JP2951284B2 - 光記録媒体の情報記録方法 - Google Patents

光記録媒体の情報記録方法

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JP2951284B2
JP2951284B2 JP9088347A JP8834797A JP2951284B2 JP 2951284 B2 JP2951284 B2 JP 2951284B2 JP 9088347 A JP9088347 A JP 9088347A JP 8834797 A JP8834797 A JP 8834797A JP 2951284 B2 JP2951284 B2 JP 2951284B2
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強 辻岡
史生 立園
重朗 山本
実 久米
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の情報
記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】追記型ディスクとして、記録層に有機色
素材料を用いたものが最近検討されている。図1に此種
ディスクの基本的な構成を示す。図において、(1)は
透明な基板、(2)は色素層、(3)は反射層、(4)
は保護層である。情報の書き込みは、色素層(2)に高
レベルのレーザビームを収束させることによって行われ
る。図2は、情報が書込まれた際のディスクの断面を示
す図である。図示の如く、情報の書込み後は色素層
(2)にくぼみ(ピット)(5)が形成される。斯かる
ピットは例えば既存のコンパクトディスク(CD)と同
様、螺旋状に形成され、ピットの長さ及びピット間の長
さをもって情報が保持される。
【0003】此種のディスクは、例えば日経エレクトロ
ニクス1989年1月23日号 p107に紹介されて
いる。当該文献に依れば、ピット部分の記録層の厚みが
未記録部分に対して減少しているために、ピット部分の
反射率が減少する旨の開示がある。この反射率の低下は
光の位相差に基いて生じることも開示されている。又、
未記録部の反射率を78%とでき、更にこの様に高反射
率を実現するために色素材料の屈折率と色素層の厚みを
あらかじめ最適値に設定しておく旨の開示がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記文献
には、色素層の厚み等、ディスクの具体的な構成につい
ての開示がない。実際には、ディスク材料の光学的な定
数又はディスクの寸法等には、ディスクが良好に記録再
生され得る様な最適値があるはずである。
【0005】そこで、本発明は良好な記録再生が成され
得る様な光記録媒体の情報記録方法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体の情
報記録方法は、透明基板、該透明基板の上に形成された
有機色素材料よりなる光透過性の記録層、該記録層の上
に形成された反射層よりなる光記録媒体にレーザビーム
を照射して情報を記録する方法であって、厚みdがd 1
<d≦d 2 に設定されている前記記録層の未記録部分に
レーザビームを照射し、前記反射層を残した状態で前記
記録層の厚みを減少させることにより、記録部分の反射
率を低下させて情報の記録を行うことを特徴とする。
だし、d 1 、d 2 は、透明基板の屈折率をn 0 、記録層の
複素屈折率の実数成分、虚数成分をn 1 、k 1 、反射層の
複素屈折率の実数成分、虚数成分をn 2 、k 2 、レーザビ
ームの波長をλとした時、下記の数2で定められる。
【数2】 (ただし、mはd 1 、d 2 が正となり、且つ前記透明基板
と前記記録層との界面での反射率がd 1 で極小となり、
2 で極大となる整数) 更に、本発明の光記録媒体の情
報記録方法は、前記記録層の厚みdが、d 2 近傍に設定
されていることを特徴とする。 また、本発明の光記録媒
体の情報記録方法は、前記レーザビームの強度が、前記
記録層の記録部分の厚みがd 1 近傍になるように設定さ
れていることを特徴とする。
【0007】例えば、屈折率の異なる3種の材料を図9
の様に重ね合わせると、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(20
0)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)(2
01)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(20
1)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。
【0008】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
数3にて表されることが知られている。
【0009】
【数3】
【0010】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、
数4にて表される。
【0011】
【数4】
【0012】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。数3、数4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。
【0013】透明基板の屈折率をn0、記録層の複素屈
折率の実数成分、虚数成分をn1,k2とすると、前記第
1及び第2の界面反射率r1,r2数5,数6によって
求められることが知られている。
【0014】
【数5】
【0015】
【数6】
【0016】ここで、|r1|,|r2|,δ1,δ2
7,数8,数9,数10にて表さられる。
【0017】
【数7】
【0018】
【数8】
【0019】
【数9】
【0020】
【数10】
【0021】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数6の式を変更すると、第2の
界面の振幅反射率r2として数11,数12が得られ
る。
【0022】
【数11】
【0023】
【数12】
【0024】以上、数3〜数12をまとめると、第1の
界面の振幅反射率は数13の様に表される。
【0025】
【数13】
【0026】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
面の反射率は数14によって求められる。
【0027】
【数14】
【0028】当該数14で表される反射率Rは、膜厚d
が変化すると、図3のグラフで示される様に周期的に変
化し、
【0029】
【数15】
【0030】のところで極小または極大となり、
【0031】
【数16】
【0032】のところで極大または極小となる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
説明する。本実施例では、n1=4.5,k1=0.2の光学定
数(複素屈折率)を有するシアニン系色素をスピンコー
ト法によりn0=1.5のポリカーボネート基板上に形成
し、更にこの色素層上にn2=0.17,k2=4.84の光学定
数を有する銅を真空蒸着によって膜厚1000Åにて形成
し、前記図1の構造を有するディスクを作製している。
この様にして作製されるディスクに対し、色素層の厚み
を種々変更して、この際のディスクの反射率を測定する
実験を行った。尚、実験において用いたレーザビームの
波長はλ=0.78μmである。この実験による反射率の測
定結果を図4に示す。同図に示されたグラフと前記論理
式(12)に係るグラフ(図3)とを比較すると、両者
は波形的に類似している。又、測定結果を示す図4のグ
ラフに依れば、反射率の極大値及び極小値に対応する色
素層の厚みは、夫々720Åと260Åであるが、当該実験に
おける光学定数を用いて前記論理式(14)(13)か
ら反射率の極大値及び極小値に対応する色素層の厚みを
算出すると、夫々750Å及び320Åとなり、斯かる算出値
は前記測定値に略一致する。従って、色素層の厚みの変
化に応じたディスク反射率の変化の特性は、前記論理式
(12)によって近似できることが確認された。次に、
上記測定によって求めた極大値付近の記録層の厚みを有
するディスクに対し、同一波長(λ=0.78μm)で強度
レベルの異なるレーザビームを、スポット径2μmに絞
って500nsec照射し、この際のディスクの反射率の変化
を測定する実験を行った。同実験による測定結果を図5
に示す。同実験においては、レーザビームの強度が増大
するにつれて色素層の溶融が進み、このため、色素層の
光学的な厚みが薄くなるものと推測される。先の実験に
よれば、色素層の厚みが720Åから減少すると、ディス
クの反射率は、260Å付近で極小となった後、次第に大
きくなる傾向が認められるが、この傾向は、本実験によ
る測定結果を示す図5の特性に一致する。又、同測定結
果による反射率の極小値は46%程度であり、先の実験に
よる極小値と略一致する。本実験の測定結果において、
ディスクの反射率が最小となる8mwのレーザビームをデ
ィスクに照射した際の色素層の光学的な厚みは260Å付
近にあるものと推測される。次に、上記と同じ条件にお
いて、色素層の厚みを1600Åに設定してレーザビーム強
度変化に対応するディスクの反射率の変化を測定する実
験を行った。尚、このときの厚み(=1600Å)は、前記
数16においてm=30とした時に算出される反射層の膜
厚である。斯かる実験による測定結果を図6に示す。同
測定結果においても図3と同様の特性が認められる。こ
の場合、反射率の極小値は、レーザビームの強度が20mw
のときに得られ、先の実験における8mwに比べかなり大
きくなっているが、これは、本実験における記録層の厚
みが先の実験における記録層の厚みよりも大きくなって
おり、このため本実験の方が記録層の熱容量が大きく、
なかなか温度が上がらないためであると推定される。以
上の実験から、m=32にて求められる記録層の厚みにお
いても同様の特性が得られると推定される。然し乍ら、
mが大きくなるにつれて記録層の熱容量が増大し、記録
時のレーザパワーを増大させる必要があるため、記録層
の膜厚は、mをできるだけ小さくして設定する方が好ま
しい。尚、色素層の厚みは、前記数15、数16により
求められる厚みd1,d2を用いて、d1<d≦d2の範囲
に設定すると良い。これは、この様にして設定すること
により、記録時における色素層の厚みの減少によって記
録部分の反射率を低下させることができるからである。
然し乍ら、色素層の厚みをd1の近傍に設定すると記録時
に色素層の厚みが極小値よりも更に小さくなる場合があ
り、この場合には、記録部分の反射率が非記録部分の反
射率よりも大きくなってしまう不都合が生じる。従っ
て、色素層の厚みをd1<d≦d2の範囲に設定するとし
ても、できるだけd2近傍に設定する方が好ましい。又
色素層の厚みをd2近傍に設定すると、媒体の反射率を
大きくできるので、この点においても好都合である。更
に、色素層の記録部分の厚みは、d1付近に設定される
方が好ましく、従って、記録時のレーザビームの強度
を、記録部分の厚みがd1付近となる様に設定する方が
良い。次に、色素層の屈折率を先の屈折率よりも小さく
設定した場合の実験について説明する。この実験では、
色素層の屈折率n1をn1=2.0とした。他の条件は図4
の実験と同一として色素層の厚みを変化させた場合のデ
ィスクの反射率を測定する実験を行った。測定結果を図
7に示す。同図から、色素層の厚みを変化させてもディ
スクの反射率に好ましい極大値及び極小値が生じないこ
とが分かる。又、この実験で用いた色素層の厚み500
Å、1000Å、2100Åの3つのサンプルについてレーザビ
ームの強度を変化させた際のディスク反射率を測定し
た。図8にその測定結果を示す。同図から、各サンプル
についてレーザパワーを0〜15mwの間で変化させても反
射率の低下が得られないことが分かる。以上から、本実
験において用いた様な屈折率の低い色素材料は、その厚
みが変化しても媒体の反射率が変化しないため、ディス
ク上における記録部分の反射ビームの強度を非記録部分
の反射ビームの強度に比べ、大きく変化させ得ないこと
が確認できる。従って、記録層として用いられる色素の
屈折率は、大きい方が良い。以上の各実験結果を総括す
ると、記録層として用いられる色素材料の屈折率n1
大きい方が良く、又この色素層の厚みdはd1<d≦d2
の範囲に設定される必要がある。又、この際、ディスク
の反射率を大きくし、且つ、記録部分の反射率を非記録
部分の反射率に対し確実に減少させるためには、前記厚
みdをn2の近傍に設定すると良い。又、色素層の厚み
はできるだけ薄い方がよい。又記録部分の色素層の厚み
は、d1付近に設定されるのが望ましく、これを実現す
るために記録時のレーザビーム強度を設定すると良い。
又、上記実施例では、反射層として銅を用いたが、他の
金属を用いることも可能である。即ち、その複素屈折率
の虚数成分が色素の複素屈折率の虚数成分よりも十分大
きく、且つその複素屈折率の実数成分が色素の複素屈折
率の実数成分より十分小さい金属なら、色素層と接触さ
せるとその反射率が高くなるので使用可能である。その
様な金属としては銅の他に金、銀やこれらの合金等があ
る。上記実施例で用いた構成の記録媒体は、ディスクの
他にテープ等にも利用できることはいうまでもない。
【0034】
【発明の効果】本発明の光記録媒体の情報記録方法は、
透明基板、該透明基板の上に形成された有機色素材料よ
りなる光透過性の記録層、該記録層の上に形成された反
射層よりなる光記録媒体にレーザビームを照射して情報
を記録する方法であって、厚みdがd1<d≦d2に設
定されている前記記録層の未記録部分にレーザビームを
照射し、前記反射層を残した状態で前記記録層の厚みを
減少させることにより、記録部分の反射率を低下させて
情報の記録を行うので、未記録部分と記録部分との反射
率の差により、良好な情報記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機色素材料を記録層として用いた既存の追記
型ディスクの基本構成を示す図である。
【図2】同ディスクにおいてピットが形成された状態を
示す図である。
【図3】論理式(12)をグラフ化した図である。
【図4】実験結果を示す図である。
【図5】実験結果を示す図である。
【図6】実験結果を示す図である。
【図7】実験結果を示す図である。
【図8】実験結果を示す図である。
【図9】本発明の原理を説明するために用いた図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 色素層(記録層) 3 反射層
フロントページの続き (72)発明者 久米 実 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 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5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−232832(JP,A) 特開 昭62−43843(JP,A) 特開 昭64−17234(JP,A) 特開 昭50−151151(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/00 - 7/007 G11B 7/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板、該透明基板の上に形成された
    有機色素材料よりなる光透過性の記録層、該記録層の上
    に形成された反射層よりなる光記録媒体にレーザビーム
    を照射して情報を記録する方法であって、厚みdがd 1
    <d≦d 2 に設定されている前記記録層の未記録部分に
    レーザビームを照射し、前記反射層を残した状態で前記
    記録層の厚みを減少させることにより、記録部分の反射
    率を低下させて情報の記録を行うことを特徴とする光記
    録媒体の情報記録方法。ただし、d 1 、d 2 は、透明基板
    の屈折率をn 0 、記録層の複素屈折率の実数成分、虚数
    成分をn 1 、k 1 、反射層の複素屈折率の実数成分、虚数
    成分をn 2 、k 2 、レーザビームの波長をλとした時、下
    記の数1で定められる。 【数1】 (ただし、mはd 1 、d 2 が正となり、且つ前記透明基板
    と前記記録層との界面での反射率がd 1 で極小となり、
    2 で極大となる整数)
  2. 【請求項2】 前記記録層の厚みdが、d 2 近傍に設定
    されていることを特徴とする請求項1記載の光記録媒体
    の情報記録方法。
  3. 【請求項3】 前記レーザビームの強度が、前記記録層
    の記録部分の厚みがd 1 近傍になるように設定されてい
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の光記録媒体の
    情報記録方法。
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