JPH10334507A - 光情報記録媒体 - Google Patents

光情報記録媒体

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JPH10334507A
JPH10334507A JP9143765A JP14376597A JPH10334507A JP H10334507 A JPH10334507 A JP H10334507A JP 9143765 A JP9143765 A JP 9143765A JP 14376597 A JP14376597 A JP 14376597A JP H10334507 A JPH10334507 A JP H10334507A
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JP
Japan
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optical
recording
optical information
recording layer
information recording
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Withdrawn
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JP9143765A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Sugawara
菅原  良一
Shoichi Kawai
川井  正一
Naoki Sano
直樹 佐野
Taiji Kawachi
泰司 河内
Hironari Kuno
裕也 久野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Publication of JPH10334507A publication Critical patent/JPH10334507A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜厚が厚い領域でも規格を満足する光情報記
録媒体を得ること。 【解決手段】 透明基板1上に光記録層2、その上に反
射層3、さらにその上に保護層4を順次積層する。透明
基板1の表面には所定の幅、深さ、ピッチでスパイラル
状に溝が形成されており、その上に光記録層2、反射層
3、保護層4が順次積層されている。情報記録または再
生のためのレーザ光6は透明基板側より対物レンズ5で
集光され光記録層2に入射する。この際、記録は通常透
明基板1の溝部に対しておこなわれる。そして、記録前
の前記光記録層の屈折率の実部をn1、虚部をk1、前
記光記録層の厚さをd、記録または再生用レーザ光の波
長をλとしたとき、n1×d/λ≧0.6かつk1/n
1≦0.02の範囲となるよう光記録層材料を選定する
ことで、記録前の反射率がCD規格を満たすことができ
る。これにより、膜厚が厚い領域でも規格を満足するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体に
関する。特に、CD(コンパクトディスク)と称される
光情報記録媒体の反射率に関して互換性をなす追記可能
な光情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、CDが普及しており、さらにコン
ピュータなどの記録装置として、追記可能なメディアも
多種市場に投入されている。一方、次世代のCDとし
て、DVD(デジタルバーサタイルディスク)が規格化
され、映像分野あるいは情報分野への用途開発が進みつ
つある。これらの光情報記録媒体が広く普及しつづける
ためには、すでに大量に市場に浸透しつつあるCDプレ
イヤあるいはCD−ROMプレイヤで再生できるという
特徴を有す、いわゆるCD互換性が重要な要素となる。
【0003】このような観点に基づき追記可能なCDと
してCD−Rが開発され、市場に投入されているが、い
くつか問題点を抱えているのも見逃せない。まずCD−
Rと称する光情報記録媒体(以下、記録媒体と略す)の
構成を図1および図2をもとに説明する。図1は円盤状
の記録媒体とその一部の断面構造を示しており、透明基
板1上に光記録層2、その上に反射層3、さらにその上
に保護層4を順次積層した構造をしている。
【0004】図2は拡大表示した断面と光情報記録方法
を模式的に示している。透明基板1の表面には所定の
幅、深さ、ピッチでスパイラル状に溝が形成されてお
り、その上に光記録層2、反射層3、保護層4が順次積
層されている。情報記録または再生のためのレーザ光6
は透明基板側より対物レンズ5で集光され光記録層2に
入射する。この際、記録は通常透明基板1の溝部に対し
ておこなわれる。
【0005】溝が形成される理由は、凹凸端部での反射
率の差を検出することで、トラッキング制御をおこなう
ためである。光記録層2はレーザ照射されると光学定
数、特に複素屈折率が変化する特性を有する材料が用い
られる。すなわち、レーザ光6が集光照射された光記録
層の一部7は、その複素屈折率がレーザ照射される前の
状態からわずかに変化する。具体的には、複素屈折率n
* =n−ikの実部nまたは/および虚部kが変化す
る。またこのレーザ照射による複素屈折率変化は不可逆
的に生ずるものであり、レーザ照射された状態はレーザ
照射停止後も保持される。
【0006】光記録層の複素屈折率が変化すると、反射
層との間の光の干渉または光記録層内部での吸収が変化
することに起因して、照射レーザ光に対する反射光強度
が変化するので、この性質を利用して記録がなされるこ
とになる。複素屈折率が不可逆的に変化する原因は、照
射レーザ光の強度が光記録層で吸収され熱に変換され、
この吸収熱によって光記録層をなす材料の結晶性、組
成、結合状態等の物理的な内部構造が変化するためであ
る。
【0007】次に記録された信号の再生をおこなうに
は、保持された記録状態を変化させないよう記録時より
低い強度のレーザ光を照射することで、記録部および未
記録部の反射率の違いを検出する。このような記録方法
は、記録状態すなわち記録/未記録に対する”1”/”
0”といったデジタル信号記録再生方式に分類される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、CD−Rで
は規格として案内溝上での記録前の反射率65%以上と
規定されているが、この条件を満足する膜厚は複数存在
することが図3で明らかである。図3は、ある光記録層
材料を選定し、従来のCD−Rと同一の構成で製造した
光情報記録媒体の反射率特性である。従来、この種の設
計条件としては特開平2−132656号公報があった
が、示されている条件は、図3のような特性のうち膜厚
が薄い領域の1つめの極大値を含むよう定義されている
に過ぎないことを我々はつきとめた。
【0009】ところが、特開平2−132656号公報
にいては、記録後の光記録層についての検討がされてお
らず、たとえば記録後の複素屈折率によっては、記録前
の反射率が規格を満たし、かつ記録前後の反射率の差を
記録前の反射率で除した値として定義される信号の振幅
変調度も規格を満たすような膜厚が、極端に薄くなって
しまう場合がある。
【0010】たとえば、複素屈折率の実部が記録前後で
ほとんど変化せず、虚部が極端に増加する場合である。
例として、記録前の複素屈折率が3.1−i0.03で
あって、記録後のそれが3.1−i0.6程度の場合で
は、反射率と振幅変調度ともにCD規格値を満たす光記
録層の膜厚としては、特開平2−132656号公報の
範囲内で選定すると60nmと非常に薄い層としなければ
ならず、このような記録媒体を製造することは極めて困
難である。ここで最長記録ピット(I11信号)に対する
振幅変調度の規格値は60%以上とされている。
【0011】また、このように膜厚が薄い領域で規格を
満たす膜厚範囲が狭いことから、製造上の歩留まりが極
端に低いという問題があった。市場に投入されているC
D−Rはすべて光記録層を有機色素材料のスピンコーテ
ィング法で製造されているため、一般的に知られている
歩留まりは高々6乃至7割に過ぎない。さらに、このよ
うな問題が残されてきたのは、光記録層として通常、有
機色素材料が用いられてきたことが原因であり、光学定
数に関してほとんど設計の自由度がなかったためである
と言える。
【0012】そこで、本発明の目的は、膜厚が厚い領域
でも規格を満足する光情報記録媒体を得ることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、膜厚が厚い
領域でも規格を満足する条件を見いだした。すなわち、
請求項1のようにn1×d/λ≧0.6かつk1/n1
≦0.02の範囲となるよう光記録層材料を選定するこ
とで、記録前の反射率がCD規格を満たす膜厚が複数見
いだされた。
【0014】さらに請求項2のようにn2/n1≦2.
0かつ0.02≦k2/n2≦1.0の範囲となるよう
選定すると、振幅変調度についてCD規格を満たすこと
ができる。したがって、請求項3のようにこれら請求項
1及び請求項2の2つの条件を同時に満足するよう光記
録層材料を選定し、所定の膜厚となるよう形成すれば、
完全にCD規格を満足する記録媒体が実現できる。
【0015】請求項4の発明によれば、請求項1乃至請
求項3の条件の光記録層を精度良く製造することが可能
となる。具体的には、CD規格を満足する光記録層の膜
厚の精度は、中心値に対して10%程度以下と高精度が
要求されるため、従来のようなスピンコーティングによ
る製造法では歩留まり確保の点で極めて不利である。し
たがって、組成および膜厚の制御性の良いスパッタリン
グまたは真空蒸着法による製造法が必要となる。
【0016】スピンコーティングでしか製造不可能な、
たとえば従来用いられてきた有機色素のような材料では
上記のような制御は困難であるが、請求項5の発明によ
れば、極めて精度良く光記録層を製造することができ、
従来より大幅に歩留まりを向上させることが可能とな
る。請求項6の発明によれば、複素屈折率の制御が可能
で、かつ記録のために要求される照射レーザ光強度の低
い光記録層材料を製造することが可能である。光記録層
材料の複素屈折率制御に必要な要件としては、照射レー
ザ光を効率よく吸収するための光吸収材料、複素屈折率
の虚部である消衰係数を制御するための光透過材料、さ
らに記録に必要な照射レーザ光強度を低くするための光
学定数変化材料の3つあるが、少なくとも2種類の元素
によりこれらの調整が可能となるため、複数元素からな
る化合物を光記録層とする必要がある。
【0017】加えて、光吸収材料および光学定数変化材
料としてはそれ自身の反射率が高く、複素屈折率の虚部
が大きい特徴を有する金属材料が適しており、レーザ照
射による熱分解、着色等の光学定数変化を効率よく生じ
させるためには、複数の元素の組み合わせによる化合物
とするのが良い。また、光透過材料としては、上記化合
物の酸化物、窒化物等とするのが光学材料とする場合一
般的な手法である。したがって、これらの組み合わせ材
料を、請求項1乃至請求項5に適用することで、本発明
の効果を完全に引き出すことが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
光情報記録媒体を説明する。本実施の形態における各膜
の配置は図1、図2に示したものと同じであるため、そ
の説明は省略する。そして、図3および図4を用いて、
本発明の実施の形態を説明する。
【0019】光記録層の光学定数はn1=3.1,k1
/n1=0.012,n2=4.123,k2/n2=
0.11,λ=780nmの例を図示してある。レーザ
光の波長λは一般的なCDおよびCD−Rに使用される
半導体レーザの波長である。また上記光学定数は、Cu
NおよびSnNの無機化合物材料をCH4 ガス雰囲気中
で反応性スパッタリングによってポリカーボネイト基板
上に形成した薄膜を光記録層としたものの光学定数の実
測値である。図3および図4は、このような光記録層の
上に、Auの反射層を積層し記録媒体とした場合の予測
反射率特性を計算したものである。
【0020】本光記録層材料について説明すると、Cu
Nは光吸収材料、SnNは光透過材料、CH4 はこれら
化合物の熱分解を促進し光学定数変化材料とするための
ものである。本実施の形態は、CuおよびSnそれぞれ
単一の金属ターゲットを用い、スパッタリング時の導入
ガスとしてAr、N2 、CH4 の混合ガスを用いて形成
した。CuとSnの組成比は4:6、ガス分圧比はA
r:N2 :CH4 =6:3:3とした。
【0021】ポリカーボネイト上に上記材料を膜厚22
5nm形成し、さらにAuを100nm形成したものを
記録媒体とした。このようにして作製した記録媒体の初
期の反射率はおよそ66%、半導体レーザ照射して記録
したものの振幅変調度はおよそ64%であり、CD規格
を満足する記録媒体であることを確認した。図におい
て、膜厚220nm乃至230nm付近で反射率および
振幅変調度ともに規格を満足しているが、本条件は特開
平2−132656号公報の範囲外であることは明らか
である。特開平2−132656号公報の範囲内の条件
である膜厚120nm付近でも規格を満足するが、膜厚
は厚ければ厚いほど製造時のばらつきの影響を少なくす
ることができるため歩留まり向上に非常に都合が良いの
である。
【0022】次に、図5および図6を用いて本発明の適
用範囲について説明する。図5は、光記録層の複素屈折
率の実部n1および虚部k1の比と、記録前の記録媒体
の反射率との関係を示すものである。反射率としては、
請求項1の範囲内において最大の反射率を示してある。
図のようにn1およびk1によって反射率が変化する
が、CD規格CD規格を満足する範囲としては、k1/
n1はおよそ0.02以下であることがわかる。n1が
大きいほどk1/n1の範囲は拡大するが、k1/n1
>0.02となる材料としてはn1が大きくなりすぎ、
一般的に透明な材料を得にくい範囲となってしまうため
現実的でないと言える。
【0023】図6は、n1=3.0、膜厚d=210n
mとした場合の、記録後の光記録層の複素屈折率の実部
n2および虚部k2の比と、振幅変調度との関係を示す
ものである。図のように、n2/n1、k2/n2によ
ってCD規格を満足する範囲が変化するが、n2/n1
はおよそ2.0以下の領域で、k2/n2はおよそ1.
0以下の領域でCD規格を満足する解を見いだすことが
できると言える。
【0024】このように、光記録層材料の光学定数およ
び膜厚の選定にあたり、CD規格を満たす記録媒体の実
現条件は複数存在し、本発明の条件の範囲内でそれらを
見いだすことが可能となった。なお、上記実施の形態で
はCuおよびSnの金属ターゲットを別々にスパッタリ
ングして光記録層を形成したが、CuNおよびSnNの
無機化合物であるターゲットを用いても良い。さらにC
uおよびSn合金の窒化物である単一ターゲットを用い
ることもでき、このような方法にすれば、光記録層材料
の組成制御の精度をさらに高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1および従来のCD−Rの
構造の概略図。
【図2】上記構造の断面の詳細と記録動作を説明するた
めの模式図。
【図3】光記録層の膜厚と記録媒体の反射率の関係を説
明するための模式図。
【図4】光記録層の膜厚と記録媒体の振幅変調度の関係
を説明するための模式図。
【図5】請求項1の範囲を説明するための図。
【図6】請求項2の範囲を説明するための図。
【符号の説明】
1 透明基板 2 光記録層 3 反射層 4 保護層 5 対物レンズ 6 レーザ光 7 光記録層の一部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 泰司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 久野 裕也 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溝付き透明基板上に少なくとも光記録
    層、反射層を順次積層した構造の光情報記録媒体であっ
    て、記録または再生用レーザ光の波長における反射率に
    関し、記録前が65%以上であり、かつ記録後の反射率
    との差を記録前の反射率で除した値として定義される振
    幅変調度が60%以上である追記可能な光情報記録媒体
    において、 記録前の前記光情報記録層の屈折率の実部をn1、虚部
    をk1、前記光記録層の厚さをd、記録または再生用レ
    ーザ光の波長をλとしたとき、 n1×d/λ≧0.6かつk1/n1≦0.02 であることを特徴とする光情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 溝付き透明基板上に少なくとも光記録
    層、反射層を順次積層した構造の光情報記録媒体であっ
    て、記録または再生用レーザ光の波長における反射率に
    関し、記録前が65%以上であり、かつ記録後の反射率
    との差を記録前の反射率で除した値として定義される振
    幅変調度が60%以上である追記可能な光情報記録媒体
    において、 記録後の前記光記録層の屈折率の実部をn2、虚部をk
    2としたとき、 n2/n1≦2.0かつ0.02≦k2/n2≦1.0 であることを特徴とする光情報記録媒体。
  3. 【請求項3】 記録後の前記光記録層の屈折率の実部を
    n2、虚部をk2としたとき、 n2/n1≦2.0かつ0.02≦k2/n2≦1.0 であることを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒
    体。
  4. 【請求項4】 前記光記録層がスパッタリングまたは真
    空蒸着によって形成されることを特徴とする請求項1乃
    至請求項3の何れかに記載の光情報記録媒体。
  5. 【請求項5】 前記光記録層の材料が金属を含む化合物
    であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか
    に記載の光情報記録媒体。
  6. 【請求項6】 前記光記録層が、Cu、Ag、Sn、Z
    n、Te、Bi、Ge、Si、In、Wのうち少なくと
    もひとつを含み、かつN2 、O2 、CH4 のうち少なく
    ともひとつを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項
    5の何れかに記載の光情報記録媒体。
JP9143765A 1997-06-02 1997-06-02 光情報記録媒体 Withdrawn JPH10334507A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100351933C (zh) * 2004-04-22 2007-11-28 Tdk股份有限公司 光记录媒体
US7399511B2 (en) 2004-04-22 2008-07-15 Tdk Corporation Optical recording medium
US7592058B2 (en) 2006-01-31 2009-09-22 Tdk Corporation Optical recording medium

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