(57)【要約】本発明は、少なくとも一つの面１０の側に、表面側の記録層２０と埋め込まれた記録層３０とを有し、６２０ナノメートルから６７０ナノメートルの間の波長を持つ光学的なビームによって読み取り及び記録が可能とされ、それぞれの層が６％から１２％の間の反射率を有している光学的媒体に関する。記録層のそれぞれは、誘電材料層２２，２８，３２，３８の間に挿入された相変化材料層２４，３４を備えている。ここで、誘電材料はＺｎＳ−ＳｉＯ２とされ、相変化材料はＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅとされている。
2005508561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの面（１０）に、外面の記録層（２０）及び埋設された記録層（３０）を有し、６２０〜６７０ナノメータの波長を有する光学的なビームによって読出しと記録が可能とされ、前記層のそれぞれが６％〜１２％の反射率を有している光学的媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の媒体において、
前記層のそれぞれは、誘電材料層（２２，２８，３２，３８）の間に挿入された相変化材料層（２４，３４）を備えていることを特徴とする媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の媒体において、
前記誘電材料はＺｎＳ−ＳｉＯ２とされ、前記相変化材料はＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅとされていることを特徴とする媒体。
【請求項４】
請求項３に記載の媒体において、
前記誘電体層（Ｄ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ１ｅ，Ｄ２ｅ）及び相変化材料層（ＣＰｓ，ＣＰｅ）は、前記外面の記録層ならびに前記埋設された記録層に関して、それぞれ表面から順に以下の厚さ：
Ｄ１ｓ＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｓ＝７ｎｍ±０．５ｎｍ，
Ｄ２ｓ＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
Ｄ１ｅ＝１２０ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｅ＝１７．５ｎｍ±３ｎｍ，
Ｄ２ｅ＝１２０ｎｍ±１０ｎｍ
を有していることを特徴とする媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の媒体において、
前記誘電体層（Ｄ１ｓ，Ｄ２ｓ，Ｄ１ｅ，Ｄ２ｅ）及び相変化材料層（ＣＰｓ，ＣＰｅ）は、前記外面の記録層ならびに前記埋設された記録層に関して、それぞれ表面から順に以下の厚さ：
Ｄ１ｓ＝８０ｎｍ±８ｎｍ，
ＣＰｓ＝７ｎｍ±０．５ｎｍ，
Ｄ２ｓ＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
Ｄ１ｅ＝１０００ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｅ＝１７．５ｎｍ±３ｎｍ，
Ｄ２ｅ＝４０ｎｍ±４ｎｍ。
を有していることを特徴とする媒体。
【請求項６】
請求項１に記載の媒体において、
前記記録層のそれぞれは、ヒートシンクを形成する少なくとも一つの層（２６，３９）が設けられたアモルファス転移型の相変化材料層（２４，３４）を備えていることを特徴とする媒体。
【請求項７】
請求項６に記載の媒体において、
前記埋設された層は、反射体とヒートシンクを形成する金属層（３９）を備えていることを特徴とする媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録可能な２層（２階層）記録媒体に関する。２層記録媒体とは、少なくとも一面に、２層の、つまりは２つ重ね合わされた記録領域を有する媒体のことを言う。これら２層を区別するため、上記の重ね合わされた層を「外面の」もの、ならびに「埋設された」ものであると呼ぶことにする。２層光ディスクというものは、一面タイプのものと二面タイプのものがある。このうち二面タイプのものでは、ディスクのそれぞれの面に２層を設けることができて、記録層の総数は４つとなる。
【０００２】
本発明は、オーディオ、ビデオ、ないしコンピュータのデータの記録に用いられる。
【背景技術】
【０００３】
ライタブル（書き込み可）ＤＶＤフォーマット光ディスク、さらには同じくリライタブル（再書き込み可）ＤＶＤフォーマット光ディスクが周知である。
【０００４】
これらのディスクは、相変化材料層が設けられた単一の記録層を、当該ディスクの一方の面ないし両方の面に備えている。この記録層は、例えば、書き込みビームの作用下で局所的にアモルファス化できる結晶性材料層である。書き込みビームをデジタル信号に従って変調させることで、相変化層内に一続きに連なるアモルファス材料領域と結晶性材料領域とを形成することができる。この連続した領域は、信号の符号化（コーディング）に対応しており、このようにして信号は材料内に書き込まれる。材料の相転移は、書き込みビームの作用下で層が局所的に加熱されることで引き起こされる。相変化層の再結晶化が可能な温度まで加熱することで、記録されたデータを消去可能にするような使い方が可能となる。
【０００５】
記録された信号を連続して読み出すには、記録層上の連続した領域を走査することによって行う。読み出しを行うには、材料がアモルファス相にあるときの材料の反射率特性と、材料が結晶相にあるときの反射率特性とが異なっていることが要求される。読み出しビームを上記層に焦点合わせすることによって走査を行い、同時に、反射される光の強度を測定する。
【０００６】
ディスクを記録できるようにする読み取り／書き込みユニットには、半導体レーザが設けられており、書き込みビームは、このレーザから提供される。この半導体レーザは、赤色光、つまり波長が６５０ｎｍ付近にある光を放出するダイオードとされている。
【０００７】
上記ディスクの記憶容量を増やすためにディスク内において２つの記録層を積層することが考え出された。この点に関しては、特許文献１乃至９が参考になるであろう。これらの参考文献は、後の方に明記されている。とりわけ、特許文献８，９は、可逆記録技術に関するものである。
【０００８】
２層ディスクは、記録する問題があり、さらには、及びもつかない程度であるが読み出しの問題もある。これらの問題は、外面の層の透明さに限界があって、それが埋設された層にアクセスする際の妨げになっているという事実から来ている。
【０００９】
もう一つの問題は、相変化層があまりにもゆっくりと冷めるために、アモルファスになるべき領域が制御の効かないまま結晶化してしまう事態が起こりかねないという事実に起因している。
【００１０】
通常用いられている波長とは異なる記録波長が選択されれば、現在使われている読み出し／記録ユニットに上記の２層記録ディスクが対応できないという新たな問題が生じてくる。こういった非互換性の影響は、一般大衆向けのユニットにとっては殊更やっかいである。
【特許文献１】
米国特許第６０３０６７８号明細書
【特許文献２】
米国特許第５９９３９３０号明細書
【特許文献３】
米国特許第５８２８６４８号明細書
【特許文献４】
米国特許第４０９００３１号明細書
【特許文献５】
米国特許第４２１９７０４号明細書
【特許文献６】
米国特許第３９４６３６７号明細書
【特許文献７】
米国特許第４４５０５５３号明細書
【特許文献８】
米国特許第４９０５２１５号明細書
【特許文献９】
米国特許第６１４３４２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上述の限界を持たない２層タイプの記録媒体、特に２層タイプのディスクを提供することにある。
【００１２】
一つの課題は、特に、既存のユニットにおける書き込みと読み取りの波長に対応できる媒体を提供することにある。
【００１３】
また、一つの課題は、速くそして信頼性の高い記録を行い、良好な連続性の恩恵が得られる媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、とりわけ光学的媒体（オプティカルメディア）を提供し、該光学的媒体は、少なくとも一面の側に、外面の記録層と埋設された記録層とを有し、該記録層は、６２０〜６７０ナノメートルの波長を有する光学的なビーム（光ビーム）によって読み取りならびに記録が可能とされ、前記層のそれぞれが６％から１２％の反射率を有している。
【００１５】
本発明者らは、波長がおおよそ６５０ｎｍである既存のユニットを用いて、２層媒体上にデータを書き込みかつ２層媒体上でデータを読み取ることができることを実際に見出した。上述の反射率を用いれば、２２ｍＷよりも少ないパワーで媒体を記録しかつ読み取ることが実際に可能である。
【００１６】
各記録層は、一つ以上の相変化材料層を備えている。この相変化材料は、ＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、もしくはＩｎＳｂＴｅ型のカルコゲニド、ならびにテルル酸化物、もしくはセレン化物といったような材料とすることができる。これらの材料は、異なる反射率を持ったアモルファス状態及び結晶状態間の相変化特性を有している。
【００１７】
相変化材料は、磁気光学型の材料とすることもできる。この場合、相変化は、カー効果もしくはファラデー効果による光ビームの偏光の旋回特性の変化によって表される。
【００１８】
可逆な相変化特性を有するように材料が選択され、これにより、再書き込みできるようにすることが好ましい。
【００１９】
ＺｎＳ−ＳｉＯ２、又はＡｌＮ、又は同様にＳｉ３Ｎ４といったような誘電材料の層の間に、相変化材料層が挿入されることが好ましい。誘電材料層は、反射率の値を調整するのに寄与する。
【００２０】
一実施形態によれば、上記誘電材料はＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０％〜２０％）であり、上記相変化材料は、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５である。
【００２１】
アベレス形式から得られる光学シュミレーションによって、用いられる種々の材料層の厚さパラメータを決定することができる。これらのパラメータの計算には、相変化材料と誘電材料の光学的な屈折率ｎ及びｋ、さらには、場合によっては用いられることがある光学的反射体の屈折率、ならびに上記の層が設けられる熱的ないし機械的な支持体／基材の屈折率が考慮に入れられている。
【００２２】
記録層の有利な実施形態によれば、実際には、相変化層にヒートシンクを設けることもできる。ヒートシンクは、相変化層の一層迅速な冷却を保証して、寄生的に発生する結晶化を防止する。
【００２３】
本発明の他の特徴ならびに優れた点は、添付の図を参照しながら述べる以下の記載から明らかとなろう。この記載は、単なる説明として与えられるものであって、何らの限定も加えるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
添付されたただ一の図は、記録媒体として用いることができる本発明による光ディスクの概略的な断面図である。分かりやすくするため、図の異なる部分は、統一的なスケールによっては描かれていないことをはっきり述べておく。
【００２５】
図のディスクは、読み出し面１０から順に、第１の媒体基板１２、第１の記録層２０、透明な接着中間層１４、第２の記録層３０、及び第２の媒体基板１６から形成されている。媒体基板は、通常、光ディスクを製造するために用いられるポリカーボネート基板とされている。この媒体基板は、書き込み及び読み出しビームに対して第１の基板が透明のままであれば、何か別の材料に置き換えてもかまわない。
【００２６】
図示しないが、光ディスクは、第１の面１０の反対側に、もう一つ別の面を介してアクセスできるさらに別の２つの記録層を有していてもよい。もっとも、図のディスクは、単一の面を有する２層ディスクである。
【００２７】
第１の記録層２０は、ここでもまた再び「外面の層」と呼ぶことにするが、第１の基板１２から順に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２からなる第１の誘電体層２２、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５相変化層２４、ＺｎＳ−ＳｉＯ２耐熱層２５、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）等のヒートシンク層２６、そして第２のＺｎＳ−ＳｉＯ２誘電体層２８から構成されている。
【００２８】
耐熱層及びヒートシンク層は、必ずしも必要ではない。しかしながら、これらの層は、相変化層に書き込みビームによる加熱が施されたときに、当該相変化層を急速に冷却してくれる。急速な冷却が行われると、アモルファス転移層の場合、つまりは、データを書き込むために局所的にアモルファスが形成される結晶層の場合、如何なる寄生的な未制御の再結晶化も防ぐことができる。
【００２９】
前にも指摘したように、相変化層材料ならびに誘電体層は、相変化特性もしくは誘電体特性を有する他の材料に置き換えることができる。しかしながら、第１の層のための材料は、当該材料の成分や厚さの点に関して、これら材料に照射される光の一部成分を通過させるように選択されている。この外面の記録層は、半透明であるとみなされる。
【００３０】
埋設された記録層は、同じ層から概略構成されている。図示された実施形態では、埋設された記録層は、第１のＺｎＳ−ＳｉＯ２誘電体層３２、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５相変化層３４、第２のＺｎＳ−ＳｉＯ２誘電体層３８、そして反射体層３９から構成されている。埋設された記録層における反射率は、上記反射体層によって増加させることができる。この反射体層は、例えばヒートシンクとしても使うことができるアルミニウム層である。埋設された層であるため、反射体層３９は不透明でもよい。
【００３１】
本発明によれば、記録層２０，３０は、各々、８％〜１２％の反射率を有している。この反射率は、層の光学的な屈折率及び／又は層の厚さを適合させることで調整できる。
【００３２】
実施例として、結晶化された相変化材料に関し、光学的な屈折率がｎ＝３．８及びｋ＝４であるとし、誘電材料はｎ＝２．０５及びｋ＝０であるとし、ポリカーボネートはｎ＝１．５及びｋ＝０等とし、上記層の厚さを計算する。
【００３３】
ここで考察する特殊な一実施例では、誘電体層ならびに相変化材料層は、外面の層及び埋設された層に関してそれぞれ表面から順に以下の厚さを有する：
Ｄ１ｓ（２２）＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｓ（２４）＝７ｎｍ±０．５ｎｍ，
Ｄ２ｓ（２８）＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
Ｄ１ｅ（３２）＝１２０ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｅ（３４）＝１７．５ｎｍ±３ｎｍ，
Ｄ２ｅ（３８）＝１２０ｎｍ±１０ｎｍ。
【００３４】
上に示された値を用いると、１０％の反射率が得られる。この実施例では、アルミニウム層３９が１２０ｎｍの厚さを有していること、そして、接着層が厚さ５０μｍを±５μｍ以内で有していることを明記しておく。
【００３５】
書き込みのパワーＰｗならびに消去のパワーＰｅは、それぞれ、埋設された層に関してはＰｗ＝１９ｍＷならびにＰｅ＝１０ｍＷ、そして、外面の層に関してはＰｗ＝１２ｍＷならびにＰｅ＝６ｍＷである。読み出しの信号対ノイズ比は、外面の層と埋設された層とに対して大体４８ｄＢと５０ｄＢとが得られる。
【００３６】
他の実施例によれば、８％の反射率に対して最適化すると、材料は全て必ず同じとして、以下の値を得る：
Ｄ１ｓ（２２）＝８０ｎｍ±８ｎｍ，
ＣＰｓ（２４）＝７ｎｍ±０．５ｎｍ，
Ｄ２ｓ（２８）＝１００ｎｍ±１０ｎｍ，
Ｄ１ｅ（３２）＝１０００ｎｍ±１０ｎｍ，
ＣＰｅ（３４）＝１７．５ｎｍ±３ｎｍ，
Ｄ２ｅ（３８）＝４０ｎｍ±５ｎｍ。
【００３７】
この第２の実施例では、反射層３９は、厚さが１００ｎｍのアルミニウム層であり、接着層は、常に大体厚さ５０μｍ±５μｍ程度を有している。
【００３８】
図のディスクは、基板１２，１６上にそれぞれ第１ならびに第２の記録層２０，３０からなる層を順に堆積させることで得られる。記録層２０，３０が設けられた上記基板は、続いて接着層１４を介して組み合わされる。
【００３９】
符号４０は、読み出し／書き込み装置の集束レンズを指す。そのため、前記レンズは、上記記録媒体の一部とはされていない。このレンズを用いると、書き込みビーム（もしくは消去ビーム）又は読み出しビームを、上記複数記録層の一つの相変化層の一つに選択的に集束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】記録媒体として用いることができる本発明による光ディスクの概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・面
１２・・・第１の媒体基板（基板）
１４・・・中間層（接着層）
１６・・・第２の媒体基板（基板）
２０・・・第１の記録層（外面の記録層／層）
２２，２８，３２，３８・・・誘電体層（誘電材料層）
２４，３４・・・相変化材料層（相変化層）
３０・・・第２の記録層（埋設された記録層／層）
３９・・・反射体層（ヒートシンク）
【国際公開パンフレット】
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2005508561.tif 000015
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2005508561.tif 000018
【国際調査報告】
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