JPH062429B2 - 光学記録媒体 - Google Patents

光学記録媒体

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JPH062429B2
JPH062429B2 JP60193467A JP19346785A JPH062429B2 JP H062429 B2 JPH062429 B2 JP H062429B2 JP 60193467 A JP60193467 A JP 60193467A JP 19346785 A JP19346785 A JP 19346785A JP H062429 B2 JPH062429 B2 JP H062429B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的な性質の変化として情報を記録し、光
学的手段により記録した情報を再生できる光学記録媒体
に関する。
〔概要〕
本発明は、光学記録媒体において、 記録層に光吸収性の非晶質炭素薄膜を用い、レーザ光を
照射して形成した光学的に貫通する孔を記録ピットとし
て用いることにより、 高密度記録が可能で、毒性がなく、しかも安定性に優
れ、簡単な構成の装置で記録再生ができる光学記録媒体
を提供するものである。
〔従来の技術〕
光学的に情報の記録再生を行うことのできる光学記録媒
体、例えば光ディスクは、基板上に薄い記録層が設けら
れている。この記録層に情報を記録するためには、情報
信号により変調を施したレーザ光等の光学的または熱的
なエネルギを加え、光学的に検出可能な数nmないし1nm
程度の小さな記録ピットを形成する。この記録された情
報を再生するには、レーザ光を記録トラックに沿って走
査し、記録ピットが形成された部分と形成されていない
部分との光学的変化を検出する。このような光学記録再
生方式は、記録、再生または消去時に光のピックアップ
と光学記録媒体とが接触しないので、摩耗がなく、静止
画像、高速度検索等に利用でき、静止画ファイル、文書
ファイルあるいはデータファイルとして実用化されつつ
ある。
このような光学記録媒体の記録層の材質としては、従
来、テルル(Te)薄膜、テルル・セレン(Te-Se)薄膜、テ
ルル、ゲルマニウム、モリブデン等の還元性酸化物(Te
Ox,GeOx,MoOx)薄膜、カドリニウム・テルビウム・鉄
(Gd-Tb-Fe)薄膜、カドリニウム・コバルト(Gd-Co)薄膜
等の磁性薄膜が用いられていた。
このような磁性薄膜に情報を記録するには、レーザ光を
照射して局所的に温度を上昇させ、同時に外部から磁界
を作用させて、温度上昇部の磁化を反転させる。これに
より所望の情報信号に応じた磁化反転領域が形成され、
情報が記録される。情報を再生するには、レーザ光を照
射して記録媒体からの反射光の磁気カー効果または透過
光のファラデー効果を利用する。このような記録再生方
式を光磁気記録再生方式という。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、光磁気記録再生方式では、記録媒体の記録密度
は1cm2あたり10メガビットと小さい。しかも、情報の
記録再生には偏光子および検光子を通過させた偏光レー
ザビームを使用する必要がある。このため、実用化を考
慮した場合には、光検出器の出力レべルや信号雑音比が
不十分である。
また、テルルを含有する薄膜や還元性酸化物薄膜は、一
度書き込んだ情報を消去して再度書き込む可逆的な使用
はできないが、最高で1cm2あたり250メガビットという
高密度記録が可能である。しかし、レーザ光でこれらの
薄膜を加熱するには、光エネルギの吸収性が悪いため高
出力のレーザ装置を使用する必要がある。このため、書
き込み装置が大型になる欠点がある。さらに、テルルや
セレンは毒性があり、しかも安定性が劣っているため、
特に情報ファイルとして用いる場合には情報を保存でき
る期間が短い欠点がある。
本発明は、高密度記録が可能で、駆動装置の小型軽量化
が容易で、しかも毒性がなく安定性に優れた光学記録媒
体を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光学記録媒体は、基板上に設けられた記録層
に、光吸収性の非晶質炭素薄膜を用いたことを特徴とす
る。
ここで「光吸収性」とは、黒色で光エネルギを吸収する
性質をいう。光吸収性の炭素材料としてはガラス状炭素
やグラファイトがある。
この光学記録媒体に情報を記録するには、その情報を示
す信号により変調されたレーザ光を集光して照射し、局
所的に温度を上昇させて炭素を蒸発させ、記録層に光学
的にほぼまたは完全に貫通した孔(このような孔を以下
「ドット」という)を形成する。このときのレーザ光の
エネルギは5〜10mWで十分である。情報を再生するに
は、二つの方法がある。第一の方法は透過光式であり、
光学記録媒体の片面から記録トラックに沿って集光され
たレーザ光を走査し、反対の面でドットを透過した光を
検出する。第二の方法は反射光式であり、片面から同様
にレーザ光を走査し、ドットを透過して基板面または基
板と記録層との間に設けられた反射膜層で反射された光
を、レーザ光を入射したと同じ面で検出する。どちらの
方法でも、大きな光検出強度を得るためにはドットが完
全に貫通していることが望ましい。
光学記録媒体の基板としては、ポリメタクリル酸、ポリ
カーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ
スチレン、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンコ
ポリマ、ポリエチレン、ポリプロピレン等の有機樹脂、
エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコン樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、スチレンアルキッド樹脂、あるいは表面がポリ
ウレタン樹脂で被膜されたガラスや、石英、セラミック
等を用いることができる。安全性、軽量、加工性等の点
から有機樹脂を用いることが望ましい。
非晶質炭素薄膜層をこのような基板上に形成する。膜厚
は、通常100〜2000Å、望ましくは500〜1000Åである。
形成方法としては、スパッタリング法、気相成長法、真
空蒸着法、イオンプレーティング法等を用いることがで
きる。
スパッタリング法は、イオンをターゲット(本発明の場
合には炭素材料)に照射してターゲット表面の原子また
は分子を蒸発させ、この蒸発粒子を基板上に沈着させて
薄膜を形成する方法である。気相成長法は、薄膜材料の
ハロゲン化物、硫化物、水素化物等を高温中で熱分解、
酸化、還元、重合あるいは気相化学反応させた後に、薄
膜組成を基板上に沈着させせ薄膜を形成する方法であ
る。気相成長法により炭素薄膜を形成するには、一般
に、炭化水素をアーク放電により熱分解して炭素を基板
上に沈着させる方法が用いられる。真空蒸着法は、1×
10-6Torr以下の高真空中で薄膜材料(この場合には炭素
材料)を加熱蒸発させ、この蒸発粒子を基板上に沈着さ
せて薄膜を形成する方法である。イオンプレーティング
法は、蒸着膜の基板に対する付着強度を高めるため、蒸
発粒子をプラズマ中に通過させてイオン化し、電界によ
り加速して基板に付着させる方法である。
設膜の容易さ、材料選択の自由度、薄膜の均一性を考慮
すると、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレー
ティング法または気相成長法が望ましい。
例えば真空蒸着法やイオンプレーティング法における蒸
発源、スパッタリング法におけるターゲット等の、非晶
質炭素薄膜層を形成するための炭素材料としては、ガラ
ス状炭素材料を用いることが望ましい。ガラス状炭素材
料を用いて形成した非晶質炭素薄膜層は、特に低エネル
ギでの光吸収性が高く、完全に貫通したドットを5mW程
度の低エネルギのレーザ光で容易に形成できる。
ガラス状炭素材料として、熱硬化性樹脂を炭素化して得
られるガラス状炭素材料、共重合や共縮合などにより熱
硬化するように変性された樹脂を炭素化して得られるガ
ラス状炭素材料、硬化あるいは炭素化の過程で化学処理
により結晶化を妨げることにより得られるガラス状炭素
材料、メタン、エチレン、ベンゼン等の低分子量炭化水
素類を気相で熱分解して得られるガラス状炭素材料等が
あり、具体的には、ポリアクリロニトリル系ガラス状炭
素材料、レーヨン系ガラス状炭素材料、ピッチ系ガラス
状炭素材料、リグニン系ガラス状炭素材料、フェノール
系ガラス状炭素材料、フラン系ガラス状炭素材料、アル
キッド樹脂系ガラス状炭素材料、不飽和ポリエステル系
ガラス状炭素材料、キシレン樹脂系ガラス状炭素材料、
キシレン樹脂系ガラス状炭素材料等が挙げられる。
さらに、必要に応じて記録層の上に保護層を設けてもよ
い。保護層は、透明で強度が大きく、記録層と反応し難
いものを用いる。具体的には、チッ化ケイ素Si3N4、ス
チレン、アルキッド樹脂、エポキシ・メラミン樹脂、ポ
リウレタン樹脂等を用いることができる。保護膜は、厚
さが1000Å〜数μmであり、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、真空蒸着法、気相成長法、CVD法
等により形成する。
また、光の検出を容易にするために、基板と記録層の間
に反射膜層を設けてもよい。反射膜層には金属を用い、
アルミニウムAl、銀Ag、銅Cu等を用いる。反射膜層の厚
さは1000Å〜数μmであり、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、気相成長法、真空蒸着法等により形
成する。
さらに、記録された情報の再生を効率よく行うために、
基板上に案内溝を設け、その上に記録層を設ける構造と
することが望ましい。この構造により、再生装置の位置
精度が少し劣っていても、簡単なサーボ装置により容易
に位置補正を行うことができ、再生装置のコストを削減
することができる。また、基板上に記録層をもつ二枚の
光学記録媒体を、記録面を内側に配置して両記録層の間
にスペーサを設けたサンドイッチ構造としてもよい。こ
の構造により、ゴミの付着、キズの発生、有害ガスとの
接触から記録層を保護できるので、保存の面で有利であ
る。
本発明の光記録媒体に記録再生を行うには、レーザ光を
用いる。レーザ光源としては、例えばネオン、ヘリウム
・カドミウム、アルゴン、ヘリウム・ネオン、ルビー、
半導体等のレーザ装置を用いることができるが、特に軽
量小型で取り扱いが容易なことから、半導体レーザ装置
が望ましい。
また、本発明の光学記録媒体を、光学記録媒体の光記録
媒体の原盤として利用することができる。すなわち、上
述の記録方法と同様に記録層にドットを形成し、ポリカ
ーボネート樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂を流し込ん
で、記録層を反転させた形状の光学記録媒体を複数個作
成する。
〔作用〕
本発明の光学記録媒体は、再生専用の記録媒体である。
光、特に赤外線の吸収率が高い非晶質炭素薄膜を記録層
として用いるので、比較的低エネルギのレーザ光でこの
記録層を貫通するドットを形成でき、これを記録ピット
として用いる。したがって、書き込み装置に用いられる
レーザ装置を小型軽量化できる。また、ドットの直径は
照射したレーザ光スポットの直径に等しく、レーザ光の
集光精度でドットを形成でき、高密度記録が可能であ
る。
書き込まれた情報を再生するには、ドットの部分と他の
部分との透過レーザ光強度の変化により情報を読み取
る。特にドットが実質的に貫通している場合には、低エ
ネルギのレーザ光でも十分な光強度変化を得ることがで
き、小型軽量のレーザ装置で再生を行うことができる。
記録層に用いた非晶質炭素薄膜は、毒性がなく、安定性
にも優れている。
〔発明の効果〕
本発明の光学記録媒体は、媒体自体の製造が容易であ
り、しかもこの媒体に記録再生を行う方法も単純であ
る。また、書き込みに必要なレーザ光のエネルギが低
い。したがって、書き込み装置および再生装置を小型軽
量でしかも安価に製造できる効果がある。また、記録ピ
ットの大きさが書き込みレーザ光のスポット径に等し
く、高密度記録が可能である。さらに、炭素材料を用い
ているので、毒性の心配もなく安定性に優れている。し
たがって、本発明の光学記録媒体は、再生専用の記録媒
体として用いて効果がある。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を説明する。以下の実施例では円盤
状の光学記録媒体を例に説明するが、カード状または他
の形状の光学記録媒体でも、同様に本発明を実施でき
る。以下の実施例はあくまでも本発明の一例であり、本
発明の技術範囲を限定するものではない。
(実施例1) フラン系ガラス状炭素の円盤をターゲットに用いて、ス
パッタリング法により、円板状のソーダライムガラス基
板上に膜厚800Åの非晶質炭素薄膜を形成した。スパッ
タリング条件は、アルゴンガス圧力3×10-3Torr、基板
温度40℃、アルゴンガスをイオン化するための高周波電
力300Wとした。
これにより得られた光学記録媒体を第1図ないし第3図
に示す。第1図は平面図であり、第2図は側面図であ
り、第3図はドット近傍の断面拡大図である。ガラス基
板1上に形成された非晶質炭素薄膜層2の色は暗褐色で
あった。この非晶質炭素薄膜層2に、出力5mWのヘリウ
ム・ネオンレーザ光を、光学レンズで直径約1μmに絞
って2m秒間照射した。この結果、照射部にのみ直径約
1μmの無色のドット3が形成された。無色であるの
は、第3図に示すように、完全に貫通したドット3が形
成されたことによると考えられる。
(実施例2) 人造黒鉛の円盤をターゲットに用い、実施例と同様に、
ソーダライムガラス基板上に膜厚800Åの非晶質炭素薄
膜を形成した。ただし、スパッタリング条件のアルゴン
ガス圧力だけは異なり、5×10-3Torrとした。次に、出
力10mWのヘリウム・ネオンレーザ光を、光学レンズで直
径約1μmに絞って2m秒間照射した。この結果、照射
部のみに薄い橙色のドットが形成された。このドットは
実施例1のドットとは異なり、完全には貫通していない
と考えられる。
(実施例3) 実施例2で作った光学記録媒体を原盤とし、これにポリ
カーボネート樹脂を流し込み、固化した後に原盤から取
り外してポリカーボネート製光記録媒体を作成した。こ
のポリカーボネート製光記録媒体の拡大断面図を第4図
に示す。ポリカーボネート基板4から記録ピット5が飛
び出しており、この媒体をレーザ光で走査したときの記
録ピット5により光学的変化により、記録された情報を
読み取ることができる。同一の原盤から10枚のポリカー
ボネート製光記録媒体を作成したが、原盤の非晶質炭素
薄膜層は剥がれるようなことはなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例光学記録媒体の平面図。 第2図は側面図。 第3図はドット近傍の拡大断面図。 第4図はポリカーボネート製光記録媒体の拡大断面図。 1…ガラス基板、2…非晶質炭素薄膜層、3…ドット、
4…ポリカーボネート基板、5…記録ピット。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、 この基板上に形成され、情報信号で変調された光学的ま
    たは熱的エネルギを加えることにより情報を検出可能な
    変化として記録し、しかも記録された情報を光学的変化
    として再生できる記録層と を備えた光学記録媒体において、 上記記録層は光照射により除去可能な非晶質炭素薄膜層
    を含む ことを特徴とする光学記録媒体。
  2. 【請求項2】非晶質炭素薄膜層はガラス状炭素を原料と
    して形成された特許請求の範囲第(1)項に記載の光学記
    録媒体。
  3. 【請求項3】非晶質炭素薄膜層はスパッタリング法によ
    り形成された特許請求の範囲第(2)項に記載の光学記録
    媒体。
  4. 【請求項4】非晶質炭素薄膜層は気相成長法により形成
    された特許請求の範囲第(2)項に記載の光学記録媒体。
  5. 【請求項5】非晶質炭素薄膜層は真空蒸着法により形成
    された特許請求の範囲第(2)項に記載の光学記録媒体。
  6. 【請求項6】非晶質炭素薄膜層はイオンプレーティング
    法により形成された特許請求の範囲第(2)項に記載の光
    学記録媒体。
JP60193467A 1985-09-02 1985-09-02 光学記録媒体 Expired - Lifetime JPH062429B2 (ja)

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