JP2859599B2

JP2859599B2 - 光学的情報記録媒体

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Publication number: JP2859599B2
Application number: JP9081759A
Authority: JP
Inventors: 宏一森谷; 伸弘徳宿
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH1040577A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、基板上に記録膜を形成
して成る情報記録媒体であって、光ビームを照射して情
報を記録し又は再生するのに用いる光学的情報記録媒体
に関するものである。【０００２】【従来の技術】従来の光学的情報記録媒体に対する光学
的情報記録方法としては、例えば、エス・ピー・アイ・
イー，５２９巻，オプテイカル・マス・データ・ストレ
イジ（１９８５年）第４０頁から第４４頁（ＳＰＩＥ，
Ｖｏｌ５２９，ＯｐｔｉｃａｌＭａｓｓＤａｔａＳ
ｔｏｒａｇｅ（１９８５）Ｐ４０〜４４）に論じられて
いるように、記録膜にレーザ光を照射して、発生する熱
によって記録膜を変形させることにより情報を記録する
方法がある。【０００３】即ち、記録膜としてＩｎＳｂＳｅ膜をアモ
ルフアス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）で形成し、これにレー
ザ光を照射して、レーザアニール（Ｉａｓｅｒａｎｎ
ｅａｌｉｎｇ）することにより、このＩｎＳｂＳｅ膜が
変形を起こし、この変形部分を記録ピットとする記録方
法である。【０００４】【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
記録膜の形状変化のみによる記録であるため、再生時に
おけるＣ／Ｎ（搬送波レベルとランダム雑音の実効値と
の比率）を、その記録膜により決定される値以上には高
くすることができなかった。本発明の目的は、上記した
従来技術の問題点を解決し、再生時におけるＣ／Ｎを、
記録膜により決定される値以上に高くすることが可能な
光学的情報記録媒体を提供することにある。【０００５】【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、照射される光ビームにより情報の記録、再生
が可能な光学的情報記録媒体において、基板上に密着形
成され、前記光ビームの吸収により発熱し状態が変化す
る記録層を有し、前記基板が前記記録層の発熱により記
録層が密着したまま変形するようにした。或いは、照射
される光ビームにより情報の記録、再生が可能な光学的
情報記録媒体において、溝を有する基板上に密着形成さ
れ、前記光ビームの吸収により発熱し状態が変化する記
録層を有し、前記溝が前記記録層の発熱により記録層が
密着したまま変形するようにした。【０００６】【作用】図３は、光ディスクに情報を記録または再生す
るピックアップを示すブロック図である。図３におい
て、３はレーザ光、７は光ディスク（情報記録媒体）、
８は対物レンズ、９は半導体レーザ、１０はフォトダイ
オード（デイテクタ）、１１はフォーカス制御系回路、
１２はトラッキング制御系回路、１３は加算器、であ
る。【０００７】図３において、記録時は、半導体レーザ９
からレーザ光３が光ディスク７に照射され、光ディスク
７に情報が記録される。また、再生時は、同じく半導体
レーザ９からレーザ光３が光ディスク７に照射され、反
射された光がフォトダイオード１０によって検出され
て、その出力電圧が加算器１３によって加算される。従
って、加算器１３の出力は、フォトダイオード１０に入
射した反射光の光量に比例する。【０００８】以上の様にして、一般に、光ディスク７へ
の情報の記録または再生が行われる。では、本発明によ
る光学的情報記録媒体の生成にかかわる光学的情報記録
方法について、詳細に説明する。【０００９】さて、今、光ディスク（光学的情報記録媒
体）７として、図４に示す様に、溝（例えば、トラッキ
ング案内溝など）１５を有する基板１上に記録膜２を形
成して成る光ディスクを考える。尚、図４において、記
録膜２を保護する保護膜等は省略してある。【００１０】この様な光ディスク７の溝１５にレーザ光
３が照射された場合、その溝１５による反射光の回折比
率は、Ｄ_G／Ｄ_Mと表される。ここで、Ｄ_Gは、図４で
実線で示した如く、レーザ光３が溝１５に照射した時の
反射光量（即ち、前述したフォトダイオード１０に入射
される光量）、Ｄ_Mは、図４で一点鎖線で示した如く、
レーザ光３がフラット面１７に照射した時の反射光量、
である。この様な回折比率は、溝１５の形状によって決
定され、その関係を測定してみると、図５に示す如くに
なる。【００１１】図５において、Ｗ，ｄはそれぞれ図４の符
号と対応しており、即ち、Ｗは溝幅、ｄは溝深さであ
る。尚、Ｐは溝のピッチである。図５に示す様に、溝１
５の溝幅が広くなると回折比率は増加し、深くなると減
少する。【００１２】さて、本発明による光学的情報記録媒体で
は、前述した様に、記録時にレーザ光の照射によって基
板を変形させることが可能なものである。基板の変形と
しては以下に述べる２つが考えられる。【００１３】図１及び図２はそれぞれ本発明による光学
的情報記録媒体の生成にかかわる光学的情報記録方法を
説明するための説明図である。これら図において、
（ａ）は変形前の状態を示し、（ｂ）は変形後の状態を
示す。即ち、第１の変形としては、図１（ａ）に示す様
に、レーザ光３を基板１の溝１５に照射して、その照射
で発生する熱によって溝１５を溶融させ、図１（ｂ）に
示す如く変形させるのである。その結果、変形した溝１
６は、溝幅が広くなり、溝深さも浅くなる。【００１４】従って、図５で説明したように、この基板
１の変形、つまり溝の変形によって回折比率は増加す
る。回折比率が増加するということは、即ち、再生時に
おいて、この基板１の溝にレーザ光を照射させた時のフ
ォトダイオード１０に入射される反射光量が増大するこ
とを意味する。【００１５】また、第２の変形としては、図２（ａ）に
示す様に、レーザ光３を基板１のフラット面１７に照射
して、その照射で発生する熱によってフラット面１７を
溶融させ、フラット面１７を変形させて、図２（ｂ）に
示す様なくぼみ１８を形成するのである。その結果、広
い意味で、溝幅が狭くなり、溝深さも深くなったと言え
る。【００１６】従って、図５で説明したように、この基板
１の変形、つまりフラット面の変形によって回折比率は
減少する。回折比率が減少するということは、即ち、再
生時において、この基板１の溝にレーザ光を照射させた
時のフォトダイオード１０に入射される反射光量が減少
することを意味する。【００１７】ところで、記録膜２への情報の記録は、一
般に、記録膜２にレーザ光３を照射して、記録膜２の初
期状態（ベース）の反射率よりも、その反射率を高く或
いは低くすることによって行われる。尚、レーザ光３の
照射によって反射率が変化した部分を、以下、記録ピッ
ト部と称す。【００１８】例えば、相転移型の記録膜の場合、結晶間
の相転移，アモルフアスと結晶間の相転移等が一般的で
あるが、アモルフアスと結晶間の相転移を用いる場合
は、記録・再生に用いる半導体レーザ９の波長が例えば
８３０ｎｍである時、その反射率は、アモルフアスの反
射率の方が結晶の反射率よりも低く設定していることが
多い。そこで、以下、レーザ光３の照射により、初期状
態の反射率よりも記録ピット部の反射率を低くする記録
方法をアモルフアス記録、また、記録ピット部の反射率
を高くする記録方法を結晶記録と呼ぶことにする。【００１９】さて、そこで、今、記録膜２として前述の
相転移型の記録膜を用い、図１（ａ）に示した如く、レ
ーザ光３を基板１の溝１５に照射して結晶記録により情
報の記録を行う場合を考えて見る。【００２０】結晶記録を施す場合には、前述した如く、
レーザ光３の照射により、記録膜２の記録ピット部の反
射率は増加する。反射率が増加するということは、即
ち、再生時において、この記録ピット部にレーザ光３を
照射させた時のフォトダイオード１０に入射される反射
光量が増大することを意味する。また、前述した様に、
溝１５がレーザ光３により溶融されて変形すると、回折
比率が増加する。【００２１】従って、基板１の溝変形による回折比率の
増加と記録膜２の相転移による反射率の増加の双方の効
果により、再生時において、その記録部分に再生用レー
ザ光を照射した時の、その反射光量は非常に増大するこ
とになり、その結果、情報の信号レベルが高くなる。即
ち、この様に、基板１の変形と記録膜２の反射率変化と
を同相で生じさせる、即ち、反射光量が共に増大する方
向に変化させて記録することにより、記録膜２の反射率
変化だけによって情報を記録した場合に比べて、より高
い信号レベルが得られることになる。【００２２】さて、次に、記録膜２として前述の相転移
型の記録膜を用い、図２（ａ）に示した如く、レーザ光
３を基板１のフラット面１７に照射してアモルフアス記
録により情報の記録を行う場合を考えて見る。アモルフ
アス記録を施す場合には、前述した如く、レーザ光３の
照射により、記録膜２の記録ピット部の反射率は低下す
る。反射率が低下するということは、再生時において、
この記録ピット部にレーザ光３を照射させた時のフォト
ダイオード１０に入射される反射光量が減少することを
意味する。【００２３】また、基板１のフラット面１７にレーザ光
３を照射した場合には、前述した様に、該フラット面１
７はレーザ光３により溶融され変形し、回折比率が減少
する。その結果、レーザ光３が散乱され、反射光量が低
下する。【００２４】従って、記録膜２の相転移による反射率の
低下と、基板１のフラット面変形による回折比率の減少
の双方の効果により、再生時において、その記録部分に
再生用レーザ光を照射した時の、その反射光量は非常に
減少することになり、その結果、情報の信号レベルが高
くなる。即ち、この様に、基板１の変形と記録膜２の反
射率変化とを組み合わせ、反射光量が共に減少する方向
に変化させて記録することにより、記録膜２の反射率変
化だけによって情報を記録した場合に比べて、より高い
信号レベルが得られることになる。【００２５】【実施例】以下、本発明の第１の実施例について説明す
る。先ず、本実施例において用いられる光ディスクの構
成について説明する。先ず最初、幅０．５μｍ，深さ７
０ｎｍ，ピッチ１．６μｍのトラッキング用案内溝を持
つ直径１３０ｃｍの円形をした射出成形ＰＣ（ポリカー
ボネート）基板上に、Ｓｂ−Ｓｅ−Ｂｉ系記録膜を組成
比３０：５１：１９で厚さ約１１０ｎｍ形成する。尚、
この時の記録膜の状態はアモルフアス状態である。【００２６】次にこの記録膜上に、有機保護膜を形成し
て片面ディスクを構成する。そして、同様な構成をした
もうひとつの片面ディスクと、保護膜同士が互いに向い
合うようにしてホットメルト系接着材により貼り合わせ
て、光ディスクを構成する。【００２７】次に、この様に構成された光ディスクを回
転数１８００ｒｐｍで回転させ、ＮＡ（開口数）＝０．
５の対物レンズを用い、記録周波数を３ＭＨｚとして、
記録用レーザ光により、レーザパワを変化させながら、
反射率の上昇する結晶記録を行った。そして、その後、
再生用レーザ光によって信号を再生してＣ／Ｎを測定し
た。【００２８】この時の、記録用レーザ光のレーザパワと
Ｃ／Ｎとの関係を図６において（１）として示す。図６
に（１）として示す様に、本実施例では、Ｃ／Ｎがレー
ザパワ１０ｍＷで５４ｄＢと高い値となった。そこで、
この時の光ディスクを分解して記録膜をＳＥＭ（電子走
査型顕微鏡）で観察したところ、トラッキング案内溝が
溶融変形していることを確認した。【００２９】本実施例は、記録によって反射光量が増大
する組合せとして、トラッキング案内溝上への記録と結
晶記録とを選定した例である。【００３０】次に、前述の第１の実施例と比較するため
の比較例について説明する。本比較例で用いられる光デ
ィスクは、基板として、幅１．１μｍ，深さ７０ｎｍ，
ピット１．６μｍのトラッキング用案内溝を持つ直径１
３０ｃｍの円形をした射出成形ＰＣ基板を使用してお
り、その他の構成は前述の第１の実施例と同様である。【００３１】そして、この様にして構成された光ディス
クを前述の第１の実施例と同様にして記録を行い、その
後、再生してＣ／Ｎを測定した。この時の、記録用レー
ザ光のレーザパワとＣ／Ｎとの関係を図６において
（２）として示す。【００３２】図６に（２）として示す様に、本比較例で
は、レーザパワ１０ｍＷでＣ／Ｎは４７ｄＢしか得られ
なかった。本比較例では、トラッキング案内溝の溝幅が
１．１μｍと広いために、トラッキング案内溝上に記録
したとしても、ほとんど基板のフラット面に記録するの
と同等になってしまう。即ち、基板のフラット面への記
録においては、前述した様に、基板の溶融変形により反
射光量が低下するために、記録膜の反射率変化による反
射光量の変化方向と基板変形による反射光量の変化方向
とが一致せず、再生時における信号レベルが前述の第１
の実施例よりも低下したものである。【００３３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。先ず、本実施例において用いられる光ディスクの
構成について説明する。図７は本発明の第２の実施例に
おいて用いられる光ディスクの基板表面を拡大して示し
た平面図である。【００３４】本実施例で用いられる光ディスクは、トラ
ッキングを、ピットにより行う方式のものであり、図７
において、１９がウォブルピット、２０がトラッキング
中心のピット、２１がトラッキング中心、２２は情報記
録エリアでフラットな面である。この方式は、トラッキ
ングを、溝によらず、図７に示すピット１９により行う
ために、記録部はフラットな面となる。【００３５】図７に示した様なＰＣ基板上に、Ｓｂ₄₅Ｓ
ｅ₄₅Ｂｉ₁₀の記録膜を厚さ約１１０ｎｍ形成する。尚、
この時の記録膜の状態は、アモルフアス状態である。そ
の後、前述した第１の実施例と同様な方法で光ディスク
を構成する。次に、この様に構成され光ディスクを回転
数１８００ｒｐｍで回転させ、ＮＡ＝０．５の対物レン
ズを用い、記録用レーザ光を、先ず１トラックに、レー
ザパワ３ｍＷで２秒間連続で照射し、結晶状態を得た。
この時は、レーザパワが低いために基板の変形はほとん
どなかった。【００３６】次に、記録周波数を３ＭＨｚとして、レー
ザパワを変えながら記録を行った。そして、その後、再
生用レーザ光によって信号を再生してＣ／Ｎを測定し
た。この結果を図８に示す。【００３７】図８に示す様に、本実施例では、Ｃ／Ｎが
レーザパワ１０ｍＷで５５ｄＢとなり、高Ｃ／Ｎが得ら
れた。本実施例は、記録によって反射光量が低下する組
合せとして、フラット面上への記録とアモルフアス記録
とを選定することにより、高Ｃ／Ｎを得た例である。【００３８】【発明の効果】本発明にかかる光学的情報記録媒体で
は、レーザ光の照射により、記録膜の状態を変化する
（例えば、記録膜の反射率が変化したり、或いは、記録
膜の形状が変化したりする。）と共に、基板上の溝の幅
及び深さ形状が変化し、しかも、反射光量の変化が同じ
方向となるようして、情報が記録されるので、再生時に
おけるＣ／Ｎとしては、記録膜の状態変化のみによって
記録した場合に比べて、より高いＣ／Ｎを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】【図１】本発明による光学的情報記録媒体の生成にかか
わる光学的情報記録方法を説明するための説明図であ
る。【図２】本発明による光学的情報記録媒体の生成にかか
わる光学的情報記録方法を説明するための説明図であ
る。【図３】光ディスクに情報を記録・再生するためのピッ
クアップを示すブロック図である。【図４】回折比率の定義を説明するための説明図であ
る。【図５】図４における基板の溝の形状と回折比率の関係
を示した特性図である。【図６】本発明の第１の実施例における記録用レーザ光
のレーザパワとＣ／Ｎとの関係を比較例と比較して示し
た特性図である。【図７】本発明の第２の実施例において用いられる光デ
ィスクの基板表面を拡大して示した平面図である。【図８】本発明の第２の実施例における記録用レーザ光
のレーザパワとＣ／Ｎとの関係を示した特性図である。【符号の説明】１…基板、２…記録膜、３…レーザ光、７…光ディス
ク、１０…フォトダイオード、１５…溝、１６…変形し
た溝、１７…フラット面、１８…くぼみ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/24 522 G11B 7/24 531

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．照射される光ビームにより情報の記録、再生が可能
な光学的情報記録媒体において、基板上に密着形成され、前記光ビームの吸収により発熱
し状態が変化する記録層を有し、前記基板が前記記録層の発熱により記録層が密着したま
ま変形する、又はしたことを特徴とする光学的情報記録
媒体。２．照射される光ビームにより情報の記録、再生が可能
な光学的情報記録媒体において、溝を有する基板上に密着形成され、前記光ビームの吸収
により発熱し状態が変化する記録層を有し、前記溝が前記記録層の発熱により記録層が密着したまま
変形する、又はしたことを特徴とする光学的情報記録媒
体。３．前記光学的情報記録媒体に再生用光ビームを照射し
たときの反射光量変化のうち、前記記録膜の状態変化に
よる記録後の反射光量変化が記録前よりも減少し、前記
基板の変形後の反射光量変化が変形前よりも減少するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報記録媒
体。４．前記光学的情報記録媒体に再生用光ビームを照射し
たときの反射光量変化のうち、前記記録膜の状態変化に
よる記録後の反射光量変化が記録前よりも増加し、前記
基板の変形後の反射光量変化が変形前よりも増加するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光学的情報記録媒
体。