(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。　【選択図】　図１
2004006045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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、
　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、
　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相変化光ディスク。
【請求項２】
　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請求項１に記載の相変化光ディスク。
【請求項３】
　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１〜２に記載の相変化光ディスク。
【請求項４】
　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１〜３に記載の相変化光ディスク。
【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１〜５に記載の相変化光ディスク。
【請求項６】
　請求項１ないし５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　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。
【背景技術】
【０００２】
　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。
【特許文献１】特開平８−６３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　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。
【発明の効果】
【０００９】
　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、録層での結晶化を確実に防止することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　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１１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。
【００１１】
　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、４００〜４５０ｎｍ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。
【００１２】
　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。
【００１３】
　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。
【００１４】
　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、１０万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。
【００１５】
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。
【００１６】
　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 Ｓｂ2 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。
【００１７】
　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１５％以下にすることが好ましいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】
【００１９】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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