JP2006525617A - 光記憶媒体 - Google Patents

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Abstract

光記憶媒体は、記憶層（4）と、記憶層（4）を覆う第1の層（5）とを有する。第1の層（5）は、第1の波長W1を有するレーザー（8）を用いて、記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供し、第2の層は、第1の層（5）を覆い、第2の波長W2を有するレーザーを用いて、記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供する。

Description

本発明は、光記憶媒体に関する。
光記録媒体は、コンピュータおよび消費者電子製品のメモリ装置として広く用いられている。コンパクトディスク（CD）の発表以降、媒体の記憶容量を向上させるため、デジタルビデオディスク（DVD）およびブルーレイディスク（BD）のような、他の光記録媒体が開発されている。一般にデータ容量の増大は、ディスクの情報ビット（ピットまたはマークで表される）の寸法を縮小することによって行われる。これは、対物レンズの開口数（NA）の増大および再生／記録レーザービームの波長の低減によって実現される。狭小スポットに集束されたレーザービームは、媒体のデータ層を走査し、光記録媒体に保管された情報を読み出す。CDは、開口数（NA）が0.45のレンズによって集束された、波長が780nmのレーザーによって走査される。DVDでは、波長が650乃至670nmのレーザーとNA=0.65のレンズが必要となり、BDでは、波長405nmのレーザーがNA=0.85のレンズで焦点化される。
新しい光記憶システムの普及は、旧システムとの互換性に大きく左右される。消費者は、DVDプレーヤのような新しい記憶装置に、CDのような旧式フォーマットの記録媒体が利用できることを期待する。一つの大きな問題は、ドライブの仕様に合致した媒体の互換性である。一般には、旧式（例えばCD）のドライブを用いて、新しい（高容量の）フォーマット媒体（例えばDVD媒体等）を読み出すことは不可能である。CDのレーザースポットは、DVDのものに比べて著しく大きく、スポットが、いくつかのデータトラックおよび多くのデータピット／マークに、同時に広がってしまうからである。一方、新型のドライバで、旧式媒体の単一データトラックをトレースすることは（少なくとも理論的には）可能である。しかしながら、新システムのレーザー波長では、旧式媒体の光学特性（反射量および信号変調等）が、しばしば新システムの仕様に対応しないことがある。この理由のため、CDを再生することのできるDVDドライブでは、2種類の異なる再生波長が用いられる。この場合、第1の波長は780nmのCDの波長とされ、第2の波長は670nmのDVDの波長とされる。これらのDVDドライブには、異なる波長を生じさせる2種類のレーザーダイオードおよびCDとDVDを識別する手段が必要となる。その結果、DVDドライブは、より高額で複雑なものとなる。DVDを読み取ることのできるBDドライブにおいても、同じ問題が生じることが予想される。
本発明の課題は、このような問題を解消することである。
この問題は、独立請求項1に記載の光記憶媒体によって解決することができる。当該光記憶媒体は、記憶層と、第1の層を有し、該第1の層は、記憶層を覆うことが好ましい。第1の層は、第1の波長W1を有するレーザーを用いて、記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供する。従って第1の波長W1を有するレーザーを用いて、データを記憶層から読み出すことができる。レーザービームは、記憶層上部の第1の層を通過して記憶層に到達し、ここで反射される。通常、情報は、第1の波長W1のレーザーを用いて光記憶媒体に記録される。本発明では、光記憶媒体は、さらに第2の層を有し、この層は、第1の層を覆うことが好ましい。第2の層は、第1の波長W1での媒体の光学特性を低下させることなく、第2の波長W2のレーザーを用いて、記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供する。結果的に、2種類の異なる波長W1およびW2を用いて、記憶媒体からデータが取り出される。記憶媒体は、光学特性に関する限り、異なる光記憶システムと互換性がある。
第1の波長での第1の層の屈折率NL1（W1）と、第1の波長での第2の層の屈折率NL2（W1）は、屈折率の相対差（NL1（W1）−NL2（W1））／NL1（W1）が0.1を越えないように選定される。このように目安を設けるのは、第1の波長のレーザービームが第2の層によって屈折され、データが記憶層から読み出されなくなることを回避するためである。
第1の層は、第1の波長W1が670nm（DVD）のレーザービームを用いて、記憶層からデータを読み出す上で十分な光学特性を提供し、第2の層は、第2の波長W2が405nm（BD）のレーザービームを用いて、記憶層からデータを読み出す上で十分な光学特性を提供する。この光記憶媒体は、DVDドライブとBDドライブの両方に用いることができる。第2の層が2−エチレン−2−シアノ−4−（3-メチル−2−オキサゾリニリデン（oxazolinylidene））−クロトネート（C17H26N2O3）で構成された場合、最適な光学特性が得られることがわかっている。第2の層の厚さは、60から70nmの範囲にあることが好ましい。
本発明の好適実施例を、添付図面を参照して以下に示す。
図1に示すDVD媒体は、ポリカーボネート製のダミー基板1を有する。ダミー基板の厚さは、約0.6mmである。ダミー基板1の上部には、反射層2が設置される。反射層は銀合金で構成される。反射層は均一であり、その厚さは約120nmである。反射層の上部には、厚さ25nmの誘電体層3が設置され、この層はZnS：SiO2で構成される。誘電体層は、波長670nmおよび405nmのレーザービームに対して透明である。誘電体層3の上部には、記録層4が設置される。記録層は、厚さが15nmであり、ドープされたSb-Te合金で構成される。記録層材料は、アモルファスであっても結晶質であっても良い。記録層のアモルファスおよび結晶質の領域は、層内に符号化された情報ビットを表す。アモルファスおよび結晶質の記録層の異なる光学特性は、この層4を走査するレーザービーム8の反射によって検出される。光のコントラストは、記録層のアモルファスおよび結晶質の領域から反射される放射量の差を、記録層の結晶質領域から反射される放射量で除した値によって定義される。反射量は、結晶質記録層から反射される放射量と入射放射量の比である。レーザー放射線8は、第1の層5と基板6を通過し、記録層4の上部に到達する。層2、3、4および5は、記録媒体の記録スタック7を構成する。第1の層L1は、ZnS：SiO2で構成され、その厚さは約85nmである。
図2は、従来のDVD記録媒体の光のコントラストと反射量が、第1の層5の厚さが増大または減少した場合に、どのように変化するかを示したものである。記録媒体の最大光コントラストは、層の厚さが85nmのときに得られる。このポイントでは、光コントラストは0.999（または99.9％）であって、反射量は0.256（または25.6％）である。反射量は、層の厚さが約60nmのときに最小となる。
図3には、従来のDVD記録媒体の光のコントラストおよび反射量を再度示す。この図では、光のコントラストと反射量の検出に、波長が405nmのレーザービームが用いられている。光コントラストは、層の厚さが約75nmのときに最大となり、層の厚さが25nmおよび115nmのときに最小となる。反射量には、層の厚さが40nmと130nmのときの、2つの最大値が存在する。光コントラストは、層の厚さ85nmにおいて0.223（または22.3％）である。同じ層の厚さにおいて反射量は、0.242（または24.2％）である。光コントラストは、記録層に記録されたデータを再生するには十分ではない。
本発明の好適実施例は、図1に示す従来の記録媒体の全ての層を有する。さらに第2の層L2が、第1の層5と基板6の間に設置される。第2の層L2は、C17H26N2O3で構成される。この材料の異なる波長における屈折率および吸収率は、図4に示されている。この材料の吸収率kは、約380nmの波長で最大となる。この材料の屈折率nは、約420nmの波長で最大となる。この材料は、波長670nmでは約1.589の屈折率を示す。吸収率kは、波長670nmでは0.000である。
第2の層L2の挿入によって、波長405nmにおける記録媒体の光コントラストが有意に向上し、波長670nmでの光コントラストに悪影響が生じることもない。これは図5および6に示されている。
図5には、記録媒体の光のコントラストおよび反射率に及ぼす第2の層（修正層）の影響を示す。これらの値は、DVDの波長670nmにおいて検出されたものである。光コントラストは、層の厚さが0から150nmの範囲では、0.99（または99.9％）であり、層の厚さの影響を受けていない。反射率は0.256であり、同様に層の厚さの影響を受けていない。
図6には、レーザービームの波長が405nmの場合の、好適実施例による記録媒体の光のコントラストおよび反射量を示す。この波長での光コントラストは、修正層の厚さを66nmに選定した場合、ピークを示す。反射量は、層の厚さが約95nmのときに最大値を示す。光コントラストの記録値は、0.692（または69.2％）となる。この値は、修正層のない記録媒体において検出された光コントラストの22.3％に比較して、著しく向上している。修正層の厚さが66nmの場合、反射率は0.06（または6％）である。これは、BDディスクの標準規格によって定められた反射量の範囲内にある。
従来のDVD記憶媒体の断面図である。 波長670nmのレーザービームにおける、図1の従来のDVDの第1の層L1の厚さの関数としての、光のコントラストおよび反射量を表すグラフである。 波長405nmのレーザービームを使用した場合の、第1の層L1の厚さの関数としての、図1の従来のDVD光記憶媒体の光のコントラストおよび反射量を表すグラフである。 好適実施例における第2の層L2として用いられる材料C17H26N2O3の、レーザービーム波長の関数としての屈折率と吸収率を表すグラフである。 波長670nmのレーザービームを用いた場合の、修正層L2の厚さの関数としての、好適実施例による記録媒体の光のコントラストおよび反射量を表すグラフである。 波長405nmの単色レーザービームに対する、第2の層（修正層）L2の厚さの関数としての、好適実施例による光記録媒体の光のコントラストおよび反射率を表すグラフである。

Claims (5)

  1. 記憶層と、第1の層とを有する光記憶媒体であって、
    前記第1の層は、第1の波長W1を有するレーザーを用いて、前記記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供し、第2の層は、第2の波長W2を有するレーザーを用いて、前記記憶層からデータを取り出す上で十分な光学特性を提供することを特徴とする光記憶媒体。
  2. 前記第1の波長に対する前記第1の層の屈折率nL1 (W1)と、前記第1の波長に対する前記第2の層の屈折率nL2（W1）は、前記屈折率の相対差｛nL1（W1）−nL2（W1）｝／nL1（W1）が0.1を超えないように選定されることを特徴とする請求項1に記載の光記憶媒体。
  3. 前記第2の層は、２−エチルヘキシル−2−シアノ−4−（3−メチル−２−オキサゾリニリデン（oxazolinylidene））−クロトネート（C17H26N2O3）で構成されることを特徴とする請求項1に記載の光記憶媒体。
  4. 前記第1の波長は650から670nmの範囲にあり、前記第2の波長は405nmであることを特徴とする請求項1に記載の光記憶媒体。
  5. 前記第2の層は、厚さが60から70nmの範囲にあることを特徴とする請求項1および3に記載の光記憶媒体。
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