JPH05258345A - 光ディスク - Google Patents

光ディスク

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JPH05258345A
JPH05258345A JP4055672A JP5567292A JPH05258345A JP H05258345 A JPH05258345 A JP H05258345A JP 4055672 A JP4055672 A JP 4055672A JP 5567292 A JP5567292 A JP 5567292A JP H05258345 A JPH05258345 A JP H05258345A
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Koichi Yasuda
宏一 保田
Atsushi Fukumoto
敦 福本
Masumi Ono
真澄 小野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高解像度再生方式の光ディスクの相変化材
料層にGe、Sb、Te三元合金を用いて温度分布によ
り部分的に液相状態として反射率変化を生じさせてC/
N(S/N)のよい超解像再生を行なう。 【構成】 情報信号に対応する記録ピット1が形成され
た透明基板2上に、Ge、Sb、Te三元合金より成る
相変化材料層3が形成されて成り、読み出し光が照射さ
れたときに、この相変化材料層3が読み出し光の走査ス
ポット内で部分的に液相化して反射率が変化する構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光照射により情
報の再生を行なう光ディスク、特に高密度記録に適用し
て好適な光ディスクに係わる。
【0002】
【従来の技術】例えばディジタルオーディオディスク
(いわゆるコンパクトディスク)や、ビデオディスク等
の光ディスクは、予め情報信号に応じた凹凸による位相
ピットが形成された透明基板上にアルミニウム反射膜を
成膜し、その上に保護膜等を形成することで構成されて
いる。
【0003】このような光ディスクでは、ディスク面に
読み出し光を照射して位相ピットの形成部での光の回折
による反射光量の大幅な減少を検出することによって信
号の読み出し(再生)を行うようにしている。
【0004】ところで、上述のような光ディスクにおい
て、信号再生の分解能は、ほとんど再生光学系の光源の
波長λと対物レンズの開口数NAで決まり、空間周波数
2NA/λが再生限界となる。
【0005】そのため、このような光ディスクにおいて
高密度化を実現するためには、再生光学系の光源(例え
ば半導体レーザ)の波長λを短くすること、あるいは対
物レンズの開口数NAを大きくすることが必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光源の波長λ
や対物レンズの開口数NAの改善には自ずと限界があ
り、これによって記録密度を飛躍的に高めることは難し
いのが実情である。
【0007】そこで、本出願人は、読み出し光の走査ス
ポット内の部分的相変化による反射率変化を利用するこ
とで、上述した波長λや開口数NAによる制限以上の解
像度を得ることができる光ディスクを提案した(特願平
2−94452号、特願平2−291773号参照)。
これら出願に係わる発明は、読み出し光のレーザスポッ
ト内の部分的相変化により反射率を変化させ超解像再生
を行うようにした光ディスクあるいはその再生方式に係
わるものである。
【0008】本発明においては、このように再生レーザ
光スポット内の部分的相変化による反射率変化を利用し
た超解像再生方式を採り、目的とする読み出し位相ピッ
トと他部との反射率差を顕著にして、より安定確実に高
C/N(S/N)をもって超解像再生を行なうことがで
きるようにした光ディスクを提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明光ディスクは、図
1にその一例の要部の概略的断面図を示すように、情報
信号に対応する記録ピット1が形成された透明基板2上
に、Ge、Sb、Te三元合金より成る相変化材料層3
が形成されて成り、読み出し光が照射されたときに、こ
の相変化材料層3が読み出し光の走査スポット内で部分
的に液相化して反射率が変化する構成とする。
【0010】また本発明は、この光ディスクの相変化材
料層3のGe、Sb、Teの組成比をx:y:zとした
ときに、 0.5≦x≦3、1.5≦y≦5、2≦z≦7.5 として構成する。
【0011】
【作用】本発明による光ディスクは、前述の特願平2−
94452号、特願平2−291773号と同様に、そ
の記録ピット1例えば情報に対応する凹凸が形成されて
成る位相ピットによる記録の再生にあたって、その読み
出し光の走査スポット内での温度分布を利用して、その
スポット内に生じる高温領域で部分的に相変化材料層3
を液相状態として、例えば此処における反射率が著しく
増加するようにし、例えばこの液相状態部分にある記録
ピットについては回折等による読み出しを可能として、
つまり、読み出し光スポット内において記録ピットを光
学的に出現させる領域を形成してこのスポット内で例え
ば1の記録ピットのみが読み出されるようにすることに
よって、光学的に読み出し得る解像度(λ/2NA)よ
り高い解像度をもって、その記録ピット1の読み出しを
行うことができるという効果を得る。そして更に本発明
においては、特にその相変化材料層3をGe、Sb、T
e三元合金より構成することによって、その反射率の変
化を顕著として、より安定確実に高C/N(S/N)を
もって超解像再生を行なうことができた。
【0012】また、特にこの光ディスクの相変化材料層
3のGe、Sb、Teの組成比をx:y:zとしたとき
に、 0.5≦x≦3、1.5≦y≦5、2≦z≦7.5 として構成することによって、その再生出力を十分大と
することができた。
【0013】
【実施例】本発明は、図1にその一例の要部の断面図い
わば基本的構成における略線的断面図を示すように、記
録ピット1が形成された透明基板2上に、溶融後初期状
態に戻り得る相変化材料層3を形成する。
【0014】そして、読み出し光、例えばレーザ光がこ
の材料層3に照射されたときに、この相変化材料層3の
読み出し光の走査スポット内で部分的に液相状態となっ
て反射率が増加すると共に、読み出し後の状態で初期状
態の反射率に戻るようにする。
【0015】図1に示した例においては、透明基板2上
に直接的に相変化材料層3を形成するようにした場合で
あるが、例えば図2にその要部の略線的拡大断面図を示
すように記録ピット1を有する透明基板2上に第1の誘
電体層4を介して相変化材料層3が形成され、さらにこ
れの上に第2の誘電体層5が形成され、これの上に反射
膜6と、第3の誘電体層7とが順次形成され、第1及び
第2の誘電体層4及び5によって光学特性例えば反射率
等の設定がなされる構成とすることができる。また、第
3の誘電体層7によって積層膜の機械強度が向上し、繰
り返し読み出し耐久性を向上することができる。また、
ある場合はこの上に保護膜(図示せず)を形成すること
もできる。
【0016】そして、本発明による光ディスクは、その
再生に当たってその読み出し光の走査スポット内での温
度分布を利用して、そのスポット内に生じる高温領域で
部分的に相変化材料層3に液相状態を発生させて例えば
此処における反射率が著しく増加するようにして例えば
この液相状態部分にある記録ピットについては、例えば
回折による読み出しが超解像をもって再生を行うことが
できた。
【0017】このような超解像再生の動作態様を、図3
を参照して詳細に説明する。図3において横軸はスポッ
トの走査方向に関する位置を示したもので、いま光ディ
スクにレーザの照射によるレーザ光スポットLが照射さ
れた状態についてみると、この場合その光強度は同図中
破線Aの分布を示す。これに対して相変化材料層3にお
ける温度分布に対応した温度分布は、レーザスポットL
の走査速度に対応して僅かに矢印Cで示すスポットLの
走査方向に対し遅れた同図中実線Bの反射率分布を示
す。
【0018】ここで上述したようにレーザスポットL
が、図3中矢印Cで示す方向に走査されているとする
と、光ディスクは、レーザスポットMPの走行方向の先
端側から次第に温度が上昇し次に相変化材料層3の融点
T以上の温度となる。この段階で相変化材料層は初期の
結晶状態から溶融状態になり、この溶融状態への移行に
よって反射率が増加する。したがってレーザ光スポット
L内で図中斜線を付して示した反射率が高い、すなわち
記録ピット1の読み出しが可能な領域Pxと、反射率が
低い領域Pzとが存在する。
【0019】したがって、この場合、図示のように同一
スポットL内に例えば2つの記録ピット1が存在してい
る場合においても、反射率が大なる領域Pxに存在する
1つの記録ピット1に関してのみその読み出しを行なう
ことができ、他の記録ピットに関してはこれが反射率が
きわめて低い領域Pzにあってこれの読み出しがなされ
ない。このように同一スポットL内に複数の記録ピット
1が存在しても、単一の記録ピット1に関してのみその
読み出しを行なうことができる。すなわち、レンズ系の
開口数NA、読み出し光の波長λに制限されることなく
超解像再生が可能となる。
【0020】以下の本発明実施例においては、図2で説
明した構成を採って各光ディスクを作製し、その再生出
力の測定を行った。透明基板2として、ガラス基板を使
用し、2P法(フォトポリマー法)により記録ピット
1、この場合情報に対応する凹凸によって、回折光強度
の変化によってその読み出しを行う位相ピットによる記
録ピット1を形成した。またこの例においては、記録ピ
ット1のトラックピッチPを1.6μm、ピット深さを
約120nm、ピット幅Wを0.3μmの設定条件で形
成した。
【0021】そしてこの場合、記録ピット1を有する透
明基板2の一主面に厚さ例えば90nmのAlN等より
なる第1の誘電体層4を被着形成し、これの上に厚さ例
えば17nmのGeSbTe三元合金よりなる相変化材
料層3を、その組成比を後述の実施例1〜7において示
すように変化させて、それぞれ被着形成した。さらにこ
れの上に厚さ例えば66nmのAlN等よりなる第2の
誘電体層5と、厚さ例えば180nmのAl等より成る
反射膜6と、厚さ例えば90nmのAlN等よりよる第
3の誘電体層7を被着形成した。
【0022】このように形成された光ディスクに対し
て、その線速を6m/sに設定して再生パワーを0mW
から徐々にあげていったときのC/Nの値を測定した。
各例における組成比と、この再生による信号のC/Nを
以下に示す。
【0023】実施例1 この例においては、相変化材料層3にGe2 Sb2 Te
5 三元合金を用いた。この場合のC/Nの値を図4に示
す。信号部分を再生したところその信号のC/Nは44
dBであった。
【0024】実施例2 この例においては、相変化材料層3にGe1 Sb2 Te
4 三元合金を用いた。この場合のC/Nの値を図5に示
す。信号部分を再生したところその信号のC/Nは43
dBであった。
【0025】実施例3 この例においては、相変化材料層3にGe1 Sb4 Te
7 三元合金を用いた。この場合のC/Nの値を図6に示
す。信号部分を再生したところその信号のC/Nは43
dBであった。
【0026】実施例4 この例においては、相変化材料層3にGe3 Sb4 Te
2 三元合金を用いた。この場合のC/Nの値を図7に示
す。信号部分を再生したところその信号のC/Nは37
dBであった。
【0027】実施例5 この例においては、相変化材料層3にGe1 Sb3 Te
10三元合金を用いた。この場合のC/Nの値を図8に示
す。信号部分を再生したところその信号のC/Nは39
dBであった。
【0028】実施例6 この例においては、相変化材料層3にGe7 Sb9 Te
2 三元合金を用いた以外は上述の実施例1と同様の構成
とした。この光ディスクに対し、上述の実施例1〜5と
同様に、線速を6m/sに設定して再生パワーを0mW
から徐々にあげて再生を試みたところ、良好な信号の再
生はできなかった。
【0029】実施例7 この例においては、相変化材料層3にGe1 Sb1 Te
7 三元合金を用いた。外は実施例1と同様の構成とし
た。この光ディスクに対して、その線速を6m/sに設
定して再生パワーを0mWから徐々にあげて再生を試み
たところ、良好な信号の再生はできなかった。
【0030】この結果から、相変化材料層3としてG
e、Sb及びTeより成る三元合金を用いることによっ
て、反射率の変化を顕著として、より安定確実に高C/
N(S/N)をもって超解像再生を行なうことができ
た。
【0031】特にこの光ディスクの相変化材料層3のG
e、Sb、Teの組成比をx:y:zとしたときに、 0.5≦x≦3、1.5≦y≦5、2≦z≦7.5 として構成することによって、その再生出力を例えば3
7dB以上とすることができて、十分大とすることがで
きた。
【0032】尚、本発明光ディスクの相変化材料層3と
しては、上述の実施例に限ることなく、GeSbTb三
元合金の、特に組成比を上述の範囲とした材料であれば
よい。そして望ましくは、上述の組成比x:y:zを
2:2:5、1:2:4、1:4:7の値とすることに
よって、43dB以上の高C/N(S/N)を得ること
ができる。
【0033】また、透明基板2の材料としては、アクリ
ル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ガラス等を用いるこ
とができる。
【0034】更にまた、誘電体層4及び5としては、A
l、Si等金属及び半導体元素の窒化物、酸化物、硫化
物があげられ、これらの化合物で半導体レーザ波長領域
において吸収の無いものならば何でもよい。
【0035】さらに、反射膜6としては、Al、Au等
反射率及び熱電動率の良好な金属ならばなんでもよい。
【0036】また、上述の実施例においては、記録ピッ
トを、情報に対応する凹凸による位相ピットとして形成
したものであるが、本発明はその他種々の光学的に読み
出し可能な記録ピットを形成するものにも適用できる。
【0037】
【発明の効果】上述したように本発明においては、その
読み出し光スポット内の温度分布の差によって反射率の
差を生じさせて、光スポット内の特定の位相ピットに関
してのみ読み出しがなされるようにして超解像再生を行
なうようにするものであるが、特にこの発明において
は、相変化材料層にGe、Sb、Te三元合金を用いる
ことによって、C/N(S/N)の高い再生を行なうこ
とができる高記録密度の光ディスクを提供することがで
きる。
【0038】そして、特にGe、Sb及びTeの組成比
を選定することによって、その再生出力を確実に大とす
ることができ、安定確実に超解像再生を行い得る光ディ
スクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ディスクの一例の構成を示す要部概略断面図
である。
【図2】光ディスクの他の例の構成を示す要部概略断面
図である。
【図3】レーザスポットの光強度分布と光ディスクの温
度分布との関係を示す図である。
【図4】本発明の説明に供するレーザパワーとC/Nの
関係を示す図である。
【図5】本発明の説明に供するレーザパワーとC/Nの
関係を示す図である。
【図6】本発明の説明に供するレーザパワーとC/Nの
関係を示す図である。
【図7】本発明の説明に供するレーザパワーとC/Nの
関係を示す図である。
【図8】本発明の説明に供するレーザパワーとC/Nの
関係を示す図である。
【符号の説明】
1 記録ピット 2 透明基板 3 材料層 4 第1の誘電体層 5 第2の誘電体層 6 反射膜 7 第3の誘電体層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報信号に対応する記録ピットが形成さ
    れた透明基板上に、Ge、Sb、Teの三元合金より成
    る相変化材料層が形成されて成り、読み出し光が照射さ
    れたときに、上記相変化材料層が上記読み出し光の走査
    スポット内で部分的に液相化して反射率が変化する構成
    とされたことを特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項2】 Ge、Sb、Teの組成比をx:y:z
    としたときに、0.5≦x≦3、1.5≦y≦5、2≦
    z≦7.5とされたことを特徴とする上記請求項1に記
    載の光ディスク。
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