JP2815900B2

JP2815900B2 - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2815900B2
Application number: JP1144982A
Authority: JP
Inventors: 史生立園; 強辻岡; 重朗山本; 実久米; 宏太郎松浦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH0312037A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、光記録媒体に関するものである。

（ロ）従来の技術日経エレクトロニクス1989年１月23日号p107に既存の
コンパクトディスクと互換性のある追記型の光ディスク
が紹介されている。当該ディスクの構成を第１図に示
す。図において、（１）は透明な基板、（２）は有機色
素材料よりなる記録層、（３）はCu蒸着膜よりなる反射
層、（４）は保護層である。記録再生用ビームは、基板
（１）側より記録層（２）上に約１μｍ径に収束せしめ
られる。又、情報の記録はビーム熱により記録層を薄膜
化して行われる。第２図は記録状態を示すもので、
（５）は薄膜化により形成されたピットである。

ここで、記録層の反射率は、記録層（２）上面で反射
されるビームと、記録層（２）内に侵入して反射層
（３）によって反射されたビームの干渉作用によって決
定される。同文献に依れば、記録層（２）の未記録状態
の反射率は78％と高い。これは前記両ビームの位相が略
一致しており両ビームが強め合う様に記録層（２）の膜
厚が設定されているからであると推測される。

記録により記録層（２）の膜厚が減少すると、それに
応じて記録層（２）中のビームの光路が減少する。この
様にビームの光路が減少すると、前記後者のビームの記
録層（２）中進行による位相の変化量が上記と相違する
ため、前記両ビームの位相にずれが生じる。従って記録
によって記録層（２）が薄膜化されると、この記録部分
の反射率が未記録部分に比べ低下する。

然し乍ら、上記文献には、記録層の厚みについて何ら
限定がなされていない。これに対し出願人は先に記録層
の厚みに対する限定を行った。次にこれについて説明す
る。

屈折率の異る３種の材料を第３図の様に重ね合わせた
場合には夫々の材料の界面に反射面が生じる。今、第１
の材料（100）から第２の材料（200）に向かって、ビー
ム（Ｂ）を入射させた場合、このビームの内、１部はこ
の界面（第１の界面）（101）によって反射され、残り
はこの界面（101）を透過する。更にこの透過したビー
ムは、第２の材料（200）と第３の材料（300）の間の界
面（第２の界面）（201）において同様に反射及び透過
される。この内、第２の界面（201）によって反射され
たビームは、更に先の第１の界面（101）において透過
及び反射される。従って、第１の界面（101）からは、
この界面によって第１の材料（100）方向に反射された
ビーム（B₁）と第２の材料（200）からこの界面（201）
を透過したビーム（B₂）とを合成したビームが得られ
る。ここで、第２の材料（200）から第１の界面（101）
を透過するビームは、前記各界面によって複数回反射さ
れた後にこの界面を透過するビームが含まれる。従っ
て、この場合、第１の界面の反射率はこの第１の界面に
よって反射されるビームのみならず更にこの第１の界面
を透過するビームにも着目して決定される必要がある。

斯かる反射率は振幅反射率と称され、一般に裳華房発
行「薄膜」第197頁にも開示がある様に次式にて表わさ
れることが知られている。

ここで、r₁は第１の材料（100）からみた第１の界面
（101）の反射率、r₂は第２の材料（200）からみた第２
の界面（201）の反射率である。またδはビームが各界
面に垂直に入射された場合次式にて表わされる。

ここで、λはビームの波長、n,dは第２の材料の屈折
率及び厚みである。第１式、第２式からわかる様に、こ
の場合、第１の界面の振幅反射率は、第２の材料の厚み
に依存する。

本願発明の場合、上記第１の材料は透明基板、第２の
材料は記録層、第３の材料は反射層に夫々相当する。そ
して、複素屈折率をｎ＋ikとし、ｎは屈折率、ｋを吸収
係数と呼ぶことにする。

透明基板の屈折率をn₀、記録層の屈折率及び吸収係数
をn₁,k₁、反射層の屈折率及び吸収係数をn₂,k₂とする
と、前記第１及び第２の界面の反射率r₁,r₂は次式によ
って求められることが知られている。

r₁＝|r₁|e|^ｉδ１…（３） r₂＝|r₂|e|^ｉδ１…（４）ここで、|r₁|,|r₂|,δ₁,δ_１は次式にて表される。

ところが、ビームが記録層を透過する際に、このビー
ムに位相の変化と振幅の減衰が生じる。従って、記録層
の厚み分に相当する位相の変化と振幅の減衰を考慮して
第２の界面の振幅反射率を決定する必要がある。斯かる
点を考慮して第４式を変更すると、第２の界面の振幅反
射率として次式が得られる。

以上、第１式〜第10式をまとめると、第１の界面の振
幅反射率は次の様に表される。

第１の界面の反射率は斯かる振幅反射率の２乗に相当
することが知られているから、結局第１の界面の反射率
は次式によって求められる。

当該第12式で表わされる反射率Ｒは、膜厚ｄが変化す
ると、周期的に変化し、のところで極小となり、のところで極大となる。

第４図はビームの波長を780nm、記録層の屈折率n₁及
び吸収係数k₁を夫々n₁＝4.5,k₁＝0.2,反射層の屈折率n₂
及び吸収係数k₂を夫々n₂＝0.17,k₂＝4.84とした時の第1
2式による計算値（・印）と実測値（×印）をプロット
したグラフである。同グラフからわかる様に、計算値と
実測値とは略一致している。

以上の様に、ディスクを基板、記録層、及び反射層に
て構成した場合、記録層の反射率は、記録層の厚みに応
じて周期的に変化する。従って、記録層の厚みを、その
反射率が極大値をとる様に設定しておけば、未記録状態
にあるディスクの反射率を大きくでき、更に記録による
記録層の膜厚減少によりディスクの反射率を低減させる
ことができる。

（ハ）発明が解決しようとする課題然し乍ら、記録層の反射率は前記第12式からわかる様
に記録層の厚みのみならずビームの波長、記録層の屈折
率n₁、吸収係数k₁にも依存する。斯かる様子を第５図及
び第６図に示す。

ここで、記録層の反射率を大きくしようとする場合、
n₁を大きくk₁を小さくした方が有利であるが、k₁をあま
りに小さくし過ぎると、反射率の極大値と極小値の差が
小さくなり、このため、記録層の記録部分と未記録部分
の反射率の差（変調度）が小さくなって再生時のC/N比
が小さくなってしまう。

また、ディスクにコンパクトディスクと互換性を持た
せようとした場合、ディスクの反射率を70％以上、変調
度を60％以上にする必要があるが、この場合、記録層の
n₁とk₁を比較的細かく調節しなければならない。然し乍
ら、斯かるn₁とk₁は有機色素材料自身が持つ定数である
ので、所望の値を持つ有機色素材料を見つけだすのは困
難である。

そこで、本発明は記録層の複素屈折率を比較的細かく
調整せんとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明の光記録媒体は、透明な基板と、この基板の上
に形成された記録層と、この記録層の上に形成された反
射層とよりなり、前記基板と前記記録層の界面で反射さ
れるビームと、前記記録層内に侵入して前記反射層によ
って反射されるビームとの干渉を利用するディスク状の
光記録媒体であって、前記記録層を所望の複素屈折率を
有するように、該所望の複素屈折率を得るための条件値
に接近した屈折率と光の吸収の特性を有する第１の有機
色素材料に、前記第１の有機色素材料の複素屈折率と上
記条件値との差を補償する第２の有機色素材料を前記第
１の有機色素材料に比べ少量混合した構成とし、且つ前
記記録層の未記録状態の反射率が最大値となるように該
記録層の層厚を設定したことを特徴とする。

（ホ）作用所望の複素屈折率を有する有機色素材料に、他の複素
屈折率を有する有機色素材料を配合すると、先の有機色
素材料の複素屈折率を後者の複素屈折率に接近する方向
に変化させることができる。従って、多種の有機色素材
料を混合することにより、所望の複素屈折率を有する記
録層を構成することができる。

（ヘ）実施例下記の条件を満たす光記録媒体を作成することを目的
として有機色素材料の選択を行った。

先づ、使用ビーム波長における屈折率と吸収係数が上
記条件に近い有機色素材料を第１の有機色素材料として
選択する。条件に最も近い屈折率と吸収係数を有する有
機色素材料として次に示す組成を有するシニアン系有機
色素材料があった。

第７図に斯かる材料により、形成した薄膜の屈折率と
吸収係数の分光特性を示す。同図に示す如くビーム波長
780nmにおける屈折率と吸収係数は夫々3.6と0.1であ
り、上記条件に比べると、吸収係数がかなり小さい。そ
こで次に波長780nmにおいて吸収係数の大きな材料を第
２の有機色素材料として選択して上記材料に混合し、上
記材料の吸収係数を調節する。本実施例では、混合する
材料として次に示すシアニン系有機色素を選択した。

第８図に斯かる材料により形成した薄膜の屈折率と吸
収係数の分光特性を示す。

上記２つの材料を以下の重量比で混合し、スピンコー
ト法によって基板に塗布し、吸収係数と屈折率を測定し
た。

第９図に測定結果を示す。同図から明らかなように、
使用ビーム波長780nmにおける屈折率と吸収係数が上記
所望値を示す材料が得られた。尚、本実施例では上記
（ｉ）（ii）の有機色素材料を適当に混合して所望の複
素屈折率を有する有機色素層を得たが、他の有機色素材
料を組合わせても上記条件値を満足する有機色素層を得
ることが可能である。然し乍らこの場合でも、主構成と
なる材料として条件値に接近した複素屈折率を有する第
１の有機色素材料を先ず選択し、次にこの選択された材
料の複素屈折率と上記条件値との間の差を補償する様な
複素屈折率を有する第２の有機色素材料を選択し、この
材料を先の材料に比べ少量混合する様にする方が良い。

又、３種以上の有機色素材料を混合することも可能で
ある。

（ト）発明の効果本発明によれば、透明な基板と、この基板の上に形成
された記録層と、この記録層の上に形成された反射層と
よりなり、前記基板と前記記録層の界面で反射されるビ
ームと、前記記録層内に侵入して前記反射層によって反
射されるビームとの干渉を利用するディスク状の光記録
媒体であって、前記記録層を所望の複素屈折率を有する
ように、該所望の複素屈折率を得るための条件値に接近
した屈折率と光の吸収の特性を有する第１の有機色素材
料に、前記第１の有機色素材料の複素屈折率と上記条件
値との間の差を補償する第２の有機色素材料を前記第１
の有機色素材料に比べ少量混合した構成とし、且つ前記
記録層の未記録状態の反射率が極大値となるように該記
録層の層厚を設定したので、所望の反射率を有する光記
録媒体が提供出来る。この結果、例えば、コンパクトデ
ィスクと互換可能な光記録媒体が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係るディスクの構成を示す
図、第３図は記録層の反射率を求めるに供した図、第４
図は記録層の膜厚対反射率の関係を示すグラフ、第５図
及び第６図は記録層の屈折率n₁及び吸収係数k₁の変化に
応じた記録層の膜厚対反射率の関係を示すグラフ、第７
図、第８図は記録層を構成するために混合される２種の
有機色素材料の分光特性を示すグラフ、第９図はこの記
録層の分光特性を示すグラフである。（１）……基板、（２）……記録層、（３）……反射
層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本重朗大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者久米実大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者松浦宏太郎大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (56)参考文献特開平２−204089（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−47295（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−72586（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板と、この基板の上に形成された
記録層と、この記録層の上に形成された反射層とよりな
り、前記基板と前記記録層の界面で反射されるビーム
と、前記記録層内に侵入して前記反射層によって反射さ
れるビームとの干渉を利用するディスク状の光記録媒体
であって、前記記録層を所望の複素屈折率を有するよう
に、該所望の複素屈折率を得るための条件値に接近した
屈折率と光の吸収の特性を有する第１の有機色素材料
に、前記第１の有機色素材料の複素屈折率と上記条件値
との間の差を補償する第２の有機色素材料を前記第１の
有機色素材料に比べ少量混合した構成とし、且つ前記記
録層の未記録状態の反射率が極大値となるように該記録
層の層厚を設定したことを特徴とする光記録媒体。