JPH05159360A - 相変化型光ディスク - Google Patents
相変化型光ディスクInfo
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- JPH05159360A JPH05159360A JP3324912A JP32491291A JPH05159360A JP H05159360 A JPH05159360 A JP H05159360A JP 3324912 A JP3324912 A JP 3324912A JP 32491291 A JP32491291 A JP 32491291A JP H05159360 A JPH05159360 A JP H05159360A
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Landscapes
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 オーバライト時の消去率を改善するととも
に、オーバライト時に発生する再生信号ジッタの増加を
小さく抑えることを目的とする。 【構成】 本発明では、吸収層５を設けてそこである程
度光を吸収する構成とし、反射率差があっても、記録膜
３での吸収率差がほとんどない構成を採用している。さ
らに、吸収層での光吸収に伴う熱的な負担を軽減するた
めに吸収層と隣接して放熱層６を設けている。この構成
を採用することにより、相状態の違いに起因した照射パ
ワの吸収率差が発生せず、その結果、オーバライト消去
率が向上し、さらに記録ピットエッジ部分でのビット形
状歪が生じない。これは、再生信号のジッタ低減に有効
に働く。また、熱耐性を改善しているので、優れた繰り
返しオーバライト耐性が得られる。
に、オーバライト時に発生する再生信号ジッタの増加を
小さく抑えることを目的とする。 【構成】 本発明では、吸収層５を設けてそこである程
度光を吸収する構成とし、反射率差があっても、記録膜
３での吸収率差がほとんどない構成を採用している。さ
らに、吸収層での光吸収に伴う熱的な負担を軽減するた
めに吸収層と隣接して放熱層６を設けている。この構成
を採用することにより、相状態の違いに起因した照射パ
ワの吸収率差が発生せず、その結果、オーバライト消去
率が向上し、さらに記録ピットエッジ部分でのビット形
状歪が生じない。これは、再生信号のジッタ低減に有効
に働く。また、熱耐性を改善しているので、優れた繰り
返しオーバライト耐性が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光照射により可
逆的な相変化を用いて情報を記録する光ディスクに関す
る。
逆的な相変化を用いて情報を記録する光ディスクに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を用いた光ディスク記録方式は
大容量記録が可能であり、非接触で高速アクセスできる
ことから、大容量メモリとして実用化が始まっている。
光ディスクはコンパクトディスクやレーザディスクとし
て知られている再生専用型、ユーザ自身で記録できる追
記型、及びユーザ側で繰り返し記録消去ができる書き替
え型に分類される。追記型・書き替え型の光ディスクは
コンピュータの外部メモリ、あるいは文書・画像ファイ
ルとして使用されようとしている。
大容量記録が可能であり、非接触で高速アクセスできる
ことから、大容量メモリとして実用化が始まっている。
光ディスクはコンパクトディスクやレーザディスクとし
て知られている再生専用型、ユーザ自身で記録できる追
記型、及びユーザ側で繰り返し記録消去ができる書き替
え型に分類される。追記型・書き替え型の光ディスクは
コンピュータの外部メモリ、あるいは文書・画像ファイ
ルとして使用されようとしている。
【０００３】書き替え型光ディスクには、記録膜の相変
化を利用した相変化型光ディスクと垂直磁化膜の磁化方
向の変化を利用した光磁気ディスクがある。このうち、
相変化光ディスクは、外部磁場が不要で、かつ、オーバ
ライトが容易にできることから、今後、書き替え型光デ
ィスクの主流になることが期待されている。
化を利用した相変化型光ディスクと垂直磁化膜の磁化方
向の変化を利用した光磁気ディスクがある。このうち、
相変化光ディスクは、外部磁場が不要で、かつ、オーバ
ライトが容易にできることから、今後、書き替え型光デ
ィスクの主流になることが期待されている。
【０００４】従来よりレーザ光照射により結晶−非晶質
間の相変化を起こす記録膜を用いた書き替え可能な、い
わゆる相変化型光ディスクが知られている。相変化型光
ディスクでは記録膜に記録すべき情報に応じた高パワの
レーザ光スポットを照射し、記録膜温度を局部的に上昇
させることにより、結晶−非晶質間の相変化を起こさせ
て記録し、これに伴う光学定数の変化を低パワのレーザ
光によって反射光強度差として読み取ることにより再生
を行っている。例えば、結晶化時間が比較的遅い記録膜
を用いた相変化光ディスクでは、ディスクを回転させ、
このディスクに形成された記録膜にレーザ光を照射し、
この記録膜の温度を融点以上に上昇させ、レーザ光が通
過した後、急冷することによりその部分を非晶質状態と
し、記録する。消去時には、記録膜温度を結晶化温度以
上、融点以下の結晶化可能温度範囲で結晶化を進行させ
るために十分な時間保持し、記録膜を結晶化させる。こ
のための方法としては、レーザ光進行方向に長い長円レ
ーザ光を照射する方法が知られている。既に記録したデ
ータを消去しながら新しい情報を記録する２ビームによ
る疑似的なオーバライトを行う場合には、消去用の長円
レーザ光を記録用円形レーザ光に先行させて照射するよ
うに配置する。
間の相変化を起こす記録膜を用いた書き替え可能な、い
わゆる相変化型光ディスクが知られている。相変化型光
ディスクでは記録膜に記録すべき情報に応じた高パワの
レーザ光スポットを照射し、記録膜温度を局部的に上昇
させることにより、結晶−非晶質間の相変化を起こさせ
て記録し、これに伴う光学定数の変化を低パワのレーザ
光によって反射光強度差として読み取ることにより再生
を行っている。例えば、結晶化時間が比較的遅い記録膜
を用いた相変化光ディスクでは、ディスクを回転させ、
このディスクに形成された記録膜にレーザ光を照射し、
この記録膜の温度を融点以上に上昇させ、レーザ光が通
過した後、急冷することによりその部分を非晶質状態と
し、記録する。消去時には、記録膜温度を結晶化温度以
上、融点以下の結晶化可能温度範囲で結晶化を進行させ
るために十分な時間保持し、記録膜を結晶化させる。こ
のための方法としては、レーザ光進行方向に長い長円レ
ーザ光を照射する方法が知られている。既に記録したデ
ータを消去しながら新しい情報を記録する２ビームによ
る疑似的なオーバライトを行う場合には、消去用の長円
レーザ光を記録用円形レーザ光に先行させて照射するよ
うに配置する。
【０００５】一方、高速結晶化が可能な情報記録膜を用
いたディスクでは、円形に集光した１本のレーザ光を使
う。従来より知られている方法は、レーザ光のパワを２
つのレベル間で変化させることにより、結晶化あるいは
非晶質化を行う。すなわち、記録膜の温度を融点以上に
上昇させることが可能なパワのレーザ光を記録膜に照射
することにより、そのほとんどの部分は冷却時に非晶質
状態となり、一方、記録膜温度が結晶化温度以上、融点
以下の温度に達するようなパワのレーザ光が照射された
部分は結晶状態になる。相変化型光ディスクの記録膜に
は、カルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、Ｉｎ
ＳｂＴｅ系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＴｅ系、ＡｓＴｅＧｅ
系、ＴｅＯｘ−ＧｅＳｎ系、ＴｅＳｅＳｎ系、ＳｂＳｅ
Ｂｉ系、ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられるが、いずれも
抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタ
リング法などの成膜法で成膜される。成膜直後の記録膜
の状態は一種の非晶質状態であり、この記録膜に記録を
行って非晶質の記録部を形成するために、記録膜全体を
結晶質にしておく初期化処理が行われる。記録はこの結
晶化された状態の中に非晶質部分を形成することにより
達成される。
いたディスクでは、円形に集光した１本のレーザ光を使
う。従来より知られている方法は、レーザ光のパワを２
つのレベル間で変化させることにより、結晶化あるいは
非晶質化を行う。すなわち、記録膜の温度を融点以上に
上昇させることが可能なパワのレーザ光を記録膜に照射
することにより、そのほとんどの部分は冷却時に非晶質
状態となり、一方、記録膜温度が結晶化温度以上、融点
以下の温度に達するようなパワのレーザ光が照射された
部分は結晶状態になる。相変化型光ディスクの記録膜に
は、カルコゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、Ｉｎ
ＳｂＴｅ系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＴｅ系、ＡｓＴｅＧｅ
系、ＴｅＯｘ−ＧｅＳｎ系、ＴｅＳｅＳｎ系、ＳｂＳｅ
Ｂｉ系、ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられるが、いずれも
抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタ
リング法などの成膜法で成膜される。成膜直後の記録膜
の状態は一種の非晶質状態であり、この記録膜に記録を
行って非晶質の記録部を形成するために、記録膜全体を
結晶質にしておく初期化処理が行われる。記録はこの結
晶化された状態の中に非晶質部分を形成することにより
達成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、相変化型光ディ
スクの構成は、図２に示すように基板１上に第一保護膜
２，記録膜３，第二保護膜４，反射膜７を順次積層し
た、いわゆる４層反射膜構成であった。この構成では、
記録膜の相変化に伴う光学定数の変化を反射率変化に効
率良く変換でき、良好な再生信号が確保できるという長
所を持つ反面、反射膜７においてほとんどの光が反射さ
れてしまうため、記録膜の光学定数変化に伴う反射率差
を大きく確保しようとすると、記録膜での吸収率にも大
きな差が生じるという欠点があった。記録膜の吸収率の
差があると、オーバライト時に記録膜が結晶か、非晶質
かによって記録膜昇温状態に差が生じることになり、オ
ーバライト信号がオーバライト前の信号成分によって変
調され、これがオーバライト消去率を制限する一因にな
っていた。
スクの構成は、図２に示すように基板１上に第一保護膜
２，記録膜３，第二保護膜４，反射膜７を順次積層し
た、いわゆる４層反射膜構成であった。この構成では、
記録膜の相変化に伴う光学定数の変化を反射率変化に効
率良く変換でき、良好な再生信号が確保できるという長
所を持つ反面、反射膜７においてほとんどの光が反射さ
れてしまうため、記録膜の光学定数変化に伴う反射率差
を大きく確保しようとすると、記録膜での吸収率にも大
きな差が生じるという欠点があった。記録膜の吸収率の
差があると、オーバライト時に記録膜が結晶か、非晶質
かによって記録膜昇温状態に差が生じることになり、オ
ーバライト信号がオーバライト前の信号成分によって変
調され、これがオーバライト消去率を制限する一因にな
っていた。
【０００７】本発明の目的は上記の欠点を解決し、相変
化型光ディスクのオーバライト消去率を改善し、高密度
記録を可能にする新規な相変化型光ディスクを提供する
ことにある。
化型光ディスクのオーバライト消去率を改善し、高密度
記録を可能にする新規な相変化型光ディスクを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶と非晶質
間の可逆的な相変化を用い、レーザ光照射による情報記
録膜の相状態変化によって情報の記録再生消去を行う相
変化型光ディスクであって、透明基板と、前記透明基板
上に形成された第一の保護膜と、前記第一保護膜上に形
成された相変化型情報記録膜と、前記記録膜上に形成さ
れた第二の保護膜と、前記第二保護膜上に形成された吸
収層と、前記吸収層上に形成された放熱層を有すること
を特徴とする。
間の可逆的な相変化を用い、レーザ光照射による情報記
録膜の相状態変化によって情報の記録再生消去を行う相
変化型光ディスクであって、透明基板と、前記透明基板
上に形成された第一の保護膜と、前記第一保護膜上に形
成された相変化型情報記録膜と、前記記録膜上に形成さ
れた第二の保護膜と、前記第二保護膜上に形成された吸
収層と、前記吸収層上に形成された放熱層を有すること
を特徴とする。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる光ディスクの構成を
示した図である。基板１上に第一保護膜２、記録膜３、
第二保護膜４、吸収層５、放熱層６が順次形成されたも
のである。基板１には、円盤状のガラスもしくはプラス
チックが用いられる。第一保護膜２と、第二保護膜４に
は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ
などの誘電体材料が用いられる。記録膜３としては、カ
ルゴゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴ
ｅ系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＴｅ系、ＡｓＴｅＧｅ系、Ｔｅ
Ｏｘ−ＧｅＳｎ系、ＴｅＳｅＳｎ系、ＳｂＳｅＢｉ系、
ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられる。吸収層５には、使用
されるレーザ波長において、吸収特性を持つ材料、特に
は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅなど
の金属が使用される。放熱層６には、熱伝導率が大きい
材料、特には、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属が用
いられる。
て説明する。図１は本発明にかかる光ディスクの構成を
示した図である。基板１上に第一保護膜２、記録膜３、
第二保護膜４、吸収層５、放熱層６が順次形成されたも
のである。基板１には、円盤状のガラスもしくはプラス
チックが用いられる。第一保護膜２と、第二保護膜４に
は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ
などの誘電体材料が用いられる。記録膜３としては、カ
ルゴゲナイド系材料であるＧｅＳｂＴｅ系、ＩｎＳｂＴ
ｅ系、ＩｎＳｅ系、ＩｎＴｅ系、ＡｓＴｅＧｅ系、Ｔｅ
Ｏｘ−ＧｅＳｎ系、ＴｅＳｅＳｎ系、ＳｂＳｅＢｉ系、
ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられる。吸収層５には、使用
されるレーザ波長において、吸収特性を持つ材料、特に
は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｆｅなど
の金属が使用される。放熱層６には、熱伝導率が大きい
材料、特には、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属が用
いられる。
【００１０】本発明の特徴はこのディスクの構成にあ
り、特に第二保護膜４上に形成した吸収層５と放熱層６
に特徴がある。前述した従来の４層反射膜構成では、反
射膜７でほとんどの光が反射されてしまうため、ディス
クの反射率差がそのまま記録膜の吸収率差となってしま
い、十分な再生信号を確保しようとすると吸収率差が大
きくなりオーバライト消去率不十分となる欠点があった
が、本発明に係るディスクにおいては、記録膜３を透過
した光が、吸収層５において、かなり吸収されるので、
ディスクとしてある程度の反射率差がある場合でも、記
録膜３での吸収率差を小さく抑えることができる。この
場合、吸収層５での光吸収に伴う昇温があり、吸収層５
への熱的な負担が大きくなる恐れがあるが、それに対し
ては吸収層５に隣接して形成した放熱層６が有効に作用
する。すなわち、放熱層６は吸収層５で発生した熱を効
率良く逃がす役割をするので、吸収層５への熱的負担は
大幅に軽減される。
り、特に第二保護膜４上に形成した吸収層５と放熱層６
に特徴がある。前述した従来の４層反射膜構成では、反
射膜７でほとんどの光が反射されてしまうため、ディス
クの反射率差がそのまま記録膜の吸収率差となってしま
い、十分な再生信号を確保しようとすると吸収率差が大
きくなりオーバライト消去率不十分となる欠点があった
が、本発明に係るディスクにおいては、記録膜３を透過
した光が、吸収層５において、かなり吸収されるので、
ディスクとしてある程度の反射率差がある場合でも、記
録膜３での吸収率差を小さく抑えることができる。この
場合、吸収層５での光吸収に伴う昇温があり、吸収層５
への熱的な負担が大きくなる恐れがあるが、それに対し
ては吸収層５に隣接して形成した放熱層６が有効に作用
する。すなわち、放熱層６は吸収層５で発生した熱を効
率良く逃がす役割をするので、吸収層５への熱的負担は
大幅に軽減される。
【００１１】次に、使用するレーザ波長を８３０ｎｍに
設定し、結晶と非晶質間の吸収率差ができるだけ小さ
く、かつ、両相間での反射率差が大きくなるようにディ
スク構成を決定し、ディスクを作成した。基板１には直
径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのプリグルーブ付きポリ
カーボネート基板を用いた。第一保護膜２及び第二保護
膜４にはＺｎＳ＋ＳｉＯ2 混合膜を、記録膜３にはＧｅ
ＳｂＴｅを、吸収層５にはＴｉを、放熱層６にはＡｌを
用い、マグネトロンスパッタ法により連続成膜した。各
層の膜厚は、第一保護膜１４０ｎｍ、記録膜２０ｎｍ、
第二保護膜２２０ｎｍ、吸収層５０ｎｍ、放熱層５０ｎ
ｍとした。このディスクでは、波長８３０ｎｍにおける
吸収率は結晶に対して６３％、非晶質に対しても６３％
であり、反射率は結晶に対して２４％、非晶質に対して
１％であった。
設定し、結晶と非晶質間の吸収率差ができるだけ小さ
く、かつ、両相間での反射率差が大きくなるようにディ
スク構成を決定し、ディスクを作成した。基板１には直
径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのプリグルーブ付きポリ
カーボネート基板を用いた。第一保護膜２及び第二保護
膜４にはＺｎＳ＋ＳｉＯ2 混合膜を、記録膜３にはＧｅ
ＳｂＴｅを、吸収層５にはＴｉを、放熱層６にはＡｌを
用い、マグネトロンスパッタ法により連続成膜した。各
層の膜厚は、第一保護膜１４０ｎｍ、記録膜２０ｎｍ、
第二保護膜２２０ｎｍ、吸収層５０ｎｍ、放熱層５０ｎ
ｍとした。このディスクでは、波長８３０ｎｍにおける
吸収率は結晶に対して６３％、非晶質に対しても６３％
であり、反射率は結晶に対して２４％、非晶質に対して
１％であった。
【００１２】次に、前記ディスクにオーバライトを行
い、特性を評価した。記録消去再生には、波長８３０ｎ
ｍの半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。初期化
処理後のディスクを回転数３６００ｒｐｍにて回転さ
せ、半径３０ｍｍのトラックに８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ
５０％）信号と２．２ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０％）信号を
交互にオーバライトした。再生信号の二次高調波歪が最
小となるように、記録パワと消去パワをそれぞれ１３ｍ
Ｗ、７ｍＷに設定した。この時の両周波数に対する消去
率はそれぞれ３０ｄＢ、２９ｄＢであった。次に、同一
回転数で半径６０ｍｍのトラックに両周波数を交互にオ
ーバライトし、特性を測定した。記録パワは１８ｍＷ、
消去パワは１０ｍＷに設定した。この時のオーバライト
消去率は８．４ＭＨｚに対して３２ｄＢ、２．２ＭＨｚ
に対しては３０ｄＢであった。従来の４層反射膜構成で
は、ここで示した記録周波数のオーバライトにおいて
は、十分な消去率が確保できなかったが、本発明に係る
ディスク構成を採用することによって、消去率を大幅に
改善できた。また、半径３０ｍｍ及び６０ｍｍにおいて
測定した繰り返しオーバライト特性は良好であり、吸収
層５に隣接して形成した放熱層６の有効性が確認でき
た。
い、特性を評価した。記録消去再生には、波長８３０ｎ
ｍの半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。初期化
処理後のディスクを回転数３６００ｒｐｍにて回転さ
せ、半径３０ｍｍのトラックに８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ
５０％）信号と２．２ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０％）信号を
交互にオーバライトした。再生信号の二次高調波歪が最
小となるように、記録パワと消去パワをそれぞれ１３ｍ
Ｗ、７ｍＷに設定した。この時の両周波数に対する消去
率はそれぞれ３０ｄＢ、２９ｄＢであった。次に、同一
回転数で半径６０ｍｍのトラックに両周波数を交互にオ
ーバライトし、特性を測定した。記録パワは１８ｍＷ、
消去パワは１０ｍＷに設定した。この時のオーバライト
消去率は８．４ＭＨｚに対して３２ｄＢ、２．２ＭＨｚ
に対しては３０ｄＢであった。従来の４層反射膜構成で
は、ここで示した記録周波数のオーバライトにおいて
は、十分な消去率が確保できなかったが、本発明に係る
ディスク構成を採用することによって、消去率を大幅に
改善できた。また、半径３０ｍｍ及び６０ｍｍにおいて
測定した繰り返しオーバライト特性は良好であり、吸収
層５に隣接して形成した放熱層６の有効性が確認でき
た。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、使用
するレーザ波長に対して記録膜の吸収率を一定にできる
ため、オーバライト時の消去率として十分な値が確保で
き、さらにオーバライト時のビット形状歪を抑える効果
もある。これにより、オーバライト時の再生信号のジッ
タ増加を小さく抑えることができるという効果がある。
するレーザ波長に対して記録膜の吸収率を一定にできる
ため、オーバライト時の消去率として十分な値が確保で
き、さらにオーバライト時のビット形状歪を抑える効果
もある。これにより、オーバライト時の再生信号のジッ
タ増加を小さく抑えることができるという効果がある。
【図１】本発明にかかる相変化型光ディスクの構成を示
す図である。
す図である。
【図２】従来の相変化型光ディスクの構成を示す図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 第一保護膜 ３ 記録膜 ４ 第二保護膜 ５ 吸収層 ６ 放熱層 ７ 反射膜
Claims (1)
- 【請求項１】結晶と非晶質間の可逆的な相変化を用い、
レーザ光照射による情報記録膜の相状態変化によって情
報の記録再生消去を行う相変化型光ディスクであって、
透明基板と、前記透明基板上に形成された第一の保護膜
と、前記第一保護膜上に形成された相変化型情報記録膜
と、前記記録膜上に形成された第二の保護膜と、前記第
二保護膜上に形成された吸収層と、前記吸収層上に形成
された放熱層を有することを特徴とする相変化型光ディ
スク。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP3324912A JP2830557B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 相変化型光ディスク |
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| JP2830557B2 JP2830557B2 (ja) | 1998-12-02 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3324912A Expired - Fee Related JP2830557B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 相変化型光ディスク |
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- 1991-12-10 JP JP3324912A patent/JP2830557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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