JPH0447909B2 - - Google Patents

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JPH0447909B2
JPH0447909B2 JP59008841A JP884184A JPH0447909B2 JP H0447909 B2 JPH0447909 B2 JP H0447909B2 JP 59008841 A JP59008841 A JP 59008841A JP 884184 A JP884184 A JP 884184A JP H0447909 B2 JPH0447909 B2 JP H0447909B2
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Sotaro Edokoro
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ光によつて情報を記録再生する
ことのできる光記録媒体に関する。
レーザ光線によつて情報を媒体に記録し、かつ
再生する追記型光デイスクメモリは、記録密度が
高いことから大容量記録装置として優れた特徴を
有している。このような追記型光デイスクメモリ
の記録媒体としては、Te,Bi等の半金属薄膜及
び有機薄膜が使用されている。有機薄膜は、半金
属薄膜より優れた熱特性、即ち低い熱伝導率と小
さな熱容量を持つているので吸収エネルギー密度
当りの膜の温度上昇は大きく、高い記録感度が期
待できる。しかし、有機薄膜は、半導体レーザの
波長域(〜800nm)で半金属薄膜ほどには大きな
反射率を示さないので、半導体レーザを再生用光
源とする場合、再生信号及びサーボ信号の品質に
問題を生じる。これを改善する方法として、有機
薄膜と基板の間にAl等の反射膜を設ける媒体構
成が知られている。この構成を採用し、有機薄膜
の膜厚を調整することにより、記録前後の反射率
変化、即ち変調量を半金属薄膜の場合と同程度に
大きくすることができる。しかし、この構成で
は、記録再生光の入射方向が媒体の表面側に限ら
れるという制約がある。
本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を改良
し得る新規な媒体構成により、再生出力の大きな
光記録媒体を提供することにある。
すなわち本発明は、透明な基板の片側に記録層
を設け、レーザ光の照射によつて情報を記録層の
形状変化で記録する光記録媒体において、前記記
録層と前記基板の間に前記レーザ光に対して吸収
性のある下地層を、前記記録層が形成されていな
い状態での基板入射反射率が極小となる付近の厚
さに設けたことを特徴とする。
透明な基板上に記録層が形成されている媒体の
基板入射時の媒体反射率は、記録層と基板の光学
定数(複素屈折率)および記録層の厚さに依存す
る。透明な基板としては、通常ガラス又は各種合
成樹脂が使用される。これらの可視光から近赤外
光域での屈折率nはほぼ1.5であり、この範囲の
波長にはほとんど依存しない。したがつて、媒体
の反射率は、記録層の光学定数と厚さで決定され
る。記録層として有機色素膜あるいは有機色素を
分散させた樹脂膜を用いる場合、これらの膜の複
素屈折率(n−ik)は半導体レーザ波長域(〜
800nm)で高々2.5−i1.0である。
例えば、記録層の複素屈折率が2.3−i0.8であ
り、基板の屈折率が1.5の場合、波長830nmでの
基板入射の媒体反射率は第1図に示すように記録
層の厚さに依存する。これより、最大反射率は記
録層の厚さが約90nmの時に得られ、その値は18
%であることが判る。記録層に孔を形成して記録
を行なう媒体では、再生の出力の大きさ(変調
量)は近似的に、孔が形成されていない時の媒体
反射率と孔が形成され記録層の厚さがゼロとなつ
た時の反射率、即ち基板のみの反射率との差に比
例すると考えることができる。第1図の例で、記
録層の厚さを90nmとすると、孔が形成されてい
ない時の媒体反射率は18%であり、基板反射率は
4%であるので、変調量は14%となる。このよう
に媒体反射率が比較的小さい場合、変調量に占め
る基板反射率の割合は無視できないことが判る。
このような、基板反射率の問題は、第2図に示
す本発明の一つの媒体構成例により解決される。
即ち、基板10と記録層20の間に下地層30を
設けることにより、媒体の変調量を高めることが
できる。但し、下地層30の材料及びその厚さは
下記する条件を満すように選択されなければなら
ない。まず、基板10上に下地層30のみが形成
されている第3図に示すような構成を考える。基
板10を通して入射した光100は、基板10と
下地層30の界面及び下地層30と空気との界面
でその一部は反射されて反射光200となる。反
射光200の大きさ(反射率)は、下地層30の
複素屈折率(n−ik)と厚さに依存する。基板の
屈折率が1.5、レーザ光の波長が830nmの場合、
下地層のn,k及び厚さdが第4図のような関係
にあると反射率はゼロとなる。下地層のn,k,
dが第5図の斜線のような関係にあると反射率は
1%以下となり、第6図の斜線のような関係にあ
ると反射率は2%以下となる。したがつて、本発
明で使用される下地層の複素屈折率及び厚さは少
なくとも第6図の斜線で示された領域の条件であ
る必要があり、第5図の斜線で示された領域の条
件の方がさらに効果が大きく、第4図の曲線で示
された条件が最も効果がある。
次に、下地層30の上に記録層20を設けた時
の反射率を示す。第7図は基板10(屈折率1.5)
の上に下地層30(複素屈折率1.35−i0.5)を形
成し、その上に70nm厚の記録層20(複素屈折
率2.3−i0.8)を設けた時の基板入射(波長
830nm)における光学特性の下地層30の厚さ依
存を示したものである。図において、Rは媒体反
射率、R′は孔が形成された場合の反射率、A1
下地層30での吸収率、A2は記録層20での吸
収率を示す。これより、反射率は下地層30の挿
入により大きくなり、適当な厚さで極大を示すこ
とがわかる。例えば、46nm厚の下地層30を用
いれば20.4%の反射率が得られる。このような層
構成の場合、記録層20に孔が形成されて下地層
30が露出した時の反射率は0.0%であるので、
変調量として20.4%が得られ、下地層を用いない
時の変調量12.7%に対して約1.6倍の改善が達成
できる。
下地層30として複素屈折率1.61〜i1.0のもの
を用いた場合の光学特性の下地層30の厚さ依存
を示したのが第8図である。20nm厚の下地層を
用いれば20.7%の反射率が得られ、下地層が露出
した時の反射率は0.0%であるので、変調量とし
て20.7%が得られ、下地層を用いない時の変調量
12.7%に対して約1.6倍の改善が達成できる。
下地層30として複素屈折率1.96−i1.5のもの
を用いた場合の光学特性の下地層30の厚さ依存
を示したのが第9図である。11nm厚の下地層を
用いれば20.9%の反射率が得られ、下地層が露出
した時の反射率は0.0%であるので、変調量とし
て20.9%が得られ、下地層を用いない時の変調量
12.7%に対して約1.6倍の改善が達成できる。
下地層30として複素屈折率2.36−i2.0のもの
を用いた場合の光学特性の下地層30の厚さ依存
を示したのが第10図である。7nm厚の下地層を
用いれば21.0%の反射率が得られ、下地層が露出
した時の反射率は0.0%であるので、変調量とし
て21.0%が得られ、下地層を用いない時の変調量
12.7%に対して約1.7倍の改善が達成できる。
下地層30として複素屈折率2.79−i2.5のもの
を用いた場合の光学特性の下地層30の厚さ依存
を示したのが第11図である。5nm厚の下地層を
用いれば21.2%の反射率が得られ、下地層が露出
した時の反射率は0.0%であるので、変調量とし
て21.2%が得られ、下地層を用いない時の変調量
12.7%に対して約1.7倍の改善が達成できる。
下地層30として複素屈折率3.27−i3.0のもの
を用いた場合の光学特性の下地層30の厚さ依存
を示したのが第12図である。3nm厚の下地層を
用いれば20.5%の反射率が得られ、下地層が露出
した時の反射率は0.0%であるので、変調量とし
て20.5%が得られ、下地層を用いない時の変調量
12.7%に対して約1.6倍の改善が達成できる。
このように、基板と記録層との間に吸収性のあ
る下地層を記録後の反射率を小さくするような厚
さで挿入することにより、変調量を大きくするこ
とができる。
本発明で使用される下地層は耐熱性材料であれ
ばいかなるものでも使用できる。例えば、C,
Ce,Co,Cr,Dy,Er,Eu,Fe,Gd,Ge,Hf,
Ho,Ir,La,Lu,Mo,Nb,Nd,Ni,Os,
Pr,Re,Rh,Sc,Sm,Sn,Ta,Tb,Ti,V,
W,Y,Yb,Zn,Zr等の金属及びその合金、
Cr3C2,Fe3C,TiC等の炭化物、Cr2N,Fe2N,
TiN等の窒化物、CrB,TiB2等のホウ化物を用
いることができる。
記録層としては有機色素が好適であり、さらに
蒸着法で形成できる色素が望ましい。具体的に
は、スクアリリウム、シアニン、ナフトキノン、
金属フタロシアニン等の色素を用いることができ
る。記録感度、耐候性の観点から特に5−アミノ
−2,3−ジシアノ−8−(置換アニリノ)−1,
4−ナフトキノン色素が優れる。置換基として
は、炭素数4以下のアルキル基、アルコキシル基
が望ましい。
基板としては、種々のものが使用できるが、一
般にはガラス、合成樹脂が望ましい。合成樹脂と
しては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、
ポリエーテルイミド、ポリカーボネート(PC)、
ポリサルホン、エポキシ樹脂等がある。基板形状
は円板形状、テープ形状、シート形状が適用でき
る。
記録層への情報の記録は、記録層に孔を形成す
ることによりなされる。円板状の基板を用いるデ
イスク媒体では、孔は同心円状又はスパイラル状
の多数のトラツクを形成するように記録される。
多数のトラツクを一定間隔で精度良く記録するに
は、通常基板上に光の案内溝が設けられる。ビー
ム径程度の溝に光が入射すると光が回折される。
ビーム中心が溝からずれるにつれて回折光強度の
空間分布が異なり、これを検出してビームを溝の
中心に入射させるようにサーボ系を構成できる。
通常溝の幅は0.5〜1.2μm、その深さは使用する記
録再生波長の1/8〜1/4の範囲に設定される。本発
明の記録媒体は基板の溝付面上に形成される。媒
体の表面形状は、溝形状に相似的であることが望
ましいので、媒体の形成法は溝形状にそつて付着
し得る方法、例えば蒸着、スパツタ、イオンプレ
ーテイングなどの真空成膜法が好適である。
以下に本発明の実施例を説明する。
〔実施例 1〕 1.2mm厚の直径120mmの円板状PMMA基板上に
Crを電子ビーム加熱法で30Å蒸着し、その上に
5−アミノ−2,3−ジシアノ−8−(4−エト
キシアニリノ)−1,4−ナフトキノン色素(以
下ナフトキノン色素と略称する)を抵抗加熱法で
700Å蒸着した。蒸着時の真空度は1×10-5
Torr以下とし、蒸着速度はそれぞれおよそ1
Å/sec,2Å/secとした。ナフトキノン色素の
ボート温度はおよそ230℃であつた。Crとナフト
キノン色素をそれぞれ単独に基板上に形成し、波
長830nmでの複素屈折率を求めると、Crは3.8−
i1.8、ナフトキノン色素は2.3−i0.8であつた。
上記のCrとナフトキノン色素の積層膜は
PMMA基板側よりレーザ光を入射して情報の記
録・再生を行なつた。レーザとして半導体レーザ
(波長830nm)を用い、NA=0.55の対物レンズで
ビーム径1.5μmに収光した。記録パワー10mWで
記録し、0.7mWの連続光で再生すると、530mV
の出力が得られ、Crの下地層がない場合の
400mVの出力よりも大きな出力が得られた。
〔実施例 2〕 1.2mm厚の直径120mmの円板状PMMA基板上に
Tiを電子ビーム加熱法で50Å蒸着し、その上に
前記のナフトキノン色素を抵抗加熱法で700Å蒸
着した。蒸着時の真空度は1×10-5 Torr以下と
し、蒸着速度はそれぞれおよそ1Å/sec,2
Å/secとした。波長830nmでのTiの複素屈折率
を求めたところ2.8−i2.3であつた。
上記のTiとナフトキノン色素の積層膜に
PMMA基板側よりレーザ光を照射して情報の記
録・再生を行なつた。レーザとしては半導体レー
ザ(波長830nm)を用い、NA=0.55の対物レン
ズでビーム径1.5μmに収光した。記録パワー
10mWで記録し、0.7mWの連続光で再生すると、
630mVの出力が得られ、Tiの下地層がない場合
の400mVの出力よりも大きな出力が得られた。
〔実施例 3〕 実施例1,2と同様にして、20Å厚のNi下地
層(複素屈折率3.0−i4.4)を用いて記録再生した
ところ、620mVとやはり大きな出力が得られた。
以上のように、本発明によれば再生出力の大き
な光記録媒体が得られる。なお、記録層として上
記実施例で示したナフトキノン色素のかわりに、
置換基の異なるナフトキノン色素、バナジルフタ
ロシアニン・チタニルフタロシアニン・アルミニ
ウムフタロシアニン・塩化アルミニウムフタロシ
アニン・鉛フタロシアニン等の各種フタロシアニ
ン色素、各種スクアリリウム色素、Teを含有し
たプラズマ重合有機膜、Teがアルキル基で囲ま
れている有機膜、Teがフルオロカーボンで囲ま
れている有機膜を用いても同様に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は光記録媒体の反射率の記録層厚さによ
る変化を示す図、第2図は本発明の一実施例であ
る光記録媒体の断面図、第3図は本発明の光記録
媒体の原理を説明するための断面図、第4図は極
小反射率がゼロとなる下地層の複素屈折率と厚さ
の関係を示す図、第5図は極小反射率が1%以下
となる下地層の複素屈折率と厚さの関係を示す
図、第6図は極小反射率が2%以下となる下地層
の複素屈折率と厚さの関係を示す図、第7図から
第12図は本発明の実施例である光記録媒体の反
射率・吸収率の下地層厚さによる変化を示す図で
ある。図において、10は基板、20は記録層、
30は下地層、100は入射光、200は反射光
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明な基板の片側に記録層を設け、レーザ光
    の照射によつて情報を記録層の形状変化で記録す
    る光記録媒体において、前記記録層と前記基板の
    間に前記レーザ光に対して吸収性のある下地層
    を、前記記録層が形成されていない状態での基板
    入射反射率が極小となる付近の厚さに設けたこと
    を特徴とする光記録媒体。 2 記録層は有機物を主成分として形成された特
    許請求の範囲第1項に記載の光記録媒体。
JP59008841A 1984-01-20 1984-01-20 光記録媒体 Granted JPS60151850A (ja)

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