JPS59177743A - 光学記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報信号を変調して、レーザパルスによるヒ
ート・モード記録を行ない、又、光学的に再生復調する
所謂光デイスク技術に用いる改善された光学記録媒体に
関するものである。

一般に光ディスクは、基板の上に設けた薄い配録層に形
成された光学的に検出可能な小さな（例えば、約１μ）
ビットをらせん状又は円形のトラック形態にして、高密
度情報番言１憶することが出来る。この杵なティスフに
情報を亡き込むには、記録層の表面に集束したレーザ光
を情報信号に応じた変調パルスで走査し、照射部分にビ
ットを形成する。ビット記録は、吸収したレーザ光を熱
エネルギーに変換して、その箇所に、蒸発又は融解によ
り小さな凹部（ビット）を形成する所謂ヒートモード方
式により行なわれる。また、別のヒート９モード配録方
式では、照射されたレーザエネルギーにより記録層の結
晶相の転移や化学反応等により検出可能な反射層や光学
濃度の変化としてビットを形成出来る。

この光ディスクに記録された情報は、レーザを記録トラ
ックに沿って走査し、その光学的な変化量として検出し
、復調再生する」が出来る。

この様な光ディスクに用いる記録媒体として、これまで
、アルミニウム、インジウム、ビスマス、テルル等の金
属薄膜、酸化テルル、カルコゲナイド系非晶質ガラス等
の半金属薄膜又はフタロシアニン、ポリメチン染顔料等
の有機物質を蒸着、或は結着樹脂に添加した薄膜を基板
上に作成したものが提案されている。これらの薄膜の記
録および再生特性を考慮すると、記録感度は、吸収光の
熱変換効率と記録温度に依存し、記録層の吸光係数、熱
拡散係数や、記録温度がほぼ等しい媒体なら、熱の散逸
を考えて、膜厚が薄い程、感度が高いと云える。一方、
再生信号は、十分に膜厚が大きく、記録が厚み方向の深
い所まで達して、為されていた方が、光学的変化として
検出するのに望ましい。

以上に述べた様に、光ディスクの記録層の膜厚は記録と
、再生の両特性の兼ね合いで定められ、必しも満足すべ
き設計が為されているとはいえない。

これらの単一記録層からみる媒体の改良として、３層構
成の記録媒体が提案されている。例えば、特開昭５６−
６５３４０号、特開昭５６−６５３４１号、特開昭５６
−１１１１３４号、特開昭５６−１２４１３５号、特開
昭５６−１２４１３６号、特開昭５６−１２７９３”７
号および特開昭５７−５５５４０号等に記載されるもの
で、これらに依ると記録媒体は基板上に、反射層、透明
層および延伸性金属層の３　Ｊ？ｉを１順次重ねた構成
からなる。

透明層と表面延伸性金属層の膜厚は、入射光の表面から
の反射光と下層の反射層からの反射光との間に位相々殺
する光学的距離に設計される。これらの媒体に光学的記
録を行なった場合表面の金属層又は透明層との界面で記
録光が吸収されその熱エネルギーにより、透明層又は、
金属層の膨張を伴ない、記録部分に変形を惹き起す。そ
の結果として、記録ピント部は、先述の位相々殺の可干
渉性が崩れ、再生光の反射光量が増大し仇み出し可能と
なる。この３層構成の記録媒体の特徴は、その記録原理
から判る様に、記録光の吸収領域は極く薄く出来、又、
記録のモードは融解や化学変化を伴わないため、より少
ないエネルギーで記録が行なわれる、更に再生゛信号も
十分大きなものが期待できる。

一方、この３層構成記録媒体の問題点は、記録層の最上
層に用いる材質は記録部の変形状態が安定で且つ可干渉
性のため、比較的反射率の大きなものに限定される。具
体的には、先の引用特許に見る限り、金、白金、ロジウ
ム、チタン、亜鉛、銀等の延伸性の金属が用いられてお
シ、熱伝導率や吸光度の点から、感度に限界があり又、
耐触性からも使用材料は限られる。

本発明に於ては、前述の単一層記録媒体に用いられてい
る熱変換効率に優れた材料を可干渉性の多層構成に適用
する事により顕著な、記録感度と再生信号の改良が為さ
れる事を見いだした。一般に、これらの熱変換効率に優
れた材質は、反射率や変形塑性の不足からそのままでは
、先の３層構成の記録媒体とする事は出来ないが、極く
薄い高反射率膜を積層した場合高品質の多層構造記録用
ディスクとする事が出来た。

以上の説明に明らかなように、本発明の目的は、情報信
号をレーザパルスに変調してヒートモード記録に使用す
る高感度な光学的記録媒体を提供する事にある。又、別
な目的は、記録信号の再生時に、Ｓ／Ｎ比が大きく、且
つ信頼性に優れた光学構成例および実施例に明確である
。

本発明の光ディスクの構成例を第１図に示す略断百図モ
デルにより説明する。即ち、平滑な基板１１、上に、記
録信号の読み出し再生波長光を反射する反射層１２、を
設け、その上に、再生光を実質的に透過する透明層１３
、および記録波長光を吸収して、熱変換可能な吸収層１
４、を積層し、次いで比較的透明で反射率の高い表面層
１５、を設けた４Ｎ４を基本とした構成からなる。又、
層１３．１４．１５の膜厚は、再生波長光が表面層１５
、は位相がλ／２（λ：再生光波長）ずれて相殺弱め合
　う方が良いが、強め合う様な膜厚の設定でも再生は可
能である。

該基本構成の光ディスクに情報信号を記録するには、変
調したレーザパルス光を媒体面に集束して行なわれる。

その時の記録ピットの形状例を第２図の（ａ）〜（ｄ）
に示す。第２図に示す光ディスクの断面図模型は、平面
基板２１、反射層２２、透明層２３、吸収層２４、およ
び比較的反射率の高い表面層２５を有している。又、図
中の矢印２６は記録レーザビームを示す。第２図（ａ）
の例に於ては、記録光は吸収層２４に於て熱エネルギー
に変換され吸収層２４の気化、膨張、等により、表面層
２５が塑性変形を受けその結果、再生光に対する可干渉
性が失なわれ反射光量に大きな差が生じる様な記録が為
される態様を示している。

又、第２図（ｂ）に於ては、熱エネルギーは、透明層２
３に伝えられる結果として気化、膨張等を誘引して、同
様に変形記録が為される態様を示している。更に、第２
図（ｃ）の例に於ては、透明層２３、および表面層２５
が融解した結果膜応力のため、変形せしめた態様を示し
たものである。又、更に第２図（ｄ）に於ては、透明層
２３と吸収層２４に於て、気化と融解が同時に起き、そ
の界＋Ｍｒに空隙が生じた部分変形の記録が為される態
様を示している。いづれの場合にも、第２図（ａ）で説
明したと同様に再生入射光の可干渉性が失なわれた結果
読み出し可能となる。

これらの変形モードは、各層に用いた材質に依って異な
るものであるが後述する種々の材質を選ぶ事によって可
能である。但し、必須構成要素として表面層は、欠陥の
ない平滑な膜を作成出来る事が必要で、又、ある程度反
射率の高いものが選ばれる。検討結果では、Ａｕ、　Ｐ
ｔ、　Ｉｎ、　ＭｇＦ＊、ＢｉＦｎ、　Ａｌｔ　Ｏｓ、
Ｓｔｏｗ、Ｓｉｎ、　５ｉＣＳＳｉＮ、ＺｒＯｘ、Ｔｉ
１ｔ、Ｔ　ｅ　Ｏｔ、５ｎＯｔ、あるいは、炭化水素、
フッ化炭素のブラズム重合膜等が適用できる。これらの
表面層は場合によっては変形塑性が必要であり、着色し
ている場合には、入射光が実質的に透過出来る必要もあ
るため欠陥が生じない程度に薄膜にする必要がある。実
際には１０〜５００人位に調整する。

次に吸収層は先に述べた、単一層に用いられた熱変換効
率の良い種々の無機有機の化合物が使用出来る。

吸収層は、本発明の光ディスクの記録原理から理解出来
る様に、未記録状態での可干渉性を崩ずすのに必要な変
形を生じるのに足りる量で良く、又、干渉性を考えれば
再生光の２５％以上を透過い する極く薄４膜とする事が必要である。吸収層に用いら
れる物質例として、Ｔｅ、　Ｔｅａ、非晶質５ｉ−Ｇｅ
ン チ輿染料等の有機物質が有用であり、これらは蒸着法、
溶剤塗工法等の手段により先の条件を満足する条件の薄
膜を作成できる。

又、透明層は、表面層に適用した無色の物質は用いる事
が出来るが、入射光の可干渉性を得るために、膜厚を任
意に変えられる物質として、各種の有機樹脂を溶液塗布
する事も効果的である。例えば、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、
ポリシロキサン、ポリカーボネート、ボリアリレートお
よびポリサ反射層は、Ａｌ、Ｚｎ等の金属が一般的と用
られる。基板はガラス板金属板やプラスチック板等の必
要によっては、レーザ走査用の案内溝ｆ：設けたものが
用いられる。

又、これらの基本構成の他に、当該ディスクの表面層の
上に採掘の目的に低屈折率の樹脂層や、ス 食ペーサ−を介して透明保護板を重ねる。１！は何ら差
しつかえない。

以下に本発明の実施例を示す。

〈実施例１〉 平滑な清浄ガラス円板に反射層として、５０００大のＡ
ｔを真空蒸着により被着した。次いでボリアリレート樹
脂（ユニチカ社製；商品名Ｕ　−上げ法により、１１０
００人の乾燥膜厚に塗布して、透明層を作製した。

このディスクに、塩化アルミニウムを配位しン たフタロシアニジを膜厚８００人に真空蒸着して、吸収
層とし、つづけて、表面層として金を２００人被着して
、光ディスクを作成した。

この光ディスクを、記録再生用の光学ヘッドを配したタ
ーンテーブル上に装着して、１８００ｒｐｍで回転しな
がら、記録再生特性を評価した。

記録は、８２０ｎｍの波長光の半導体レーザをディスク
盤面７ｍＷの光量で６　ＭＨｚと８ＭＨｚのパルス露光
して行なった。

又、信号の再生は、同様の系で、盤面３　ｍＷの光を照
射して、反射光を検出して行なった。

記録周波数が６および８ＭＨｚに対応してＣ／Ｎ比はそ
れぞれ、６３および５８　ｄｂと安定であった。

く比較例１〉 実施例１に示した構成に於て、表面層の金を除いた以外
は、全く同様にして、光ディスクを作成した。

この光ディスクは、実施例１と同じ方法で記録再生特性
を評価した結果記録周波数４ＭＨｚに対して　”／Ｎ　
比２８　ｄｂおよび６ＭＨｚでは２０ｄｂであり、信号
のゆれの大きな不安定なものであった。

〈比較例２〉 実施例１に示した構成に於て、吸収層のブタン ロシア二ｋを除いた以外は全やく同様にしてサク ンプルを作成した。この光ディスＡ（ｆ−１、実施例１
の評価装置に於ては、１ＭＨｚ以上の周波数では書き込
めなかった。またＩ　ＭＨｚの再生信号は、約３５　ｄ
ｂであった。

〈実施例２〉 先の実施例１、および比較例１．２の記録ビットの形状
を電子顕微鏡で観察した。その結果を表ＩＫ示した。

表　１ この観察結果から、仄の事が判断できる。即ち、実施例
１のサンプルに於ては、第２図の２−　ａもしくは２−
ｂ図の如きビットが記録周波数に依らず得られている。

又、比較例１に於ては、記録エネルギーの大きな４　Ｍ
Ｈｚではブタン ロシア二Ｖが昇華して凹形のビットが生じ、６ＭＨｚの
周波数では、第２図の２−ａに近いビット形状と思われ
るが吸収層の塑性が十分でないため、中心に不規則な穴
が観察される。そのため、再生信号が不規則になると考
えられる。又、表面の反射率が不十分なため、未記録部
の反射光量が大きく、信号も小さくなると思われる。

比較例２では吸収層が無いため感度も著るしく悪く、ビ
ットも小さなものとなる。

〈実施例３〉 実施例１と同様にガラス円板に反射層としてａｏｏｏＡ
のＡｕを、次いで１０００人のＳｔ　０１＆透明層を電
子ビーム蒸着により被着した。次いでＡｓ−８−Ｔｅ化
合物（原子数比でＡｓ−５％５−２５％Ｔｅ−７０％）
を吸収層として５００人の厚さに、次いでＺｎＳ’とＴ
ｉの同時蒸着膜（ＺｎＳ’１２５人、Ｔｉ１４０人）を
表面層としてｊ胆（Ｃ積層し、光ディスクを作成した。

実施例１と同じ条件で記録再生実験を行ったところディ
スク盤面上７　ｍＷのパワーで６ＭＨｚと８ＭＨｚの５
０チデー−ティ変調信号の記録再生が可能で、再生信号
はそれぞれ６０および５０ｄＢのＣ／Ｎ比であった。

く比較例３ン ク媒体面の反射率を極小値にする為表面層のＺｎＳとＴ
ｉの同時蒸着膜のＺｎＳとＴｉの割合をＺｎＳ７０人Ｔ
ｉ　２００Ａ　　としたものを設けた光ディスクを作成
した。

この光ディスクは、実施例３と同じ方法で記録再生特性
を評価した結果、記録再生周波数４ＭＨｚに対してＣ／
Ｎ比４０ｄＢ、および６ＭＨｚでは３０　ｄＢであり再
生信号の小さい書き込み感度の小さいものとなっている
。

〈実施例４〉 先の実施例３および比較例３の記録ビットの形状を電子
顕微鏡で観察した。実施例３の光ディスクのビットは６
ＭＨｚと８ＭＨｚに対してきれいな凸形のピントを示し
た。比較例３の光ディスクのビットは４ＭＨｚに対して
は不規則な形状が見られる凸形ビットを示し、６ＭＨｚ
のビットについては、凸形と凹形が混在するビットで形
状がはっきり確認しにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光学記録媒体の断面図である。第２
図（ａ）、第２図（ｂ）、第２図（ｃ）および第２図（
ｄ）は、本発明の光学記録媒体を用いて記録した時の態
様を模式的に示す説明図である。 １１．２１・・・・・・基板　　　　１２．２２・・・
・・・反射層１３．２３・・・・・・透明層　　　１４
．２４・・・・・・吸収層１５．２５・・・・・・表面
層　　　２６・・・・・・レーザ光線第２図（％） −２５８＝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的に情報信号を記録再生する光学記録媒体に
   於て、記録層の構成が記録再生波長光に対して、反射層
   、透明層、吸収層および表面層の４層を基板上に順次積
   層した構成であり且つ、該４層の構成要素の内、透明層
   、表面層の少なくとも一方は、変形可能である事を特徴
   とした光学記録媒体。
2. （２）前記透明層、吸収層および表面層の膜厚が再生波
   長光の入射により生じる該表面層での反射光と前記反射
   層での反射光の位相が可干渉となる様な光学的距離に設
   定されている特許請求の範囲第１項記載の光学記録媒体
   。