JP2006511010A - 二重スタック光データ記憶媒体及び当該媒体の使用 - Google Patents

二重スタック光データ記憶媒体及び当該媒体の使用 Download PDF

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Abstract

集束放射ビームによって読み込む又は書き込むための当該二重スタック光データ記憶媒体が記載されている。ビームは、第１の放射ビーム入口面を介して媒体に入る。媒体は、少なくとも第１の基板を有し、当該第１の基板の少なくとも一の側に、第１の層スタック、第２の層スタック及び第１の透過スペーサ層を有する。前記第１の層スタックは第１の情報層を有し、前記第２の層スタックは第２の情報層を有し、前記第１の層スタックよりも第１の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられ、第１の透過スペーサ層は、前記第１の層スタックと前記第２の層スタックの間に設けられている。前記第１の情報層は、読込み専用層及び有機ライトワンス層から成るタイプのグループから選択された層であり、前記第２の層スタックは、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる。これにより、光データ記憶媒体は、前記媒体の二重スタックＲＯＭ版に適しており、簡易な第２の層スタックを有する。

Description

本発明は、二重スタック光データ記憶媒体であり、当該媒体に入る集束放射ビームによって、第１の放射ビーム入口面を介して読み込む又は書き込むための当該二重スタック光データ記憶媒体であって、少なくとも第１の基板を有し、当該第１の基板の少なくとも一の側に、第１の層スタック、第２の層スタック及び第１の透過スペーサ層を有し、前記第１の層スタックは第１の情報層を有し、前記第２の層スタックは、第２の情報層を有し、前記第１の層スタックよりも第１の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられ、第１の透過スペーサ層は、前記第１の層スタックと前記第２の層スタックの間に設けられている当該媒体である。
本発明は更に、そのような二重スタック光データ記憶媒体の使用に関する。
第１段落で記載された光記録媒体の実施形態は、日本特許出願の公開公報たる特開平１１−６６６２２号から知られている。
読込み専用デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）は好結果な光記憶媒体であると証明されている。ＤＶＤ−ＲＯＭ標準仕様書は、単一スタックディスク（タイプＡ、データ要領＝４．７ＧＢ）とダブルスタックディスク（タイプＣ、データ要領＝８．５ＧＢ）を記載している。タイプＡ及びタイプＣのＤＶＤ−ＲＯＭにコンパチブルなライトワンス及び／又は書換え可能媒体が大変に望まれている。更には、単一スタックディスクのダブルサイド版（タイプＢ、データ要領＝９．４ＧＢ）とダブルスタックディスクのダブルサイド版（タイプＤ、データ要領＝１７．０ＧＢ）が記載されている。ＤＶＤ−ＲＯＭにコンパチブルな記録可能及び／又は書換え可能媒体が大変に望まれている。近年、青色光ディスク（ＢＤ）と呼ばれ、より大きな記憶容量を備えた新しいフォーマットが導入された。このシステムは、青色放射ビーム波長及び集束放射ビームの比較的高い開口率を用いる。このフォーマットには、ライトワンス（Ｒ）及び書換え可能（ＲＷ）版も導入される。
単一スタックディスクＤＶＤ（タイプＡ）では、コンパチブルな記録可能フォーマット（ＤＶＤ＋Ｒ）及びほぼコンパチブルな書換え可能フォーマット（ＤＶＤ＋ＲＷ）が定義されている。二重スタックＤＶＤ（タイプＣ）では、ダイ材料に基づくコンパチブルな二重スタック記録可能ＤＶＤ（＋Ｒ）媒体が、本出願人によって出願された非公開の欧州特許出願第２０７５２２６．７号（ＰＨＮＬ０２００８６）に記載されている。二重スタック書換え可能ＤＶＤ（＋ＲＷ）媒体も実行可能であるが、使用される書換え可能な、例えば、相−変化可能な材料の制限された反射及び転送のため、そのような媒体はＤＶＤ−ＲＯＭスタンダードとコンパチブルにはできないようである。単一層ＤＶＤ＋Ｒと比較した二重スタックＤＶＤ＋Ｒのデータ容量の増加、及び読込み専用の基準とのコンパチビリティは、明確な有利な点である。第２の層スタックにとって、十分な反射及び変調が、コンパチビリティという理由から要求される。これらの要求は有機ダイ材料の使用に合致している。しかしながら、ダイ材料に基づく第２の層スタックを生産することは、少なくとも以下の３つの成膜ステップを伴う、１）スパッタリングによる（金属）ミラーの成膜、２）例えばスピンコーティング又は蒸着によるダイ層の成膜、３）例えば、スピンコーティング又はスパッタリングによる保護キャッピング層の成膜。ダイに基づく記録可能なスタックの代わりに、ＤＶＤ＋ＲＷのような書換え可能な媒体に共通に使用されるものとして、誘電インターフェアレンス層を伴う無機相−変化スタックを使用することは、少なくとも４つの層のスパッタリングを伴うのでコストの点から望ましくない。更には、この種の無機書換え可能なスタックを用いる反射及び変調の設計に合致することには問題がある。
特開平１１−６６６２２号公報 欧州特許出願第２０７５２２６．７号（ＰＨＮＬ０２００８６）
本発明は、第１段落で示したタイプの、即ち、上記媒体の二重スタックＲＯＭ版とコンパチブルで、簡単な第２の層スタックを備えた二重スタック光データ記憶媒体を提供することを目的とする。
この目的は、第１の情報層は読取り専用層及び有機ライトワンス層から成るタイプのグループから選択された層であり、第２の層スタックは、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなると特徴づけられた本発明の二重スタック光データ記憶媒体によって達成できる。第２の層スタックへの伝達要求は存在しないため、有機ダイ以外の材料は第２のスタックの反射及び変調要求に合致してもよい。勿論、そのような材料に基づくスタックは、生産及び／又は費用及び／又は信頼性の点から、有機ダイ材料に基づくスタックと等しい又はそれよりも引力のあるものでなければならない。金属又は合金層の成膜は、頻繁に適用される技術であり、一般的には、その後の金属層又は金属の合金の成膜が行われるスパッタリング装置でとても効率的に行うことができる。三層が、単一のスパッタリング装置を用いて成膜される。ドライプロセスからウエットプロセスへのシフトは、第２のスタックの成膜にとっては必要ではない。スパッタリングプロセスによっては成膜できない有機ダイ層を使用できることは明白な有利な点である。出願人は、当該媒体の二重層ＲＯＭ版とコンパチブルにするために、媒体の第２の層スタック設計でそのようなスタックの要求に合致する最大３つの無機金属層のスタックを使うことが可能であると認識した。
出願人は更に、ライトワンスのような二重スタック書込み可能媒体の問題は、製造者がそのような媒体に入れておくことを望む予め記録された読込み専用データを媒体ごとに連続して書き込まなければならないことであると認識した。この問題は、通常のＤＶＤ−ＲＯＭにおいて第１及び第２の情報層が浮き出された情報を伴う読込み専用層である媒体によって解決される。出願人は更に、本発明の異なるタイプの記録層の組合せにより例えば二重層（＝二重スタック）ＤＶＤ ＲＯＭスタンダードとコンパチブルな二重スタック媒体を得ることが可能であると認識した。例えば、タイプＣのＤＶＤ−ＲＯＭスタンダードの重要なパラメータは、記憶層の反射率であり、２つの層のそれぞれで１８％と３０％の間である。従って、コンパチブルな二重スタックＤＶＤ＋Ｒ媒体の放射ビーム入口面に最も近い第１の情報層は、高伝達、十分な反射、低吸着を備える。これらの基準は、例えばダイ材料に基づくライトワンス層又は読込み専用層に合致できるが、比較的高い光吸着を備えた金属ライトワンス層には合致できない。換言すれば、第１の情報層は例えばダイが基になった比較的低吸着のライトワンス層又は読込み専用ＲＯＭ層（低吸着）であり、第２の層スタックは本発明のスタックである。第１の情報層にとっては、放射ビーム波長における比較的低吸着の如何なるタイプの有機層も適しており、特にダイ層に制限はない。
実施形態においては、第２の層スタックは、相変化合金層及び金属反射層の二層で、金属反射層は相変化合金層よりも放射ビーム入口面に近い位置に設けられている。無機第２層のスタックは、例えば、反射率を高めるために頂部上の金属層を備えた相変化層の如き２つのスパッタ層から成る。
実施形態においては、金属反射層は主としてＡｌを有する。第２の層スタックが第１の層スタックに結合する前に、大気又は酸素雰囲気にさらされ、とても薄く、閉じられており、化学的に不活性な酸化アルミニウムを形成するため、金属層にとってアルミニウム（Ａｌ）は特に興味深い。このような酸化アルミニウムの特性は、追加的な保護キャッピング層を成膜する必要性を取り除く。
望ましくは、相変化層はＳｂ及びＴｅを有する合金である。そのような組成の相変化層は比較的簡単に成膜できる。望ましい組成は、Ｓｂ２Ｔｅ３であり、安定した組成であるとして知られている。無機スタックの物理的記録機構は、書込み中に上昇した温度で、合金化、及び／又は相変化、及び／又は焼結、及び／又は分離、及び／又は泡フォーメーション、及び／又はアブレーション、及び／又は穴フォーメーションによるマークフォーメーションを含んでもよい。
望ましくは、Ａｌ層の厚さは５−１０ｎｍの範囲にあり、相変化層の厚さは１０−４０ｎｍの範囲にある。これらの範囲の相厚さは、書込み性、感光度、及び反射性に関し最上の性能を与えるものである。書込み性、例えば、書き込まれたマークの変調深さに関することは、集束放射ビームのスポットにより読み込まれる場合のスタックの未記録部分と記録されたマークとの間の反射における相違を正常化するものである
特別な実施形態では、媒体は更に、第１の放射ビーム入口面と反対にある第２の放射ビーム入口面と、読込み専用層及び有機ライトワンス層から成るタイプのグループから選択された第３の情報層を有する第３の層スタックと、第３の層スタックよりも第２の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられ、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる第４の層スタックと、第３の層スタックと第４の層スタックの間に設けられている第２の透過スペーサ層と、を更に有する。単一サイドの二重スタック光データ記憶媒体の最大データ量は例えばＤＶＤでは８．５ＧＢに制限されている。ＤＶＤフォーマットにおいて
１つのディスクに、例えば、米国で人気あるフルスクリーン版とワイドスクリーン版といった２つの版の映画を記憶するには、８．５ＧＢという記憶容量では一般的に不十分である。従って、コンパチブルなダブルサイドの二重スタック光記憶媒体が提案される。提案された媒体は、例えばタイプＤのＤＶＤ−ＲＯＭスタンダード等の読込み専用版とコンパチブルで、タイプＤのＤＶＤ−ＲＯＭの場合、例えば１７．０ＧＢのダブルトータル記憶容量を備える。
二重スタックＤＶＤ−ＲＯＭの設計とコンパチブルな光データ記憶媒体にとって、スタックの効果的反射レベルは波長が約６５５ｎｍの放射ビームにおいて少なくとも０．１８である。
二重スタックＢＤの設計とコンパチブルな光データ記憶媒体にとって、スタックの効果的反射レベルは波長が約４０５ｎｍの放射ビームにおいて二重スタックＢＤ−ＲＷでは０．０４−０．０８であり、単一層ＢＤ−ＲＷでは０．１２−０．２４である。
本発明は図面を参照して詳細が説明される。
図１では、集束放射ビーム２９を用いて書き込む又は読み込む二重スタック光データ記憶媒体３０が示されている。放射ビーム２９は、第１の放射ビーム入口面２１を介して媒体３０に入る。媒体は、少なくとも一の側に第１の層スタック２がある少なくとも第１の基板１ａを備える。第１の層スタック２は第１の情報層３を有し、第２の層スタック５が第１の層スタック２よりも第１の放射ビーム入口面２１から離れた位置に設けられている。第１の透過スペーサ層４は、第１の層スタック２と第２の層スタック５の間に設けられている。第１の情報層３は、読込み専用層及び有機ライトワンス層であり、第２の層スタック５は、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる。実施形態は、以下で詳細に説明する。
基板１ａはサーボプレグルーブ又は案内溝パターンを第１の層スタック２側の表面に有し、ポリカーボネートから成り、５８０μｍの厚さを有する。サーボプレグルーブは、記録又は読込み中に集束放射ビーム２９を案内するために用いられる。第１の層スタック２は、厚さ９０ｎｍのシアニンダイ又はアゾダイ（ｎ＝２．２；ｋ＝０．０１）から成る第１の情報層３を有するライトワンススタックである。ダイは、スピンコーティング又は蒸着によって成膜することができる。厚さ８ｎｍのＡｕ（ｎ＝０．２８；ｋ＝３．９）の半透過反射層が第１の情報層３とスペーサ層４の間に設けられ、例えばスパッタリングによって成膜される。第１の透過スペーサ層４はＵＶ硬化性樹脂又は厚さ４０−６０μｍの感圧型接着剤（ＰＳＡ）（ｎ＝１．５）から成る。第２の層スタック５は、厚さ１２ｎｍのＳｂ２Ｔｅ３（ｎ＝２．９；ｋ＝４．８）の層変化合金層６ｂと厚さ６ｎｍのＡｌ（ｎ＝１．９７；ｋ＝７．８３）の金属反射層６ａの二重層である。金属反射層６ａは、層変化合金のＳｂ２Ｔｅ３層６ｂよりも放射ビーム入口面２１の近くに設けられている。ポリカーボネート（ｎ＝１．５８）から成り、５８０μｍの厚さを有する第２の基板１ｂは、第２の層スタック５の付近に設けられている。基板１ｂはサーボプレグルーブ又は案内溝パターンを第２の層スタック５側の表面に有する。
列挙された光学的パラメータｎ及びｋは、放射ビームの波長であるλ＝６５５ｎｍの値である。計算された反射及び伝達は、
第１の層スタック２：
反射（Ｒ１）＝２０％
伝達（Ｔ１）＝６４％
第１の層スタック２からの効果的反射＝Ｒ１＝２０％
第２の層スタック５：
反射（Ｒ２）＝６２％
第２の層スタック５からの効果的反射＝Ｒ１＝Ｔ１×Ｔ１×Ｒ２＝２５％
両方の層の効果的反射は、ＤＶＤ−ＲＯＭスタンダードに完全に合致している：１８％＜Ｒ＜３０％
本実施形態の変形例では、第１の層スタックは、読込み情報層を有する。そのような情報層は、例えば、プレグルーブパターンに成膜された１１ｎｍのＡｕ層であってもよい。この場合、Ｒ１＝２２％、Ｔ１＝６１％、Ｒ２＝６２％であり、第２の層スタック５からの効果的反射＝Ｔ１×Ｔ１×Ｒ２＝２３％である。
基板１ａは、例えば、スピンコートされた及び硬化されたＵＶ硬化性材料又は感圧型接着剤（ＰＳＡ）を備えたプラスチックのシートの比較的薄い、例えば、１００μｍのカバー層に代えてもよい。このようなカバー層は、例えば、光データ記憶装置のＢＤ版のために用いられてもよい。
図２では、ダブルサイド二重スタック光データ記憶装置３０がタイプＤのＤＶＤ−ＲＯＭ基準にコンパチブルであると示されている。符号１ａ、２１、２、３、５、６ａ及び６ｂは図１の説明に対応する。ＵＶ硬化性材料は第１の半透過スペーサ層４から成り、第２の層スタック５側の表面にサーボプレグルーブ又は案内溝パターンを有する。図１における基板１ｂは、結合層１２によって取って代わられる。媒体は更に、書込み又は読込みのための第１の放射ビーム入口面２１から反対側に放射ビーム入口面２２を第３の層スタック７に有し、第４の層スタック１０を有する。第３の層スタック８は、読込み専用層及び有機ライトワンス層から成るグループから選択される。第４の層スタック１０は、第３の層スタック７よりも第２の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられている。第４の層スタック１０は、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる。
第２の半透過スペーサ層９は、第３の層スタック７及び第４の層スタック１０の間に設けられている。層及びスタック１ｂ、７、８、９、１０、１１ａ及び１１ｂは夫々、層及びスタック１ａ、２、３、４、５、６ａ及び６ｂと一致する。従って、ダブルサイド二重スタック媒体は、厚さ２０−３００μｍの厚さを備えたＰＳＡであってもよい結合層１２によって、両側が結合されている設計と同じである。基板１ａ及び１ｂとスペーサ層４及び９の厚さに因り、ＤＶＤディスク基準に明示された最大厚さ、例えば１５００μｍを越えない媒体の総厚さを備えるべく結合層１２の厚さは調節可能である。しかしながら、情報層における読込み及び書込みのために用いられる集束放射ビーム２９中の超過した光収差の発生を防止すべく、基板の厚さ範囲はまた制限される。
第２の層スタック５及び第４の層スタック１０のプレグルーブ（又は案内溝）はまた、結合層が両側におけるプレグルーブを備えたプラスチックのシートを構成できる結合層１２中に設けられてもよい。この場合、スペーサ層４及び９は、プレグルーブを有しない感圧型接着剤（ＰＳＡ）又はＵＶ硬化性樹脂を構成してもよい。
二重サイドＢＤ版も可能で、２つのカバー層が図２の基板１ａ及び１ｂの位置に設けられ、少なくとも１つの基板、例えば１ａ又は１ａ／１ｂ、が結合層１２の代わりに第２及び第４の層５及び１０の間に設けられてもよい。
上述の実施例は本発明の範囲を制限するものではなく、当業者はクレームの範囲から逸脱しない範囲で多くの他の実施形態を設計することができる。クレームにおいて、丸括弧間の符号はクレームを制限するものではない。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という語はクレーム中でリストされた要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の前にある「ａ」又は「ａｎ」という語は、そのような要素が複数存在することを排除するものではない。ある手段が相互に異なる従属項で引用されていることは、これらの手段の組合せが効果に用いられ得ないということを示すものではない。
本発明によれば、集束放射ビームを手段として読み込む又は書き込むための二重スタック光データ記憶媒体が説明された。ビームは第１の放射ビーム入口面を介して媒体に入る。媒体は、少なくとも第１の基板を有し、当該第１の基板の少なくとも一の側に、第１の層スタック及び第２の層スタック第１の透過スペーサ層を有する。第１の層スタックは第１の情報層を有する。第２の層スタックは、第２の情報層を有し、前記第１の層スタックよりも第１の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられている。第１の透過スペーサ層は、第１の層スタックと第２の層スタックの間に設けられている。第１の情報層は、読込み専用層又は有機ライトワンス層であり、第２の層スタックは、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる。これにより、媒体の二重スタックＲＯＭ版とコンパチブルで、簡易な第２の層スタックを有する光データ記憶媒体が得られる。
本発明の、二重スタック光データ記憶媒体の実施形態における概略レイアウトを示す。 本発明の、ダブルサイド二重スタック光データ記憶媒体の実施形態における概略レイアウトを示す。

Claims (8)

  1. 二重スタック光データ記憶媒体であり、当該媒体に入る集束放射ビームによって、第１の放射ビーム入口面を介して読み込む又は書き込むための当該二重スタック光データ記憶媒体であって、
    少なくとも第１の基板を有し、
    当該第１の基板の少なくとも一の側に、第１の層スタック、第２の層スタック及び第１の透過スペーサ層を有し、
    前記第１の層スタックは第１の情報層を有し、
    前記第２の層スタックは、第２の情報層を有し、前記第１の層スタックよりも第１の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられ、
    第１の透過スペーサ層は、前記第１の層スタックと前記第２の層スタックの間に設けられている当該媒体であって、
    前記第１の情報層は、読込み専用層及び有機ライトワンス層から成るタイプのグループから選択された層であり、
    前記第２の層スタックは、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる、
    ことを特徴とする二重スタック光データ記憶媒体。
  2. 前記第２の層スタックは、相変化合金層及び金属反射層の二重層であり、
    前記金属反射層は、前記相変化合金層よりも前記放射ビーム入口面に近い位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  3. 前記相変化合金層は主としてＡｌを有することを特徴とする請求項１又は２記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  4. 前記相変化層は、Ｓｂ及びＴｅを有する合金であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  5. 前記Ａｌ層の厚さは５−１０ｎｍの範囲にあり、前記相変化層の厚さは１０−４０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項３又は４記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  6. 前記第１の放射ビーム入口面と反対にある第２の放射ビーム入口面と、
    読込み専用層及び有機ライトワンス層から成るタイプのグループから選択された第３の情報層を有する第３の層スタックと、
    前記第３の層スタックよりも第２の放射ビーム入口面から離れた位置に設けられ、無機金属材料の最大３つの隣接した層からなる第４の層スタックと、
    前記第３の層スタックと前記第４の層スタックの間に設けられている第２の透過スペーサ層と、
    を更に有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  7. 前記スタックの効果的反射レベルは、波長が約６５５ｎｍの放射ビームにおいて少なくとも０．１８であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項記載の二重スタック光データ記憶媒体。
  8. 請求項１乃至７いずれか一項記載の二重スタック光データ記憶媒体の使用であって、
    光データ記憶装置は、前記媒体の二重スタックＲＯＭ版の読込みに適していることを特徴とする使用。
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