JPH0729209A - 相変化型光ディスク - Google Patents

相変化型光ディスク

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JPH0729209A
JPH0729209A JP5171713A JP17171393A JPH0729209A JP H0729209 A JPH0729209 A JP H0729209A JP 5171713 A JP5171713 A JP 5171713A JP 17171393 A JP17171393 A JP 17171393A JP H0729209 A JPH0729209 A JP H0729209A
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Withdrawn
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JP5171713A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Nishimura
和浩 西村
Isao Morimoto
勲 森本
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0729209A publication Critical patent/JPH0729209A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】反射層を備えた四層構造の相変化型光ディスク
において、単一ビームによるオーバーライトで記録され
たピットの再生信号に含まれるジッター量を少なくす
る。 【構成】反射層の材料を、消衰係数をk、屈折率をnと
したときに下記の(1)式を満たすものに特定する。 k≦0.76n+1.8……(1) 【効果】非晶質状態と結晶質状態とにおける記録層の光
吸収率差が例えば15%以下に小さくなり、再生信号に
含まれるジッター量の割合を例えば50%以下に抑える
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、照射されるレーザパワ
ーの差で記録層に結晶−非晶質間の相変化を生じさせる
ことにより、情報を高速かつ高密度に記録、再生、消去
することができる相変化型光ディスクに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】相変化型光ディスクは、記録層として、
照射されるレーザパワーの差で結晶−非晶質間の相変化
が生じる材料を透明な基板の一方の面に有するものであ
り、レーザ光のパワーを変化させるだけで古い情報を消
去すると同時に新たな情報を記録すること(以下、「オ
ーバーライト」と称する)ができるという利点を有して
いる。
【0003】すなわち、オーバーライトにより、記録層
のうち非晶質化レベルのハイパワーのレーザ光が照射さ
れた部分は、融点以上の温度への急熱・急冷により非晶
質化されて記録ピットとなり、結晶化レベルのパワーの
レーザ光が照射された部分は、融点より低い結晶化可能
温度への昇温・徐冷により結晶化されて消去部分とな
る。
【0004】このオーバーライトが可能な相変化型光デ
ィスクの記録材料としては、In−Se系合金(App
l.Phys.Lett.第50巻、667頁、198
7年)やIn−Sb−Te合金(Appl.Phys.
Lett.第50巻、16頁、1987年)、Ge−T
e−Sb合金等のカルコゲン合金が主として用いられて
いる。
【0005】このようなカルコゲン合金を記録層として
実際に記録・消去を行う場合には、記録・消去の際に生
じる熱により基板が変形することを防止したり、記録層
の酸化や変形を防止したり、記録層をなす物質が基板に
設けられた案内溝に沿って移動することを防止したりす
るために、通常この記録層の直下と直上とのいずれか一
方または双方に、金属あるいは半金属の、酸化物、炭化
物、窒化物、フッ化物、および硫化物から選ばれた少な
くとも一種類からなる保護層を設けている。
【0006】そして、カルコゲン合金からなる記録層
と、記録層の直下および/または直上に設けた保護層
(以下、それぞれ第一の保護層,第二の保護層と称す
る。)と、記録層の基板側とは反対側に設けた冷却層を
兼ねた反射層(例えばAl合金膜)とからなる三層また
は四層構造を透明基板上に備えたものが、記録・消去特
性の点で好適であるために相変化型光ディスクの主流と
なっている。
【0007】このような相変化型光ディスクに対して単
一ビームでオーバーライトを行う場合には、複数ビーム
による場合と違い、書換え前に記録ピットが消去されな
いため、光吸収率が異なる非晶質化部分(記録ピット)
と結晶化部分(消去された部分)とに次のオーバーライ
トが直接行われる。そのため、新たに形成される記録ピ
ットの下地が前回の非晶質化部分か結晶化部分かで記録
層の昇温プロファイルが異なることから、新たな記録ピ
ットが設定位置とは微妙にずれた位置に形成され、再生
信号に多くのジッター(時間軸方向のずれ)が含まれて
ビットエラーが生じやすくなったりするという問題があ
った。
【0008】これらの問題を解決するために、書換え前
の状態にかかわらず記録層に一様な昇温プロファイルを
与えるための提案がなされており、特開平1−1492
38号公報には、記録層の光吸収率を非晶質部分(記録
ピット)と結晶質部分(消去部分)とで等しくすること
が、特開平3−113844号公報には、記録層におけ
る非晶質部分と結晶質部分とにおける光吸収率の差を1
0%以下とすることが開示されている。
【0009】そして、これらの公報に記載の方法では、
記録層の両側に形成されている第一および第二の保護層
の膜厚を変化させることにより、記録層における非晶質
部分および結晶質部分の光吸収率を変化させている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−113844号公報では、反射層を備えた構造の相
変化型光ディスクについての考察がなされていなかっ
た。また、反射層を備えた構造の相変化型光ディスクで
は、特開平1−149238号公報に記載の方法によ
り、記録層の光吸収率を非晶質部分と結晶質部分とで等
しくすることは不可能であった。
【0011】すなわち、反射層を備えた構造の相変化型
光ディスクは透過率がほぼ0に等しいため、非晶質状態
での光吸収率Aamo.と結晶質状態での光吸収率Acry.
の差Aamo.−Acry.は、非晶質状態での反射率を
amo.、結晶質状態での反射率をR cry.とすると、 Aamo.−Acry.=(1−Ramo.)−(1−Rcry.)=Rcry.−Ramo.…(2) となる。そして、相変化型光ディスクは、結晶質状態と
非晶質状態とにおける反射率の差Rcry.−Ramo.を信号
として検出するため、この反射率差が大きくなるように
各層の膜厚が設計されている。ここで、(2)式よりR
cry.−Ramo.=A amo.−Acry.であるため、非晶質状態
と結晶質状態とにおける光吸収率の差Aam o.−Acry.
再生信号の大きさに応じた値となる。したがって、十分
な再生信号を得るためには、光吸収率を非晶質部分と結
晶質部分とで等しくすることができない。
【0012】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、反射層を備えた四層構造
の相変化型光ディスクにおいて、反射層をなす材料の特
定により、単一ビームによるオーバーライトがなされて
も再生信号に含まれるジッター量が少ないものを提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の相変化型光ディスクは、透明な基板と、こ
の基板の一方の面に形成された、照射されるレーザパワ
ーの差で結晶−非晶質間の相変化が生じる材料からなる
記録層と、この記録層の前記基板とは反対側の面に形成
された反射層とを少なくとも備えた相変化型光ディスク
において、前記反射層が、消衰係数をk、屈折率をnと
したときに下記の(1)式を満たす材料からなることを
特徴とするものである。
【0014】k≦0.76n+1.8……(1) なお、消衰係数kと屈折率nは、複素屈折率n* =n+
ik(iは虚数単位)を決定するものである。前記条件
を満たす反射層材料としては、例えばNi−40at%C
r(Crの含有率が原子%で40%の合金)やCrが挙
げられる。
【0015】前記基板、記録層、第一および第二の保護
層については従来より公知の材料が使用される。すなわ
ち、基板としてはポリカーボネート樹脂、PMMAやガ
ラス等が、記録層としては、In−Se系合金,In−
Sb−Te系合金,Ge−Te−Sb系合金,Ag−I
n−Sb−Te系合金等が用いられる。また、第一およ
び第二の保護層としては、耐熱性が高く融点が1000
℃以上の例えばZnSとSiO2 の混合物,SiO2
Al2 3 ,AlN,Si3 4 等が挙げられる。さら
に、各層の形成方法としては、蒸着法,スパッタリング
法,イオンプレーティング法等が挙げられる。
【0016】
【作用】前記四層構造の相変化型光ディスクにおいて、
第一および第二の保護層をなす材料は誘電体であり、消
衰係数kが0であって光を吸収しないため、光吸収は記
録層と反射層とで行われる。すなわち、光ディスク全体
としての光吸収率AT は記録層での光吸収率AK と反射
層での光吸収率AH との和AT =AK +AH となる。そ
のため、非晶質状態と結晶質状態での光吸収率差Aamo.
−Acry.は Aamo.−Acry.=(記録層のAamo.+反射層のAamo.) −(記録層のAcry.+反射層のAcry.) =(記録層のAamo.−記録層のAcry.) +(反射層のAamo.−反射層のAcry.)…(3) となり、記録層における光吸収率差と反射層における光
吸収率差とに分けて考えることができる。
【0017】従来より反射層の材料として使用されてい
るAl合金は比較的大きい消衰係数(k)を有するた
め、従来の相変化型光ディスクでは反射層における光吸
収率が数%と少なく、光吸収のほとんどは記録層で行わ
れる。したがって、記録層における光吸収率差が大きく
反射層における光吸収率差は小さいため、前述のよう
に、オーバーライトに際して記録層における非晶質化部
分と結晶質化部分との昇温プロファイルが異なり、再生
信号に多くのジッターが含まれることになる。
【0018】これに対して、本発明によれば、反射層を
なす材料を、消衰係数kが屈折率nに対して上記(1)
式を満たすものに特定することにより、非晶質状態と結
晶質状態とにおける記録層の光吸収率差を例えば15%
以下と小さくすることができる。これにより、オーバー
ライトに際して記録層における非晶質化部分と結晶質化
部分との昇温プロファイルの差が小さくなり、再生信号
に含まれるジッター量の割合を低く抑えることができ
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 <実施例1>
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】図1に示すように、透明樹脂材料(例えば
ポリカーボネート樹脂)からなる基板1の上に、上記表
1,表2に示す光学定数および膜厚を有する材料を用い
て、第一の保護層2、記録層3、第二の保護層4、反射
層5を順次形成した場合の、反射層5をなす材料の屈折
率nと消衰係数kの変化と、各光学特性との関係を計算
した。その結果の一例を図2〜5に示す。
【0023】図2は記録層が結晶質状態の場合と非晶質
状態の場合とにおける光ディスク全体としての反射率の
差(Rcry.−Ramo.)の値を、図3は記録層が非晶質状
態の場合と結晶質状態の場合とにおける光ディスク全体
としての光吸収率の差(Aam o.−Acry.)の値を、図4
は非晶質状態と結晶質状態とにおける記録層の光吸収率
差(記録層のAamo.−記録層のAcry.)の値を、図5は
記録層が非晶質状態の場合と結晶質状態の場合とにおけ
る反射層の光吸収率差(反射層のAamo.−反射層のA
cry.)の値を、それぞれ反射層5をなす材料の屈折率n
と消衰係数kとの関係において示したグラフである。
【0024】図4のグラフから、k≦0.76n+1.
8であると、非晶質状態と結晶質状態とにおける記録層
の光吸収率差(記録層のAamo.−記録層のAcry.)が1
5%以下と小さくなることが分かる。なお、図2のグラ
フにk=0.76n+1.8の直線を一点鎖線で示した
が、これより下側で反射率差の大きい位置にある屈折率
nと消衰係数kを有する材料を反射層に使用することが
好ましい。 <実施例2>次のような手順により、図1に示す層構造
の相変化型光ディスクを作製した。まず、中心穴を有
し、直径130mm厚さが1.2mmで、片面に1.6
μmピッチの溝が形成されている円板状の透明樹脂材料
(例えばポリカーボネート樹脂)からなる基板1の溝面
側に、ZnSとSiO2 の混合物(SiO2 の存在比2
0mol%)のターゲットから、RFスパッタリング法
により約180nmの第一の保護層2を形成した。次
に、この第一の保護層2の上に、Ge−Te−Sb系合
金を記録層3として25nm形成し、その上に第一の保
護層2と同様の第二の保護層4を約20nm形成し、そ
の上にAl,Ni,NiCr(Crの含有率が原子%で
40%のもの),またはCrからなる反射層5を150
nm形成し、その上にUV硬化樹脂6をスピンコートに
より積層した。
【0025】このようにして得られた相変化型光ディス
クの各サンプルを駆動装置にかけて1800rpmで回
転させ、波長が830nmのレーザ光をピークパワー1
8mWとバイアスパワー9mWとの間で変調させ、
(2,7)RLLランダム信号を一回記録した後に異な
るランダム信号をオーバーライトしてから再生し、その
再生信号中のジッター量の割合を測定した。そして、ジ
ッター量の割合の測定値と、各反射層材料について実施
例1で算出された記録層における光吸収率差との関係を
図6にグラフで示した。
【0026】図6のグラフから分かるように、図4のグ
ラフで非晶質状態と結晶質状態とにおける記録層の光吸
収率差(記録層のAamo.−記録層のAcry.)が15%以
下となるk≦0.76n+1.8を満たす材料(NiC
r,Cr)によれば、再生信号に含まれるジッター量の
割合を50%以下に抑えることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、反射層をなす材料の消衰係数と屈折率を特性するこ
とにより、単一ビームによりオーバーライトされた記録
ピットの再生信号に含まれるジッター量の割合を少なく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の相変化型光ディスクが有する層構造を
示す断面図である。
【図2】<実施例1>に関し、記録層が結晶質状態の場
合と非晶質状態の場合とにおける光ディスク全体として
の反射率の差(Rcry.−Ramo.)の値を、反射層をなす
材料の屈折率nと消衰係数kとの関係において示すグラ
フである。
【図3】<実施例1>に関し、記録層が非晶質状態の場
合と結晶質状態の場合とにおける光ディスク全体として
の光吸収率の差(Aamo.−Acry.)の値を、反射層をな
す材料の屈折率nと消衰係数kとの関係において示すグ
ラフである。
【図4】<実施例1>に関し、非晶質状態と結晶質状態
とにおける記録層の光吸収率差(記録層のAamo.−記録
層のAcry.)の値を、反射層をなす材料の屈折率nと消
衰係数kとの関係において示すグラフである。
【図5】<実施例1>に関し、記録層が非晶質状態の場
合と結晶質状態の場合とにおける反射層の光吸収率差
(反射層のAamo.−反射層のAcry.)の値を、反射層を
なす材料の屈折率nと消衰係数kとの関係において示す
グラフである。
【図6】<実施例2>に関し、ジッター量の割合の測定
値と、各反射層材料についての記録層における光吸収率
差との関係示すグラフである。
【符号の説明】
1 基板 2 第一の保護層 3 記録層 4 第二の保護層 5 反射層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な基板と、この基板の一方の面に形
    成された、照射されるレーザパワーの差で結晶−非晶質
    間の相変化が生じる材料からなる記録層と、この記録層
    の前記基板とは反対側の面に形成された反射層とを少な
    くとも備えた相変化型光ディスクにおいて、 前記反射層が、消衰係数をk、屈折率をnとしたときに
    下記の(1)式を満たす材料からなることを特徴とする
    相変化型光ディスク。 k≦0.76n+1.8……(1)
JP5171713A 1993-07-12 1993-07-12 相変化型光ディスク Withdrawn JPH0729209A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5171713A JPH0729209A (ja) 1993-07-12 1993-07-12 相変化型光ディスク

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JP5171713A JPH0729209A (ja) 1993-07-12 1993-07-12 相変化型光ディスク

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