JPH04321949A

JPH04321949A - 光記録媒体

Info

Publication number: JPH04321949A
Application number: JP3116689A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ueno; 修上野; Hideo Kobayashi; 英夫小林; Kiichi Kamiyanagi; 喜一上柳
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1992-11-11

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光、熱等の手段によ
りその光学的性質が可逆的に変化する記録材料により基
板上にトラック状の記録層を形成し、この記録層にレー
ザー光等の集束光を照射してその照射部位の光学的性質
を変化させ、この光学的性質の可逆的変化を利用して情
報の記録・再生・消去を行う光記録媒体に係り、特に、
書換え回数が多く、また、ジッターが小さい光記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録情報の書換えが可能な光記録
媒体として、光、熱等の手段により記録層の光学的性質
を可逆的に変化させ、その光学的性質の変化を利用して
情報の記録・再生・消去を行う方式が知られており、こ
の様な方式のものとして相変化型、光磁気型、追記型及
び相分離型のものが提案されている。ここで、上記相変
化型光記録媒体は、記録層を構成する記録材料として結
晶状態−アモルファス状態間の相変化をするものを使用
し、この相変化を利用して情報の記録・再生・消去を行
うものであり、また、光磁気型光記録媒体は、記録層を
構成する記録材料として磁性を有するものを使用し、こ
の記録材料の磁化方向の変化を利用して情報の記録・再
生・消去を行うものであり、さらに、追記型光記録媒体
は、記録層を構成する記録材料としてＴｅ系材料等の無
機材料、あるいは熱可塑性の有機材料等を使用し、これ
ら材料の不可逆的な形状変化、不可逆的な光学特性変化
を利用して情報の記録・再生を行うものであり、そして
、相分離型光記録媒体は、記録層を構成する記録材料と
してバイノーダル分解又はスピノーダル分解に基づく相
分離をするものを使用し、この相分離を使用して情報の
記録・再生・消去を行うものである。そして、これらの
方式の光記録媒体においては、通常その記録層の層厚が
トラック方向に均一な厚さに形成されているほか、その
記録層における光学的性質の変化をさせて情報の記録や
、書換え、消去を行うために、この記録層にレーザース
ポットを照射し、その照射部位の記録材料を一時的に溶
融させている。

【０００３】このため、この様な光記録媒体においては
、記録、書換え時にその記録層の記録材料が溶融して移
動しやすい状態になっており、書換え回数が増加するに
つれて溶融した記録材料がトラック方向に少しづつ移動
し、記録層の記録領域に層厚のむらが生じて遂には書換
えが困難になるという問題があった。また、記録、書換
え時に記録材料の温度が上昇すると、記録層やその上下
の保護層の熱膨脹等によって歪が発生し、書換えの度に
保護層に大きな機械的な負荷が作用するが、この機械的
な負荷を吸収することができず、書換え回数が増加する
につれて保護層に変形、破壊等が生じ、この点からも書
換えが困難になるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
、光記録媒体において、かかる問題点を解決すべく鋭意
研究を重ねた結果、トラック状に形成される記録層の少
なくとも記録領域における層厚をそのトラック方向に沿
って変化させることにより、書換え回数を増加させ、ま
た、読み取り不良や読み取りエラーの原因になるジッタ
ーを可及的に防止し、記録再生の安定性を向上させるこ
とができることを見出し、本発明を完成した。

【０００５】従って、本発明の目的は、書換え回数が多
く、ジッターの少ない光記録媒体を提供することにある
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、光
、熱等の手段によりその光学的性質が可逆的に変化する
記録材料により基板上にトラック状の記録層を形成し、
この記録層の光学的性質の変化を利用して情報の記録・
再生・消去を行う光記録媒体において、記録層の少なく
とも記録領域における層厚をそのトラック方向に沿って
変化させた光記録媒体である。

【０００７】本発明において、記録層の記録領域におけ
る層厚変化を達成するための手段としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に
模式的に示すように、図示外の基板上全面に記録層ａが
存在し、その記録領域ｂのトラック方向に沿って厚肉部
ｃと薄肉部ｄとが単純に連続する形状や、図２（ａ）及
び（ｂ）に模式的に示すように、図示外の基板上全面に
記録層ａが存在し、各部分における層厚は同じであるが
、その記録領域ｂに高さ位置が異なる上段部ｅと下段部
ｆとを有し、これら上段部２ａと下段部２ｂとの間の段
差の境界部で層厚が変化する形状や、図３（ａ）及び（
ｂ）に模式的に示すように、図示外の基板上に形成され
る記録層ａの記録領域ｂがトラック横断方向に不連続で
あり、その記録領域ｂのトラック方向に所定の間隔をお
いて配設された厚肉部ｃとこれら厚肉部ｃの間に配設さ
れた薄肉部ｄとによりその層厚が変化する形状や、更に
は、図４に模式的に示すように、図示外の基板上に形成
される記録層ａを構成する記録領域ｂがそのトラック方
向及びトラック横断方向のいずれにも不連続であって、
記録層ａの記録領域ｂが互いに分離することによってト
ラック方向に層厚が変化する形状等を挙げることができ
る。そして、上記図１〜４では、その記録領域ｂにおけ
る層厚変化の輪郭形状を円形で示したが、この層厚変化
の輪郭形状についても特に制限はなく、楕円形、矩形等
、あるいはそれらの中間的形状等、如何なる形状であっ
てもよい。

【０００８】そして、記録層の記録領域における層厚変
化の繰り返しは、好ましくは一定の規則性を有する周期
的であるのがよく、この周期についても記録信号の周波
数と一定の比例関係等の関数関係にあるのがよい。この
様に、記録層の記録領域における層厚変化を周期的にし
、その周期を記録信号の周波数と一定の関数関係に設定
することにより、記録再生時に所望のクロック信号を発
生させ、このクロック信号を利用して信号再生のタイミ
ングを取ることができるほか、従来においてはクロック
信号やアドレス信号を格納していた各セクターのヘッダ
ー領域を可及的に小さくし、それだけデータ領域を大き
くして記録容量を増大することも可能である。

【０００９】また、記録層の記録領域にそのトラック方
向の層厚変化を形成する方法については、特に限定され
るものではなく、目的とする層厚変化の形状に応じて適
宜選択することができる。例えば、図１（ａ）及び（ｂ
）に示すように、記録領域のトラック方向に沿って単純
に層厚が変化するような形状の場合には、先ず、スパッ
タリング法や蒸着法等のドライプロセス若しくは溶剤に
溶解又は分散させた記録材料を塗布するウエットプロセ
スにより基板上に一定の層厚の記録層を形成し、次いで
溶剤等を使用するエッチング法や、バフ研磨、レーザー
カッティング等の機械的除去法等により記録領域の余分
な記録材料を部分的に除去して層厚変化を形成すること
ができる。

【００１０】また、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように
、同じ層厚の記録領域にそのトラック方向の高さ変化を
持たせて段差を形成し、これによって層厚変化を形成す
る形状の場合には、先ず、基板のトラック方向に予め段
差を形成しておき、その上面全面にスパッタリング、蒸
着等の手段で均一な厚さの記録層を形成する等の方法を
採用することができる。そして、この基板上のトラック
方向に段差を設ける方法としては、基板にプリピットを
形成する従来プロセスをそのまま転用することができる
。すなわち、プリピット部分はトラック方向の段差を各
セクターのヘッダー領域に形成したものとみることがで
きるが、このピット間隔等を適当に変更してデータ領域
に形成すればよい。また、この様なプリピットを形成す
る方法と同様のプロセスを用いて、露光に用いる光スポ
ットの形状を変更することにより、任意の輪郭形状を有
する段差を形成することができる。更に、露光に用いる
光については、紫外線の他に、電子線やＸ線等の様なよ
り短波長の光を使用してもよい。

【００１１】更に、図３や図４に示すように、記録層の
記録領域がトラック横断方向に不連続であって、同時に
その記録領域のトラック方向に層厚変化を有する形状や
、記録層の記録領域が互いに分離されてトラック方向に
層厚変化を有する形状を形成するには、上記図１や図２
の形状の層厚変化を形成する方法に加えて、例えば特開
平１−２０１８３８号公報や特開平１−２０１８３９号
公報に開示されているような、トラック横断方向に記録
領域を分離する方法と同様の方法を採用することができ
る。

【００１２】

【作用】本発明によれば、記録、書換え時に記録領域の
レーザースポット照射部位に存在する記録材料が溶融し
ても、記録層の少なくとも記録領域における層厚がその
トラック方向に沿って変化しているので、記録時に記録
材料が溶融する相変化型及び相分離型光記録媒体に対し
ては、この層厚変化が記録材料のトラック方向に沿う移
動の抵抗となり、これによって記録材料のトラック方向
に沿う移動が抑制される。

【００１３】また、記録層の記録領域に形成されたトラ
ック方向の層厚変化は、記録、書換え時に照射されたレ
ーザースポットにより生じる熱の伝導を抑制し、それだ
けレーザースポット照射による熱がその照射部位に集中
し、このレーザースポット照射による熱量を低減できる
。このことは、単にレーザー出力を低減できるだけでな
く、レーザースポット照射によるその照射部位の周辺に
及ぼす熱負荷を軽減でき、それだけ記録領域及びその周
辺の歪みの発生を抑制することになり、書換えの度に保
護層に作用する機械的及び熱的負荷を軽減する。また、
層厚変化の位置を記録マークの位置と対応させることが
できるので、記録領域のトラック方向における記録マー
クの位置ずれが少なくなる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を具体的に説明する。

【００１５】実施例１通常のプリピット作製方法により、ガラス製の基板１に
プリピット２を形成し、第５図に示すような円形のプリ
ピット２が連続する形状のガラス製基板１を作製した。このプリピット２は、深さ（段差の深さ）３００ｎｍ×
直径７００ｎｍの大きさとした。

【００１６】この様にして形成された基板１上に、第６
図に示すように、厚さ１００ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２製
保護層３、厚さ３０ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５製記録層
４、厚さ５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２製保護層５、厚さ
１００ｎｍのＡｌ合金製反射層６をスパッタリング法で
形成し、更にその上に、アクリレート系紫外線硬化樹脂
７を用いて厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート製保護板
８を接着し、実施例１の相変化型光記録媒体を作製した
。

【００１７】この実施例１の光記録媒体について、この
媒体を回転数１，８００ｒｐｍで回転させながら、その
記録層４上に波長８３０ｎｍの半導体レーザー光をＮＡ
＝０．５の対物レンズで集束させて照射し、書換え耐用
回数の確認実験を行った。この書換え時のレーザーの条
件としては、高パワーを１２ｍＷとし、また、低パワー
を６ｍＷとし、更に、周波数１ＭＨｚ及び１．５ＭＨｚ
で変調した。結果は、５×１０６回まで安定な書換えが
可能であることが確認され、この時点でも媒体が劣化し
ている様子は認められなかった。

【００１８】また、記録される領域がほぼピット内に限
定されており、通常消し残りの発生する部分は記録され
ないため、消去率が高かった。また、記録される領域が
ほぼピット内に限定されておりマーク径が小さいため、
隣接トラックの信号が混入しにくく、トラック間のクロ
ストークも小さかった。また、ピットの中間にあたる位
置で反射率の低下がみられ、この反射率の変化が規則的
に確認できることから、これを用いてクロック信号を取
り出すことができることを確認した。

【００１９】比較例上記実施例１で使用した基板とは異なり、トラック方向
に段差の無い通常のプリグルーブ付きガラス基板を使用
し、実施例１と全く同一構成の相変化型光記録媒体を作
製し、得られた光記録媒体について実施例１と同様の評
価を行った。結果は、１０４〜１０５回の書換えで再生
信号の振幅低下等の異常が発生し、その後に書換えが困
難になった。この光記録媒体の記録層面を観察すると、
その記録材料の移動が原因と見られる局所的な反射率の
増加あるいは減少が観測された。

【００２０】実施例２通常のプリグルーブを有するガラス製の基板に通常のプ
リピットを形成する方法を適用し、上記実施例１と同様
にして、第７図に示すようなプリグルーブ９（深さ７０
ｎｍ）中にプリピット２（深さ３００ｎｍ）を連続させ
た形状のガラス製基板１を作製した。この基板１を使用
し、実施例１と同様にして第８図に示すような相変化型
光記録媒体を作製した。

【００２１】この実施例２の光記録媒体について、実施
例１の場合と同様に書換え耐用回数の確認実験を行った
。結果は、５×１０６回まで安定な書換えが可能である
ことが確認され、この時点でも媒体が劣化している様子
は認められなかった。なお、この光記録媒体はトラッキ
ング用のプリグルーブ９があるため、トラッキングサー
ボが極めて安定であった。

【００２２】実施例３実施例１と同様にして段差の深さ３００ｎｍのプリピッ
ト２を有するガラス製の基板１を作製し、この基板１を
使用して特開平１−２０１８３９号公報に開示した方法
に従い、第９図に示すような相変化型光記録媒体を作製
した。

【００２３】すなわち、先ず、スパッタリング法により
上記ガラス製基板１上に厚さ１００ｎｍのＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ２製保護層と厚さ３０ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５製記
録層を形成し、次いで、その上にスピンコート法により
フォトレジスト材料を５００ｎｍの厚さに塗布し、紫外
線を照射してこのフォトレジスト材料を硬化させた。次
に、この硬化したフォトレジスト側からドライエッチン
グ処理を施し、プリピット２の外側に形成された上記保
護層及び記録層を除去してこのプリピット２内部に円形
の保護層３及び記録層４を形成し、更に、再びスパッタ
リング法によって、その上に厚さ５０ｎｍのＺｎＳ−Ｓ
ｉＯ２製保護層５、厚さ１００ｎｍのＡｌ合金製反射層
６を形成し、更に、厚さ１．２ｍｍのポリカーボネート
製保護板８をアクリレート系紫外線硬化樹脂７を用いて
接着した。この結果、作製されたこの実施例３の記録層
４は、図４に示すように、円形の記録層がその記録領域
のトラック横断方向に不連続であって、同時にその記録
領域のトラック方向に記録層の有無により層厚変化を有
する形状となっている。

【００２４】この実施例３の光記録媒体を使用し、上記
実施例１の場合と同様に書換え耐用回数の確認実験を行
った。結果は、５×１０６回まで安定な書換えが可能で
あることが確認され、この時点でも媒体が劣化している
様子は認められなかった。更に、書換え時のレーザー照
射条件を高パワー１８ｍＷ，低パワー６５ｍＷに変え、
記録パワーを増加させて熱的負荷の大きい状態で実施例
１の場合と比較した結果、この実施例３の構造の方がよ
り書換え回数の増加が可能であることが判明した。これ
は、記録層４が完全に分離されているために記録材料の
移動がより確実に抑制され、かつ、発熱部分の体積が減
少するのでそれだけその熱的な負荷が軽減することによ
ると考えられる。なお、記録領域が完全にピット２内に
限定されるため、実施例１よりその消去率が高く、また
、記録層４の各トラック間のクロストークが小さかった
。

【００２５】

【発明の効果】本発明の光記録媒体によれば、その記録
層の記録材料の移動が抑制され、また、記録層の加熱部
位の熱容量が減少してそれだけ保護層への熱負荷が軽減
されるため、書換え回数が増加するほか、記録マークの
位置ずれが少なくなるので、ジッターが低下し、記録再
生の安定性が向上する。また、記録層の記録領域におけ
る層厚変化が記録材料の有無という形態である場合には
、上記の効果がより大きく表れる。

【００２６】また、記録層の記録領域における層厚変化
を周期的にし、かつ、その周期を記録信号の周波数と一
定の関数関係にすることにより、ジッターの低下と記録
再生の安定性をより一層向上させることができると共に
、線記録密度を増加させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体に形成される記録層のパタ
ーンを示す説明図である。

【図２】本発明の光記録媒体に形成される記録層のパタ
ーンを示す他の説明図である。

【図３】本発明の光記録媒体に形成される記録層のパタ
ーンを示す更に他の説明図である。

【図４】本発明の光記録媒体に形成される記録層のパタ
ーンを示す別の説明図である。

【図５】本発明の実施例１に係る相変化型光記録媒体に
使用した基板の斜視説明図である。

【図６】本発明の実施例１に係る相変化型光記録媒体を
示す断面説明図である。

【図７】本発明の実施例２に係る相変化型光記録媒体に
使用した基板の斜視説明図である。

【図８】本発明の実施例２に係る相変化型光記録媒体を
示す断面説明図である。

【図９】本発明の実施例３に係る相変化型光記録媒体を
示す断面説明図である。

【符号の説明】

１　　基板２　　プリピット３　　保護層４　　記録層５　　保護層６　　反射層７　　紫外線硬化樹脂８　　保護板９　　プリグルーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　光、熱等の手段によりその光学的性質
が可逆的に変化する記録材料により基板上にトラック状
の記録層を形成し、この記録層の光学的性質の変化を利
用して情報の記録・再生・消去を行う光記録媒体におい
て、記録層の少なくとも記録領域における層厚がそのト
ラック方向に沿って変化していることを特徴とする光記
録媒体。
【請求項２】　　記録領域の層厚変化が記録材料の有無
により達成されている請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】　　記録領域の層厚変化の繰り返しが周期
的であり、その周期が記録信号の周波数と一定の関数関
係にある請求項１記載の光記録媒体。