JPH081707B2 - 光学的情報記録媒体 - Google Patents

光学的情報記録媒体

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JPH081707B2
JPH081707B2 JP62307867A JP30786787A JPH081707B2 JP H081707 B2 JPH081707 B2 JP H081707B2 JP 62307867 A JP62307867 A JP 62307867A JP 30786787 A JP30786787 A JP 30786787A JP H081707 B2 JPH081707 B2 JP H081707B2
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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、レーザー光線等の手段を用いて情報信号を
高密度に記録することができる光学的情報記録媒体、と
りわけ書き換え可能なタイプの光学的情報記録媒体に関
するものである。
従来の技術 ガラス、樹脂等の表面の平滑な基板の上に光吸収性の
薄膜を形成し、その上に微小スポットに絞りこんだレー
ザー光線を照射して照射部に局部的な変化を生じさせ、
これによって情報を記録するという技術は公知である。
この際、記録膜として例えば特公昭47−26897号公報
ではTe,Seをベースとする或種のカルコゲナイドガラス
薄膜を用いることで情報の記録、消去、書き換えを繰り
返し行うことができる旨が開示されている。
このような書き換え可能な記録のメカニズムは、結晶
相とアモルファス相との間の原子レベルでの可逆的構造
変化に基づく光学的な特性の違いを利用するもので、特
定の波長の光に対する反射光量、あるいは透過光量の差
を信号として検出する。
記録膜層は繰り返して使用する際の蒸発等を避ける目
的で、例えば特開昭57−111839号公報に記載されている
ように、SiO2、ZnS等の誘電体層でサンドイッチするの
が一般的であって、各層の厚さは光の吸収率が高くなる
ように、同時に変化前後における反射光量または透過光
量の差ができるだけ大きくなるように選ぶ。
また、光の入射するのとは反対の側の誘電体層の上
に、更にAu,Al等の光反射層を追加して変化量を大きく
した例もある。
発明が解決しようとする問題点 これまで、上述のいわゆる相変化型の書き換え可能な
記録媒体においては、記録用と消去用とで別々のレーザ
ービームを用いて重ね書き（いわゆるオーバーライト）
を行ってきた。
この場合には、例えば第30回応用物理学関係連合講演
予稿集7p−ｘ−１〜7p−ｘ−５に記載のように、記録時
と消去時とでレーザーパワー、照射時間を独立に選ぶこ
とが可能であり、重ね書きによる特異な問題が生じてい
なかった。
ところが、最近では例えば光メモリーシンポジウム'8
6論文集第81頁に記載されているように、一本のレーザ
ービームだけで重ね書きする方法（いわゆるダイレクト
・オーバーライト）が提唱され、主流になろうとしてい
る。
この方法は、レーザーパワーを記録レベルと消去レベ
ルの二段階として、この間で情報信号に応じて変調し、
信号の記録された情報トラック上に、直接次の信号を書
き込んで行くというものである。
これによれば光学ヘッドの設計が楽になるといったメ
リットがある反面、以下のようなデメリットが生じる。
すなわち、予め消去する作業がなされないため、記録
を行おうとする情報トラック上には記録ビットであるア
モルファス状態の部分と、非記録部である結晶状態の部
分の両方が存在しており、この両方の状態が混在する記
録媒体に直接書き込むことになる。しかも、アモルファ
スの部分に記録する（すなわち再度アモルファス化す
る）場合と、結晶の部分に記録する場合とでは、次の記
録の状態が異なる、すなわち書き換えた記録は、その記
録前の記録層の状態に依存する。
具体的には、アモルファス部の上に記録する場合と、
結晶部の上に記録する場合とでは、記録ビットの大きさ
が微妙に変化する。その端的な例として、新たな記録の
箇所の一部が、既記録の記録部と重なる部分（すなわち
書き書え部分）と、非記録部に記録する部分（すなわち
新規記録部分）との両方を有する場合では、当該新たな
記録ビットの形状に歪を生じることとなる。
この歪は、常に新たな記録ビット部の位置の一部また
は全体で生じるため、新たな記録ビットの位置が、本来
記録しようとしていた位置に比べずれが生じ、このビッ
トずれ部分には書き換え前の情報が書き換え後も残るい
わゆる消し残りの現象が生ずる。
すなわち、ダイレクト・オーバーライト法では、書き
換えた記録ビットの位置がずれ、消去したはずの前の信
号成分が残るという問題点が生じてきた。
この問題は、以下の二つの点によって引き起こされる
ものと考えられる。
一つは、記録媒体中に記録層におけるアモルファス部
分と結晶の部分とでは、光学的な光吸収率Ａ（アモルフ
ァスの部分での光吸収率をAa、結晶部での光吸収率をAb
とする）が異なることである。
今一つは、結晶の部分では融解潜熱を必要とするた
め、アモルファスの部分と結晶の部分とでは融解のため
に必要とするエネルギーが、当該融解潜熱分だけ異なる
ことである。
しかも、アモルファス部分の方が結晶部分に比べ融解
し易い上に、この分野の従来の光学的情報記録媒体で
は、当該記録媒体に入射した光の利用効率を向上するた
め、反射層の膜厚を充分厚くし、当該反射層から透過す
る光量をなくすと同時に、アモルファス状態の光吸収率
（Aa）が結晶状態の光吸収率（Ab）よりも大きくなる構
成であるため、書き換えた情報信号のビット位置のずれ
及び記録前の情報の消し残りが助長される。
問題点を解決するための手段 基板上に、その両側を誘電体薄膜層で挟み込まれ、光
線の照射条件に対応して光学的に検出可能な二つの状態
ａおよびｂの間を可逆的に変化しうる記録薄膜を記録層
として備えた光学的情報記録媒体であって、上記状態ａ
にある記録薄膜を融解させるためには上記状態ｂにある
記録薄膜を融解させるためより大きなエネルギーを必要
とするとき、照射光線の波長に対する状態ａにある上記
記録層での光吸収率を上記状態ｂにある上記記録層での
光吸収率に比較して同等かもしくは相対的に大きくなる
ように構成する。
作用 記録媒体を構成する各層の膜厚を選択することによ
り、記録層における状態ａの光吸収率Aaと状態ｂの光吸
収率Abとは任意に設計でき、このAaをAbと同等もしくは
高くすることで、何れの部分においてもほぼ同様な昇温
プロファイルを得ることができる。
すなわち、例えば結晶領域・アモルファス領域間の光
学的特性変化を利用する場合であれば、記録層での結晶
状態における光吸収率をアモルファス状態における光吸
収率と同等、もしくは高くすると、融解潜熱に基づく融
解エネルギー差が是正され、ほぼ同様な昇温プロファイ
ルが得られる。
従って、両領域に新たに記録を行い情報を書き換える
場合、記録前の記録層の履歴に係わらずほぼ同様の融解
状態が得られ、記録ビットの大きさ及び位置を揃えるこ
とが可能となり、高い消去率でオーバーライトが可能と
なる。
実施例 本発明の光学的情報記録媒体は、第１図および第２図
に示すように、PMMA,ポリカーボネイト等の樹脂、Al,Cu
等の金属、ガラス等の表面の平滑な基板１の上にSiO2、
ZnS等の誘導体３でサンドイッチした記録層２を形成し
て構成される。レーザ光線の入射する側とは反対側の誘
電体層の上に、更に光反射層４を設けた構成もある。最
上部に保護板を張り合わせることもできる。
なお、誘電体層３、記録層２及び光反射層４等の薄膜
層は、通常行われる真空蒸着法またはスパッタ法等の手
法で形成することができる。
本発明のポイントは、上記構成において、各層の膜厚
を適当に選び、記録前後の二つの状態（記録状態と未記
録（消去）状態）における記録層２での光吸収率を同
等、または、むしろ相対的に融解し難い状態の方の記録
層２での光吸収率を相対的に高くして、何れの状態にお
いても、時間的、空間的に同様な昇温プロファイルを得
ることにある。なお、光学的に記録状態と未記録（消
去）状態とを検出できる状態変化には、記録層を構成す
る物質の高温相と低温相とを利用した結晶・結晶間、結
晶・アモルファス間を適用できるが、以下の説明ではそ
の一実施態様として、未記録（消去）部分がアモルファ
ス状態で、記録部分が結晶状態の場合について述べる。
光学的情報記録媒体の記録層の光吸収率は、主に記録
層２と光反射層４とを構成する物質の光学定数及びそれ
らの膜厚により変化する。第１表中に、試作した光ディ
スクのダイナミックな測定を行った実施例の膜厚構成例
を示し、第２表に、記録前後の記録層２での光吸収率、
媒体記録面での反射率、及びその記録消去特性を示す。
なお、各層の膜厚は、各層を形成する物質の光学定数
を基にして、反射率や吸収率等が予め定めた所定の条件
を満たすように、例えば久保田広「波動光学」（岩波書
店）第３章等に記載されているマトリクス法に準拠した
計算により求められ、第２表中の反射率及び吸収率の値
はこの計算により求めた値である。
各構成は、以下のような特徴を有している。表中、N
o.1、No.2、No.3は記録層が40nmの場合、またNo.4、No.
5、No.6は記録層が20nmの場合であって、それぞれ順番
にアモルファス部での光吸収率Aaと結晶部での光吸収率
Abの関係を各々、Aa＞Ab、Aa＝Ab、Aa＜Abとした例であ
る。
また、反射層の材料としてはAuを用い、透過光量と反
射光量とがほぼ同程度になる膜厚（20nm）を例に挙げた
が、反射層は、当該反射層の透過する透過成分が若干あ
る膜厚程度以下であれば、信号成分の大小すなわちCNR
の絶対値に影響を及ぼす程度で、例えば第１図に示した
ような反射層がない構成でも、消去率とCNRとが共に高
い本発明の作用効果に影響は及ぼさない。
記録・消去特性の測定は、上記６種類のディスクを15
m/secの線速度で回転させ、周波数7MNz、5MHzの記録を
交互にオーバーライトした。レーザーパワーは、相対的
に強い記録パワーレベル（アモルファス化）12〜20mW
と、相対的に弱い消去パワーレベル（結晶化）５〜10mW
の間でパワー変調し、ディスク上に照射した。また、第
２表には、最も良好な7MHzでのCNR、消去率の値を示
す。
この表からアモルファス状態における光吸収率Abが、
結晶状態における光吸収Aaよりも大きい場合（Aa＜Ab）
には、CNRは高いが充分な消去率が得られないこと、ア
モルファス状態と結晶状態との光吸収率が同等（Aa≒
Ab）あるいは結晶状態の方が大きい場合（Aa＞Ab）に
は、高いCNRと消去率とを同時に得ることができること
が分かる。すなわち、融解エネルギーが相対的に大きい
結晶状態の光吸収率を、融解エネルギーが相対的に小さ
いアモルファス状態の光吸収率と同等あるいはそれ以上
にすることによって、高いCNRと消去率とを同時に満足
できる光学的情報記録媒体を構成できる。
このように、本発明の光学的情報記録媒体は、ダイレ
クト・オーバーライトで高いCNRと消去率とが同時に達
成でき、すなわち書換時の当該記録媒体上での記録ビッ
トの位置ずれがない記録媒体が得られる。
発明の効果 本発明の光学的情報記録媒体によって、一本のレーザ
ービームによるオーバーライトを、高いCNRと、高い消
去率を維持したまま行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、本発明の実施例における光学的
情報記録媒体の断面図を示す。 １……基板、２……記録層、３……誘電体、４……光反
射層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に、その両側を誘導体薄膜層で挟み
    込まれ、光線の照射条件に対応して光学的に検出可能な
    二つの状態ａおよびｂの間を可逆的に変化しうる記録薄
    膜を記録層として備えた光学的情報記録媒体であって、
    上記状態ａにある記録薄膜を融解させるためには上記状
    態ｂにある記録薄膜を融解させるためより大きなエネル
    ギーを必要とするとき、上記状態ａにある上記記録層で
    の照射光線の波長に対する光吸収率を、上記状態ｂにあ
    る上記記録層での照射光線の波長に対する光吸収率に比
    較して同等かもしくは相対的に大きくなるように構成し
    たことを特徴とする光学的情報記録媒体。
  2. 【請求項２】記録薄膜層が光線の照射条件に対応して、
    結晶相−アモルファス相間を可逆的に変化する記録層で
    あって、照射光線の波長に対応する上記記録薄膜層での
    光吸収率が、結晶相の部分においてアモルファス相の部
    分と同等または相対的に大なることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の光学的情報記録媒体。
  3. 【請求項３】記録薄膜層がGe−Sb−Te合金であることを
    特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光学的情報記録
    媒体。
JP62307867A 1987-12-04 1987-12-04 光学的情報記録媒体 Expired - Lifetime JPH081707B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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