JPH03216827A - 光記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオーバーライト可能な書き換え型の光記録媒体
（光ディスク）に関する． 〔従来の技術〕 近年、情報記録の高密度化，大容量化に対する要求が高
まり、国内外でその研究開発が盛んに行なわれているが
、特にレーザを光源として用いる光記録媒体は従来の磁
気記録媒体に比べておよそ１０〜１００倍の記録密度を
有し、しかも記録，再生ヘッドと記録媒体とが非接触状
態で情報の記録．再生ができるために記録媒体の損傷も
少なく、長寿命であるなどの特徴があることから、膨大
な情報量を記録，再生する手段として有望である．この
光記録媒体は用途に応じて再生専用型．追記型．書き換
え型の３種類に大別することができる．再生専用型は情
報の読み出しのみが可能な再生専用記録媒体であり、追
記型は必要に応じて情報を記録．再生することはできる
が、記録した情報の消去は不可能なものである．これに
対して書き換え型は情報の記録．再生とさらに記録済み
の情報を消去して書き換えることが可能であり、コンピ
ュータ用のデータファイルとしての利用が望まれ最も期
待の大きいものである． 書き換え型の光記録媒体は、光磁気方式と相変化方式の
二つの記録方式の開発が進められているが、ここではこ
れら二つの記録方式のうち、相変化方式について述べる
． 相変化方式は一般にレーザ光を光記録媒体の記録面に集
光して加熱し、レーザ光のパルス出力とパルス幅を制御
することによって生ずる記録材料の相変化５即ち結晶状
態から非結晶状態への移行または相転移などを起こさせ
、それぞれの状態における反射率の違いから情報の記録
と消去を行なうものである． この相変化方式を用いる光記録媒体の構造の一例を第２
図の模式断面図に示す．第２図において、この光記録媒
体は、図示を省略した多くのトラッキング溝を設けたポ
リカーボネートなどの透明基板１の上にＺｎＳなどのセ
ラミックスからなる第１の誘電体保護膜２．この第１の
誘電体保護１１２の上に記録用材料即ちＧｅＳｂＴｅな
どの相変化記録膜３，さらにその上に第１の誘電体保１
ｌ膜２と同じセラミソクスなどの第２の誘電体保護膜４
とＭなどの冷却膜５および有機物の表面保護膜６を順次
積層した嬶造としたものである。冷却膜５は相変化記録
膜３が結晶状態から非結晶状態へ変化する際，溶融状態
からの冷却速度を上げるためのものであり、このとき二
つの誘電体保護膜２．４は断熱層としての役割も果たす
．また冷却Ｍ５は冷却効果のほかに、入射した光の反射
膜としての機能も有する。そしてレーザ光は基板の積層
膜を有する側と反対の面から入射させるのが普通であり
、レーザ光は１一程度のスポット状に透明基板１のトラ
ッキング溝に集光される． 通常の相変化型光記録媒体では、初期状態は相変化記録
膜３を結晶状態としておき、情報記録時にこれにレーザ
光を照射し、照射部を溶融した後急冷却して非結晶状態
のスポットを形成する．消去時にはこの非結晶状態のス
ポットをレーザ光によりアニールして結晶状態へ戻すの
である．相変化型光記録媒体においては、１本のレーザ
光源を用いてオーバーライトを行なうことが可能である
．即ち、光源のパワーを時間とともに変調することによ
って、既に書き込まれたデータの上に消去．再書き込み
という２段階の過程を経て新しいデータに書き換えるの
ではなくて、消去過程を経ることなく１回で、新しいデ
ータに書き換えてしまうことができる．第３図は光源の
パワーを時間とともに変調することと記録しようとする
２値化データとの対応を示した関係図である．第３図に
おいてデータ１は記録パワー，データ０は消去パワーと
なる時間系列に対して変調された光がスポット状に回転
している光記録媒体に照射されてオーバーライトがなさ
れる．７はウィンドゥ幅を表わす． ところで、光記録媒体を用いた装置では、その光記録媒
体を回転させる方法かい《つがあり、例えば音楽のよう
に時系列のデータを再生する場合はビットピッチを一定
にするのが好ましく、光記録媒体の内周と外周でその線
速度は同じであるが、コードデータを記録するディジタ
ル記録においては、角速度一定の条件で光記録媒体が使
用されており、その場合に光記録媒体の内周と外周では
その線速度は大きく異なる．光記録媒体の記録および消
去の効率は、その光記録媒体に印加されるエネルギーに
依存するが、エネルギー密度と時間、即ち光記録媒体の
出力と回転数との間には相反則不軌が観測される．とく
に光記録媒体を高速回転で使用するときは、記録のエネ
ルギー密度が減少するので記録感度を向上させなければ
ならない．光記録媒体の記録パワーと線速度の関係は、
その光記録媒体の熱拡散の程度によって断熱型のもので
は記録パワーは媒体線速度に比例し、熱拡散が媒体線速
度より十分に大きい放熱型のものでは記録パワーは媒体
線速度の１７２乗に比例することが知られており、とく
に大口径の光記録媒体については、内周と外周でパワー
依存性の差が大きいことから、その光記録媒体が使用さ
れる装置で内周，中周，外周の記録パワーを変化させる
ことが行なわれている．記録感度を上げるために、熱を
有効に利用することができる断熱型の光記録媒体とする
一方が好ましいが、その場合には媒体線速度に対する依
存性が大きくなり、内周と外周における記録パワーを大
きく変えなければならない．例えば第２図に示した構造
の光記録媒体として、透明基板１上に膜厚１２０ｎ一〇
ｍの第１の誘電俸保護膜２．膜厚４５ｎｓのＧｅｇＳｂ
ｚＴｅ＠の相変化記録膜３，膜厚１００ｎｍの二の第２
の誘電体保護膜４．〜の冷却膜５，および１０ｎ厚のＵ
Ｖ硬化樹脂の表面保護膜６を形成したとき、この光記録
媒体の再生出力のＣＮ比４８ｄＢを得るために、回転数
２４００ｒｐ−としてレーザ光の発振パワー変調は、光
記録媒体の外周部で記録レベル２０園ｗ．消去レベル１
２ｍ＠，中同部で記録レベルｌ８閣一．消去レベル９−
ｗ．内周部で記録レベル１５ｍｗ，消去レベル７ｍｗを
必要とする．〔発明が解決しようとする課題〕 以上のように相変化型の光記録媒体は、実際に使用する
に当たって内外周でレーザ光の発振パワーを変化させな
ければならず、掻作が複雑となる上にこの光記録媒体の
レーザ光発振装置側にパワー制御回路を必要とし、情報
をコントロールトラックに記録しておき、レーザ光発振
装置側で記録すべき個所に適したパワーを定めて書き換
えを行なうので、光記録媒体全周に亘って同じ信号品質
を得るのが難しいという問題がある． 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は一定の角速度で回転させる光記録媒体の全周におい
て、同一パワーでオーバーライトによる書き換えが可能
な光記録媒体を提供することにある． （課題を解決するための手段〕 本発明は上記の課題を解決するために、光記録媒体の相
変化記録膜全面の厚さが中心部から外周部に向かって減
少する膜厚分布を有し、第２の誘電体保護膜全面の厚さ
が中心部から外周部に向かって増加する膜厚分布を有す
るように光記録媒体を構成したものである． 〔作用〕 本発明では上記のように、光記録媒体を相変化記録膜と
第２の誘電体保護膜に、膜厚の分布を持たせた構成とし
たために、一定の角速度で回転させるとき、この光記録
媒体の任意の個所において、同じパワーでオーバーライ
トによる情報の書き換えを行なうことが可能となる． 〔実施例〕 以下、本発明を実施例に基づき説明する．第１図は本発
明による光記録媒体の構成を示す模式断面図であり、こ
こでは中心から右半分を表わし、その中心孔を８として
その他は第２図と共通部分に同一符号を用いてある．本
発明の光記録媒体の構成は基本的には第２図に示したも
のと同じであるが、第１図が第２図と異なる所は積層膜
の形状にあり、第２図では各積層膜はいずれも一欅な膜
厚で形成されているのに対し、第Ｌ図は相変化記録膜３
と第２の誘電体保護膜４に関して、この光記録媒体の中
心から外周方向に向かって、それぞれ全面で膜厚に分布
を持たせていることである． 第１図の光記録媒体は通常の肛またはＤＣマグネトロン
スバッタ法により容易に作製することができ、その作製
手順は次の如くである．先ずＩＩＦスバッタ法によりポ
リカーボネートの透明碁板１上に膜厚１２０ｎｍの二を
均一に第１の誘電体保護膜２として全周に形成し、次に
相変化記録膜３としてＧｅｔＳｂｔＴｅｓ＋第２の誘電
体保護膜４として振を順次形成する．この際相変化記録
膜３は、ターゲット上に中心孔を有しドーナッツ型の遮
蔽効果のある板を設置することにより、外周部の膜厚が
３０ｎ，内周部の膜厚が６０．となるようにする．同様
に第２の誘電体保護膜４は、ターゲット上に円形の遮蔽
効果のある板を設置して、外周部の膜厚が１２０ｍ，内
周部の膜厚９０ｎとすることにより、第１図に示したよ
うに、相変化記録膜３と第２の誘電体保護膜４に膜厚分
布を付与することができる．次いでＭをターゲットとし
て、アルゴンガス中でＤＣスバッタを行なってＭ冷却膜
５を形成し、さらにスビンコート法によりυＶ樹脂を塗
布した後、紫外線硬化させてＩｏｎ厚の表面保護膜６を
設ける．光記録媒体全体の直径は１３０＋ｕ＋である．
次にこのようにして得られた光記録媒体を周速度２ｍ／
ｓθＣで回転させながら、波長８３０ｎｍ，出力１０腸
一のレーザ光を照射した．光記録媒体面のレーザスポッ
ト径は約１−である。スパッタ直後の相変化記録膜３は
光結晶状態であり、その光反射率は約６％であったが、
レーザ光の照射により光反射率は約１８％にまで上昇し
た．光記録媒体の同じ場所を同様の条件で再度レーザ光
照射したとき、反射率は１８％から変化が認められない
．反射率が変化するのは相変化記録膜３が非結晶状態か
ら結晶状態へ変化したからであり、再度のレーザ光照射
で反射率が変化しなかったのは、最初のレーザ光照射に
より結晶化が十分に行なわれたことを示している．これ
が初期化である． 以上の初期化を行なった後、光記録媒体の回転数は２４
００ｒｐ−とし、第３図に示した記録レベルとして２０
■賀．消去レベルとして１２−のパワー変調を行ない、
第３図に示すウインドウ輻７を６７ｎ３に設定して（２
・７）ｌ？ＬＬコードで記録を行なった．情報の書き込
みを行なった後も重ね書きも上記と同じ条件で行ない、
光記録媒体の再生出力としてＣＮ比で４８ｄＢの値が得
られた．これを上記と同じパワーで前の情報を消去する
と、消え残りの信号レベルは１３ｄＢまで低下し、ほぼ
完全に消去することができた． このように、本発明の光記録媒体は２４００ｒｐ■とい
う定められた回転数に対しても、外周部、中周部、内周
部についてそれぞれパワー変調を行なう必要がなく、全
周部で同じパワーの重ね書きによる書き換えを可能とし
たものである． 〔発明の効果〕 光記録媒体の出力と回転数との間には相反則不軌が存在
し、光記録媒体の感度を向上させるためには、内周，中
周．外周で記録パワーを変化させなければならなかった
が、本発明では実施例で述べた如く、相変化記録膜と第
２の誘電体保護膜に膜厚分布を持たせるように光記録媒
体を構成したために、一定の角速度で回転させるときも
、周速に起因する光記録媒体面の位置によるパワー変調
を行なうことなく、同一パワーでオーバーライトによる
書き換えが可能となり、この光記録媒体は周速の違いに
拘らず内周．外周で一定の信号が得ら九るから、レーザ
光発振装置の回路構成も簡素化が可能であり、しかも簡
単な操作によって従来と同等の安定な信号を得ることが
できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光記録媒体の構成を示す模式断面
図．第２図は従来の光記録媒体の構成を示す模式断面図
，第３図はレーザ光と時系列の関係を示したパワー変調
の説明図である．ｌ：透明基板、２：第１の誘電体保護
膜、３：相変化記録膜、４：第２の誘電体保護膜、５：
冷却膜、６：表面保護膜、７：ウインドウ幅、８：早１
図 第２図 ′：きー！ （）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）基板上に第１の誘電体保護膜、相変化記録膜、第２
   の誘電体保護膜、反射冷却膜、表面保護膜がこの順に積
   層形成され、前記基板側からレーザ光を入射して前記相
   変化記録膜に可逆的相変化を起こさせることにより情報
   の記録、再生、消去を行なう光記録媒体であって、前記
   相変化記録膜全面の厚さが中心部から外周部に向かって
   減少する膜厚分布を有し、前記第２の誘電体保護膜全面
   の厚さが中心部から外周部に向かって増加する膜厚分布
   を有することを特徴とする光記録媒体。