JPH0776171A

JPH0776171A - 追記型光ディスク

Info

Publication number: JPH0776171A
Application number: JP5179739A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Baba; 一隆馬場; Mitsunobu Miyagi; 光信宮城
Original assignee: Miyagi Mitsunobu
Current assignee: Miyagi Mitsunobu
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】短波長領域で、高い反射率と大きな信号強度
を有する追記型光ディスクを提供すること。【構成】銀又はアルミニウム、又はこれらを含有する
合金の粒子からなる薄膜をディスク基板上に形成する。【効果】利用するレーザ波長に応じて、短波長光用の
高反射率で、かつ高信号強度、しかも簡単な構造の追記
型光ディスクを容易に提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに関するも
のである。その中でも特に、高い記録密度が実現できる
短波長帯用の光ディスクに関するものである。

【０００２】光ディスクはその機能から分類すると、
（イ）読み取りのみが可能なもの（再生専用型）、
（ロ）一度だけ書き込みが可能なもの（追記型）、
（ハ）書き換えが可能なもの（書き換え可能型）の３種
類に分類され、各々の特徴に応じて利用されている。本
発明はその中でも、（ロ）の追記型光ディスクに関する
ものである。追記型光ディスクは電子計算機の外部記憶
装置として利用されている他、音楽、映像、著作物等の
記録のためも用いられている。

【０００３】

【従来の技術】従来の追記型光ディスクとしては、多く
の種類の光記録媒質が用いられているが、以下の６つに
大別される。（１）テルルを含有する低融点の合金薄膜
あるいはシアニン系色素をはじめとする有機薄膜を用
い、レーザ光照射によって記録膜を局部的に蒸発させた
り、あるいは溶融した記録膜材を表面張力により引っ張
りピットを形成するもの（孔明け型）。（２）テルル酸
化膜等の非晶質薄膜をレーザ光照射して、局所的に溶融
させた後急冷して結晶化させてピットとし、読み取りに
は非晶質薄膜と結晶質薄膜の間の反射率の差を利用する
もの（相変化型）。（３）２層の異なる素材からなる金
属薄膜を、レーザ光照射して溶融させ、局所的に合金化
させるもの（合金型）。（４）レーザ光照射による熱に
よって、層間に気泡を生じさせピットとするもの（バブ
ルフォーミング型）。（５）微細なレリーフ構造面を形
成し、レーザ光照射による熱によってレリーフ構造面を
溶融平滑化して反射率を上げるもの（モスアイ型）。
（６）微小なな銅粒子が離散的に分布した構造からなる
薄膜（島状薄膜）を用い、レーザ光照射による銅粒子の
酸化によりピットを形成するもの（馬場、林、宮城：”
島状構造銅薄膜を用いた追記型光ディスク”電子情報通
信学会１９９３年春季大会Ｃ−３５０）。これらの中で
本発明と直接関わるのは（６）の銅粒子からなるもので
ある。

【０００４】先ず（１）から（５）までの追記型光ディ
スクの問題について述べる。（１）の孔明け型ディスク
は、金属を用いたものは、縁端部が盛り上がるなど書き
込まれるピットの形状がきれいではないために誤差が生
じやすい。また有機薄膜を用いたものは紫外線により特
性が劣化しやすい。（２）の相変化型ディスクは、反射
率の変化が小さく信号の大きさが小さいため、読み取り
に高価な装置を必要とする。（３）の合金型光ディス
ク、（４）のバブルフォーミング型ディスク、及び
（５）のモスアイ型ディスクは、いずれも光記録媒質が
原理的に多層構造でディスクの構造が複雑である。ま
た、反射率の変化が小さかったり、書き込み速度が遅い
ものも多い。さらに、（１）から（５）の追記型光ディ
スク全てに共通する問題としては、書き込み時に最適な
強度以上のレーザ光を照射すると、正しく書き込みがで
きないばかりか、ディスク自体が溶融するおそれもあ
る。

【０００５】一方、（６）の微細な銅粒子をもちいるデ
ィスクは、光記録媒質が単独の薄膜からなり、構造が簡
単である。銅粒子の大きさは直径数十ｎｍ以下であり、
ピットの幅は数百ｎｍであるから、１つのピットは数十
個あるいは数百個の銅粒子から形成されている。光は銅
粒子に吸収されて熱に変化して銅を酸化させるが、銅粒
子はお互いに離れているから、熱伝導度が小さく微細な
ピットが形成可能であり、また、酸化による銅粒子の体
積変化がディスク基板に与える影響は小さい。光学的に
は、第１図に示した加熱前後の薄膜の分光反射特性の測
定例からも分かるように、現在安価な半導体レーザ装置
が開発されている波長８００ｎｍ近傍の光に対して反射
率が高く、酸化による反射率の変化も大きい。反射率変
化を起こさせるためには、酸化による方法の他、熱によ
る粒子の形状や分布を変化させる方法が考えられるが、
酸化による方法の方が変化が大きいという利点がある。
また、酸化した銅粒子はもはや光を吸収しなくなるの
で、書き込み用のレーザ光強度に関する条件がゆるやか
である。しかし、銅粒子からなる薄膜は、第１図に示す
ように波長が６００ｎｍ以下の光に対しては反射率や光
の吸収が小さくなり、酸化による反射率変化も小さくな
るため、短い波長の光では情報を書き込むことも読み取
ることも困難になるという欠点を持つ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、微細な銅粒子を用いた追記型光ディスクは波長８０
０ｎｍ付近の光を用いた記録のためには多くの利点を有
するが、波長が６００ｎｍ以下の光を用いることは困難
である。これは銅という材料自体に起因する問題であ
る。しかし、光ディスクにおいては、光の波長がｎ分の
１になると、情報の記録密度はｎ×ｎ倍になるため、短
波長の光を用いる方が有利である。本発明は、大きな記
録密度が期待できる波長６００ｎｍ以下の短波長領域
で、波長８００ｎｍ付近の光に対して銅粒子を用いた追
記型光ディスクが持つのと同様の利点を有する追記型光
ディスクを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
には、微細な粒子が離散的に分布した構造の薄膜である
島状薄膜とした時に、波長６００ｎｍ以下の短波長領域
で大きな反射率と吸収を有し、かつ、加熱により反射率
が大きく低下するような金属材料を見いだすことが必要
である。

【０００８】このため理論的、実験的検討をおこなった
結果、銀及びアルミニウムが適当な金属材料であること
を見いだした。両金属とも薄膜形成時に基板を適当な温
度で加熱するか、薄膜形成後に適当な条件で加熱するこ
とにより、６００ｎｍ以下の適当な波長域で高い反射率
と吸収をもつ島状薄膜が形成された。また、空気中での
加熱により反射率が大きく低下することも観察された。

【０００９】なお、得られた薄膜が高い反射率を有する
波長範囲は、銅を用いたものより狭かった。レーザ光源
の発する光の波長範囲は極めて狭いので、使用するレー
ザ光源の波長が薄膜の高反射率領域にある場合は問題無
いが、そうでない場合もあり得る。そのような場合にも
対処できるような光記録媒質を得るため、適当な金属を
適量添加して合金を形成させることにより、高反射領域
を制御できることを発見した。加熱により反射率が低下
することに変わりはない。従って、このような合金から
なる薄膜を用いることにより、レーザ光源の波長に対応
した光記録媒質を形成することができる。

【００１０】以上のように、銀又はアルミニウム又はこ
れらを含有する合金の粒子からなる薄膜は、波長６００
ｎｍ以下の適当な波長領域で高い反射率と大きな信号強
度を有する光記録媒質として用いることができる。

【００１１】

【作用】前項で述べたように、銀又はアルミニウム、又
はこれらを含有する合金の粒子からなる薄膜を光記録媒
質をして用いることにより、波長６００ｎｍ以下の適当
な波長範囲において高い反射率と大きな信号強度を有す
る追記型光ディスクを形成することができる。第２図に
微細な銀粒子からなる厚さ５ｎｍ程度の薄膜の、温度５
００度における熱処理前後の分光反射特性の測定結果の
１例を示す。熱処理前は波長４５０ｎｍ付近で反射率が
最大となり、処理後反射率が４０％から１０％以下にま
で低下している様子が分かる。また、第３図に、銀に金
を添加した時の、金の比率と反射率のピーク波長（反射
率が最大となる波長）の関係に関する実験結果を示す。
金の添加量を増すにつれ、ピーク波長が長波長側に変化
している様子が分かる。

【００１２】

【実施例】本発明の追記型光ディスクの基本的な実施例
は第４図であり、ディスク基板１上に銀又はアルミニウ
ム、又はこれらを含有する合金の微細な粒子からなる光
記録媒質２を形成したものである。ディスク基板として
は、一般的な追記型光ディスクの基板に用いられている
ポリカーボネートやガラス等が利用できる。銀やアルミ
ニウムの微細な粒子は、真空蒸着法やスパタリング法等
を用いて、厚さ数ｎｍの薄い薄膜を成膜することにより
得られる。トラッキングのため第５図に示すようにあら
かじめ案内溝を設けたディスク基板３上に光記録媒質を
成膜することも可能である。また、第６図に示すよう
に、記録面保護のため、孔明け型光ディスクでしばしば
用いられている、スペーサ５により２枚のディスクを光
記録媒質を内側にして空隙を持たせてはり合わせた、エ
アーサンドイッチ構造を利用することも可能である。

【００１３】

【発明の効果】本発明の追記型光ディスクは、従来の銅
の微細な粒子を用いた追記型光ディスクと同様の構造で
あるが、その構成材料に起因した大きな違いがある。そ
れは従来の銅を用いる方法では実現が困難であった波長
６００ｎｍ以下の短波長光用の追記型光ディスクを、提
供することができるということである。短波長の光を用
いるため、記録密度をはるかに高くすることが可能にな
るという効果を有する。しかも、他の原理に基づく追記
型光ディスクに比べて、構造が簡単、高反射率、レーザ
光照射による大きな反射率変化、といった銅粒子を用い
た追記型光ディスクの利点は同様に有する。また、銀や
アルミニウムに適当な金属を添加して合金とすることに
より、光源の波長に対し最適な反射ピーク波長を有する
光記録媒質を容易に得ることもできる。

【００１４】以上のように、本発明によれば、利用する
レーザ波長に応じて、短波長光用の高反射率かつ高信号
強度の追記型光ディスクを容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【第１図】微細な銅粒子からなる光記録媒質の反射特性
の加熱による変化を示す説明図である。

【第２図】本発明で使用する微細な銀粒子からなる光記
録媒質の反射特性の加熱による変化を示す説明図であ
る。

【第３図】微細な銀粒子からなる薄膜の反射ピーク波長
が金の添加により制御できることを示す説明図である。

【第４図】本発明のひとつの実施例を示す斜視図であ
る。

【第５図】本発明のひとつの実施例を示す斜視図であ
る。

【第６図】本発明のひとつの実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ディスク基板２銀又はアルミニウム、又はこれらを含有する合金
の微細な粒子からなる光記録媒質３案内溝を設けたディスク基板の一部４書き込まれたピット５スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離散的に分布する直径１００ｎｍ以下の
微小な銀粒子からなる薄膜を光記録媒質として用いるこ
とを特徴とする追記型光ディスク。
【請求項２】銀粒子の代わりに、アルミニウム粒子を
用いた請求項１の追記型光ディスク。
【請求項３】銀粒子の代わりに、銀又はアルミニウム
を含有する合金粒子を用いた請求項１の追記型光ディス
ク。