JPH06295471A - 光記録媒体 - Google Patents
光記録媒体Info
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- JPH06295471A JPH06295471A JP5083327A JP8332793A JPH06295471A JP H06295471 A JPH06295471 A JP H06295471A JP 5083327 A JP5083327 A JP 5083327A JP 8332793 A JP8332793 A JP 8332793A JP H06295471 A JPH06295471 A JP H06295471A
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- JP
- Japan
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- optical recording
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射率およびＳ／Ｎ比が高く、かつ光学定数
及び熱分布の制御が簡易な光記録媒体を提供することに
ある。 【構成】 基板１の上に誘電体層２を積層し、その上に
記録層３を積層し、記録層３の上に誘電体層４を積層
し、誘電体層４は、反射率が大きく、熱伝導性のよい金
属微粒子を添加した金属分散誘電体層４とした構造を有
する光記録媒体にした。 【効果】 反射率の大きい金属部粒子を添加したことに
より光記録媒体からの反射光を増やすことができ、従来
技術に係る誘電体層に反射の機能を持たせず、金属のみ
からなる反射層を別に設けたものに比べて、積層数が少
ないのでＳ／Ｎ比が良い光記録媒体を提供することが可
能である。
及び熱分布の制御が簡易な光記録媒体を提供することに
ある。 【構成】 基板１の上に誘電体層２を積層し、その上に
記録層３を積層し、記録層３の上に誘電体層４を積層
し、誘電体層４は、反射率が大きく、熱伝導性のよい金
属微粒子を添加した金属分散誘電体層４とした構造を有
する光記録媒体にした。 【効果】 反射率の大きい金属部粒子を添加したことに
より光記録媒体からの反射光を増やすことができ、従来
技術に係る誘電体層に反射の機能を持たせず、金属のみ
からなる反射層を別に設けたものに比べて、積層数が少
ないのでＳ／Ｎ比が良い光記録媒体を提供することが可
能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光記録媒体及びその光記
録媒体を用いた記録装置に関する。
録媒体を用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光記録媒体には、特開昭６３−６
１４３２号公報に記載されたように、相変化型の光記録
媒体において、基板／保護層／記録層／光吸収層（金属
分散誘電体層）という積層構造を持つものが有る。光吸
収層を有するのは、熱を吸収して相変化を十分に行わせ
ることを目的とする。
１４３２号公報に記載されたように、相変化型の光記録
媒体において、基板／保護層／記録層／光吸収層（金属
分散誘電体層）という積層構造を持つものが有る。光吸
収層を有するのは、熱を吸収して相変化を十分に行わせ
ることを目的とする。
【０００３】また、特開昭６２−１８０５３８号公報に
示されるように、基板上に両面を保護膜で覆われた記録
薄膜を有し、記録膜を挾んだ両側の上記保護膜に金属又
は半金属の酸化物、窒化物、硫化物、弗化物の何れかを
母材料として金属元素が添加されているものがある。上
記の構成にすると、外部から侵入してくる酸素を該添加
元素自らが酸化され捕捉し、保護膜の耐酸化性が向上す
る。
示されるように、基板上に両面を保護膜で覆われた記録
薄膜を有し、記録膜を挾んだ両側の上記保護膜に金属又
は半金属の酸化物、窒化物、硫化物、弗化物の何れかを
母材料として金属元素が添加されているものがある。上
記の構成にすると、外部から侵入してくる酸素を該添加
元素自らが酸化され捕捉し、保護膜の耐酸化性が向上す
る。
【０００４】また、特願昭６３−１５４７４３号公報の
ように、基板の上に第１の誘電体層、第１の誘電体層の
上に記録層、記録層の上に第２の誘電体層、第２の誘電
体層の上に反射層との密着性を向上させるためのアンカ
−膜、アンカー層の上に反射層を順次積層させた構造を
有する光記録媒体もある。
ように、基板の上に第１の誘電体層、第１の誘電体層の
上に記録層、記録層の上に第２の誘電体層、第２の誘電
体層の上に反射層との密着性を向上させるためのアンカ
−膜、アンカー層の上に反射層を順次積層させた構造を
有する光記録媒体もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−６１４３
２号公報に記載された、相変化型の光記録媒体において
は、熱を吸収し、熱を放熱する金属を添加している結
果、消去時に、結晶成長時間が延長されることになり、
記録特性が劣化する。
２号公報に記載された、相変化型の光記録媒体において
は、熱を吸収し、熱を放熱する金属を添加している結
果、消去時に、結晶成長時間が延長されることになり、
記録特性が劣化する。
【０００６】結晶成長時間が長くないという点では、上
記の特開昭６２−１８０５３８号公報に記載された技術
は良い。しかし、これの金属分散保護膜は、光透過性は
あるが高い光反射性はない。その為、光記録再生におけ
る効率が悪い。
記の特開昭６２−１８０５３８号公報に記載された技術
は良い。しかし、これの金属分散保護膜は、光透過性は
あるが高い光反射性はない。その為、光記録再生におけ
る効率が悪い。
【０００７】この点で上記の特願昭６３−１５４７４３
号公報に記載された技術は良い。しかし、この多層積層
構造をとる光記録媒体は、記録再生には直接関与しない
接着層（アンカ−膜）を有し、この層が有る分だけ、ノ
イズが多くなるという問題が有る。
号公報に記載された技術は良い。しかし、この多層積層
構造をとる光記録媒体は、記録再生には直接関与しない
接着層（アンカ−膜）を有し、この層が有る分だけ、ノ
イズが多くなるという問題が有る。
【０００８】本発明の目的は、高い反射性を有し、Ｓ／
Ｎ比が高い光記録媒体を提供することにある。
Ｎ比が高い光記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、光記録媒体において、基板と、上記基板
上に積層された保護層と、上記保護層上に積層された、
光ビームにより記録および再生が行われる記録層と、上
記記録層上に積層され、上記光ビームを反射する反射層
とを有し、上記反射層は、光反射材料を分散して内包す
る絶縁物を有することとしたものである。
決するために、光記録媒体において、基板と、上記基板
上に積層された保護層と、上記保護層上に積層された、
光ビームにより記録および再生が行われる記録層と、上
記記録層上に積層され、上記光ビームを反射する反射層
とを有し、上記反射層は、光反射材料を分散して内包す
る絶縁物を有することとしたものである。
【００１０】
【作用】相変化型光記録再生を行うためには、光入射側
にあたる基板よりの保護層には高い透光性、残るもう一
方の誘電体層には高い光反射性が必要となる。本発明の
特徴は、保護層中には光反射材料を添加せず、記録層を
介し反対側の誘電体層中に光反射材料を添加した反射層
を形成した構造にしたことにある。
にあたる基板よりの保護層には高い透光性、残るもう一
方の誘電体層には高い光反射性が必要となる。本発明の
特徴は、保護層中には光反射材料を添加せず、記録層を
介し反対側の誘電体層中に光反射材料を添加した反射層
を形成した構造にしたことにある。
【００１１】本発明は、上記に示すように、少ない積層
数で構成したことによりノイズを低減できる。また、少
ない積層数という制約を満たしながら、反射層を設ける
ことにより、光反射層と保護層との間の空間で起こる多
重反射を利用することにより、検出光量を倍増させると
ともに、記録層中の記録部と非記録部の反射率の差を大
きくし（コントラストを大きくし）、その結果、効率良
く光を検出できる。
数で構成したことによりノイズを低減できる。また、少
ない積層数という制約を満たしながら、反射層を設ける
ことにより、光反射層と保護層との間の空間で起こる多
重反射を利用することにより、検出光量を倍増させると
ともに、記録層中の記録部と非記録部の反射率の差を大
きくし（コントラストを大きくし）、その結果、効率良
く光を検出できる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１３】図１に本発明による光記録媒体の一構成例
を示す。基板１はガラスまたはポリカ−ボネ−ト等で表
面の平滑なものを用いる。通常基材表面はレ−ザビ−ム
を導くため、スパイラルまたは同心円状のトラックで覆
われている。２は誘電体層である。材料として、レーザ
光の透過率が大きいこと、薄膜の形成が容易であるこ
と、耐熱耐湿性に優れていること等を考慮した場合、Ｓ
ｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＮ
ｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＡｌＮが
適する。３は記録層であり、カルコゲン化物合金薄膜を
用いる。４は金属分散誘電体層である。各層の役割を以
下に述べる。誘電体層２の役割は、オ−バライトに対す
る記録層３の保護、記録層３への光吸収率を高めること
及びコントラストを出すことにある。４の金属分散誘電
体層は２に示す誘電体層としての役割にさらに反射層の
役割も兼ねている。４中に分散させる金属微粒子には、
反射率が大きく、熱伝導性も大きい、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏが適する。１〜
４の積層膜の製膜は高周波マグネトロンスパッタリング
法で行う。４の層は、誘電体タ−ゲット上に含有させる
金属チップを置き、高周波マグネトロンスパッタリング
法あるいは真空蒸着法で誘電体層と金属微粒子を混在さ
せた後、熱処理を行う。
を示す。基板１はガラスまたはポリカ−ボネ−ト等で表
面の平滑なものを用いる。通常基材表面はレ−ザビ−ム
を導くため、スパイラルまたは同心円状のトラックで覆
われている。２は誘電体層である。材料として、レーザ
光の透過率が大きいこと、薄膜の形成が容易であるこ
と、耐熱耐湿性に優れていること等を考慮した場合、Ｓ
ｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＮ
ｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＡｌＮが
適する。３は記録層であり、カルコゲン化物合金薄膜を
用いる。４は金属分散誘電体層である。各層の役割を以
下に述べる。誘電体層２の役割は、オ−バライトに対す
る記録層３の保護、記録層３への光吸収率を高めること
及びコントラストを出すことにある。４の金属分散誘電
体層は２に示す誘電体層としての役割にさらに反射層の
役割も兼ねている。４中に分散させる金属微粒子には、
反射率が大きく、熱伝導性も大きい、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏが適する。１〜
４の積層膜の製膜は高周波マグネトロンスパッタリング
法で行う。４の層は、誘電体タ−ゲット上に含有させる
金属チップを置き、高周波マグネトロンスパッタリング
法あるいは真空蒸着法で誘電体層と金属微粒子を混在さ
せた後、熱処理を行う。
【００１４】ところで、記録消去を行う過程で熱伝導性
は大切な役割を果たす。記録膜が高速で結晶化するた
め、熱伝導性が低いとアモルファスが形成されにくく記
録が困難となる。
は大切な役割を果たす。記録膜が高速で結晶化するた
め、熱伝導性が低いとアモルファスが形成されにくく記
録が困難となる。
【００１５】本発明は、光反射及び熱の放散（熱引き）
の役割を担う層を構成する金属を誘電体層４に添加する
ものである。従って、光を反射し熱を保持しない物質を
添加することが重要となる。公知例の様に熱を吸収し熱
を発熱する金属を添加すると、消去時に長すぎると問題
となる結晶成長時間が延長されることになり、記録特性
が劣化する。
の役割を担う層を構成する金属を誘電体層４に添加する
ものである。従って、光を反射し熱を保持しない物質を
添加することが重要となる。公知例の様に熱を吸収し熱
を発熱する金属を添加すると、消去時に長すぎると問題
となる結晶成長時間が延長されることになり、記録特性
が劣化する。
【００１６】なお、金属分散層上にさらに金属層を薄く
積層させることで、熱引きの度合いを緩やかに調整出来
る長所を付け加えてもよい。
積層させることで、熱引きの度合いを緩やかに調整出来
る長所を付け加えてもよい。
【００１７】ところで、誘電体層４の熱伝導率が記録層
３の伝導率よりも大きいことが、記録マークを形成する
ためには必要である。本発明に係る代表的な記録膜の１
種である、三元化合物ＩｎＳｂＴｅの場合、結晶状態の
ときに８Ｗ／ｍＫ以上である。従って、誘電体層の熱伝
導率は、１０Ｗ／ｍＫ以上必要である。
３の伝導率よりも大きいことが、記録マークを形成する
ためには必要である。本発明に係る代表的な記録膜の１
種である、三元化合物ＩｎＳｂＴｅの場合、結晶状態の
ときに８Ｗ／ｍＫ以上である。従って、誘電体層の熱伝
導率は、１０Ｗ／ｍＫ以上必要である。
【００１８】図５にＡｕ添加に伴う集合体の熱伝導率
（Ｈ’）変化を示す。図５（ａ）は従来技術に係るもの
であり、横軸に異なる種類の誘電体マトリックスの熱伝
導率（ＤＨＣ）を、縦軸に、従来の、金分散誘電体では
ない、Ａｕの反射層と誘電体層の積層構造をとったとき
の熱伝導率（Ｈ）を示している。
（Ｈ’）変化を示す。図５（ａ）は従来技術に係るもの
であり、横軸に異なる種類の誘電体マトリックスの熱伝
導率（ＤＨＣ）を、縦軸に、従来の、金分散誘電体では
ない、Ａｕの反射層と誘電体層の積層構造をとったとき
の熱伝導率（Ｈ）を示している。
【００１９】つぎに、本発明において、図５（ａ）の従
来技術と同じ熱伝達性能を出すために必要な金の添加量
を求める。図５（ｂ）に熱伝導率（ＤＨＣ）２０Ｗ／ｍ
Ｋの誘電体層を用いた時の本発明に係る金分散誘電体層
の熱伝導率変化を示す。横軸はＡｕ添加量を示す。図５
（ａ）より、熱伝導率（ＤＨＣ）２０Ｗ／ｍＫのとき、
集合体の熱伝導率（Ｈ’）を従来技術並にするには、６
５Ｗ／ｍＫ以上必要となる。図５（ｂ）より、Ａｕは少
なくとも５０ａｔ％含有させる必要があることがわか
る。なお、これらの計算値は、誘電体膜厚、誘電体の熱
伝導率、反射膜厚、反射層膜厚を直列結合の形で計算し
た結果である。
来技術と同じ熱伝達性能を出すために必要な金の添加量
を求める。図５（ｂ）に熱伝導率（ＤＨＣ）２０Ｗ／ｍ
Ｋの誘電体層を用いた時の本発明に係る金分散誘電体層
の熱伝導率変化を示す。横軸はＡｕ添加量を示す。図５
（ａ）より、熱伝導率（ＤＨＣ）２０Ｗ／ｍＫのとき、
集合体の熱伝導率（Ｈ’）を従来技術並にするには、６
５Ｗ／ｍＫ以上必要となる。図５（ｂ）より、Ａｕは少
なくとも５０ａｔ％含有させる必要があることがわか
る。なお、これらの計算値は、誘電体膜厚、誘電体の熱
伝導率、反射膜厚、反射層膜厚を直列結合の形で計算し
た結果である。
【００２０】本発明に係る金属分散誘電体層は、絶縁物
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料の必要な添加量
を求めると組合せごとに異なるが、熱伝導率の最も高い
金で、理想的な形状を形成している場合が添加率の最小
値として算出される。最大値の制約は製造方法に起因
し、本スパッタ法では８０％より多くいれることは、添
加手段が高周波マグネトロンスパッタ装置であるため、
実際問題として無理と判断した。この結果、４０ａｔ％
以上８０ａｔ％未満の範囲となる。
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料の必要な添加量
を求めると組合せごとに異なるが、熱伝導率の最も高い
金で、理想的な形状を形成している場合が添加率の最小
値として算出される。最大値の制約は製造方法に起因
し、本スパッタ法では８０％より多くいれることは、添
加手段が高周波マグネトロンスパッタ装置であるため、
実際問題として無理と判断した。この結果、４０ａｔ％
以上８０ａｔ％未満の範囲となる。
【００２１】必要な熱伝導性能として、上述の１０Ｗ／
ｍＫになるときの反射率を次に求める。反射率等の光学
定数の算出をするために、一辺の大きさが波長程度の領
域を考え、その中に多数の小金属球を含む誘電媒質中を
光が通過する場合を考える。この集合体はある複屈折率
をもった媒質と等価であり、集合体の光学定数は金属球
の光学定数と誘電体の屈折率で表せることが知られてい
る（Ｊ．Ｃ．Ｍａｘｗｅｌｌ Ｇａｒｎｅｔｔ， Ｐｈ
ｉｌ． Ｔｒａｎｓ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．，Ａ．２０３，
３８５（１９０４），ｉｂｉｄ．２０５，２３７（１９
０５））。
ｍＫになるときの反射率を次に求める。反射率等の光学
定数の算出をするために、一辺の大きさが波長程度の領
域を考え、その中に多数の小金属球を含む誘電媒質中を
光が通過する場合を考える。この集合体はある複屈折率
をもった媒質と等価であり、集合体の光学定数は金属球
の光学定数と誘電体の屈折率で表せることが知られてい
る（Ｊ．Ｃ．Ｍａｘｗｅｌｌ Ｇａｒｎｅｔｔ， Ｐｈ
ｉｌ． Ｔｒａｎｓ．Ｒｏｙ．Ｓｏｃ．，Ａ．２０３，
３８５（１９０４），ｉｂｉｄ．２０５，２３７（１９
０５））。
【００２２】例えば、添加されている金属微粒子が微量
であるとき、金属分子がクラスタ−状態で誘電体中にラ
ンダムに分散している場合は、数１〜数４を用いて集合
体の光学定数ｎ''（屈折率）、κ''（消衰係数）が求ま
る。
であるとき、金属分子がクラスタ−状態で誘電体中にラ
ンダムに分散している場合は、数１〜数４を用いて集合
体の光学定数ｎ''（屈折率）、κ''（消衰係数）が求ま
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】
【数２】
【００２５】ただし、
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】一方、金属分子が粒状（クラスタよりも粒
が大きい状態）で分散している場合は、数５〜数８を用
いて光学定数ｎ’（屈折率）κ’（消衰係数）が求ま
る。
が大きい状態）で分散している場合は、数５〜数８を用
いて光学定数ｎ’（屈折率）κ’（消衰係数）が求ま
る。
【００２９】
【数５】
【００３０】
【数６】
【００３１】ただし、
【００３２】
【数７】
【００３３】
【数８】
【００３４】νは該誘電体の屈折率、ｎは該金属の屈折
率、κは該金属の消衰係数、μは該金属の含有体積分率
を表す。反射率Ｒは数９より求まる。
率、κは該金属の消衰係数、μは該金属の含有体積分率
を表す。反射率Ｒは数９より求まる。
【００３５】
【数９】
【００３６】金属分散層の熱引きを考慮すると、誘電体
層の種類により金属種を定めると添加量が定まる。
層の種類により金属種を定めると添加量が定まる。
【００３７】本発明に係る金属分散誘電体層は、絶縁物
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料の必要な添加量
を求めると組合せごとに異なるが、４０ａｔ％以上８０
ａｔ％未満の範囲となる。その添加量で反射率を概算す
ると５０％前後になった。
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料の必要な添加量
を求めると組合せごとに異なるが、４０ａｔ％以上８０
ａｔ％未満の範囲となる。その添加量で反射率を概算す
ると５０％前後になった。
【００３８】次に、含有金属微粒子の平均半径と光の散
乱方向の関係について述べる。
乱方向の関係について述べる。
【００３９】含有金属微粒子の平均半径と光の散乱方向
の関係を図３に示す。図３は粒状の金粒子によって光が
散乱されたときの極座標表示例である（Ｍ．ボルン他、
光学の原理ＩＩＩ、東海大学出版会、ｐ．９５９ （１
９７５））。図３（ａ）は微粒子の平均半径が極めて０
に近い場合、図３（ｂ）は８００Åである場合を示す。
粒子径が小さい図３（ａ）の場合、入射光が金属微粒子
に当たったあとで等方散乱する。一方、粒子径が大きい
図３（ｂ）の場合、光は入射側の後方よりも透過側の前
方に多く散乱される（Ｍｉｅ効果）。粒子径が大きくな
るに従い、散乱光の強度は増大する。図４は、波長８３
０ｎｍのレ−ザビ−ムを用いた時、Ａｇ微粒子を屈折率
１．９８の誘電体層中に分散させた集合体の反射率変化
を示す。横軸にＡｇ添加量を示す。（●）はＡｇ微粒子
が粒状で分散している場合、（▲）は分散層中でＡｇ微
粒子がクラスタ−状である場合を示す。同じ金属添加率
の集合体であっても、金属粒径が大きい場合の方が光の
反射率は低くなっている。これは、異方散乱による光の
偏向及び光の偏向により反射効率が低下したためと考え
られる。そこで、金属微粒子の平均半径ａの範囲を指定
することが必要となる。金属微粒子の平均半径ａの範囲
は、Ｍｉｅ効果を考慮したＭｉｅの理論によれば、２π
ａ／λの値を異方散乱しないといわれている０．８とな
るようにａを選択すればよく、以下の式が導かれる。
の関係を図３に示す。図３は粒状の金粒子によって光が
散乱されたときの極座標表示例である（Ｍ．ボルン他、
光学の原理ＩＩＩ、東海大学出版会、ｐ．９５９ （１
９７５））。図３（ａ）は微粒子の平均半径が極めて０
に近い場合、図３（ｂ）は８００Åである場合を示す。
粒子径が小さい図３（ａ）の場合、入射光が金属微粒子
に当たったあとで等方散乱する。一方、粒子径が大きい
図３（ｂ）の場合、光は入射側の後方よりも透過側の前
方に多く散乱される（Ｍｉｅ効果）。粒子径が大きくな
るに従い、散乱光の強度は増大する。図４は、波長８３
０ｎｍのレ−ザビ−ムを用いた時、Ａｇ微粒子を屈折率
１．９８の誘電体層中に分散させた集合体の反射率変化
を示す。横軸にＡｇ添加量を示す。（●）はＡｇ微粒子
が粒状で分散している場合、（▲）は分散層中でＡｇ微
粒子がクラスタ−状である場合を示す。同じ金属添加率
の集合体であっても、金属粒径が大きい場合の方が光の
反射率は低くなっている。これは、異方散乱による光の
偏向及び光の偏向により反射効率が低下したためと考え
られる。そこで、金属微粒子の平均半径ａの範囲を指定
することが必要となる。金属微粒子の平均半径ａの範囲
は、Ｍｉｅ効果を考慮したＭｉｅの理論によれば、２π
ａ／λの値を異方散乱しないといわれている０．８とな
るようにａを選択すればよく、以下の式が導かれる。
【００４０】０＜ａ≦０．８λ／（２π） ただし、
λ：レ−ザビ−ムの波長 このときに、本発明に係る金属分散誘電体層は、絶縁物
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料が占める体積分
率を求めると組合せごとに異なるが、上記光反射材料が
占める体積分率は、５９０ｎｍの波長で計算し直した金
属平均半径で同様に算出した結果、０．３以上０．８未
満の範囲に有ることがわかる。
λ：レ−ザビ−ムの波長 このときに、本発明に係る金属分散誘電体層は、絶縁物
として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ
2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ
5、ＡｌＮを有し、光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏを有するが、こ
れらの組合せに対して、上記光反射材料が占める体積分
率を求めると組合せごとに異なるが、上記光反射材料が
占める体積分率は、５９０ｎｍの波長で計算し直した金
属平均半径で同様に算出した結果、０．３以上０．８未
満の範囲に有ることがわかる。
【００４１】例えば、分散させる金属微粒子がアルミ
で、絶縁物がＳｉＯ2で、粒上に分散させたときは、ア
ルミについて、ｎ＝０．３２、κ＝５．４５、ＳｉＯ2
について、ν＝１．５６を用いると、体積分率は０．３
となる。
で、絶縁物がＳｉＯ2で、粒上に分散させたときは、ア
ルミについて、ｎ＝０．３２、κ＝５．４５、ＳｉＯ2
について、ν＝１．５６を用いると、体積分率は０．３
となる。
【００４２】以上のことより、光反射率について、集合
体の光学定数は ＭａｘｗｅｌｌＧａｒｎｅｔｔの式を
用いて算出でき、Ｍｉｅ効果は金属粒径の範囲を設定し
除去可能である。熱伝導性は金属微粒子添加量で簡易に
調整可能である。これら個々の原理を本光記録媒体に応
用する。
体の光学定数は ＭａｘｗｅｌｌＧａｒｎｅｔｔの式を
用いて算出でき、Ｍｉｅ効果は金属粒径の範囲を設定し
除去可能である。熱伝導性は金属微粒子添加量で簡易に
調整可能である。これら個々の原理を本光記録媒体に応
用する。
【００４３】図６は本発明による光記録媒体の金属分散
誘電体層の反射実験に用いる試験片の模式図である。製
膜は高周波マグネトロンスパッタリング法を用いた。出
力１．２５ｋＷ、圧力３．０ｍＴｏｒｒで行い、６４の
ＳｉＯ2誘電体（膜厚１．１２μｍ）中に ６３のＡｇ
を分散させた。分光光度計で反射率を測定した結果、反
射率は４０％となった。
誘電体層の反射実験に用いる試験片の模式図である。製
膜は高周波マグネトロンスパッタリング法を用いた。出
力１．２５ｋＷ、圧力３．０ｍＴｏｒｒで行い、６４の
ＳｉＯ2誘電体（膜厚１．１２μｍ）中に ６３のＡｇ
を分散させた。分光光度計で反射率を測定した結果、反
射率は４０％となった。
【００４４】図４の（●）は屈折率１．９８の誘電体層
中にＡｇを粒状で分散させたときの反射率変化を表した
ものである。反射率を５０％以上確保するためにはＡｇ
は７０ａｔ％は添加する必要がある。Ａｇの熱伝導率は
４２９（Ｗ／ｍＫ）である。熱伝導率を維持するために
は、Ａｇを５０ａｔ％以上添加する必要がある。従っ
て、Ａｇを７０ａｔ％以上添加すると金属分散誘電体層
を光記録媒体に応用できることがわかる。尚、同じ構成
物質から成る集合体でもレ−ザビ−ムの波長に対して光
学定数は変化する。構成物質及び使用するレ−ザビ−ム
の波長の組合せを考慮すると金属添加範囲４０ａｔ％以
上となる。一方、上限は製造上の理由より８０％程度と
なる。
中にＡｇを粒状で分散させたときの反射率変化を表した
ものである。反射率を５０％以上確保するためにはＡｇ
は７０ａｔ％は添加する必要がある。Ａｇの熱伝導率は
４２９（Ｗ／ｍＫ）である。熱伝導率を維持するために
は、Ａｇを５０ａｔ％以上添加する必要がある。従っ
て、Ａｇを７０ａｔ％以上添加すると金属分散誘電体層
を光記録媒体に応用できることがわかる。尚、同じ構成
物質から成る集合体でもレ−ザビ−ムの波長に対して光
学定数は変化する。構成物質及び使用するレ−ザビ−ム
の波長の組合せを考慮すると金属添加範囲４０ａｔ％以
上となる。一方、上限は製造上の理由より８０％程度と
なる。
【００４５】金属微粒子の粒径によって金属分散誘電体
層の色は変化する。これを、光記録媒体に応用すること
により、第３成分を導入することなく光記録媒体に肉眼
で識別可能な着色が可能となる。すなわち、着色せずに
容易にカラーをつけることが可能である、欠色が容易に
確認できる。
層の色は変化する。これを、光記録媒体に応用すること
により、第３成分を導入することなく光記録媒体に肉眼
で識別可能な着色が可能となる。すなわち、着色せずに
容易にカラーをつけることが可能である、欠色が容易に
確認できる。
【００４６】図２に本発明による光記録媒体を用いた光
記録再生装置を示す。５は、光ピックアップでここで光
情報の授受を行う。６は光ピックアップ位置を制御する
回路、７は受光した信号を処理する回路、８は半導体レ
−ザを駆動する回路、９は光記録媒体を回転させる駆動
モ−タ、１０はタ−ンテ−ブル、１１は上記光記録媒
体、２１はシステム制御回路、２２は外部入力端子群、
２３はレ−ザビ−ムを示す。この他に、例えば媒体を換
えたときレ−ザ照射パワ−設定がより簡易にできるよう
に光記録媒体の記録層の融点を識別処理する回路２０を
付けることも可能である。
記録再生装置を示す。５は、光ピックアップでここで光
情報の授受を行う。６は光ピックアップ位置を制御する
回路、７は受光した信号を処理する回路、８は半導体レ
−ザを駆動する回路、９は光記録媒体を回転させる駆動
モ−タ、１０はタ−ンテ−ブル、１１は上記光記録媒
体、２１はシステム制御回路、２２は外部入力端子群、
２３はレ−ザビ−ムを示す。この他に、例えば媒体を換
えたときレ−ザ照射パワ−設定がより簡易にできるよう
に光記録媒体の記録層の融点を識別処理する回路２０を
付けることも可能である。
【００４７】上記光記録媒体１１はタ−ンテ−ブル１０
上にのせられ、タ−ンテ−ブル１０はモ−タ９により回
転し、光記録媒体１１を回転させる構成となっている。
回転の作動停止は外部入力端子２２よりシステム制御回
路２１を介して行われる。
上にのせられ、タ−ンテ−ブル１０はモ−タ９により回
転し、光記録媒体１１を回転させる構成となっている。
回転の作動停止は外部入力端子２２よりシステム制御回
路２１を介して行われる。
【００４８】上記光記録媒体１１に光ピックアップ５に
よりレ−ザビ−ム２３が照射されている。レ−ザビ−ム
２３の反射光は光ピックアップ５に戻り、受光信号処理
回路７を介して光ピックアップ５の高さ、トラック上の
偏差信号を抽出し、これらの信号により光ピックアップ
位置制御回路６を介して光ピックアップ５をディスク１
１に対してフォ−カシング、トラッキングが得られるよ
うに構成している。フォ−カシング、トラッキングの作
動停止は外部入力端子２２よりシステム制御回路２１を
介して行われる。
よりレ−ザビ−ム２３が照射されている。レ−ザビ−ム
２３の反射光は光ピックアップ５に戻り、受光信号処理
回路７を介して光ピックアップ５の高さ、トラック上の
偏差信号を抽出し、これらの信号により光ピックアップ
位置制御回路６を介して光ピックアップ５をディスク１
１に対してフォ−カシング、トラッキングが得られるよ
うに構成している。フォ−カシング、トラッキングの作
動停止は外部入力端子２２よりシステム制御回路２１を
介して行われる。
【００４９】また、光ピックアップ１３は半導体レ−ザ
駆動回路８を介してシステム制御回路２１により時々刻
々任意のレ−ザパワ−を設定でき、１ビ−ムオ−バライ
トが可能となっている。
駆動回路８を介してシステム制御回路２１により時々刻
々任意のレ−ザパワ−を設定でき、１ビ−ムオ−バライ
トが可能となっている。
【００５０】光記録媒体１１の内周あるいは外周に設け
たコントロ−ルトラック中に、光記録媒体１１の記録膜
の融点あるいは融点以上に加熱するために必要なレ−ザ
照射パワ−の記載があり、光記録媒体の融点識別処理部
２０により、１ビ−ムオ−バライト時の記録点照射パワ
−、消去点照射パワ−を融点への加熱に必要なパワ−以
上に設定する構成になっている。
たコントロ−ルトラック中に、光記録媒体１１の記録膜
の融点あるいは融点以上に加熱するために必要なレ−ザ
照射パワ−の記載があり、光記録媒体の融点識別処理部
２０により、１ビ−ムオ−バライト時の記録点照射パワ
−、消去点照射パワ−を融点への加熱に必要なパワ−以
上に設定する構成になっている。
【００５１】融点識別処理部２０は上記の記載を解読し
て融点以上の温度でオ−バライトすることも出来る。
て融点以上の温度でオ−バライトすることも出来る。
【００５２】上記光記録媒体を用いることにより、光記
録再生装置のＳ／Ｎ比が向上する。
録再生装置のＳ／Ｎ比が向上する。
【００５３】
【発明の効果】光学定数及び熱流制御が簡易に計算で
き、積層数が少ないため、Ｓ／Ｎ比の良い光記録媒体、
及び上記記録媒体を用い性能の向上した光記録再生装置
を提供することが可能である。
き、積層数が少ないため、Ｓ／Ｎ比の良い光記録媒体、
及び上記記録媒体を用い性能の向上した光記録再生装置
を提供することが可能である。
【００５４】その結果、Ｓ／Ｎ比が高くかつ光学定数及
び熱分布の制御が簡易（熱特性制御が添加金属種を固定
したときでも、添加量を変化させれば可能なため簡易と
なる）な光記録媒体と、光の利用効率のよい相変化型光
記録再生装置を提供できる。さらに、総積層数が少ない
ことにより、製造工程の簡易化、多重干渉によるノイズ
低減ができる。また、積層数の減少によるノイズ成分の
除去が期待され、その分Ｓ／Ｎ比が向上する。
び熱分布の制御が簡易（熱特性制御が添加金属種を固定
したときでも、添加量を変化させれば可能なため簡易と
なる）な光記録媒体と、光の利用効率のよい相変化型光
記録再生装置を提供できる。さらに、総積層数が少ない
ことにより、製造工程の簡易化、多重干渉によるノイズ
低減ができる。また、積層数の減少によるノイズ成分の
除去が期待され、その分Ｓ／Ｎ比が向上する。
【図１】光記録媒体の断面の説明図
【図２】本発明による光記録媒体を用いた光記録再生装
置のブロック図
置のブロック図
【図３】直線偏光が粒状の金粒子によって散乱された様
子を示す説明図
子を示す説明図
【図４】ＡｌＮ／Ａｇ金属分散誘電体の反射率の金属微
細構造への依存性を示す説明図
細構造への依存性を示す説明図
【図５】金微粒子分散層の熱伝導率１例を示す説明図
【図６】金属分散誘電体層の反射率の測定実験に使われ
た試料の断面図
た試料の断面図
１…基板、２…誘電体層、３…記録層、４…金属分散誘
電体層、５…光ピックアップ、６…光ピックアップ位置
制御回路、７…受光信号処理回路、８…半導体レ−ザ駆
動回路、９…光記録媒体回転モ−タ、１０…タ−ンテ−
ブル、１１…トラッキングガイドを有した光記録媒体、
２０…光記録媒体の記録層の融点識別処理部、２１…シ
ステム制御回路、２２…外部入力端子、２３…レ−ザビ
−ム ２４…入射光、２５…反射光、２６…銀微粒子、２７…
ＳｉＯ2誘電体。
電体層、５…光ピックアップ、６…光ピックアップ位置
制御回路、７…受光信号処理回路、８…半導体レ−ザ駆
動回路、９…光記録媒体回転モ−タ、１０…タ−ンテ−
ブル、１１…トラッキングガイドを有した光記録媒体、
２０…光記録媒体の記録層の融点識別処理部、２１…シ
ステム制御回路、２２…外部入力端子、２３…レ−ザビ
−ム ２４…入射光、２５…反射光、２６…銀微粒子、２７…
ＳｉＯ2誘電体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 正一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 生田 勲 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 義美 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 安藤 寿 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐藤 美雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】基板と、 上記基板上に積層された保護層と、 上記保護層上に積層された、光ビームにより記録および
再生が行われる記録層と、 上記記録層上に積層され、上記光ビームを反射する反射
層とを有し、 上記反射層は、光反射材料を分散して内包する絶縁物を
有することを特徴とする光記録媒体。 - 【請求項２】請求項１記載の光記録媒体において、 上記反射層は、上記絶縁物として、ＳｉＯ2、ＺｎＳ−
ＳｉＯ2、ＺｎＳ、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＮｘ、ＺｒＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＡｌＮのうちの少なくとも１
つを有することを特徴とする光記録媒体。 - 【請求項３】請求項１または２記載の光記録媒体におい
て、 上記反射層の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であることを
特徴とする光記録媒体。 - 【請求項４】請求項１、２または３記載の光記録媒体に
おいて、 上記反射層は、上記光反射材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｏのうちの少なく
とも１つを有することを特徴とする光記録媒体。 - 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の光記録媒
体において、 上記光反射材料は、金属微粒子であり、 光ビ−ムの波長をλとしたときに、金属微粒子の平均半
径をａとすると、ａは、 ａ≦０．８λ／（２π） であることを特徴とする光
記録媒体。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４または５記載の光記
録媒体と、上記光記録媒に光を照射する光照射部と、上
記光記録媒体からの光をピックアップする光ピックアッ
プと、上記光ピックアップで受光した信号を処理する受
光信号処理回路と、上記光記録媒体を回転させる媒体駆
動部とを有することを特徴とする光記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083327A JPH06295471A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083327A JPH06295471A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295471A true JPH06295471A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13799340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5083327A Pending JPH06295471A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295471A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980059959A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 구자홍 | 상변화형 광디스크 및 그의 제조방법 |
| US7348124B2 (en) * | 2002-09-28 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High-density readable only optical disk |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP5083327A patent/JPH06295471A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980059959A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 구자홍 | 상변화형 광디스크 및 그의 제조방법 |
| US7348124B2 (en) * | 2002-09-28 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High-density readable only optical disk |
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