JP2007109369A - 光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】 書き換え用の記録層と書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ１層以上設けるようにし、もって使い勝手を向上させるようにした光ディスクを提供する。
【解決手段】 表面に案内溝が形成された透明なディスク基板２上に、レーザ光により情報の記録再生が可能な複数の記録層を有し、前記ディスク基板側からのみ前記レーザ光を照射するようにした光ディスクにおいて、前記複数の記録層は、書き換え用の記録層４と、書き換え不可能な追記用の記録層８とをそれぞれ少なくとも１層含み、前記書き換え用の記録層は、結晶とアモルファスの変化を前記レーザ光の照射により可逆的に起こす相変化材料、または希土類−遷移金属系の光磁気材料よりなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光により情報の記録再生を行う光ディスクに関する。

一般に、光基板上に記録膜を形成してなる情報媒体として種々の光記録媒体や磁気記録媒体が知られている。光で検出可能な光学的状態の変化に対応させて情報を記録する光記録媒体は高密度化が可能であり、光ディスクして実用化されている。

そして、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）やＢｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃや「ＨＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｉｆｉｎｉｔｉｏｎ） ＤＶＤ」等に代表される上記光ディスクは、光ディスク記録再生装置より出力されるレーザ光をその回折限界まで絞り、絞られた光スポットを光ディスク上の位相ピット列に照射し、反射光量変化を検出することにより、光ディスクに記録された信号を再生するものである。この光ディスクの記憶容量は情報の記録マークの大きさ、すなわち使用するレーザ光の波長λ、対物レンズの開口数ＮＡで決定されるレーザスポットの大きさに支配される。

さらに大きな記録容量を１枚の光ディスクに求めるときには記録面を有するディスク基板を２枚貼り合わせた貼り合わせ型光ディスクや、一枚のディスク基板の表面に記録面を２つ設けた２層型光ディスクなども提案されて、実用化されている（例えば特許文献１）。このうち、貼り合わせ型光ディスクは光ディスクの両面から記録再生を行うようにした構造のものが多く、この場合には、２つの記録面を記録再生するには光ディスクを手動で上下反転させるか、ピックアップを光ディスクの両面に２組装備した光ディスク記録再生装置が必要となる。これに対して、２層型光ディスクはレーザ光の入射方向はディスクの片面から行われるので、前述した貼り合わせ型光ディスクのような煩雑さが無いことが有利である。

記録可能な２層型光ディスクとしては、実用化されたものとして２層追記型のＤＶＤ＋Ｒ ＤＬ、２層書き換え型のＢｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃなどがある。また、１層目を再生専用層とし、２層目を書き換え層とした上記特許文献１に開示された光ディスクもある。
また記録型光ディスクのうち、追記型光ディスクを使うときの用途として、１度しか記録できないので情報の保存用として使われることが多い。近年、市場が大きくなっているハードディスク搭載のＤＶＤレコーダで情報を光ディスクに記録して保存するときには、通常の記録はハードディスクで行い、ハードディスク内に記録した情報を好適な状態にするため、不要部分の削除や情報の順番の並び替えなどの各種編集を行った後にＤＶＤ−Ｒのような追記型光ディスクにコピーするという方法が一般的に行われる。

特開平８−２５５３７４号公報

ところで、上述のように追記型光ディスクに好適な状態で情報を記録するためには上述したような事前の編集作業が必要であり、その作業は記録しようとする追記型光ディスクとは別にハードディスクや書き換え型光ディスクのような媒体が必要となる。そのため、記録するために必要なディスク記録装置が複雑になったり、記録媒体である光ディスクが複数枚必要になる、等の問題があった。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、書き換え用の記録層と書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ１層以上設けるようにし、もって使い勝手を向上させるようにした光ディスクを提供することにある。

請求項１に係る発明は、表面に案内溝が形成された透明なディスク基板上に、レーザ光により情報の記録再生が可能な複数の記録層を有し、前記ディスク基板側からのみ前記レーザ光を照射するようにした光ディスクにおいて、前記複数の記録層は、書き換え用の記録層と、書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ少なくとも１層含み、前記書き換え用の記録層は、結晶とアモルファスの変化を前記レーザ光の照射により可逆的に起こす相変化材料よりなることを特徴とする光ディスクである。

請求項２に係る発明は、表面に案内溝が形成された透明なディスク基板上に、レーザ光により情報の記録再生が可能な複数の記録層を有し、前記ディスク基板側からのみ前記レーザ光を照射するようにした光ディスクにおいて、前記複数の記録層は、書き換え用の記録層と、書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ少なくとも１層含み、前記書き換え用の記録層は、希土類−遷移金属系の光磁気材料よりなることを特徴とする光ディスクである。

本発明によれば、ディスク基板上に２つ以上の記録層を有し、少なくとも１つは書き換えが可能な記録層であり、もう１つは追記可能な記録層であり、上記書き換え用の記録層は例えば編集作業のために用いられ、追記用の記録層は書き換え用の記録層で編集した情報を記録するために用いられ、これらの役割を持った少なくとも２つの記録層を有することでハードディスクや他の記録媒体は不要で従来の追記型光ディスクや書き換え型光ディスクには出来ない自己編集保存が１枚の光ディスクだけで行うことができる。

以下に、本発明に係る光ディスクの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る光ディスクの第１実施例を示す概略断面図、図２は図１に示す断面を詳細に示す拡大図である。
図１に示すように、この光ディスクＤ１は、透明なディスク基板２を有しており、このディスク基板２上に、図中では下方に向けて、書き換え用の記録層４と、分離層６と、書き換え不可能な追記用の記録層８と、反射層９とを、この順序で順次積層し、最後に、この反射層９の表面に保護層１０を形成して全体が構成されている。

上記ディスク基板２の書き換え用の記録層４側の表面には、グルーブとランドよりなる案内溝１２が形成されており、この記録層４に情報を記録再生する時にトラッキングを行い得るようになっている。
また同様に、上記分離層６の追記用の記録層８側の表面には、グルーブとランドよりなる案内溝１４が形成されており、この記録層８に情報を記録再生する時にトラッキングを行い得るようになっている。この場合、情報の書き込み用、或いは読み出し用のレーザ光Ｌはディスク基板２側から行う。

そして、上記書き換え用の記録層４は、第１誘電体膜４ａと、書き換え用の記録膜４ｂと、第２誘電体膜４ｃとを、この順序で積層して構成されている。この場合、この書き換え用の記録層４として半透明反射膜としての機能を併せ持つ場合には、特に半透明反射膜を設ける必要はないが、書き換え用の記録層４が必要な反射率を有していない場合には、別途、半透明反射膜を設けるようにする。また上記追記用の記録層８は、第３誘電体膜８ａと、追記用の記録膜８ｂと、第４誘電体膜８ｃとを、この順序で積層して構成されている。

上記光ディスクＤ１を製造するには、まず、表面に案内溝１２が形成された例えばポリカーボネート樹脂製のディスク基板２を用意する。このディスク基板２の厚さは、例えば０．６ｍｍに設定されている。そして、このディスク基板２を真空装置内に導入し、このディスク基板２を回転させながらＡｒを真空装置内に導入し、スパッタリング法により、上記ディスク基板２上に書き換え用の記録層４に相当するものとして第１誘電体膜４ａ、書き換え用の記録膜４ｂ、第２誘電体膜４ｃをそれぞれ順次形成し、その後、分離層６を形成する。

上記書き換え用の記録膜４ｂとしては、結晶とアモルファスの変化をレーザ光の照射により可逆的に起こす相変化材料であるＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＩｎＳｂＴｅなどや希土類−遷移金属系の光磁気材料であるＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏなどが使用できる。この光磁気材料は、例えば磁化方向の向きで反射光の偏光方向が変わる。
光学的および熱的な調整のために第１及び第２誘電体膜４ａ、４ｃを必要に応じて形成する。この材料としては、例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２ 、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ_２ などの透明誘電材料が使用できる。上記分離層６には追記用の記録層８のための案内溝１４が必要であるが、この案内溝１４は２Ｐ法または案内溝１４が形成済みの透明なシートを貼りあわせることにより形成することが出来る。

上記分離層６を形成した後、上記ディスク基板２側を真空装置内に導入し、追記用の記録層８に相当するものとして第３誘電体膜８ａ、追記用の記録膜８ｂ、第４誘電体膜８ｃをそれぞれ順次形成し、その後に反射層９を形成した。上記追記用の記録膜８ｂとしては、ＴｅＯｘのような無機材料でも色素のような有機材料でも構わない。第３及び第４誘電体膜８ａ、８ｃも上記第１及び第２誘電体膜４ａ、４ｃと同様の透明誘電材料が使用できる。上記反射層９としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｉなどが使用できる。

上記各薄膜を形成した後、スピンコート法により紫外線硬化樹脂からなる保護層１０を形成し、紫外線照射して上記保護層１０を硬化させることにより光ディスクＤが製造される。
尚、光ディスクの製造方法としては、上述のように１つの光ディスク基板２上に各層、或いは各膜を順に積層して行く積み上げ方法に限定されず、例えば図３に示すように２枚のディスク基板を貼り合わせるように構成してもよい。図３は本発明に係る光ディスクの第２実施例を示す概略断面図である。図３に示す光ディスクＤ２の場合には、２枚のディスク基板２Ａ、２Ｂを別々に用意し、一方のディスク基板２Ａの表面に、上記第１実施例のディスク基板２の案内溝１２と同じ案内溝１２を形成し、他方のディスク基板２Ｂの表面に、第１実施例の分離層６に形成した案内溝１４と同じ案内溝１４を形成する。そして、上記各ディスク基板２Ａ、２Ｂにそれぞれ書き換え用の記録層４と追記用の記録層８を形成した後、両基板を接着剤によって貼り合わす。この場合、この接着剤が分離層６となり、この分離層６には第１実施例と異なって案内溝１４を設ける必要がない。

この場合、レーザ光Ｌの入射側のディスク基板２Ａの厚さは０．６ｍｍであり、また他方のディスク基板２Ｂの厚さも０．６ｍｍである。尚、分離層６などの他の各層の全体の厚さは５０ｎｍ程度である。
また、上記各実施例では、レーザ光の入射側に書き換え用の記録層４を配置し、この反対側に追記用の記録層８を配置したが、これらの順序を逆にして配置するようにしてもよいし、更には、上記２層に加えて、更なる記録層を設けるようにしてもよい。この場合にも、全体として上記書き換え用の記録層４と追記用の記録層８とをそれぞれ少なくとも１層は設けるようにする。

次に、上記第１実施例の光ディスクの各態様を実際に作製して評価を行ったので、その評価結果について説明する。
＜第１実施例の１＞
表面にグルーブ及びランドよりなる案内溝１２が形成された厚さ０．６ｍｍ、トラック幅０．７４μｍのディスク基板２を作製した。このディスク基板２はＤＶＤ相当の厚さ、トラック幅およびデータ記録可能領域のディスク基板に対応する。このディスク基板２を真空装置内に導入し、ディスク基板２を回転させながら、Ａｒを真空装置内に導入し、スパッタリング法により、ディスク基板２上に第１誘電体膜４ａ、書き換え用の記録膜４ｂ、第２誘電体膜４ｃを順次形成した後、分離層６を形成した。この分離層６には追記用の記録層８のためのトラックとして案内溝１４を２Ｐ法により形成した。このトラック幅は上記ディスク基板２と同じ０．７４μｍとした。分離層６の厚さは５０μｍとした。

上記分離層６を形成した後、このディスク基板２を真空装置内に導入し、第３誘電体膜８ａ、追記用の記録膜８ｂ、第４誘電体膜８ｃ及び反射層９をスパッタリング法により順次形成した。
上記第１、第２、第３及び第４誘電体膜４ａ、４ｃ、８ａ、８ｃとしては、それぞれＳｉＮを形成した。
また書き換え用の記録膜４ｂとしては、相変化材料であるＧｅＳｂＴｅを形成した。追記用の記録膜８ｂとしては、ＴｅＯｘを形成した。また反射層９としては、Ａｇが９８ａｔｍ％以上のＡｇ合金を形成した。上記各薄膜、或いは各層を形成した後、スピンコート法により紫外線硬化樹脂からなる保護層１０を形成し、紫外線照射して硬化させることによって光ディスクを作製した。

このようにして作製した光ディスクを、波長６５０ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度３．８４ｍ／ｓで記録再生した。いずれの記録層でも最短マークが０．４４μｍである８−１６変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。

＜第１実施例の２＞
上記第１実施例の１の書き換え用の記録膜４ｂをＴｂＦｅＣｏ及びＧｄＦｅＣｏからなる光磁気材料とし、反射層９をＡｌ合金とし、他は第１実施例と同様な多層光ディスクを作製した。
このようにして作製した光ディスクを、波長６５０ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度３．８４ｍ／ｓで記録再生した。書き換え用の記録膜４ｂへの記録はレーザ光の照射に加えて、記録時に外部磁界を加えた。いずれの記録層でも最短マークが０．４４μｍである８−１６変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。

＜第１実施例の３＞
上記第１実施例の１のディスク基板２のトラック幅を０．７４μｍから０．７０μｍへ変更し、他は第１実施例の１と同様にして光ディスクを作製した。
このようにして作製した光ディスクを、波長６５０ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度３．８４ｍ／ｓで記録再生した。いずれの記録層でも最短マークが０．４４μｍである８−１６変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。このとき、書き換え用の記録層４に記録できた容量は４．５２ＧＢであり、追記用の記録層８に記録できた容量は４．２７ＧＢであり、光ディスク記録再生装置のレーザ素子及び対物レンズはそのままで、記録再生の線速度もそのままで書き換え用の記録層４の記録容量を追記用の記録層８の記録容量よりも大きくすることができた。

＜第１実施例の４＞
図４に示すように、表面にグルーブ及びランドよりなる案内溝１２が形成された厚さ０．６ｍｍ、トラック幅０．３４μｍのディスク基板２Ｃを作製した。このディスク基板２Ｃは「ＨＤ ＤＶＤ」相当の厚さ、トラック幅およびデータ記録可能領域のディスク基板に対応する。このディスク基板２Ｃを真空装置内に導入し、ディスク基板２Ｃを回転させながら、Ａｒを真空装置内に導入し、スパッタリング法により、ディスク基板２Ｃ上に第１誘電体膜４ａ、書き換え用の記録膜４ｂ、第２誘電体膜４ｃを順次形成した後、分離層６を形成した。この分離層６には追記用の記録層８のためのトラックとして案内溝１４を２Ｐ法により形成した。このトラック幅は上記ディスク基板２Ｃと同じ０．３４μｍとした。分離層６の厚さは５０μｍとした。

上記分離層６を形成した後、このディスク基板２Ｃを真空装置内に導入し、第３誘電体膜８ａ、追記用の記録膜８ｂ、第４誘電体膜８ｃ及び反射層９をスパッタリング法により順次形成した。
上記第１、第２、第３及び第４誘電体膜４ａ、４ｃ、８ａ、８ｃとしては、それぞれＳｉＮを形成した。
また書き換え用の記録膜４ｂとしては、相変化材料であるＧｅＳｂＴｅを形成した。追記用の記録膜８ｂとしては、ＴｅＯｘを形成した。また反射層９としては、Ａｇが９８ａｔｍ％以上のＡｇ合金を形成した。上記各薄膜、或いは各層を形成した後、スピンコート法により紫外線硬化樹脂からなる保護層１０を形成し、紫外線照射して硬化させることによって光ディスクを作製した。

このようにして作製した光ディスクを、波長４０５ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６５の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度は２．２７ｍ／ｓから６．６１ｍ／ｓの範囲で記録再生した。いずれの記録層でも最短マークが０．１７３μｍである８−１２変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。

＜第１実施例の５＞
上記第１実施例の４の書き換え用の記録膜４ｂをＴｂＦｅＣｏ及びＧｄＦｅＣｏからなる光磁気材料とし、反射層９をＡｌ合金とし、他は第１実施例と同様な多層光ディスクを作製した。
このようにして作製した光ディスクを、波長４０５ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６５の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度は２．２７ｍ／ｓから６．６１ｍ／ｓの範囲で記録再生した。書き換え用の記録膜４ｂへの記録はレーザ光の照射に加えて、記録時に外部磁界を加えた。いずれの記録層でも最短マークが０．１７３μｍである８−１２変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。

＜第１実施例の６＞
上記第１実施例の４のディスク基板２Ｃのトラック幅を０．３４μｍから０．３２μｍへ変更し、他は第１実施例の４と同様にして光ディスクを作製した。
このようにして作製した光ディスクを、波長４０５ｎｍのレーザ光を発するレーザ素子と、開口数０．６５の対物レンズを有する光ピックアップを装備した光ディスク記録再生装置で線速度は２．２７ｍ／ｓから６．６１ｍ／ｓの範囲で記録再生した。いずれの記録層でも最短マークが０．１７３μｍである８−１２変調方式のランダム信号の記録再生を確認した。このとき、書き換え用の記録層４に記録できた容量は２１ＧＢであり、追記用の記録層８に記録できた容量は２０ＧＢであり、光ディスク記録再生装置のレーザ素子及び対物レンズはそのままで、記録再生の線速度もそのままで書き換え用の記録層４の記録容量を追記用の記録層８の記録容量よりも大きくすることができた。

ここで、第１実施例の３及び第１実施例の６のように、書き換え用の記録層４の記録容量が追記用の記録層８の記録容量よりも大きい場合の利点について説明する。
図５は書き換え用の記録層の情報を編集して、追記用の記録層へ記録する時の編集の一例を示す図であり、図５（Ａ）は書き換え用の記録層の記録容量と追記用の記録層８の記録容量が同じ場合を示し、図５（Ｂ）は書き換え用の記録層４の記録容量が追記用の記録層８の記録容量よりも大きい場合を示す。
図５において、５０ａは書き換え用の記録層４の記録済み容量（編集前）を示し、５０ｂは書き換え用の記録層４の必要なデータ領域の容量（編集後）を示し、５１は追記用の記録層８の記録可能容量を示す。また５２は必要なデータ領域を示し、５３は不要なデータ領域を示し、５４（図５（Ａ）の場合）は追記用の記録層８の記録領域の余り部分を示す。

図５（Ａ）に示すように、書き換え用の記録層と追記用の記録層の容量が同じ場合には、書き換え用の記録層のデータ領域を編集し、追記用の記録層にコピーすると追記用の記録層に余りの部分５４ができてしまう。
これに対して、図５（Ｂ）に示すように、書き換え用の記録層が追記用の記録層よりも大きな記録容量であれば、書き換え用の記録層の記録領域の不要部分を削除しても残りの必要データを追記用の記録層の記録領域までは全て記録することが出来る。
尚、上記各実施例の積層構造は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。

本発明に係る光ディスクの第１実施例を示す概略断面図である。 図１に示す断面を詳細に示す拡大図である。 本発明に係る光ディスクの第２実施例を示す概略断面図である。 本発明に係る光ディスクの第１実施例の４を示す概略断面図である。 書き換え用の記録層の情報を編集して追記用の記録層へ記録する時の編集の一例を示す図である。

符号の説明

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…ディスク基板、４…書き換え用の記録層、４ａ…第１の誘電体膜、４ｂ…書き換え用の記録膜、４ｃ…第２の誘電体膜、６…分離層、８…追記用の記録層、８ａ…第３の誘電体膜、８ｂ…追記用の記録膜、８ｃ…第４の誘電体膜、９…反射層、１０…保護膜、１２，１４…案内溝、Ｄ１，Ｄ２…光ディスク。

Claims (2)

1. 表面に案内溝が形成された透明なディスク基板上に、レーザ光により情報の記録再生が可能な複数の記録層を有し、
   前記ディスク基板側からのみ前記レーザ光を照射するようにした光ディスクにおいて、
   前記複数の記録層は、書き換え用の記録層と、書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ少なくとも１層含み、
   前記書き換え用の記録層は、結晶とアモルファスの変化を前記レーザ光の照射により可逆的に起こす相変化材料よりなることを特徴とする光ディスク。
2. 表面に案内溝が形成された透明なディスク基板上に、レーザ光により情報の記録再生が可能な複数の記録層を有し、
   前記ディスク基板側からのみ前記レーザ光を照射するようにした光ディスクにおいて、
   前記複数の記録層は、書き換え用の記録層と、書き換え不可能な追記用の記録層とをそれぞれ少なくとも１層含み、
   前記書き換え用の記録層は、希土類−遷移金属系の光磁気材料よりなることを特徴とする光ディスク。
   
   

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