CN1806277A - 光学信息记录介质以及光学信息记录再现系统 - Google Patents

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Abstract

一种光学信息记录介质，具有凸脊和凹槽结构，能以多个线速度进行记录，可记录最大线速度(SH)和最小线速度(SL)的比(SH/SL)满足2～3，来自未记录状态的凹槽的反射光量(RG)和来自凸脊的反射光量(RL)的比(RG/RL)的值为1.08以上1.19以下。其目的在于，在能以多个线速度进行记录的凸脊和凹槽记录的光学信息记录介质中，防止在以低线速度记录记录再现时的再现信号的抖动的恶化。

Description

光学信息记录介质以及光学信息记录再现系统
技术领域
本发明涉及光学性地记录再现信息的光学信息记录介质以及光学信息记录再现系统。
背景技术
近年，伴随着高度信息化社会的进展，作为能记录再现大容量信息的介质，提出并且开发光盘、光卡或光带等光记录介质。其中光盘作为大容量记录介质，引人注目。例如光盘之一有相变化类型光盘。
对相变化类型光盘的记录是以如下的方法进行的。照射温度上升到记录层的熔点以上的激光(这时的功率称作记录功率)，把记录层熔化。如果激光通过，熔化的区域就急速冷却，变为非晶体状态，形成标记。另外，如果照射记录层的结晶温度以上并且熔点以下的温度的激光(把这时的功率称作消去功率)，记录层就变为结晶状态，形成空白(space)。通过形成这样的标记和空白，对相变化类型光盘形成记录图案，即进行记录。
而通过照射成为比结晶温度还低的温度的激光，用4分割探测器检测来自标记和空白的反射光量的不同，从而进行来自进行记录的相变化类型光盘的再现。这时，作为用于表现从相变化类型光盘检测的再现信号的质量的特性，使用抖动。来自凸脊(land)和凹槽记录的相变化类型光盘的凹槽和凸脊的再现信号的抖动，受衬底的沟深度或沟宽度、光盘的使用材料或结构、初始化条件等、作为光盘全体的光学状态的影响。
通常，在凸脊和凹槽记录的相变化类型光盘中，在同一面内，信息道(轨道)间隔(凹槽之间或凸脊之间的间隔)固定。因此，相变化类型光盘的凹槽和凸脊的光学状态，能表现为对未记录状态的介质照射激光时的来自凹槽的反射光量(RG)与来自凸脊的反射光量(RL)之比(RG/RL)(以下称作反射光量比(RG/RL))。此外，凸脊和凹槽记录的相变化类型光盘中，记录时的热容易聚集在凹槽中，所以反射光量比(RG/RL)的值设定为比1稍大一些的值。而在只对凹槽进行记录的相变化类型光盘中，有凹槽宽度比凸脊宽度还大的。另外，也有设置在用户区的外周的读入、读出区的凸脊宽度，比用户区的凸脊宽度宽的例子(例如参照专利文献1)。
以往，作为商品化的凸脊和凹槽记录的相变化类型光盘，有低线速度记录专用的相变化类型记录介质。伴随着光盘的高密度化，为了在短时间中进行记录，开发了与从以往的线速度到其1.5倍的线速度的记录对应的相变化类型光盘，并且商品化。在这些光盘中，反射光量比(RG/RL)的值都在1.05左右能取得良好的抖动。另外，最近还开发了与高线速度并且多个线速度的记录对应的相变化类型光盘。
专利文献1：特开平10-172183号公告
一般，在能以高线速度记录的相变化类型光盘中，为了在短时间中进行记录，有必要把基于记录时的激光的发热充分传递到记录层内，与低线速度记录专用的光盘相比，成为难以散热的结构。当以低线速度记录能以高线速度记录的相变化类型光盘时，与凸脊不同，凹槽由于位于两侧的壁面，所以容易聚集热量。结果与低线速度记录专用的光盘相比，难以散热。因此，即使激光通过，熔化的区域也不急速冷却，记录标记长度变得不稳定，再现时，凹槽的抖动恶化。
例如对反射光量比(RG/RL)的值为1.05左右并且可记录最大线速度(SH)与最小线速度(SL)之比(SH/SL)(以下称作线速度比(SH/SL))的值为2以上(在本申请文件中“以上”、“以下”均包含本数)的相变化类型光盘，以最小线速度(SL)进行记录再现时，与以往的所述商品化的相变化类型光盘相比，再现信号的抖动恶化。
发明内容
本发明的目的在于：提供解决这些以往的课题的、能以多个线速度进行记录的凸脊和凹槽记录的光学信息记录介质以及光学信息记录再现系统。
为了解决所述课题，本发明的一种光学信息记录介质，具有凸脊和凹槽结构，能以多个线速度进行记录，其特征在于：可记录最大线速度(SH)和最小线速度(SL)的比(SH/SL)满足2～3，来自未记录状态的凹槽的反射光量(RG)和来自凸脊的反射光量(RL)的比(RG/RL)的值为1.08以上1.19以下。
据此，能防止凹槽的再现信号的抖动恶化。
本发明的光学信息记录介质中，凹槽的半值沟宽度(WG)和信息道间隔(TP)的比(WG/TP)的值满足0.50＜(WG/TP)＜0.60。
据此，能抑制衬底的沟宽度的影响，防止凹槽的再现信号的抖动恶化。
另外，本发明的光学信息记录再现系统的特征在于：具有能以多个线速度进行记录，光源波长为660±10nm、NA为0.6±0.01的光学部件；可记录最大线速度(SH)和最小线速度(SL)的比(SH/SL)的值为2～3时可记录或再现。
根据本发明，通过规定凸脊和凹槽的光学状态，在以低线速度对具有凸脊和凹槽构成并且能以多个线速度进行记录的凸脊和凹槽记录的光学信息记录介质进行记录时，能抑制记录层中热的聚集，形成稳定的记录标记，抑制再现时的抖动恶化，取得良好的再现信号的抖动。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是本发明的光学信息记录介质的模式的剖视图。
图2是表示本发明的光学信息记录再现系统的结构的框图。
图3是表示凹槽的再现信号对于光学信息记录介质的反射光量比(RG/RL)的值的抖动的图。
图4是表示凸脊的再现信号对于光学信息记录介质的反射光量比(RG/RL)的值的抖动的图。
图中：1-衬底；2-凹槽；3-凸脊；4-下侧介质层；5-记录层；6-上侧介质层；7-光吸收层；8-反射层；9-接合层；10-衬底；11-光盘；12-电机；13-系统控制电路；14-调制和记录脉冲生成电路；15-激光驱动电路；16-功率调整电路；17-光学头；18-再现信号处理和解调电路。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施例。
图1表示本发明实施例的光学信息记录介质的简要剖视图。1是衬底，2和3分别是形成在衬底1上的凹槽和凸脊，4是下侧介质层，5是记录层，6是上侧介质层，7是光吸收层，8是反射层，9是用于粘贴衬底10的接合层，依次层叠在衬底1上。
如果用线速度8.2m/sec记录再现可记录的线速度为8.2m/sec～24.6m/sec的光学信息记录介质，相对于反射光量比(RG/RL)的值而言，凹槽以及凸脊的再现信号的抖动就分别为图3和图4。图3表示线速度比(SH/SL)的值为2～3时，再现信号的抖动急速恶化时的反射光量比(RG/RL)的值最大时，图4表示线速度比(SH/SL)的值为2～3时，再现信号的抖动急速恶化时的反射光量比(RG/RL)的值最小时。一般，如果在驱动器或记录器等记录再现装置中实际使用这种介质，在记录再现时的再现信号的抖动超过13％时，发生再现信号的错误增加的问题。另外，在这些记录再现装置中，在性能上存在不一致，所以记录再现时的再现信号的抖动根据装置成为不同的值。因此，考虑上述情况，希望实际使用时的再现信号的抖动希望为10％以下。
在凹槽时，在图3中，如果反射光量比(RG/RL)的值比1.08小，则由激光在记录时的热的聚集引起的影响增大，形成的记录标记长度变得不稳定。因此，抖动超过10％，急剧恶化。即对于以往的线速度比(SH/SL)的值为1.5以下的介质，反射光量比(RG/RL)的值为1.08以上，在光学上使凹槽比凸脊更有利，从而能把再现信号的抖动抑制在较低。另外，在凸脊时，在图4中，如果反射光量比(RG/RL)的值比1.19大，凸脊宽度就比记录标记的宽度窄，再现时的输出减少，抖动超过10％，急剧恶化。尤其是如果重复进行记录，槽边缘部就容易受变形等的影响，所以难以消除该部分的记录标记，抖动急剧恶化。从以上可知，为了抑制线速度比(SH/SL)的值为2～3且能以多个线速度进行记录的凹槽和凸脊记录的光学信息记录介质中的再现信号的抖动恶化，希望反射光量比(RG/RL)的值为1.08以上，并且在1.19以下。进而，为了在再现信号的抖动中取得余量，作为9％以下时的反射光量比(RG/RL)的值，希望为1.10以上，并且在1.17以下。
另外，本发明的线速度比(SH/SL)的值为2～5的范围适合，但是希望是2～4的范围，更希望是2～3的范围。
作为记录再现装置中的伺服信号，广泛使用径向推挽信号。从光学头对介质照射比介质的沟宽度还大的光斑直径的激光，通过把反射光量作为4分割探测器的差信号检测，从而取得径向推挽信号。据此，使光学头在凸脊或凹槽上稳定扫描。因此，光学头扫描凹槽上时，来自介质的反射光量作为凹槽和与它相邻的两侧的凸脊的一部分的反射光量的和检测。因此，如果光学头的数值孔径(以下，NA)改变，则照射的激光的光斑直径改变，反射光量变化。NA如果对于中心值，为±0.01的范围，则来自介质的反射光量中没有大的变化。在本发明的光学信息记录介质的记录再现时，使用NA为0.6左右的光学头。因此，为了再现性良好地检测来自介质的反射光量，希望使用NA为0.6±0.01的范围的光学部件。
另外，光学信息记录介质根据使用的材料和结构，折射率不同。折射率也根据对介质照射的光的波长而变化。光学头的光源的波长如果对于中心值，为±10nm左右的范围，则对折射率的影响小，来自介质的反射光量没有大的变化。在本发明的光学信息记录介质的记录再现中使用光源的波长为660nm左右的光学头。因此，为了再现性良好地检测来自介质的反射光量，希望使用光源的波长为660nm±10nm的范围的光学部件。
虽然光学信息记录介质的记录再现方法中存在各种，但是相变化型中，记录标记的宽度小，来自相邻信息道的影响小，所以适合于凸脊和凹槽记录，并且重复记录性优异。另外，相变化型记录介质中使用的材料的组合范围宽，并且容易，能适应各种记录线速度。因此，适合对于能以多个线速度进行记录的凸脊和凹槽记录的光学信息记录介质，通过相变化进行信息的记录或再现。
来自光学信息记录介质的反射光量由其中使用的衬底的沟宽度影响。通常这种介质的信息道间隔(称作凹槽间或凸脊间的间隔)一定，所以衬底的沟宽度能表现为凹槽半值沟宽度(WG)和信息道间隔(TP)的比(WG/TP)(以下凹槽宽度比(WG/TP))。如果凹槽宽度比(WG/TP)小于0.50，则如上所述，在记录时，凹槽的热聚集增大，再现信号的抖动恶化。另外，如果凹槽宽度比(WG/TP)大于0.60，则如上所述，来自凸脊的再现信号输出减少，再现信号的抖动恶化。因此，衬底的凹槽宽度比(WG/TP)希望为0.50＜(WG/TP)＜0.60。更希望为0.51＜(WG/TP)＜0.58，更希望为0.51＜(WG/TP)＜0.56。此外，衬底能通过以往的方法容易地成形。
来自光学信息记录介质的反射光量受其中使用的衬底的沟深度影响。如果沟深度比40nm小，则径向推挽信号减小，记录再现装置中的伺服特性变为不稳定。另外，如果沟深度比65nm大，则作为介质的反射率下降，再现信号质量恶化。因此，衬底的沟深度希望为40nm～65nm。更希望45nm～60nm，更希望47nm～58nm。
所述衬底的沟深度和沟宽度能通过用于把衬底成形的压模调整。可是，衬底的沟深和沟宽度根据复制率和成形收缩率变化。因此，压模的沟深度和沟宽度设定应考虑到这些的值。通过进行光刻胶的厚度调整和用于把光刻胶曝光的激光的照射功率的调整，使用以往的方法，能容易制作满足所述条件的压模。
图2是表示本发明实施例的光学信息记录再现系统的概略结构的框图。在能以线速度比(SH/SL)的值2～3记录再现的系统中，11是对凹槽和凹槽能记录的线速度比(SH/SL)的值2～3并且反射光量比(RG/RL)的值为1.08～1.19范围的光盘，安装在来自电机12的旋转轴上，以给定的线速度旋转。13是控制记录再现系统全体的系统控制电路。记录的数据由调制和记录脉冲生成电路14记录编码，作为与记录符号的长度对应的记录脉冲，进入激光驱动电路15。以功率调整电路16中设定的记录功率或消去功率从光源波长660±10nm、NA为0.6±0.01的光学头17对光盘11照射激光，进行记录。另外，来自光盘11的再现用光学头17检测来自光盘11的反射光量，用再现信号处理和解调电路18进行波形处理，解调，取得再现信息。
<实施例>
以下描述本发明的更具体的实施例。
(实施例1)
生成图1中表示的结构的相变化型光盘。在衬底1中，沟深度为56nm，信息道间隔(凹槽或凸脊间)为1.23μm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.52。另外，衬底1由厚度0.6mm的聚碳酸酯构成。在衬底1上使用溅射法依次层叠由厚度130nm的ZnS-SiO2构成的下侧介质层4、由厚度8.5nm的Ge-Bi-Sb-Te构成的记录层5、由厚度40nm的ZnS-SiO2构成的上侧介质层6、由厚度25nm的Si-Cr构成的光吸收层7、由厚度100nm的Ag-Pd-Cu构成的反射层8。另外，在其上用由紫外线硬化树脂构成的接合层9粘贴由厚度0.6mm的聚碳酸酯构成的衬底10，生成可记录的线速度8.2m/sec～16.4m/sec的相变化型光盘。然后，以波长780nm从衬底1一侧照射1200mW的激光，进行初始化。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.10。
(实施例2)
使用沟深度55nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.53，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～16.4m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.14。
(实施例3)
使用沟深度48nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.55，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～16.4m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.17。
(实施例4)
使用沟深度50nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.53，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～20.5m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.12。
(实施例5)
使用沟深度52nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.54，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～24.6m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.16。
(实施例6)
使用沟深度54nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.52，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～24.6m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.08。
(实施例7)
使用沟深度50nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.55，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～24.6m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.19。
(比较例)
为了与所述比较，生成以下的光盘。
(比较例1)
使用沟深度54nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.51，其他与实施例1同样的衬底，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～16.4m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.04。
(比较例2)
使用沟深度49nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.56，其他与实施例1同样的衬底，另外，与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～20.5m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.23。
(比较例3)
使用沟深度53nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.51，其他与实施例1同样的衬底，另外，作为记录层5，使用厚度8.5nm的Ge-Sb-Te，作为吸收层，使用厚度25nm的Ge-Cr，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec的专用相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.03。
(比较例4)
使用沟深度51nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.52，其他与实施例1同样的衬底，另外，作为记录层5，使用厚度8.5nm的Ge-Sn-Sb-Te，作为吸收层，使用厚度25nm的Ge-Cr，其他与实施例1同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～12.3m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.06。
(比较例5)
使用沟深度54nm，凹槽宽度比(WG/TP)的值为0.53，其他与实施例1同样的衬底，另外，与比较例4同样进行初始化，生成可记录的线速度为8.2m/sec～12.3m/sec的相变化型光盘。生成的光盘的反射光量比(RG/RL)的值为1.11。
在所述实施例和比较例的各光盘中，测定用最小线速度记录再现信息时的再现信号的抖动。此外，记录使用最短符号长度3T(1T为17.13ns)，最长符号长度11T的多脉冲调制方式，对一个信息道，重复10次进行记录，连续记录5信息道，测量5信息道的中央凸脊以及凹槽的再现信号的抖动。这时，在对光盘的记录再现时，使用波长660nm、数值孔径NA为0.6的光学拾波器。另外，记录功率和消去功率设定为各光盘的再现信号的抖动变为最小。
在表1中表示使用以上的条件，对实施例1～7以及比较例1～5，测定线速度比(SH/SL)的值、反射光量比(RG/RL)的值以及再现信号的抖动。
[表1]
从表1可知，线速度比(SH/SL)的值为1.5以下的光盘中，反射光量比(RG/RL)的值对再现信号的抖动的影响小，即使反射光量比(RG/RL)的值小，也表现良好的抖动。可是，如果线速度比(SH/SL)的值变为2以上，再现信号的抖动大幅度受到反射光量比(RG/RL)的值影响。
另外，使用图2所示的光学信息记录再现系统对实施例1～7的光盘进行记录再现，取得与所述同样良好的再现信号的抖动。
(其他实施例)
所述实施例是本发明的一个实施例，并不限制本发明，能使用以下表示的构件和成膜方法。
作为衬底1，能使用聚碳酸脂树脂、聚烯烃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、环氧树脂、玻璃等。另外，也能组合使用它们，这时希望对于激光的波长，大致透明。另外，作为衬底10，如果是不损害作为光学信息记录介质的特性的材料，就不特别限定该材料，可以使用与衬底1相同的构件。
作为下侧介质层4以及上侧介质层6，希望对于激光的波长，大致透明，热传导率低的材料。例如能把Si、Ge、Sn、Zn、Ti、Zr、Al等氧化物、W、Al、Sn、Cr、Mo、Si、Ge、In、Ga等的氮化物、Zn、Cd等的硫化物、Mg、Ca、La等的稀土类的氟化物作为单体或混合物使用。下侧介质层4和上侧介质层6，按需要能使用相同的材料和组成，或不同的材料和组成。
作为记录层5，从光学常数、结晶速度、热传导率、耐久性的问题出发，对于Ge、Te，按照必要添加使用Bi、Sb、Sn、In、Ga、Ag、Au、Zn、Cu、Cr等金属、半金属或者从半导体元素、或O、N、S、C、B、F等非金属元素选择的一个或多个元素。
作为光吸收层7，希望折射率大，适度吸收光的材料和组成。例如能使用从Si、W、Ge、Nb、Cr、Y、Mo、Zr选择的2种以上的化合物。
作为反射层8，希望光的吸收少，热传导率高的材料。例如，能使用从Au、Ag、Al、Pt、Ni、Cu、Cr、Ti选择的金属或以它们为主成分的合金。
另外，在光学信息记录介质中可以设置用于控制记录时的记录层的结晶的界面层。通常，界面层设置在记录层的两侧，使用以Si、Ge为主成分的氮化物、或包含Si、Ga、W、Zr、Y、Nb、Zn、Al、Mo、In、Cr等各元素的化合物中的2种以上的材料。
通过真空蒸镀法、溅射法、离子电镀法等能形成所述各薄膜。
另外，作为接合层9，能通过旋转镀膜法形成使用环氧树脂、聚氨酯树脂、硅类树脂等紫外线硬化树脂。
产业上的利用可能性
本发明的光学信息记录介质，在使用相变化材料、光磁材料或色素材料作为记录层的光盘、光卡、光带中有用。另外，如果是在记录标记和空白上具有不同的光学特性的介质，能应用本发明。另外，本发明的光学信息记录再现系统能应用于记录再现所述介质的系统。

Claims (6)

1.一种光学信息记录介质，具有凸脊和凹槽结构，能以多个线速度进行记录，其中：
可记录的最大线速度SH与最小线速度SL之比SH/SL的值满足2～3；
未记录状态下的来自凹槽的反射光量RG与来自凸脊的反射光量RL之比RG/RL的值，大于等于1.08且小于等于1.19。
2.根据权利要求1所述的光学信息记录介质，其中：
来自所述凹槽的反射光量RG和来自所述凸脊的反射光量RL，由光源波长为660±10nm、数值孔径NA为0.6±0.01的光学部件来测定。
3.根据权利要求1或2所述的光学信息记录介质，其中：
利用凸脊和凹槽结构中的相变化进行信息的记录或再现。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光学信息记录介质，其中：
凹槽的半值槽宽度WG与信息道间隔TP之比WG/TP的值，满足0.50＜WG/TP＜0.60。
5.根据权利要求4所述的光学信息记录介质，其中：
凹槽的槽深度为40～65nm。
6.一种光学信息记录再现系统，记录再现权利要求1～5中的任意一项所述的光学信息记录介质，其中：
所述光学信息记录再现系统，
能以多个线速度进行记录再现，
具有光源波长为660±10nm、NA为0.6±0.01的光学部件；
可记录的最大线速度SH与最小线速度SL之比SH/SL的值为2～3时可进行记录或再现。
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