JP4116422B2 - 光情報記録媒体及び光情報記録媒体の情報記録再生方法 - Google Patents
光情報記録媒体及び光情報記録媒体の情報記録再生方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光情報記録媒体及び光情報記録媒体の情報記録再生方法に関し、より詳しくは、レーザ光、電子線等の記録用ビームによって、映像、音声、コンピュータデータ等のディジタル情報を高速で記録することが可能な追記型媒体として利用することができる光情報記録媒体及び光情報記録媒体の情報記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータ用情報のみならず音声や静止画像、動画像等の情報がディジタル化され、取り扱う情報量がきわめて大きくなり、それに伴い、これらの情報を保存するための光情報記録媒体(光ディスク)もより大容量化する必要が生じてきている。それに応えて、例えば、DVD―R、DVD−RAM、DVD−RW等のDVD製品が光情報記録媒体として製品化されている。さらに、CPUの処理速度の一層の向上や周辺機器及びソフトウェア等の整備・発展が進み、膨大な画像情報や音声信号を自由自在に取り扱う環境が整いつつある今日、光情報記録媒体に要求される性能は、大容量化とともに、高速化のニーズがますます高まってきている。
【0003】
このようなDVD製品は、例えば、片面4.7GBの大容量書換型媒体であり、直径120mmの0.6mmポリカーボネート(PC)基板上に誘電体層、相変化記録層、誘電体層、反射層の4層構造をスパッタリング法等を用いて順次積層した積層構造を有し、最上層である反射層の上に紫外線硬化樹脂からなる保護層を厚さ約10μmで形成した後、記録層等を内側に挟み込む形で0.6mm基板同士を貼り合せた構造を有している。
【0004】
さらに、波長(λ)を405nmと短波長化した青色レーザ光を用いて、対物レンズNAを0.85と大きくすることによりレーザスポット径を小さくしてより高密度の情報を記録する方法が提案されている(例えば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.756-761、Part1,No.2B,Feb.2000)。この方法では、従来より薄い0.1mm基板を採用することによって、ディスクのチルトに対する影響を小さくしている。書換型の媒体は、従来と同様の積層構造をとることによって実現できるが、積層の順序としては、0.1mm基板の剛性を保つことが難しいため、厚い基板、例えば1.1mmのPC基板上に反射層、誘電体層、相変化記録層、誘電体層と、従来と逆の順序に積層し、最後に0.1mmカバー層を形成する方法によって作ることができる。
【0005】
また、0.6mm基板上にDVD製品と同じ順序で記録層を積層した後、0.6mm基板同士を貼り合わせてディスクを作製し、波長(λ)405nmの青色レーザ光を用い、対物レンズNAを0.65として高密度記録を行う技術も提案されている。この方法によれば、貼り合わせ方法、成膜順序、記録膜二層ディスクの作製法等、これまでのDVD製品の技術をそのまま踏襲できるという利点がある。
【0006】
ところで、レーザー光の照射による情報の記録再生を行う光情報記録媒体(光ディスク)には、1回だけの記録が可能で書換が不可能な追記型媒体と、繰り返し記録が可能な書換型媒体とがあることが知られている。なかでも、追記型媒体は記録情報の書換が不可能であるため、情報の改ざんが問題となる公文書等の記録に適している。
【0007】
追記型媒体としては、有機色素を記録材料とするものと、相変化型のものが広く用いられている。有機色素を記録材料とするものは、例えば、ベンゾフェノン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、シアニン系色素等の感光性有機色素を使用するものである。また、追記型媒体のうち、相変化型のものは、Te−Ox膜やTe−Ox−Pd膜等の非晶質記録膜にレーザー光を照射することにより結晶質に相変化させ、この相変化に伴う反射率変化を検出することにより再生を行うものである(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開昭61−168151号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
光情報記録媒体(光ディスク)に求められているこのような高速化の観点からは、従来の追記型媒体には以下のような問題が存在する。例えば、有機色素を記録材料とする場合は、媒体の線速度を速くして高速記録を行う際に記録感度が不十分となりやすく、高転送レートの実現が困難である。また、短波長の記録・再生光に対する有機色素の設計が難しいという問題もある。
【0010】
また、Te−Ox膜やTe−Ox−Pd膜を使った追記型の相変化記録膜の場合は、非晶質の記録層にレーザー光を照射して、記録層を結晶化温度以上融点未満の温度まで昇温することにより結晶粒を成長させ、結晶記録マークを形成するものであるが、この相変化の過程で、結晶化が完了するまでに長い時間を要し、高転送レートの実現が難しい。
【0011】
一方、これに対して、書換型媒体のなかでも相変化型材料を使用するものは、例えば、Te−Ge系、As−Te−Ge系、In−Sb−Te系、Ga−Sb−Te系等で形成される結晶質記録層に高パワーレベルのレーザー光を照射して溶融させ、溶融状態から急冷することにより非晶質記録マークを形成することが行われる。このように、記録マークの形成方法が、結晶質記録層を非晶質に相変化させて記録するものであるため、追記型相変化記録膜に比べて、マーク形成時間が比較的短く、高転送レートを実現しやすい可能性がある。さらに、この結晶質記録層は、レーザー光を瞬時に吸収して融点に達するため、記録に際して有機色素の分解を伴う方式の追記型媒体に比べても、高感度であり、記録パワーは記録線速に大きく依存しないという利点を有している。
【0012】
しかしながら、このような(結晶質/非晶質)相変化型記録材料は、以下の理由により、追記型媒体としては利用が困難であるという問題がある。即ち、結晶質系記録膜にレーザ光を用いて非晶質記録マークを形成した後、再び、この非晶質記録マークに、低パワーレベルのレーザー光を2〜3回照射する操作を行うと、非晶質記録マークは結晶化し、その結果、記録されていた情報は完全に消去され、新しい情報のオーバーライトが可能になってしまう。このため、(結晶質/非晶質)相変化型記録材料は、このままでは、追記型媒体として利用することができない。
【0013】
このような非晶質記録マークに低パワーレベルのレーザー光を2〜3回照射することにより、記録されていた情報が消去されてしまう現象は、次のような問題を生じさせる。即ち、近い将来に光情報記録媒体(光ディスク)の大容量化のニーズに応えて、波長(λ)405nmの青色レーザー光を利用した大容量ディスクは、現行のDVD製品と同じ製品サイズのものが製品化されると考えられるが、そうすると、波長(λ)405nmの青色レーザー光を用いて情報の記録再生を行う光情報記録媒体と、波長(λ)650nmの赤色レーザー光を用いて記録再生を行う現行のDVD製品とが市場に並存し、同じ製品サイズでありながら、それぞれ異なる波長のレーザー光を用いる2種類の光ディスクが市場に出回るという事態になることが予想される。
【0014】
このような状況になると、例えば、波長(λ)405nmの青色レーザー光に対応する光ディスクを、波長(λ)650nmの赤色レーザー光を用いる現行のDVD製品用のドライブに間違って挿入して記録、再生、消去するユーザーが出てくる可能性が考えられる。つまり、青色レーザー光を用いて記録した情報が赤色レーザー光を用いて、書換・消去されてしまう危険性がある。
【0015】
尤も、青色レーザー光を用いて記録した情報を赤色レーザー光によりダイレクトオーバーライトすることは、用いるレーザー光の波長が異なることによる最短マーク長や、記録再生に適した溝幅、溝深さ、トラックピッチが異なるとの理由から、困難であると考えられる。しかし、ダイレクトオーバーライトが困難であっても、青色レーザー光を用いて記録された情報に対して赤色レーザー光の連続光を照射することによって記録情報を消去した後、再び、青色レーザー光を用いて、新しい情報を書き換えるという使い方が十分考えられ、このままでは、追記型媒体として利用することができない。
【0016】
本発明は、このように、従来、書換型媒体に使用される相変化型の結晶質記録層を利用した追記型媒体を開発する際の技術的課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、高転送レートが可能な追記型の光情報記録媒体及び光情報記録媒体の情報記録再生方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明が適用される光情報記録媒体は、赤色レーザー光を照射したときの記録層が、非晶質相から結晶相に相変化することが困難になるように、赤色レーザー光に対する非晶質相の反射率が大きくなるように構成されている。即ち、本発明が適用される光情報記録媒体は、基板と、この基板上に設けられ、光照射を受けて結晶相から非晶質相に相変化することにより情報が記録される記録層と、を備え、記録層は、青色レーザの光を入射させたときの結晶相の反射率が非晶質相の反射率より大きく、且つ、赤色レーザの光を入射させたときの非晶質相の反射率が17%以上であることを特徴とする。このような記録層は、波長390〜420nmの範囲の光を入射させたときの結晶相の反射率が非晶質相の反射率より大きく、且つ、波長635〜665nmの範囲の光を入射させたときの非晶質相の反射率が17%以上であることを特徴としている。また、この記録層は、基板側若しくは基板とは反対側からレーザ光が照射されて情報が記録されることを特徴とするものである。さらに、基板は、基板上に光ビームトラッキング用案内溝を有し、この光ビームトラッキング用案内溝は、記録トラックピッチ(TP)と情報を記録するための光の波長(λ)及び対物レンズの開口数(NA)とが、TP<0.9×(λ/NA)の関係式を満たすように形成されていることを特徴とするものである。
【0018】
次に、本発明が適用される光情報記録媒体は、基板と、基板上に結晶質の相変化型記録材料から形成され、波長500nm以下の光が照射されることにより情報が記録される記録層と、を備え、記録層は、相変化型記録材料を相変化させて形成した非晶質相に赤色レーザの光が照射されることにより当該非晶質相が結晶相に相変化しないことを特徴としている。このような記録層は、記録層に波長500nm以下の光が照射されることにより記録された情報が書き換えられないことを特徴とするものである。
【0019】
さらに、本発明が適用される光情報記録媒体は、基板と、基板上に形成され、光照射を受けて結晶相から非晶質相に相変化することにより情報が記録される記録層と、を備え、記録層は、青色レーザの光を入射させたときの結晶相の熱吸収率が非晶質相の熱吸収率より小さく、且つ、赤色レーザの光を入射させたときの結晶相の熱吸収率が非晶質相の熱吸収率より大きいことを特徴とすることができる。このような記録層は、非晶質相に赤色レーザの光が照射されることによって、非晶質相が結晶相に相変化しないことを特徴としている。
【0020】
一方、本発明は、基板上に、相変化型記録材料が相変化して形成された非晶質相に赤色レーザの光を照射した際に非晶質相が結晶相に相変化しない記録層を備えた光情報記録媒体に、基板側若しくは基板とは反対側から、波長500nm以下のレーザ光を記録層に照射して、情報の記録又は再生を行うことを特徴とする光情報記録媒体の情報記録再生方法として捉えることができる。この場合、記録層に照射するレーザ光は、波長390〜420nmの範囲の光であることを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本実施の形態が適用される光情報記録媒体および光情報記録媒体の情報記録再生方法について詳述する。
図1は、本実施の形態が適用される光情報記録媒体の構造を説明するための図である。ここに示された基板入射型の光ディスクは、基板11と、この基板11上に順番に形成された下部保護層12、相変化材料からなる記録層13、上部保護層14、反射層15の各層が積層され、さらに、反射層15の上に紫外線硬化樹脂からなる透明なUV保護層16及びポリカーボネート樹脂板11’が積層された多層構造を有している。レーザ光は、基板11側から下部保護層12を介して記録層13に入射し、情報の記録再生が行われる。
【0022】
基板11は、例えば、直径120mm、厚さ1.1mmのポリカーボネート樹脂製板の表面に、幅0.16μm、深さ24nmの溝が0.32μmピッチで形成され、射出成形によって作製される。この基板11には、ディスク認識情報やアドレス情報などを、溝のウォブルによってあらかじめ記録してある。これらの情報は、プリピットによっても形成可能である。なお、情報記録用のトラックとしては溝あるいは溝間のどちらか一方が用いられる。また、基板11上の光ビームトラッキング用案内溝は、記録トラックピッチ(TP)と、記録のための光の波長(λ1)と、対物レンズの開口数率(NA1)とが、TP<0.9×(λ1/NA1)の関係式を満足するものであることが、高密度の情報を記録する光情報記録媒体として好ましい。
【0023】
基板11の材料としては、特に限定されないが、通常、従来から基板材料として用いられている、例えばアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂(特に非晶質ポリオレフィン)、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂からなるもの、ガラスからなるもの、ガラス上に光硬化性樹脂等の放射線硬化性樹脂からなる樹脂層を設けたもの等は、何れも基板11の材料として使用することができる。尚、高生産性、コスト、耐吸湿性等の点からは、射出成型ポリカーボネートが好ましい。
【0024】
下部保護層12は厚さ30〜100nmで、上部保護層14は厚さ15〜45nmで、記録層13の両側に設けられる。下部保護層12及び上部保護層14を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ZnS-SiO2の混合物、SiNx等が挙げられる。
【0025】
記録層13は、相変化型記録材料から構成され、厚さ8〜20nmの相変化型結晶記録層である。相変化型記録材料による記録層13は、変形が生じにくい点で優れている。相変化型結晶記録層は、レーザービーム等の電磁波照射による結晶/非結晶という物質の相変化により生ずる光学定数の変化をデータとして記録する。相変化型記録材料の具体例としては、例えば、Sb−Te系、Ge−Te系、Ge-Sb-Te系、In-Sb-Te系、Ag-In-Sb-Te系、MA-Ge-Sb-Te系(MAはAu、Cu、Pd、Ta、W、Ir、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Ag、Tl、S、SeおよびPtのうちの少なくとも1元素)、Sn-Sb-Te系、In-Se-Tl系、In-Se-Tl-MB系(MBはAu、Cu、Pd、Ta、W、Ir、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Ag、Tl、S、SeおよびPtのうちの少なくとも1元素)、Sn-Sb-Se系などの材料が挙げられる。
【0026】
本実施形態においては、記録層13をこのような相変化型記録材料を用いて形成し、記録層13に基板11側から、例えば、波長500nm以下のレーザー光を入射させて情報の記録・再生を行う。なお、基板11とは反対側からレーザー光を入射させて情報の記録・再生を行うことも可能である。記録層13を構成する相変化型記録材料の融点は、少なくとも300℃以上、好ましくは、300℃〜800℃、さらに好ましくは、600℃〜700℃であることが望ましい。
【0027】
本実施の形態が適用される光情報記録媒体は、波長390〜420nm、好ましくは、400〜410nmの範囲の光を基板側から入射させたときの結晶部の反射率(Rc1)が非晶質の反射率(Ra1)より大きく(Rc1>Ra1)、且つ、波長635〜665nmの範囲の光を基板側から入射させたときの非晶質の反射率(Ra2)が17%以上(Ra2≧17%)である性質を有している。尚、波長635〜665nmの範囲の光を基板側から入射させた時の結晶部の反射率(Rc2)は、特に限定されないが、Ra2>3Rc2であることが好ましい。
【0028】
ここで波長390〜420nmの光は、半導体材料にGaNが使用される青色レーザーとして知られ、次世代の光ディスク装置にはGaN半導体レーザーが使用される可能性が高い。また、波長635〜665nmの光は、赤色レーザーとして知られ、DVD−RAM、DVD−RW等の現行DVD装置に使用されている。
【0029】
本実施の形態が適用される光情報記録媒体は、記録層13に青色レーザーを入射させたときの結晶部の反射率(Rc1)が非晶質の反射率(Ra1)より大きく(Rc1>Ra1)、且つ、赤色レーザーを入射させたときの非晶質の反射率(Ra2)が17%以上(Ra2≧17%)である性質を有することにより、青色レーザーを用いて記録した非晶質記録マークに赤色レーザーを照射した場合、非晶質記録マークの(非晶相/結晶相)の相変化が生ぜず、青色レーザー光により記録した情報が消去されない。その結果、波長390〜420nmの光を記録層13に集光させて情報を1回記録すれば、この記録された情報を書換えることができない追記型情報記録媒体として使用することができる。
【0030】
尚、記録層13の基板11と反対側に直接もしくは誘電体層を介して透明なカバー層を形成し、カバー層側からレーザー光を入射させて情報の記録・再生を行うことも可能である。
【0031】
ここで、反射率は、光ディスクの基板上の溝のない部分(鏡面部)にそれぞれの波長の光を基板11側から入射させ、その反射光のディスク評価機におけるRF信号出力からの換算値としたものである。結晶部の反射率は、初期結晶化を施した光ディスクの鏡面部に光を入射したときの反射光から換算する。また、非晶質部の反射率は、初期結晶化を施す前の、いわゆる「アズデポ」状態の光ディスクの鏡面部に光を入射したときの反射光から換算する。
【0032】
本実施の形態が適用される光情報記録媒体に青色レーザーを用いて記録した非晶質記録マークが赤色レーザーを照射しても消去されない理由は以下のように考えることができる。一般に、レーザー光によって情報の記録、再生、消去を行う場合において、媒体からの反射率が大きく、記録層に吸収される光エネルギーが少ないほど記録感度が低下し、再生光耐性が良くなることが知られている。また、非晶質相を記録マークとする場合は、レーザー光を照射したときの非晶質部の反射率が大きいほど、非晶質記録マークを結晶化するには、より大きな消去パワーが必要となり結晶化が難しくなると考えられている。
【0033】
即ち、(結晶相/非晶質相)相変化型記録材料からなる記録層に赤色レーザーを照射させ、青色レーザーを用いて記録した非晶質記録マークを消去する場合、赤色レーザーを照射した非晶質部の反射率が結晶部の反射率より高く、その差が大きいほど、レーザー光のエネルギーが非晶質記録マークよりも結晶部に多く吸収され、このために非晶質記録マークの結晶化が困難になる。
【0034】
また、一般に、赤色レーザーのスポット径は青色レーザーのスポット径より大きい。このため、青色レーザーを用いて記録した非晶質記録マークに赤色レーザーを照射する場合は、赤色レーザーのスポット内に非晶質記録マークの占める割合が小さくなり、非晶質記録マークに効率的にエネルギーを与えることができなくなるので、非晶質記録マーク部分の結晶化が難しくなる。
【0035】
また、青色レーザーは赤色レーザーに比べてエネルギー強度が大きい。このため、赤色レーザーを用いてある程度の大きさの非晶質記録マークを消去するためには、青色レーザーを用いて消去する場合に比べてより高パワーが必要となり、その結果、赤色レーザーを照射することによる非晶質記録マークの結晶化は難しくなる。
【0036】
このような観点から、本実施の形態が適用される光情報記録媒体は、波長390〜420nm、好ましくは、400〜410nmの範囲の光を基板側から入射させた時の結晶部の熱吸収率(Ac1)が非晶質の熱吸収率(Aa1)より小さく(Ac1<Aa1)、且つ、波長635〜665nmの範囲の光を基板側から入射させた時の結晶部の熱吸収率(Ac2)が非晶質の熱吸収率(Aa2)より大きい(Ac2>Aa2)性質を有している。ここで、熱吸収率は、光エネルギーの吸収率と同義であり、光の吸収率は、光線を電磁界ベクトルとして捉え、薄膜をマトリックで表したときに、記録層13に入る電磁界ベクトルのエネルギーと記録層13から出る電磁界ベクトルとのエネルギーの差として求められる。
【0037】
反射層15は、金属または合金により構成され、その厚さ50〜200nmである。具体的には、例えば、Au、Al、Ag、Cu、Ti、Cr、Ni、Pt、Ta、CrおよびPdの金属を単独あるいは合金にして用いることが可能である。さらに、これらを主成分とする以外に、例えば、Mg、Se、Hf、V、Nb、Ru、W、Mn、Re、Fe、Co、Rh、Ir、Cu、Zn、Cd、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、Biなどの金属および半金属を含むこともできる。本実施の形態においては、この反射層15は必ずしも必要ではないが、過剰な熱を反射層15によって放熱することができるので、基板11側の熱の負担を軽減するために設けたほうが好ましい。
【0038】
UV保護層16は、厚さ5〜20μmで形成される。UV保護層16の材料としては、通常、プレポリマー成分及びモノマー成分を、ベンゾフェノンやベンゾインエーテル等の光重合開始剤を用いて硬化反応させた紫外線硬化樹脂を用いることができる。プレポリマー成分としては、例えば、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート等が挙げられる。モノマー成分としては、例えば、ジシクロペンタニルジアクリレート、エチレンオキサイド(EO)変性ビスフェノールAアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド(EO)変性トリメチロールプロパントリアクリレートジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。
【0039】
本実施の形態が適用される光情報記録媒体においては、UV保護層16の上に厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂板11'が貼り合わされている。
【0040】
本実施の形態における基板11上に積層される各層は、例えば、以下の方法により形成される。即ち、基板11を複数のスパッタ室を持ち、膜厚の均一性および再現性に優れたスパッタ装置内のロードロック室に設置し、次に、この基板11を第1スパッタ室に移動した後、ターゲットとしてZnSとSiO2の混合物を用い、アルゴンガス中で(ZnS)80(SiO2)20(モル%)下部保護層12を形成する。次に、この基板11を第2のスパッタ室に移動した後、Ge33Sb13Te54(原子%)焼結体ターゲットを用いて、アルゴンガス中でGe33Sb13Te54記録層13を形成する。次に、第3スパッタ室に基板11を移動し、下部保護層12の場合と同様の要領で(ZnS)80(SiO2)20(モル%)上部保護層14を形成する。次に、第4スパッタ室に基板11を移動し、ターゲットとしてAg98Ru1Au1(原子%)を用い、アルゴンガス中でAgRuAu反射層15を形成する。最後に、各層が積層された基板11をスパッタ装置から取り出し、最上層であるAgRuAu反射層15の上に紫外線硬化樹脂をスピンコートによってUV保護層16を形成し、さらに、その上にポリカーボネート樹脂板11’を貼り合わせる。
【0041】
本実施の形態が適用される光情報記録媒体は、波長500nm以下、好ましくは、波長390〜420nmのレーザ光の照射による情報の記録または再生を行う情報記録再生装置を用いて使用される。尚、本実施の形態が適用される光情報記録媒体の記録層13の初期化は、例えば、波長810nm、ビーム長径96μm、短径1μmの楕円ビームを持つレーザ光を照射することにより行われる。また、グルーヴ記録・再生は、初期化を行った光ディスクを、線速が5.28m/secになるように回転させ、基板11を介して、例えば、波長405nmの半導体レーザ光を、開口数0.85の対物レンズにより集光させ、プッシュプル方式でトラッキング制御を行いながら行う。記録にはレーザーパワーを4.5mWと0.3mWの間で変調した波形を用い、記録パルスを複数に分割するマルチパルス記録波形を用いる。
【0042】
【実施例】
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。
(1)光ディスクの作製
直径120mm、厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂板の表面に、幅0.20μm、深さ40nmの溝が0.40μmピッチで形成された基板を射出成形によって作製した。次に、この基板をスパッタ装置内にセットして、アルゴンガス中において、基板上に、(ZnS)80(SiO2)20(モル%)下部保護層と、Ge33Sb13Te54(原子%)記録層、(ZnS)80(SiO2)20(モル%)上部保護層及びAg98Ru1Au1(原子%)反射層を、表1に示した厚さで順次積層して形成した後、最上層の上にスピンコートにより紫外線硬化型樹脂接着剤層を形成し、薄膜を成膜していない直径120mm、厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂板と貼り合わせて光ディスクを作製した。尚、このようにして作製した光ディスクの初期化は、波長810nm、ビーム長径76μm、短径1μmの楕円ビームを持つレーザ光を照射することにより行った。
【0043】
(2)光情報の記録再生
▲1▼波長405nmによる記録再生
初期化を行った光ディスクを、線速5.7m/secになるように回転させ、基板を介して、波長405nmの半導体レーザ光を開口数0.65の対物レンズを用いて集光させ、プッシュプル方式でトラッキング制御を行いながら記録再生を行った。記録にはレーザーパワーを高パワーレベルと低パワーレベルで変調した波形を用い、記録パルスを複数に分割するマルチパルス記録波形を用いて、未記録トラックのグルーヴ部に記録周波数2.8MHzの単一パターンを記録し、C/N比(dB)を測定した。また、再生は、スペクトルアナライザーを使い、再生パワーを0.3mW、解像帯域幅を30kHz、ビデオ帯域幅を10Hzの条件でC/N比(dB)を測定した。結果を表1に示す。
【0044】
▲2▼波長650nmによる再生及び消去
波長405nmの半導体レーザ光により単一パターンを記録した光ディスクを、波長650nmの半導体レーザー光、開口数0.65の対物レンズを搭載している評価装置にセットし、線速4.28m/secで光ディスクを回転させ、プッシュプル方式でトラッキング制御を行いながら、波長405nmの半導体レーザ光により既に記録されている単一パターンの記録信号を再生した。
【0045】
(3)反射率の測定
波長405nm及び波長650nmのレーザー光による反射率は、基板上の溝のない部分(鏡面部)にそれぞれの波長のレーザー光を基板側から入射させ、その反射光のディスク評価機におけるRF信号出力からの換算値とした。結晶部の反射率は、初期結晶化を施した光ディスクの鏡面部に光を入射したときの反射光から換算した。また、非晶質部の反射率は、初期結晶化を施す前の、いわゆる「アズデポ」状態の光ディスクの鏡面部に光を入射したときの反射光から換算した。結果を表1に示す。
【0046】
(実施例1〜6、比較例1〜3)
基板上に、下部保護層、記録層、上部保護層及び反射層の各層を、表1に示した厚さで順次積層し、波長405nm及び波長650nmにおける非晶質及び結晶質の反射率が、表1に示した数値を有するように設定したそれぞれの光ディスクについて、以下の処理を行った。最初に、波長405nmの半導体レーザ光を開口数0.65の対物レンズを用いて未記録トラックのグルーヴ部に記録周波数2.8MHzの単一パターンを記録し、C/N比(dB)を測定した。次いで、波長650nmの半導体レーザー光を用いて、波長405nmの半導体レーザ光により既に記録されている単一パターンの記録信号を再生した。その後、再生トラックに連続光を20回照射した。そして、再度、波長405nmの半導体レーザ光、開口数0.65の対物レンズを搭載する評価機に光ディスクを装着し、最初に波長405nmの半導体レーザ光を開口数0.65の対物レンズで集光させて測定したC/N(dB)に対するキャリアレベルの減少分を測定した。結果を表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】
表1の結果から、記録層として、(結晶質/非晶質)相変化型記録材料であるGe33Sb13Te54(原子%)記録層を有する光ディスクは、波長405nmのレーザ光を基板側から入射させたときの結晶部の反射率が、初期結晶化を施す前の非晶質の反射率よりも大きく、且つ、波長650nmのレーザ光を基板側から入射させたときの、初期結晶化を施す前の非晶質の反射率が17%より大きい場合(実施例1〜6)は、波長405nmのレーザ光により単一パターンを記録した記録トラックに、波長650nmの赤色レーザー光を使った連続光を照射しても、再度波長405nmのレーザ光による再生において、キャリアレベルの減少は見られない(C減少分0)。そして、さらに、記録トラックに連続光を20回照射してもキャリアレベルの減少は見られない(C減少分0)。
【0049】
即ち、本実施例において使用する光ディスクは、波長650nmの赤色レーザー光に対する非晶質の反射率が大きい性質を有することにより、非晶質記録マークの熱吸収が小さく、そのために、非晶質記録マークの(非晶相/結晶層)の相変化が生ぜず、波長405nmのレーザ光により記録した単一パターンは消去されないことが分かる。
【0050】
これに対して、波長405nmのレーザ光を基板側から入射させたときの結晶部の反射率が非晶質の反射率よりも大きい場合でも、波長650nmのレーザ光を基板側から入射させたときの非晶質の反射率が17%未満である光ディスクの場合(比較例1〜3)は、波長405nmのレーザ光により単一パターンを記録した記録トラックに、波長650nmの赤色レーザー光を使った連続光を照射して、再び波長405nmのレーザ光により単一パターンの記録を再生すると、キャリアレベルが2.0〜3.0(dB)減少(C減少分)する。さらに、記録トラックに連続光を10回照射すると、キャリアレベルが20.0〜25.0(dB)減少する。
【0051】
即ち、(結晶質/非晶質)相変化型記録材料であるGe33Sb13Te54(原子%)記録層を有する光ディスクは、波長650nmの赤色レーザー光に対する非晶質の反射率が17%未満の場合は、非晶質記録マークの熱吸収が大きく、そのために、非晶質記録マークの(非晶相/結晶層)の相変化が生じ、波長405nmのレーザ光により記録した単一パターンは消去されてしまうことが分かる。
【0052】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、追記型記録媒体として有効な光情報記録媒体が得られる。本発明によれば、青色レーザー光で記録された情報が、間違って赤色レーザー光で消去されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態が適用される光情報記録媒体の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
11…基板、11’…ポリカーボネート樹脂板、12…下部保護層、13…記録層、14…上部保護層、15…反射層、16…UV保護層
Claims (7)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、光照射を受けて結晶相から非晶質相に相変化することにより情報が記録される記録層と、を備え、
前記記録層は、波長390nm〜420nmの範囲の青色レーザの光を入射させたときの前記結晶相の反射率が前記非晶質相の反射率より大きく、且つ、波長635nm〜665nmの範囲の赤色レーザの光を入射させたときの当該非晶質相の反射率が17%以上であり、さらに、当該青色レーザの光を入射させたときの当該結晶相の熱吸収率が当該非晶質相の熱吸収率より小さく、且つ、当該赤色レーザの光を入射させたときの当該結晶相の熱吸収率が当該非晶質相の熱吸収率より大きい
ことを特徴とする光情報記録媒体。 - 前記記録層は、前記基板側若しくは当該基板とは反対側からレーザ光が照射されて情報が記録されることを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒体。
- 前記基板は、当該基板上に光ビームトラッキング用案内溝を有し、当該光ビームトラッキング用案内溝は、記録トラックピッチ(TP)と情報を記録するための波長390nm〜420nmの範囲の光の波長(λ)及び対物レンズの開口数(NA)とが、TP<0.9×(λ/NA)の関係式を満たすように形成されていることを特徴とする請求項1記載の光情報記録媒体。
- 基板と、
前記基板上に結晶質の相変化型記録材料から形成され、波長500nm以下の光が照射されることにより情報が記録される記録層と、を備え、
前記記録層は、前記相変化型記録材料を相変化させて形成した非晶質相に波長635nm〜665nmの範囲の赤色レーザを搭載した情報記録再生装置において当該赤色レーザの光が照射されることにより当該非晶質相が結晶相に相変化しないことを特徴とする光情報記録媒体。 - 前記記録層は、当該記録層に波長500nm以下の光が照射されることにより記録された情報が書き換えられないことを特徴とする請求項4記載の光情報記録媒体。
- 基板上に、相変化型記録材料が相変化して形成された非晶質相に波長635nm〜665nmの範囲の赤色レーザを搭載した情報記録再生装置において当該赤色レーザの光を照射した際に当該非晶質相が結晶相に相変化しない記録層を備えた光情報記録媒体に、
前記基板側若しくは当該基板とは反対側から、波長500nm以下のレーザ光を前記記録層に照射して、情報の記録又は再生を行うことを特徴とする光情報記録媒体の情報記録再生方法。 - 前記記録層に照射する波長500nm以下のレーザ光は、波長390nm〜420nmの範囲の光であることを特徴とする請求項6記載の光情報記録媒体の情報記録再生方法。
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