JPS6284445A - 光デイスク - 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】 〔概要〕 光ディスクを形成する保護膜として屈折率の大きな材料
を使用することにより、記録膜の膜厚減少と吸収効率の
増加とを実現した光ディスク。

〔産業上の利用分野〕

本発明は情報の書込みと消去に要する時間を短縮した光
ディスクの構成に関する。

光ディスクはレーザ光を用いて高密度の情報記録を行う
メモリであり、記録容量が大きく、非接触で書込みと再
生を行うことができ、また塵埃の影響を受けないなど優
れた特徴をもっている。

ここで光ディスクは記録媒体として低融点の金属或いは
非金属を用い、情報の書込みを穴の有無により行う読出
し専用のメモリ（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）
以外に結晶と非晶質（アモルファス）間の相転移を起こ
す際に反射率の差があるのを利用したり、光エネルギー
の与えがたによって結晶−結晶間でも反射率の異なる性
質を利用する書替え可能なメモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　
Ｍｅｍｏｒｙ）　　も開発されている。

本発明は後者のメモリの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図はエアサンドインチ形の構成をとる従来の光ディ
スクの断面構造を示すもので、ポリメチルメタアクリエ
イト（略称ＰＨＭＡ）やガラスなどからなる二枚の透明
な光デイスク基板１が外周スペーサリング２と内周スペ
ーサリング３とにより位置決めして接着されており、光
デイスク基板ｌの内側には記録層４が形成されている。

第３図はこの記録層４の部分拡大断面図で光デイスク基
板１の上に透明な材質からなる下地層５゜記録膜６．保
護膜７がそれぞれ１００ｎ１１１前後の厚さに形成され
ている。

ここで記録膜６は情報の記録が行われる場所であって、
本発明に係る光学的に異なる二つの安定状態を示す書替
え可能なメモリの記録媒体としては、インジウム・ビス
マス（Ｉｎ−Ｂｉ）＋インジウム・砒素（Ｉｎ　　−Ａ
ｓ）＋インジウム・アンチモン（Ｉｎ　　・Ｓｂ）　、
ガリウム・アンチモン（Ｇａ　　−５ｂ）、ガリウム・
ビスマス（Ｇａ−Ｂ＋）などの材料を用い、組成比を変
えた合金薄膜にセレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）
。

シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（ＡＩ）、硫黄（Ｓ）
。

Ｒ（ｐ）、テルル（Ｔｅ）などの元素をＯ〜２０原子量
％添加した材料が使用されている。

ここで添加元素は記録膜の感度やコントラストの向上或
いは偏折防１トなどの目的で加えられている。

さて、これらの材料からなる記録膜６は光の吸収効率を
上げるため従来は１１００ｎ以上の膜厚で形成されてい
た。

すなわち、膜厚を厚くすることにより光透過率を少なく
し、光エネルギーの透過損失を減らすことができる。

しかし、記録ｌＩ＃６の厚さが増すに従って、光照射側
の反対側での光吸収Ｖが少なくなるため、記録膜６の断
面に互って一様な構造変化を起こさせるには光照射時間
を増す必要がある。

すなわち、情報の書込みと消去に必要な光パルスの幅は
膜厚の増加に伴い増加させなければならない。

一方、光ディスクの性能を向」ニするためには書込みパ
ルス幅と消去パルス幅がなるべく　少す（、ｒｌ一つコ
ントラス１−値がなるべく大きく且つ速く飽和すること
が必要である。

ここでコントラストは次式で表される。

書込み状態の反射率−消去状態の反射率然し、光の吸収
効率を上げることと書込みパルス幅を短くすることとは
相反の関係があるので、実現は困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はコントラストが良く、且つ書込みパ火ス幅が短
くて済む光ディスクを実現するにあり、そのためには相
反の関係にある光の吸収効率の増加とパルス幅の減少と
を如何にして打開するかが問題である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題は透明基板上にそれぞれ透明な下地膜、記録
膜および保８！膜と三層構造をなして形成されている光
ディスクにおいて、前記保護膜として屈折率が１．８以
上の材料を用いることにより光透過率の低下と記録膜の
膜厚低下とを実現する光ディスクにより解決することが
できる。

〔作用〕

本発明は第３図に示すように下地膜５．記録膜６、保護
膜７とからなる記録層４において、保護膜７として屈折
率の高い材料を使用すると、干渉条件が膜厚により変化
することから、膜厚に依存して透過率と反射率とが顕著
に変化する現象を見い出したことによる。

そこで本発明はこの相関性を利用し、透過率の著しい増
加を抑えながら記録膜６の膜厚を薄くし、これにより感
度を向上させ、短いパルス幅で書込みを行えるようにし
たものである。

第４図は第３図に示す記録層４において下地膜５として
厚さが１４０ｎｍのＺｎＳを、記録膜６として厚さが４
０ｎｍのＩｎ−Ｂ１系合金膜（組成比０．７　　：０．
３）を、また保護膜７として屈折率が２．３のＺｎＳを
用い、保護膜７の膜厚を変化させた場合の透過率と反射
率の変化を示すものである。

この図からＺｎＳ保護膜の膜厚を１１５ｎｍに調節すれ
ばｉ！ｉｉＭ率を８．２％程度に抑えることができるこ
とが判る。

一方第５図は保護膜７として従来のように低屈折率（１
，４４）の二酸化硅素（Ｓｉ０２　）を用い、この厚さ
を変えて記録層の反射率と透過率を測定した結果で、図
から判るようにＳｉＯ□保護膜の膜厚依存性は僅かであ
る。

以上のことから今まで光ディスクにおいて、記録膜６の
保護膜７として５ｉ０２（屈折率が１．４４）。

弗化マグネシウム（ＭｇＦｚ屈折率１　、３９）のよう
な無機材料やＰＭＭＡ　（屈折率１．４７）のような有
機材料など屈折率が１．８以下のものが使用されていた
のに対し、本発明は酸化セリウム（ｃｅ０２屈折率２゜
１）、酸化チタン（Ｔｉ０ｚ屈折率２．７）、酸化錫（
Ｓｎ０２屈折率１．９）など屈折率が１．８以上の透明
材料を使用することによって記録膜６の薄膜化を実現す
るものである。

なお、ここに示した屈折率は何れも測定波長が８３０　
ｎｍでの値である。

〔実施例〕

光ディスクの記録層として３種類のものを作り、下地膜
の厚さを変えて波Ｆｆｔ　８３０　ｎ　ｍの入射光に対
する反射率を等しくした。

すなわち下地膜５としてはＺｎＳを用い、本発明の効果
を明確にするために厚さを１２０〜１５０ｎｍに変えて
反射率の値を等しく（３４％）した。

また、記録膜６としてはＩｎ・旧糸合金膜（組成比０．
７　　：０．３）を用い、また保護膜７の構成材料とし
てＳｉ０２とＺｎＳを用いて比較した。

３種類の試料の厚さは次のようである。

すなわち試料ＮｏｌとＮｏ２は同じ材料構成で、Ｎ。

１は従来の構成で光の吸収効率はよいが飽和したコント
ラストを得るためには幅の長い光パルスを必要とする。

またＮｏ２は記録膜の感度を上げるために膜厚を１７３
に薄くした場合で、透過率が増大して光の吸収効率が低
下してしまう。

一方Ｎｏ３は本発明を適用した場合で、記録膜の膜厚は
薄くても、先に第４図で説明したように屈折率の高い材
料を使用し、膜厚を選定するために透過率は８．２％と
少ない値に抑えることが可能となる。

第１図はかかるＮｏｌ〜Ｎｏ３について記録感度の比較
図であって、測定条件として波長が８３Ｏｎ１１１のレ
ーザ光を用い、書込みはＩ　Ｏ＋ｎＷの出力でパルス幅
を１００〜３００ｎｓに変えて行い、一方、消去は５Ｉ
ＩＩＨの出力で５００ｎｓのパルス幅で行い、コントラ
ストを求めた。

図から判るように記録膜６の膜厚として約１１００ｎの
値をとるＮｏｌはコントラストが少なく、一方記録膜６
の膜厚を薄くしたＮｏ２はコントラストは改良されるが
、光の吸収効率が低下するため書込みには大きなパルス
幅を必要とする。

一方、本発明を実施したＮｏ３はコントラストがよく、
また光の吸収効率が良いために速やかに飽和し、理想的
な記録感度特性を示している。

〔発明の効果〕

以上記したように高い屈折率をもつ保護膜を使用する本
発明の実施により、書込みパルス幅が少なく且つコント
ラストの良い理想的な記録層の形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録感度の比較図、 第２図は光ディスクの断面構造図、 第３図は記録層の部分拡大断面図、 第４図は高い屈折率をもつ保護膜を使用した記録層の特
性図、 第５図は従来の低い屈折率をもつ保護膜を使用した記録
層の特性図、 である。 図において、 ４は記録層、　　　　　　　５は下地膜、６は記録膜、
　　　　　　７は保護膜、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上にそれぞれ透明な下地膜、記録膜および保護
   膜と三層構造をなして形成されている光ディスクにおい
   て、前記保護膜として屈折率が１．８以上の材料を用い
   ることにより吸収効率の向上と記録膜の膜厚減少とを実
   現することを特徴とする光ディスク。