JP2000137929A - 光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体

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JP2000137929A
JP2000137929A JP10309216A JP30921698A JP2000137929A JP 2000137929 A JP2000137929 A JP 2000137929A JP 10309216 A JP10309216 A JP 10309216A JP 30921698 A JP30921698 A JP 30921698A JP 2000137929 A JP2000137929 A JP 2000137929A
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Japan
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layer
recording medium
transparent dielectric
optical recording
film thickness
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JP10309216A
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English (en)
Inventor
Makoto Sugawara
信 菅原
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】記録層における結晶質状態と非晶質状態での反
射率差を強調し、光記録媒体のBER等の再生特性を向
上させる。 【解決手段】ポリカーボネートから成る3.5インチ径
のディスク状の透明基板11の主面上に、膜厚約100
nm、ZnS−SiO2 から成る第1透明誘電体層1
2、膜厚約10nm、InBi等から成る反射光強調層
13、膜厚約10nm、ZnS−SiO2 から成る第2
透明誘電体層14、膜厚約20nm、GeTeから成る
記録層15、膜厚約20nm、ZnS−SiO2 から成
る第3透明誘電体層16、膜厚約100nm、Alから
成る反射層17を、マグネトロンスパッタリング法によ
り成膜した。このとき、反射光強調層13の光吸収率差
Aa−Ac が、Aa−Ac ≧10%、結晶質状態の反射
率Rc が50%以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照射するレーザ光
等の光線の出力に応じて非晶質−結晶質の2状態に相変
化する記録層を有し、前記2状態における記録ピットの
光の反射率差を利用してデジタル情報を記録、再生する
ものであって、書き換え可能な光記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の相転移を利用した書き換え可能な
光記録媒体M(以下、媒体Mという)の部分断面図を図
1に示す。同図において、1はポリカーボネート等の樹
脂、ガラス等から成るディスク状の透明基板、2はZn
S−SiO2 等から成る第1透明誘電体層、3はGeT
e等から成り非晶質−結晶質の2状態に相変化可能な記
録層、4はZnS−SiO2 等から成る第2透明誘電体
層、5はAl等の高反射率材料から成る反射層である。
【0003】このような書き換え可能な媒体Mにおい
て、記録層3は結晶状態と非結晶状態とで光の反射率が
異なっており、一般的には結晶状態の方が反射率が高
い。そして、媒体Mの動作原理は以下のようなものであ
る。まず、記録層3の全ての記録ピットを結晶化してお
く。即ち、反射率が高い状態とし初期化しておく。情報
の書込には、媒体Mを回転させながら2種のレーザパワ
ーにパルス変調されたレーザビームを照射し、高出力
(10数〜20mW程度)のレーザビームが照射された
記録ピットでは記録層3材料の融点よりも高温になり、
溶融して急冷され非晶質化する。一方、中出力(5〜1
0mW程度)のレーザビームが照射された記録ピットで
は、前記融点以下の結晶化可能温度範囲まで昇温された
後、冷却され結晶状態になる。
【0004】上記の書込動作は、古い情報が残留してい
る上から直接行うことができ、各記録ピットは新しい情
報に対応した状態に変化する。つまり、重ね書きによる
オーバーライトが可能である。再生は、読取用の低出力
(1〜2mW程度)のレーザビームを照射して、高反射
率の結晶質相か低反射率の非晶質相かを判読し、0,1
のデジタル情報として読み取る。
【0005】上記記録層3の材料としては、Te,S
e,Sのうちの1元素を含む材料のカルコゲン化物が適
しており、カルコゲン化物は非晶質になりやすいという
特徴がある。具体的には、GeTe系材料、GeSbT
e系材料、InSeTlCo系材料、InSbTe系材
料等がある。
【0006】そして、従来、このような相変化型の媒体
Mにおいて、Ge2 Sb2 Te5 等の記録層と、記録層
を挟む上地透明誘電体層及び下地透明誘電体層と、反射
層とを有する光記録媒体において、上地透明誘電体層又
は下地透明誘電体層に近接し、かつ融点が記録層に比べ
て低い溶融層(In,Te等)を有するものが提案され
ている(特開平5−73961号公報:従来例1とす
る)。
【0007】また、他の従来例として、記録層とは別に
光照射によって光学定数が変化する反射率調整層(Au
−Sn合金等)を有し、弱い光照射時の方が強い光照射
時より反射率が相対的に高いものも公知である(特開平
8−63785号公報:従来例2とする)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1は、溶融層を溶融マスク層として機能させ、読出し時
に起こる隣接した記録マークからの信号の重なりを抑
え、記録密度を向上させるものであり、所謂超解像技術
に関する。また、従来例2は、光スポット内の高温部の
屈折率を照射前に対して変化させ、前記高温部の反射率
を低下させるものである。即ち、高反射率領域(結晶領
域)の光吸収率の方が低反射率領域(非晶質領域)の光
吸収率より大きくなるようにすることで、半導体レーザ
の出力を小さくでき、またオーバーライトによる書き換
え時に、非晶質の記録マーク部分の温度がその他の部分
より高くなることによる新たな記録マーク部分の形状歪
みを防止するという効果を狙ったものである。
【0009】つまり、上記従来例においては、非晶質と
結晶質の2状態間での反射率差を十分取ることができな
いという問題点があった。
【0010】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は記録ピットにおける非晶質
と結晶質の2状態間での反射率差を大きくし、ビットエ
ラーレート(Bit Error Rateで、以下、
BERという)等の再生特性を改善することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の光記録媒体は、
透明基板上に、照射する光線の出力に応じて非晶質−結
晶質に相変化する記録ピットを形成した記録層を有する
光記録媒体であって、前記非晶質状態における光吸収率
をAa、前記結晶質状態における光吸収率をAc 、反射
率をRc とした場合、Aa−Ac ≧10%かつRc ≦5
0%とする反射光強調層を前記透明基板と前記記録層と
の間に設層したことを特徴とし、これにより、非晶質と
結晶質の2状態間での反射率差が大きくなり、BER等
の再生特性が改善する。
【0012】本発明において、好ましくは、前記反射光
強調層がBi,Cr,Ga,Se,Sn,Ta,W,C
rO,TaO,WO,BiGa,BiSn,GaIn,
GaSn,InBi,In2 Bi,SeTe,TeB
i,TlSe,TlTeのうちの少なくとも1種を含
む。
【0013】また、前記記録層と前記反射光強調層との
間に、厚さ20nm以下の透明誘電体層を積層するのが
好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の媒体M1の基本的な層構
成を図2に示す。同図において、11はポリカーボネー
ト、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガ
ラス、樹脂層を表面に形成した強化ガラス、透光性セラ
ミック等から成るディスク状の透明基板、12はZnS
−SiO2 等から成る第1透明誘電体層、13は反射光
強調層、14はZnS−SiO2 等から成る第2透明誘
電体層、15は相変化型の記録層、16はZnS−Si
2 等から成る第3透明誘電体層、17はAl等から成
る反射層である。
【0015】本発明において、記録層15はGeTe、
GeSbTe、InSeTlCo、InSbTe等の材
料がよく、なかでもGeSbTeが書き換え可能回数が
大きく、結晶化する際に短時間の結晶化が可能であり、
非晶質状態の安定性も高いという点で好ましい。
【0016】また、Gea Sbb Tec とした場合、5
at%≦a≦70at%がよく、a<5at%では結晶
化速度が遅く、70at%<aでは非晶質状態が不安定
になる。0at%≦b≦50at%がよく、50at%
<bでは非晶質状態が不安定になる。40at%≦c≦
70at%がよく、c<40at%では結晶化温度が高
くなりすぎ、70at%<cのときも結晶化温度が高く
なりすぎる。
【0017】また、記録層15の厚さは、5〜30nm
がよく、5nm未満では結晶質状態と非晶質状態間の反
射率差が小さくなり、30nmを超えると繰り返し記録
再生によるBER等の特性劣化が大きくなる。より好ま
しくは、10〜20nmである。
【0018】また、本発明の反射光強調層13は温度に
より光吸収率が変化する材料からなり、即ち低温(室温
付近)で光吸収率が小さく、高温で光吸収率が大きいも
のである。具体的には、Bi,Cr,Ga,Se,S
n,Ta,W,CrO,TaO,WO,BiGa,Bi
Sn,GaIn,GaSn,InBi,In2 Bi,S
eTe,TeBi,TlSe,TlTeのうちの少なく
とも1種を含むものが好ましく、特にInBi,In2
Biがより好ましく、これらは低融点でありかつ反射率
の温度依存性が大きい。InBiの場合、Ind Bi
100-d とすれば、40at%≦d≦90at%が好適で
あり、d<40at%では反射率変化が起こる温度が高
すぎ、d>90at%では反射光強調効果を大きくとれ
ない。
【0019】前記反射光強調層13の厚みについては、
2〜40nmが好適であり、2nm未満では反射光を強
調するという効果が小さすぎ、40nmを超えると反射
光強調層13による反射光強度のむらが大きくなり再生
信号波形の歪むが発生し易い。
【0020】本発明の反射光強調層13は、以下のよう
な機能を有する。光照射により記録層15が昇温され、
最も高い温度で非晶質状態、2番目に高い温度で結晶質
状態となるが、反射光強調層13も同様に加熱される。
そして、前記非晶質状態における記録層15の反射率を
Ra 、光吸収率をAa、前記結晶質状態における記録層
15の反射率をRc 、光吸収率をAc とすると、ほぼA
a=1−Ra 、Ac =1−Rc で表すことができる。
【0021】ここで、反射率差Rc −Ra (一般的にR
c >Ra )を大きくしてBER等を改善しようとすれ
ば、Rc −Ra を極大化すればよい。即ち、Aa>Ac
とすればよいことになる。よって、本発明は反射光強調
層13によってAa−Ac ≧10%とすることにより、
反射率差Rc −Ra を大きくでき、結晶質状態と非晶質
状態での反射率差を強調し、その結果光記録媒体のBE
R等の再生特性を向上し得る。
【0022】また、記録層15の反射率Rc はRc ≦5
0%であり、Rc >50%になると光学的干渉の影響が
大きくなり、その結果Aa−Ac が大きくとれなくな
る。
【0023】更に、第1〜第3透明誘電体層12、1
4、16は、記録層15や反射光強調層13の保護層及
び中間層として機能するものであり、その材質は、Zn
S−SiO2 ,SiN系材料,SiON系材料,SiO
2 ,SiO,TiO2 ,Al23 ,Y2 3 ,Ta
N,AlN,ZnS,Sb2 3 ,SnSe2 ,Sb2
Se3 ,CeF3 ,アモルァスSi(以下、a−Siと
表記する),TiB2 ,B4 C,B,C等が好ましい。
【0024】特に、ZnS−SiO2 がよく、この材料
は高温での特性変化が少ない。(ZnS)x (Si
2 100-x とした場合、60at%≦x≦95at%
が好適であり、x<60at%では耐熱性が悪く、x>
95at%ではZnSの粒径が大きくなりジッタを劣化
させる。
【0025】これら第1〜第3透明誘電体層12、1
4、16の厚みは、5nm〜200nmが良く、5nm
未満では均一に成膜することが困難であり、200nm
を超えると繰り返し記録再生に対するBER等の特性劣
化が大きい。
【0026】そして、記録層15と反射光強調層13と
の間に積層された第2透明誘電体層14については、膜
厚を20nm以下とするのがよく、20nmを超えると
記録層15と反射光強調層13間の距離が離れ過ぎ、反
射光強調層13の昇温が不十分となる。
【0027】また、反射層17はAl,AlCu合金,
AlTi合金,Au,Ag,AuCu合金,Pt,Au
Pt合金等が好ましく用いられる。
【0028】かくして、本発明の光記録媒体は、反射光
強調層により結晶質状態と非晶質状態での反射率差を強
調し、その結果光記録媒体のBER等の再生特性が向上
するという作用効果を有する。
【0029】本発明において、上記各層を透明基板11
の両面に各々積層するか、片面に上記各層を積層した2
枚の透明基板11を貼り付けることにより、2倍の記録
容量としてもよい。また、本発明は、レーザビームをパ
ルス変調する光強度変調方式によるものに限らず、電子
ビーム、電磁波等のエネルギー線による加熱方式にも応
用可能である。本発明の媒体M1は書き換え可能な光デ
ィスクであり、DVD(デジタル・ビデオ・ディス
ク)、コンパクトディスク、CD−ROM等の光ディス
クに適用できる。
【0030】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更は何等差し支えない。
【0031】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。図2の光
ディスクを以下のようにして構成した。ポリカーボネー
トから成る3.5インチ径のディスク状の透明基板11
の主面上に、膜厚約100nm、ZnS−SiO2 から
成る第1透明誘電体層12、膜厚約10nm、InB
i,WO,BiTe,InBiCr,GaIn又はTl
SeCrOから成る反射光強調層13、膜厚約10n
m、ZnS−SiO2 から成る第2透明誘電体層14、
膜厚約20nm、GeTeから成る記録層15、膜厚約
20nm、ZnS−SiO2 から成る第3透明誘電体層
16、膜厚約100nm、Alから成る反射層17を、
マグネトロンスパッタリング法により成膜した。
【0032】そして、Rc 、反射率差Rc −Ra 、Aa
−Ac 、BERについて測定した結果を表1に示す。ま
た、比較例として、反射光強調層を持たない図1の媒体
M(比較例1)と、Aa −Ac =7.8%である反射光
強調層を有するもの(比較例2)とについて、同様に測
定した結果を表1に記載した。
【0033】尚、比較例2のものは層構成は図2と同様
であるが、第1透明誘電体層12が膜厚約50nmのZ
nS−SiO2 、反射光強調層13が膜厚約10nmの
In2 Bi、第2透明誘電体層14が膜厚約10nmの
ZnS−SiO2 、記録層15が膜厚約4nmのGeT
e、第3透明誘電体層16が膜厚約20nmのZnS−
SiO2 、反射層17が膜厚約100nmのAlから成
る。つまり、記録層15等の厚さが異なる。
【0034】
【表1】
【0035】上記の測定は以下のようにして行った。ま
ず、光ディスクのトラックの線速度を6m/sとし、光
波長830nmで13mW(非晶質状態に対応)と5m
W(結晶質状態に対応)にパルス変調されたレーザビー
ムを照射したときのRc 、反射率差Ra −Rc 、光吸収
率差Aa −Ac 及びBERを、各々の光ディスクについ
て測定した。
【0036】表1に示すように、本発明品はAa −Ac
が大きくなりBERが1桁から2桁改善された。また、
上記反射光強調層13をBi,Cr,Ga,Se,S
n,Ta,W,CrO,TaO,BiGa,BiSn,
GaSn,In2 Bi,SeTe,TlSe,TlTe
で各々形成した場合にも、本実施例と同様の効果が得ら
れた。
【0037】
【発明の効果】本発明は、非晶質状態における光吸収率
をAa、結晶質状態における光吸収率をAc 、反射率を
Rc とした場合、Aa−Ac ≧10%かつRc ≦50%
とする反射光強調層を透明基板と記録層との間に設層し
たことにより、記録層の結晶質状態と非晶質状態での反
射率差を強調し、その結果光記録媒体のBER等の再生
特性が向上するという作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光記録媒体Mの部分断面図である。
【図2】本発明の光記録媒体M1の部分断面図である。
【符号の説明】 1:透明基板 2:第1透明誘電体層 3:記録層 4:第2透明誘電体層 5:反射層 11:透明基板 12:第1透明誘電体層 13:反射光強調層 14:第2透明誘電体層 15:記録層 16:第2透明誘電体層 17:反射層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板上に、照射する光線の出力に応じ
    て非晶質又は結晶質に相変化する記録層を有する光記録
    媒体であって、前記非晶質状態における記録層の光吸収
    率をAa、前記結晶質状態における記録層の光吸収率を
    Ac 、反射率をRc とした場合、Aa−Ac ≧10%か
    つRc ≦50%とする反射光強調層を前記透明基板と前
    記記録層との間に設層したことを特徴とする光記録媒
    体。
  2. 【請求項2】前記反射光強調層が、Bi,Cr,Ga,
    Se,Sn,Ta,W,CrO,TaO,WO,BiG
    a,BiSn,GaIn,GaSn,InBi,In2
    Bi,SeTe,TeBi,TlSe,TlTeのうち
    の少なくとも1種を含む請求項1記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】前記記録層と前記反射光強調層との間に、
    厚さ20nm以下の透明誘電体層を積層した請求項1又
    は2記載の光記録媒体。
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