面であり、媒体中の各層の積層関係を示したも
のである。１はプラスチックまたはガラス製透明基板で
あり、２は基板１の上に形成された薄い情報記録層、３
は情報記録層２の上に形成された透明な光学的干渉層、
４は光学的干渉層３の上に形成された光学的反射層であ
る。これらのうえに、通常通り、さらに保護膜層５を形
成して光ディスク媒体とする。
明する図面であり、媒体中の各層の積層関係を示したも
のである。１はプラスチックまたはガラス製透明基板で
あり、２は基板１の上に形成された薄い情報記録層、３
は情報記録層２の上に形成された透明な光学的干渉層、
４は光学的干渉層３の上に形成された光学的反射層であ
る。これらのうえに、通常通り、さらに保護膜層５を形
成して光ディスク媒体とする。
情報記録層２はレーザ照射によってその光学定数を変
化させるが、情報の記録状態の光学定数が（Ｗ）、情
報の消去状態あるいは未記録状態の光学定数を（Ｅ）
とすると、第１図に示す構造を採用するとこの（Ｅ）
のとき反射率が高く、（Ｗ）のとき反射率を低くする
ことができる。第２図はこの効果を示すグラフ図で、情
報記録層２の光学定数が（Ｅ），（Ｗ）のとき光学
的干渉層３の厚さを変化させて、基板１を通して測定し
た反射率との関係を示したものである。図中Ａで示した
光学的干渉層の厚さを用いると情報の消去状態あるいは
未記録状態（光学定数：（Ｅ））のとき反射率を高く
でき、情報の記録状態（光学定数：（Ｗ））のとき反
射率を低くできることがわかる。このグラフは点PQを一
周期として繰り返している。
化させるが、情報の記録状態の光学定数が（Ｗ）、情
報の消去状態あるいは未記録状態の光学定数を（Ｅ）
とすると、第１図に示す構造を採用するとこの（Ｅ）
のとき反射率が高く、（Ｗ）のとき反射率を低くする
ことができる。第２図はこの効果を示すグラフ図で、情
報記録層２の光学定数が（Ｅ），（Ｗ）のとき光学
的干渉層３の厚さを変化させて、基板１を通して測定し
た反射率との関係を示したものである。図中Ａで示した
光学的干渉層の厚さを用いると情報の消去状態あるいは
未記録状態（光学定数：（Ｅ））のとき反射率を高く
でき、情報の記録状態（光学定数：（Ｗ））のとき反
射率を低くできることがわかる。このグラフは点PQを一
周期として繰り返している。
本発明に従った光ディスク媒体の基板１としては、透
明な材料で従来光ディスク基板として使用されているも
のであれば特に制限はなく、例えばポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート（PMMA）などのプラスチック
基板やガラス基板がその代表例である。
明な材料で従来光ディスク基板として使用されているも
のであれば特に制限はなく、例えばポリカーボネート、
ポリメチルメタクリレート（PMMA）などのプラスチック
基板やガラス基板がその代表例である。
本発明において情報記録層２としては、例えばIn−Sb
又はこれを含む合金類、Te−Ge又はこれを含む合金類な
どを代表例としてあげることができ、その厚さは好まし
くは５〜20nmである。
又はこれを含む合金類、Te−Ge又はこれを含む合金類な
どを代表例としてあげることができ、その厚さは好まし
くは５〜20nmである。
本発明において光学的干渉層３としては、例えばZn
S、SiO2、MgF2、MgO又はこれらを主成分とした無機材料
並びにシリコン系樹脂、ステアリン酸系塩、フタロシア
ニン系樹脂などの有機材料を使用することができる。
S、SiO2、MgF2、MgO又はこれらを主成分とした無機材料
並びにシリコン系樹脂、ステアリン酸系塩、フタロシア
ニン系樹脂などの有機材料を使用することができる。
本発明において光学的反射層４としては反射率が70％
以上好ましくは90〜100％であり、特にAu、Ag、Cu又は
これらを主成分とした金属薄膜、或いはIn、Bi、Ti、Sb
などの低熱伝導率の金属、又はこれらを主成分とした金
属薄膜などを使用することができる。なお、反射層４の
膜厚は光学的透過が起こらないように十分厚いのが好ま
しいが、一般には100〜200nm程度の厚さが好ましい。ま
た、光学的反射層４は金属層のみでなく、多層膜による
干渉によって特定波長について反射率を大きくする方法
で作製するなど、どのような方法で実験してもいい。
以上好ましくは90〜100％であり、特にAu、Ag、Cu又は
これらを主成分とした金属薄膜、或いはIn、Bi、Ti、Sb
などの低熱伝導率の金属、又はこれらを主成分とした金
属薄膜などを使用することができる。なお、反射層４の
膜厚は光学的透過が起こらないように十分厚いのが好ま
しいが、一般には100〜200nm程度の厚さが好ましい。ま
た、光学的反射層４は金属層のみでなく、多層膜による
干渉によって特定波長について反射率を大きくする方法
で作製するなど、どのような方法で実験してもいい。
本発明において保護層５は従来の光ディスク媒体に使
用されている任意の材料とすることができる。具体例と
しては光硬化型樹脂などをあげることができる。
用されている任意の材料とすることができる。具体例と
しては光硬化型樹脂などをあげることができる。
前記した光学干渉層３は、第２図に示したように未記
録状態（又は消去状態）の反射率が記録状態の反射率よ
り高く、特に未記録状態の反射率が70％以上であるのが
好ましく、第２図のようなグラフ図から当業者であれば
容易に求めることができる。
録状態（又は消去状態）の反射率が記録状態の反射率よ
り高く、特に未記録状態の反射率が70％以上であるのが
好ましく、第２図のようなグラフ図から当業者であれば
容易に求めることができる。
この干渉層の厚さｄを数式的に求めると以下の通りと
なる。
なる。
n:干渉層材料の屈折率 N:正の整数 好ましい厚さd1: 参考までに光反射層４として厚さ60nmのAu、光学的干
渉層３としてZnS、記録層２として厚さ5nm、10nm、15n
m、及び20nmのIn−SbをそれぞれPMMA基板上に積層した
光ディスク基板について第２図と同様のグラフ図を求め
たところ第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）の
ようになった。
渉層３としてZnS、記録層２として厚さ5nm、10nm、15n
m、及び20nmのIn−SbをそれぞれPMMA基板上に積層した
光ディスク基板について第２図と同様のグラフ図を求め
たところ第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）の
ようになった。
以上説明したように、更に以下の実施例において説明
するように、本発明の構成の光ディスク媒体を用いるこ
とにより、従来不可能であったCDと互換性を有する書換
え可能型あるいは追記型光ディスクを作製することがで
きる。
するように、本発明の構成の光ディスク媒体を用いるこ
とにより、従来不可能であったCDと互換性を有する書換
え可能型あるいは追記型光ディスクを作製することがで
きる。
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明の技術的
範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいう
までもない。
範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいう
までもない。
実施例１ 第３図は本発明の光ディスク媒体の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
レーザ光が入射する下部から例えばPMMA製の透明基板
１、In−Sb情報記録層２、ZnS光学的干渉層３、Au反射
層４、紫外線硬化型保護膜層５の順に構成されている。
１、In−Sb情報記録層２、ZnS光学的干渉層３、Au反射
層４、紫外線硬化型保護膜層５の順に構成されている。
PMMA製の透明基板１は厚さ1.2mm,屈折率1.50であり、
図には示さないが上部にピッチ1.6μm,溝幅0.8μm,溝深
さ80nmのプリグループが形成されている。
図には示さないが上部にピッチ1.6μm,溝幅0.8μm,溝深
さ80nmのプリグループが形成されている。
In−Sb記録層２（In:40％,Sb:60％）の膜厚は10nmで
あり、書込み前の状態の光学定数は（Ｅ）＝4.1＋ｉ
×1.6、情報書込み後の光学定数は（Ｗ）＝5.0＋ｉ×
7.0である。
あり、書込み前の状態の光学定数は（Ｅ）＝4.1＋ｉ
×1.6、情報書込み後の光学定数は（Ｗ）＝5.0＋ｉ×
7.0である。
ZnS（ｎ＝2.3＋ｉ×0.0）光学的干渉層３の膜厚は120
nmである。この厚さは第２図に示すように厚さを変えた
ときの書込み・消去状態の反射率の変化から決定した。
nmである。この厚さは第２図に示すように厚さを変えた
ときの書込み・消去状態の反射率の変化から決定した。
Au反射層４はレーザ光の透過がないように200nmの膜
厚となっている。
厚となっている。
保護層５は紫外線硬化型樹脂をスピンコート法で50μ
ｍ厚に塗る。
ｍ厚に塗る。
以上のような膜構成の光ディスク媒体を作製し、ディ
スクドライブ装置に取りつけ情報の書込み実験を行っ
た。
スクドライブ装置に取りつけ情報の書込み実験を行っ
た。
未記録状態での媒体面の反射率は72％であった。媒体
を面速度1.2m/Sで回転させながらレーザ光を照射して情
報を書込んだ。レーザの書込みパワーは5.5mwであっ
た。この状態で情報を書込んだ部分の反射率を測定した
ところ、38％であり、反射率が低下した。
を面速度1.2m/Sで回転させながらレーザ光を照射して情
報を書込んだ。レーザの書込みパワーは5.5mwであっ
た。この状態で情報を書込んだ部分の反射率を測定した
ところ、38％であり、反射率が低下した。
媒体に記録した情報はCDと同じフォーマットで書かれ
ている。この円板を通常のCDプレーヤに取りつけたとこ
ろ情報を再生することができた。
ている。この円板を通常のCDプレーヤに取りつけたとこ
ろ情報を再生することができた。
このようにして記録した光ディスク媒体を先のディス
クドライブ装置に取りつけ情報の消去を行った。レーザ
パワー3.5mwの光を連続して情報記録部に３回転照射
し、再書込みを行った。この媒体を再度CDプレーヤに取
りつけて情報再生を行ったところ再生出来た。
クドライブ装置に取りつけ情報の消去を行った。レーザ
パワー3.5mwの光を連続して情報記録部に３回転照射
し、再書込みを行った。この媒体を再度CDプレーヤに取
りつけて情報再生を行ったところ再生出来た。
実施例２ 情報記録層２としてTe薄膜を10nmの厚さにして、上記
媒体を作製したところ、情報を記録できCDプレーヤで再
生することができた。
媒体を作製したところ、情報を記録できCDプレーヤで再
生することができた。
実施例３ 光学的干渉層３としてSiO2、MgF2、又はMgO無機薄膜
層を用いても上記媒体と同様の特性を得ることができ
た。
層を用いても上記媒体と同様の特性を得ることができ
た。
実施例４ 光学的干渉層４としてシリコン系樹脂又はステアリン
酸系塩の有機薄膜層を用いても上記媒体と同様の特性を
得ることができた。
酸系塩の有機薄膜層を用いても上記媒体と同様の特性を
得ることができた。
実施例５ 光学的反射層４としてAu単体以外にAg、Cu又はAu、A
g、Cuを主成分とする金属薄膜層を用いても同様の効果
が得られた。
g、Cuを主成分とする金属薄膜層を用いても同様の効果
が得られた。
実施例６ 光学的反射層４としてIn、Bi、Ti又はSbあるいはこれ
らの材料を主成分とする金属薄膜層を用いたところ、書
込みパワーが4.5mwと多少減少させることができた。
らの材料を主成分とする金属薄膜層を用いたところ、書
込みパワーが4.5mwと多少減少させることができた。
以上説明したように、本発明によれば市販のCD媒体と
互換性のある相変化型光ディスクを形成でき、従来作製
できなかった特性の媒体を作製できる。
互換性のある相変化型光ディスクを形成でき、従来作製
できなかった特性の媒体を作製できる。
第１図は本発明の光ディスク媒体の構成の原理説明図で
あり、第２図は情報の記録状態と未記録状態（又は消去
状態）における反射率と光学的干渉層の厚さとの関係を
示したグラフ図であり、第３図は本発明の一実施の構成
を示す図面であり、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及
び（ｄ）は記録層（In−Sb）の厚さを変化させたときの
反射率と光学的干渉層の厚さとの関係を示すグラフ図で
ある。 図中、１はプラスチック製透明基板、２は情報記録層、
３は光学的干渉層、４は光学的反射層、５は保護膜層で
ある。
あり、第２図は情報の記録状態と未記録状態（又は消去
状態）における反射率と光学的干渉層の厚さとの関係を
示したグラフ図であり、第３図は本発明の一実施の構成
を示す図面であり、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及
び（ｄ）は記録層（In−Sb）の厚さを変化させたときの
反射率と光学的干渉層の厚さとの関係を示すグラフ図で
ある。 図中、１はプラスチック製透明基板、２は情報記録層、
３は光学的干渉層、４は光学的反射層、５は保護膜層で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津川 岩雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 中田 正弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−294239（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】レーザ光により情報を記録・再生する書換
え可能型光ディスク媒体において、透明な基板上に情報
記録層、光学的干渉層及び光学的反射層をこの順に形成
して、情報記録前には、反射率が高い状態にあり、情報
記録後には反射率が低い状態になるようにすると共に、
光学的反射層の未記録状態の反射率が70％以上である光
ディスク媒体。 - 【請求項２】請求項１において、情報記録層がレーザ照
射によりその結晶状態が変化する相変化型薄膜層である
光ディスク媒体。 - 【請求項３】請求項１において、情報記録層の膜厚が５
〜20nmの範囲内のIn−Sb合金薄膜である光ディスク媒
体。 - 【請求項４】請求項１において、光学的干渉層が使用す
る膜厚において透明な無機薄膜層又は有機薄膜層である
光ディスク媒体。 - 【請求項５】請求項１において、光学的反射層が低熱伝
導率の金属薄膜より作られている光ディスク媒体。
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