JP2000260061A - 相変化光ディスクおよび相変化光ディスクの再生方法 - Google Patents

相変化光ディスクおよび相変化光ディスクの再生方法

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JP2000260061A
JP2000260061A JP11057165A JP5716599A JP2000260061A JP 2000260061 A JP2000260061 A JP 2000260061A JP 11057165 A JP11057165 A JP 11057165A JP 5716599 A JP5716599 A JP 5716599A JP 2000260061 A JP2000260061 A JP 2000260061A
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/006Overwriting

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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 青色(波長400〜450nm)のレーザ光
を用いる相変化光ディスクにおいて、既記録情報を消去
すること無く安定に再生することができる相変化光ディ
スクおよびその再生方法を提供する。 【解決手段】 基板1上に、第1誘電体層2、第2誘電
体層3、第3誘電体層4、記録層5、第4誘電体層6、
反射層7を順次積層し、記録層5が非晶質状態にあると
きの記録層の吸収率を70%以下とし、記録層5が結晶
状態にあるときの反射率を3%以上15%以下とし、再
生パワを0.5〜0.9mWの範囲とする。記録層5で
の吸収率が低いので、エネルギ密度の高い青色のレーザ
光を再生レーザ光として照射した時の昇温量が抑制さ
れ、記録層5での非晶質部の結晶化を防ぐことが可能と
なり、既記録情報を消去すること無く安定に再生を行な
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の照射に
より情報の記録、再生を行う光学情報記録媒体に関し、
特に相変化光ディスクおよび相変化光ディスクの再生方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】相変化光ディスクは、情報の記録、消
去、再生が可能な光ディスクとして提案されており、情
報の記録に際してはレーザ光を光ディスクに対して集光
して非晶質化する。記録された情報の再生時には、光デ
ィスクに対してレーザ光を集光し、非晶質部と結晶部と
の反射率、あるいは透過率の相違により情報を読みだ
す。さらに、情報の消去では、非晶質化した部分をレー
ザ光により結晶化状態にすることで行われている。とこ
ろで、このような情報の記録、消去、再生に用いるレー
ザ光の集光スポットサイズを狭小化することは、光ディ
スクの高密度化に対する有力な手法であり、スポットサ
イズの狭小化には、レーザ光源の短波長化が不可欠であ
る。現在DVD−ROMやDVD−RAM等の光ディス
クでは、波長650nm前後の赤色の半導体レーザが用
いられているが、波長410nm前後の青色の半導体レ
ーザに関する研究も着実に進展しており、室温で安定に
連続発振が可能なレーザも開発されている。数年のうち
には青色の半導体レーザが量産され、市場に供されるよ
うになる可能性が非常に高い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、青色レ
ーザ光源では、前記したように短波長化に伴って集光ス
ポットサイズが赤色光源の時に比べて小さくなるため、
集光スポットの単位面積当たりの光エネルギ量、すなわ
ち、エネルギ密度が高くなり、結果としてレーザ光を光
ディスクに照射した際の光ディスクの昇温量が大きくな
る。例えば、記録層における光エネルギの吸収率が赤色
光と青色光とで同一と仮定した場合、1mWの赤色光源
のレーザ光を照射した際の記録膜の昇温量が100℃で
あった場合、青色光源では約200℃の昇温量が生じる
ことになる。相変化光ディスクに用いられている記録層
の結晶化温度は150〜300℃程度であるので、情報
を記録した記録層に対して情報を再生するために青色光
源のレーザ光を照射したときには、前記した200℃の
昇温によって非晶質状態の記録情報が結晶化されて、記
録情報が消去されるという問題が生じる可能性が非常に
高くなる。
【0004】このような、再生レーザ光による記録層の
結晶化を防ぐには、情報を再生する際のレーザパワーを
できるだけ低くすれば良いが、レーザパワーを低くする
と、レーザノイズの増加や再生信号振幅の低下が生じ、
信号品質が劣化してしまう。特に、従来の相変化光ディ
スクでは、非晶質状態における反射率は0%に近くなる
ように設計され、その結果、非晶質状態における記録層
の吸収率は90%以上となっていることが多い。再生レ
ーザ光を照射した時の記録層での昇温量は、レーザのパ
ワーと記録層での吸収率によって決まるので、このよう
な記録層の吸収率では、レーザパワーをある程度低減す
るのみでは、非晶質部の結晶化を防止することは困難で
ある。
【0005】本発明の目的は、波長400〜450nm
の青色光源のレーザ光を用いた光ディスク装置を構成し
た場合においても、光ディスクに記録した記録情報を消
去すること無く安定に再生することができる相変化光デ
ィスクおよびその再生方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる相変化光ディスクは、相変化光ディ
スクに形成されている記録層が非晶質状態にあるときの
当該記録層における光の吸収率が70%以下であること
を特徴とする。また、この場合、好ましくは、前記記録
層が結晶状態にあるときの反射率が3%以上15%以下
であることを特徴とする。さらに、前記記録層が非晶質
状態にあるときの反射率が、前記記録層が結晶状態にあ
るときの反射率より高くする。また、記録層の直上に設
けられる誘電体層の膜厚を50nm以下とする。
【0007】また、本発明の光ディスクの再生方法で
は、前記本発明の光ディスクに対し、再生光として波長
400〜450nmのレーザ光を用い、かつ前記レーザ
光のレーザパワーを0.5mW以上0.9mW以下とす
ることを特徴とする。
【0008】本発明では、青色光源に対する記録層の吸
収率を70%以下としているので、再生レーザ光照射時
の記録層の昇温量を抑制することが可能である。また、
記録層が結晶状態にある時の反射率を3%以上、15%
以下としているので、十分な再生信号振幅を得るととも
に、光ヘッドでのフォーカスやトラッキングのサーボ動
作を安定に保持することが可能である。さらに、記録層
上の第4誘電体層の膜厚を50nm以下とすることで、
記録層から反射層への熱の放熱性を高めることが可能で
ある。また、情報の再生時は、レーザ光のパワーを0.
5〜0.9mWとすることにより、レーザノイズの上
昇、再生信号振幅の低下を防ぐとともに、記録層での結
晶化を確実に防止することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の相変
化光ディスクを説明するための図であり、光ディスク1
1の断面構造を拡大図示するように、透明基板1の表面
には同心円または螺旋状の案内溝12が形成されてお
り、この透明基板1の表面上に第1誘電体層2、第2反
射層3、第3誘電体層4、記録層5、第4誘電体層6、
反射層7が順に積層されている。前記基板1としてポリ
カーボネートが用いられ、前記案内溝の半径方向のピッ
チ(トラックピッチ)は1.0μmにされる。また、前
記第1誘電体層2としてZnS−SiO2 を30nm、
第2誘電体層3としてSiO2 を90nm、第3誘電体
層4としてZnS−SiO2 を20nm、記録層5とし
てGe2 Sb2 Te5 を13nm、第4誘電体層6とし
てZnS−SiO2 を40nm、反射層7としてAl
(アルミニウム)を120nmとし、これらは順次スパ
ッタリングにより積層される。
【0010】なお、図1において、光ディスクに対して
は、前記基板1の裏面側に光ヘッド20が対向されてお
り、レーザ光源21からの光をレンズ光学系22により
前記記録層5に集光して情報の記録、消去を行う。ま
た、前記記録層5からの反射光をビームスプリッタ23
で分離し、フォトダイオード24で受光することで情報
の再生を行っている。前記レーザ光源21としては、4
00〜450nmの青色レーザ光を出射可能なレーザ素
子が用いられる。また、前記光ヘッド20には、光ディ
スク11の前記案内溝12に対するトラッキング制御や
記録層5に対するフォーカシング制御を行う制御系が設
けられているが、この種の光ヘッドの構成は既に広く知
られているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0011】以上の構成の光ディスクにおいては、記録
層5と基板1との間に第1誘電体層2、第2誘電体層
3、第3誘電体層4を形成した三層構造の誘電体層を介
在させており、しかも第1誘電体層2の屈折率をn1、
第2誘電体層3の屈折率をn2、第3誘電体層4の屈折
率をn3としたとき、n1>n2、かつ、n3>n2の
関係を満たすことにより、記録層5が非晶質状態にある
時の屈折率との関係から、記録層5での反射率が高くさ
れ、記録層5の吸収率が低くされている。そのため、光
ヘッド20のレーザ光源として青色レーザ光源を用いた
場合に、青色レーザ光の短波長化に伴って集光スポット
サイズが赤色光源の時に比べて小さくなり、集光スポッ
トエネルギ密度が高くなったとしても、記録層5に情報
が記録された非晶質部での反射率が高くされ、その吸収
率が低くされていることにより、情報を再生するために
青色レーザ光が記録層5に照射されたときの昇温が抑制
され、記録情報が結晶化されて記録情報が消去されると
いう問題が解消されることになる。
【0012】ここで、記録層5が非晶質状態にある時の
反射率を高くしているので、大きな再生信号振幅を得る
には、記録層5が結晶状態にある時の反射率をできるだ
け低く、15%以下とすることが望ましい。しかしなが
ら、記録前の反射率が低すぎると光ヘッド20でのフォ
ーカスやトラッキングのサーボ動作が不安定になるの
で、記録層5が結晶状態にある時の反射率は最低でも3
%以上であることが望ましい。また、記録層5が非晶質
状態にある時の吸収率を低くして再生レーザ光による記
録層5の昇温を抑制することは可能であるが、記録層5
の上層に隣接する第4誘電体層の膜厚が厚すぎると、記
録層5から反射層7への熱の逃げが悪くなり、記録層4
の昇温量が増大する要因となるので、第4誘電体層の膜
厚は50nm以下とすることが望ましい。さらに、情報
の再生時は、レーザ光のパワーを0.5〜0.9mWと
することが好ましい。レーザ光のパワーを0.5mW以
上としているのは、レーザノイズの上昇、再生信号振幅
の低下を防ぐためであり、一方、再生レーザ光が高すぎ
ると記録層5での結晶化が生じ情報が失われてしまうの
で、レーザ光は0.9mW以下とすることが望ましい。
【0013】因みに、前記光ディスク11においては、
記録層5が非晶質状態にある時の記録層5の吸収率Aa
は55%、記録層5が結晶状態にある時の反射率Rcは
10%であった。前記光ディスク11を線速5m/sで
回転し、波長660nm、レンズ光学系22の対物レン
ズの開口数NAが0.6の光ヘッドを用いて記録を行な
い、波長430nm、対物レンズの開口数NAが0.6
の光ヘッドを用いて再生を行なった。光ディスク11の
案内溝12間に構成されるランド部に1MHz、デュー
ティ(duty)=50%の信号を記録した後、再生パワー
0.6mWで信号を繰り返し再生し、キャリアおよびノ
イズの変化を調べた。その結果、図2に示すように、1
0万回再生後もキャリアの低下やノイズの上昇はなく、
記録膜の結晶化が生じなかった。
【0014】また、前記光ディスクと同じ構成の相変化
光ディスクを用い、ディスクを線速5m/sで回転し、
波長660nm、対物レンズの開口数NAが0.6の光
ヘッドを用いて記録を行ない、波長430nm、対物レ
ンズの開口数NAが0.6の光ヘッドを用いて再生を行
なった。ランド部に1MHz、duty=50%の信号を記
録した後、異なる再生パワで信号を再生し再生パワとC
/Nの関係を調べた。図3に示すように、再生パワーが
0.5mW以下ではC/Nが低下したことが確認され
た。
【0015】本発明の他の実施形態として、光ディスク
11の基板1としてポリカーボネートを用い、第1誘電
体層2としてZnS−SiO2 を30nm、第2誘電体
層3としてSiO2 を80nm、第3誘電体層4として
Zn−SiO2 を140nm、記録層5としてGe2
2 Te5 を14nm、第4誘電体層6としてZnS−
SiO2 を50nm、反射層7としてAlを100nm
を順次スパッタリングにより積層した。トラックピッチ
は前記実施形態と同様に1.0μmとした。この光ディ
スクでは、記録層5が非晶質状態にある時の吸収率Aa
は70%、記録層5が結晶状態にある時の反射率Rcは
7%であった。また、この光ディスクに対し、再生1回
目のキャリアC1と再生10万回目のキャリアC2との
差と再生パワーの関係を調べたところ、図4に示すよう
に、再生パワーが0.9mWを越えるとキャリアの低下
が生じたことが確認された。
【0016】以上の実施形態を含め、本発明者の検討に
よれば、記録層が非晶質状態にあるときの吸収率を70
%以下にすることでその目的が達成でき、かつ好ましく
は、記録層が結晶状態にあるときの吸収率を3%以上1
5%以下にすることが好ましいことが確認された。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、記録層
が非晶質状態にあるときの光の吸収率を70%以下とす
ることにより、青色レーザ光を用いて情報の再生を行う
場合でも、記録層における昇温を抑制し、非晶質部の結
晶化が防止でき、青色レーザ光を用いて情報の再生を安
定に行なうことが可能となる。また、記録層が結晶状態
にある時の反射率を3%以上、15%以下としているの
で、十分な再生信号振幅を得るとともに、光ヘッドでの
フォーカスやトラッキングのサーボ動作を安定に保持す
ることが可能となる。さらに、記録層上の直上の誘電層
の膜厚を50nm以下とすることで、記録層から反射層
への熱の放熱性を高めることが可能である。また、情報
の再生時は、レーザ光のパワーを0.5〜0.9mWと
することにより、レーザノイズの上昇、再生信号振幅の
低下を防ぐとともに、記録層での結晶化を確実に防止す
ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る相変化光ディスクの構成を示す図
である。
【図2】本発明に係る相変化光ディスクについて、再生
回数とキャリヤ、ノイズの関係を示す図である。
【図3】本発明に係る相変化光ディスクについて、再生
パワとキャリヤ、ノイズの関係を示す図である。
【図4】本発明に係る相変化光ディスクについて、再生
パワとキャリヤの変化の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 基板 2 第1誘電体層 3 第2誘電体層 4 第3誘電体層 5 記録層 6 第4誘電体層 7 反射層 11 光ディスク 12 案内溝 20 光ヘッド 21 レーザ光源 22 レンズ光学系 23 ビームスプリッタ 24 フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/00 636 G11B 7/00 636Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長400〜450nmのレーザ光を用
    いて、情報の記録、消去、再生を行なう相変化光ディス
    クであって、前記相変化光ディスクに形成されている記
    録層が非晶質状態にあるときの当該記録層における光の
    吸収率が70%以下であることを特徴とする相変化光デ
    ィスク。
  2. 【請求項2】 前記記録層が結晶状態にあるときの反射
    率が3%以上15%以下であることを特徴とする請求項
    1記載の相変化光ディスク。
  3. 【請求項3】 前記記録層が非晶質状態にあるときの反
    射率が、前記記録層が結晶状態にあるときの反射率より
    高いことを特徴とする請求項2記載の相変化光ディス
    ク。
  4. 【請求項4】 基板上に、第1誘電体層、第2誘電体
    層、第3誘電体層、前記記録層、第4誘電体層、反射層
    が順に形成された相変化光ディスクであって、前記第1
    誘電体層の屈折率n1、第2誘電体層の屈折率n2、第
    3誘電体層の屈折率n3が、n1>n2、かつ、n3>
    n2の関係を満たすことを特徴とする請求項1ないし3
    のいずれかに記載の相変化光ディスク
  5. 【請求項5】 前記第4誘電体層の膜厚が50nm以下
    であることを特徴とする請求項4記載の相変化光ディス
    ク。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし4に記載の相変化光ディ
    スクに対して記録した情報を再生する再生方法であっ
    て、再生光として波長400〜450nmのレーザ光を
    用い、かつ前記レーザ光のレーザパワーを0.5mW以
    上0.9mW以下とすることを特徴とする相変化光ディ
    スクの再生方法。
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