JP3138514B2 - 情報光記録媒体とその記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光により２値情
報の記録再生を行う光ディスク等の書換の可能な情報光
記録媒体とその記録再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に書換可能な情報光記録媒体として
は、カー効果を利用した光磁気形のものと、結晶状態と
非晶状態の２つの状態間の可逆的変化を利用した相変化
形のものとがある。

【０００３】相変化形のものとしては、ＴｅＧｅＳｎＯ
膜を相変化層としたもの（例えば、特開昭６２−７８７
４９号公報参照）等種々ある。図２に、その代表的な従
来の情報光記録媒体を示す。

【０００４】図２に示す情報光記録媒体は、基板１の上
に第１の透明干渉層２２、その上に相変化層２３、その
上に第２の透明干渉層２４、その上にＡｌＴｉ合金等の
反射層２５、その上に保護層２６を順に設けたものであ
る。

【０００５】このような構成の情報光記録媒体に対する
２値情報の記録再生には、次に述べるような２つの方法
がある。その１つは、図２に示すような構成の情報光記
録媒体のままで、レーザ光を基板１を通して入射するこ
とにより２値情報の記録再生を行う方法である。他の１
つは、保護層２６の上にホットメルト剤を塗布すること
により、図２の情報光記録媒体を２枚、基板１が外側に
なるように貼り合わせた状態で記録再生を行う方法であ
る。

【０００６】記録および再生用のレーザ光は基板１を通
して入射し、相変化層２３の近傍でおよそ直径１．４μ
ｍになるようにフォーカシング・サーボにより集光され
る。レーザ光源としては波長８３００オングストローム
前後の半導体レーザが用いられる。

【０００７】基板１としてはポリカーボネイト樹脂板
や、フォトポリマのついたガラス板や、フォトポリマの
ついたアクリル樹脂板が用いられる。この基板１には、
トラッキング・サーボ用に案内溝や案内ピットが一般に
形成されている。

【０００８】２値情報を記録するには、情報「１」に対
応させて高パワーのレーザ光を照射し、情報「０」に対
応させて中間パワーのレーザ光を照射する。これによ
り、高パワーのレーザ光が照射された部分の層変化層は
溶融し、その後急冷凝固することにより非晶状態の記録
マークが形成される。一方、中間パワーのレーザ光が照
射された部分の相変化層は溶融せずに結晶状態にされ
る。

【０００９】２値情報を再生するには、相変化層の状態
を変化させない程度の低いパワーのレーザ光を移動させ
ながら照射することにより、情報光記録媒体からの反射
光量が相変化層の状態の違いにより異なることを検出す
ることにより行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、情報光記録
媒体とその記録再生方法には、次のことが要求される。
すなわち、高速な書換記録が可能であること、記録
感度が高いこと、Ｃ／Ｎ、消去率等の信号品質が良好
であること、および高温高湿度環境に長時間保存して
おいても上記記録再生特性に劣化がないこと、である。

【００１１】しかしながら、上述した従来の情報光記録
媒体とその記録再生方法では、上記要求を十分に満足す
ることはできない。さらに、このような情報光記録媒体
とその記録再生方法は、現在各所で研究・開発さてれい
るにも拘らず、現状では上記要求に対応できていないと
いう欠点がある。

【００１２】そこで、本発明の技術的課題は、高速な書
換記録が可能な情報光記録媒体とその記録再生方法を提
供することにある。

【００１３】本発明の他の技術的課題は、記録感度が高
い情報光記録媒体とその記録再生方法を提供することに
ある。

【００１４】本発明のさらに他の技術的課題は、Ｃ／
Ｎ、消去率等の信号品質が良好な情報光記録媒体とその
記録再生方法を提供することにある。

【００１５】本発明のもっと別の技術的課題は、高温高
湿度環境に長時間保存しておいても上記記録再生特性に
劣化がない情報光記録媒体とその記録再生方法を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の情報光記録媒体
は、基板上に、少なくとも、第１の透明干渉層と相変化
層と第２の透明干渉層と反射層と保護層とをこの順序に
設け、レーザ光を前記基板を通して前記相変化層に集束
して照射することにより、２値情報の記録を前記相変化
層が結晶状態か非晶状態に対応させることにより行い、
レーザ光を前記基板を通して前記相変化層に集束して移
動させながら照射することにより、前記２値情報の再生
を行うようにした情報光記録媒体であって、前記第１の
透明干渉層はＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物の膜であり、
前記相変化層はＧｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合物組成の膜で
あり、前記第２の透明干渉層はＺｎＳとＳｉＯ₂ との混
合物の膜であり、前記反射層はＮｉＣｒ合金の膜であ
り、それぞれの層の厚さは、前記第１の透明干渉層が１
０００〜１５００オングストロームの範囲、前記相変化
層が２００〜５００オングストロームの範囲、前記第２
の透明干渉層が１５００〜３０００オングストロームの
範囲、前記反射層が２００〜１０００オングストローム
の範囲に設定されていることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の情報光記録媒体の記録再生
方法は、基板上に、少なくとも、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との
混合物で厚さが１０００〜１５００オングストロームの
第１の透明干渉層と、Ｇｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合物組成
で厚さが２００〜５００オングストロームの相変化層
と、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物で厚さが１５００〜３
０００オングストロームの第２の透明干渉層と、ＮｉＣ
ｒ合金で厚さが２００〜１０００オングストロームの反
射層と、保護層とが、この順序に積層して構成された情
報光記録媒体に対して２値情報を記録再生する方法であ
って、記録したい２値情報に対応させて高パワーのレー
ザ光照射と中間パワーのレーザ光照射とを行うことによ
り、前記相変化層の昇温後の冷却速度を臨界速度に比べ
て速い場合と遅い場合とに対応させ、前記相変化層の状
態を非晶状態と結晶状態とに対応させて２値情報を記録
し、低パワーのレーザ光照射を行うことにより、前記相
変化層の状態の違いを読出して２値情報を再生すること
を特徴とする。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例による情報光記録
媒体の概略断面図である。

【００２０】図１に示す情報光記録媒体は、基板１上に
ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物で厚さが１０００〜１５０
０オングストロームの第１の透明干渉層２を設け、その
上にＧｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合物組成で厚さが２００〜
５００オングストロームの相変化層３を設け、その上に
ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物で厚さが１５００〜３００
０オングストロームの第２の透明干渉層４を設け、その
上にＮｉＣｒ合金で厚さが２００〜１０００オングスト
ロームの反射層５を設け、その上にＵＶ硬化樹脂等の保
護層６を設けたものである。

【００２１】このような構成の図１に示す情報光記録媒
体に対する２値情報の記録再生には、次に述べるような
２つの方法がある。その１つは、図１に示すような構成
の情報光記録媒体のままで、レーザ光を基板１を通して
入射することにより２値情報の記録再生を行う方法であ
る。他の１つは、保護層６の上にホットメルト剤を塗布
することにより、図１の情報光記録媒体を２つ基板１が
外側になるように貼り合わせた状態で記録再生を行う方
法である。

【００２２】記録および再生用のレーザ光は基板１を通
して入射し、相変化層３の近傍でおよそ直径１．２〜
１．４μｍになるようにフォーカシング・サーボにより
集光される。レーザ光源としては波長６７００〜８３０
０オングストローム前後の半導体レーザが用いられる。

【００２３】基板１としてはポリカーボネイト樹脂板
や、フォトポリマのついたガラス板や、フォトポリマの
ついたアクリル樹脂板を用いる。この基板１には、トラ
ッキング・サーボ用に案内溝や案内ピットを形成してお
くことが望ましい。トラックピッチは１．０〜１．６μ
ｍ前後である。

【００２４】第１の透明干渉層２と第２の透明干渉層４
のＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物の膜は、ＳｉＯ₂ の存在
率を１０〜２０モル％にすることにより屈折率をおよそ
２．２にすることが望ましい。

【００２５】相変化層３はＧｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合物
組成が望ましいが、それにＮを少し添加した膜を用いて
も良い。

【００２６】反射層５はＮｉの含有量が８０重量％のＮ
ｉＣｒ合金膜が望ましい。この膜は反射性が高からず低
からずなので、相変化層３での吸収率を相変化膜が結晶
状態の場合と非晶状態の場合とでほとんど差がないよう
にできる。

【００２７】保護層６は高パワーのレーザ光照射でも反
射層５が変形しないようようにするものである。

【００２８】本発明の情報光記録媒体に対して記録再生
する場合、媒体線速度が１１．３ｍ／秒および２２．６
ｍ／秒のときに、Ｃ／Ｎ、消去率、ジッタ、および記録
感度が良好である。その理由は、それぞれの膜材料と厚
さが光学特性、熱特性、機械特性の観点で最適に積層さ
れたためと考えれる。また、本発明の情報光記録媒体は
高温高湿度の環境下での長時間保存性が良好である。そ
の理由は、種々の媒体を作製して見出したためであり、
各膜材料と厚さとの因果関係は定かではなく、総合的に
得られたものである。

【００２９】以下に具体例について図１を参照して説明
する。

【００３０】［具体例１］１．４μｍピッチに案内溝が
形成されている直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのポリ
カーボネイト樹脂基板１をスパッタ装置内に搭載し、１
×１０^-6Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、ポリカーボネ
イト樹脂表面をおよそ５オングストローム程度逆スパッ
タした。しかる後、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物（Ｓｉ
Ｏ₂ の含有量は１７モル％）の焼結ターゲットをアルゴ
ンガスでスパッタすることにより１４００オングストロ
ーム厚のＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物から成る第１の透
明干渉層２を設けた。

【００３１】次に、Ｇｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ ターゲットをア
ルゴンと窒素との混合ガス（窒素ガス分圧は０．２６
％）でスパッタすることにより、２５０オングストロー
ム厚のＧｅＳｂＴｅＮの相変化層３を形成した。

【００３２】次に、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物（Ｓｉ
Ｏ₂ の含有量は１７モル％）の焼結ターゲットをアルゴ
ンガスでスパッタすることにより２０００オングストロ
ーム厚のＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物から成る第２の透
明干渉層４を設けた。

【００３３】その上に、ＮｉＣｒ（Ｎｉの含有量は８０
重量％）ターゲットをアルゴンガスでスパッタすること
により５００オングストローム厚のＮｉＣｒから成る反
射層５を設けた。

【００３４】この後、スパッタ装置から、上記のように
基板１上に第１の透明干渉層２と相変化層３と第２の透
明干渉層４と反射層５とを設けたものを、大気中に取り
出し、この反射層５の上にＵＶ硬化樹脂をスピンコート
し、ＵＶ照射することにより、ＵＶ硬化樹脂から成る１
０μｍ厚の保護層６を形成した。

【００３５】これにより、図１に示すような情報光記録
媒体（ディスク）を構成することができた。このような
ディスクを２枚、基板１が外側で各膜が内側になるよう
にしてホットメルトで貼り合わせた。

【００３６】この貼合わせたディスク上に、媒体線速度
５．６５ｍ／秒一定で楕円形状のレーザ光を照射するこ
とにより、２値情報を記録すべき領域の相変化層３の結
晶状態をそろえた。しかる後、２値情報を記録すべき全
領域にランダムパターンの３値記録を１０回行うことに
より初期化を行い、情報光記録媒体を作製した。

【００３７】このようにして作製した情報光記録媒体を
３６００ｒｐｍで回転させ、波長７８００オングストロ
ームの半導体レーザ光を基板１を通して相変化層３上で
およそ直径１．４μｍに絞って照射した。トラッキング
・サーボおよびフォーカシング・サーボに用いる再生パ
ワーを１．５ｍＷとした。

【００３８】半径３０ｍｍの位置（媒体線速度は１１．
３ｍ／秒）に記録周波数２．１２ＭＨｚの信号をデュ−
ティ５０％で１１ｍＷの高パワー、５ｍＷの中間パワー
で、８．３７ＭＨｚの信号の上に重ね書き記録を行った
ところ、５５ｄＢのＣ／Ｎが得られた。そのときの消去
率は２５ｄＢであった。したがって、作製した情報光記
録媒体は、良好な記録再生特性をもつ情報光記録媒体で
あることが確認された。

【００３９】また、半径６０ｍｍの位置（媒体線速度は
２２．６ｍ／秒）に記録周波数２．１２ＭＨｚの信号を
デュ−ティ５０％で１７ｍＷの高パワー、１０ｍＷの中
間パワーで、８．３７ＭＨｚの信号の上に重ね書き記録
を行ったところ、５５ｄＢのＣ／Ｎが得られた。そのと
きの消去率は３２ｄＢであった。したがって、作製した
情報光記録媒体は、良好な記録再生特性をもつ情報光記
録媒体であることが確認された。

【００４０】この情報光記録媒体を８０℃の高温、９０
％の高湿度環境下で１０００時間保存した後でも、その
情報光記録媒体には酸化や剥離はなく、実用に供せる情
報光記録媒体であることが確認された。

【００４１】［比較例］具体例１の情報光記録媒体に比
べて反射層がＡｌＴｉ（Ｔｉの含有量は１重量％）であ
る媒体（以下、比較媒体と呼ぶ）を作製し、記録再生特
性を測定した。その結果、比較媒体では、媒体線速度が
２２．６ｍ／秒の場合の消去率が２０ｄＢ程度であり、
あまり良好ではなかった。また、比較媒体に対してオー
バーライトを行ったときのジッタの増加量も大きく良好
ではなかった。

【００４２】［具体例２］具体例１と同様にして、第１
の透明干渉層２の厚さを１３００オングストローム、相
変化層３の厚さを２５０オングストローム、第２の透明
干渉層４の厚さを２１００オングストローム、反射層５
の厚さを５００オングストロームとした情報光記録媒体
を作製した。

【００４３】具体例１と同様にして、記録再生特性と高
温高湿度環境長時間保存性とを評価したところ、実用に
供せる情報光記録媒体であることが確認された。

【００４４】［具体例３］具体例１と同様にして、第１
の透明干渉層２の厚さを１３００オングストローム、相
変化層３の厚さを２５０オングストローム、第２の透明
干渉層４の厚さを２１００オングストローム、反射層５
の厚さを３００オングストロームとした情報光記録媒体
を作製した。

【００４５】具体例１と同様にして、記録再生特性と高
温高湿度環境長時間保存性とを評価したところ、実用に
供せる情報光記録媒体であることが確認された。

【００４６】［具体例４］具体例１と同様にして、第１
の透明干渉層２の厚さを１２５０オングストローム、相
変化層３の厚さを２５０オングストローム、第２の透明
干渉層４の厚さを２２００オングストローム、反射層５
の厚さを２００オングストロームとした情報光記録媒体
を作製した。

【００４７】具体例１と同様にして、記録再生特性と高
温高湿度環境長時間保存性とを評価したところ、実用に
供せる情報光記録媒体であることが確認された。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の情報光記
録媒体とその記録再生方法は、高速の書換記録が可能で
あり、記録感度が高く、かつＣ／Ｎ、消去率等の信号品
質が良好で、しかも高温高湿度環境下で長時間保存して
おいても上記記録再生特性に劣化がない情報光記録が可
能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による情報光記録媒体を示す
概略断面図である。

【図２】従来の情報光記録媒体を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ＺｎＳとＳｉＯ₂ の混合物の第１の透明干渉層 ３ Ｇｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の相変化層 ４ ＺｎＳとＳｉＯ₂ の混合物の第２の透明干渉層 ５ ＮｉＣｒの反射層 ６ 保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−9040（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−88148（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、少なくとも、第１の透明干渉
   層と相変化層と第２の透明干渉層と反射層と保護層とを
   この順序に設け、レーザ光を前記基板を通して前記相変
   化層に集束して照射することにより、２値情報の記録を
   前記相変化層が結晶状態か非晶状態に対応させることに
   より行い、レーザ光を前記基板を通して前記相変化層に
   集束して移動させながら照射することにより、前記２値
   情報の再生を行うようにした情報光記録媒体であって、 前記第１の透明干渉層はＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物の
   膜であり、前記相変化層はＧｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合物
   組成の膜であり、前記第２の透明干渉層はＺｎＳとＳｉ
   Ｏ₂ との混合物の膜であり、前記反射層はＮｉＣｒ合金
   の膜であり、 それぞれの層の厚さは、前記第１の透明干渉層が１００
   ０〜１５００オングストロームの範囲、前記相変化層が
   ２００〜５００オングストロームの範囲、前記第２の透
   明干渉層が１５００〜３０００オングストロームの範
   囲、前記反射層が２００〜１０００オングストロームの
   範囲に設定されていることを特徴とする情報光記録媒
   体。
2. 【請求項２】 基板上に、少なくとも、ＺｎＳとＳｉＯ
   ₂ との混合物で厚さが１０００〜１５００オングストロ
   ームの第１の透明干渉層と、Ｇｅ₁ Ｓｂ₂ Ｔｅ₄ の化合
   物組成で厚さが２００〜５００オングストロームの相変
   化層と、ＺｎＳとＳｉＯ₂ との混合物で厚さが１５００
   〜３０００オングストロームの第２の透明干渉層と、Ｎ
   ｉＣｒ合金で厚さが２００〜１０００オングストローム
   の反射層と、保護層とが、この順序に積層して構成され
   た情報光記録媒体に対して、２値情報を記録再生する方
   法であって、 記録したい２値情報に対応させて高パワーのレーザ光照
   射と中間パワーのレーザ光照射とを行うことにより、前
   記相変化層の昇温後の冷却速度を臨界速度に比べて速い
   場合と遅い場合とに対応させ、前記相変化層の状態を非
   晶状態と結晶状態とに対応させて２値情報を記録し、 低パワーのレーザ光照射を行うことにより、前記相変化
   層の状態の違いを読出して２値情報を再生することを特
   徴とする情報光記録媒体の記録再生方法。
3. 【請求項３】 媒体線速度が１１．３〜２２．６ｍ／秒
   の範囲で記録することを特徴とする請求項２記載の情報
   光記録媒体の記録再生方法。