JP3360542B2 - 光学的情報記録媒体 - Google Patents

光学的情報記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
高密度に情報を記録・再生消去する光学的情報記録媒体
に関するものである。
【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進んでいる。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換型に
分類される。追記型、書換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
用されている。再生専用型においては、ＣＤ−ＲＯＭに
代表される出たファイルが急速に普及し、パーソナル分
野での高密度記録用媒体として使用されている。また、
このＣＤ−ＲＯＭの大容量性に着目して、ＭＰＥＧ２な
どの画像圧縮技術を用いて、画像データを含むマルチメ
ディアファイルとしての応用が検討されている。この用
途では、現行のＣＤ−ＲＯＭ容量である６５０ＭＢ／デ
ィスクの容量では不十分であり、現行の４倍から８倍程
度の大容量化が検討されている。一方、レーザディスク
に代表される再生専用民生向け画像ファイルでは、高品
質ハイビジョンをＣＤサイズに収めようという規格化が
進んでおり、ＤＶＤとしての製品化が検討されている。
しかしながら、画質も考慮した録画時間は決して十分で
あるとは言えず、こちらでも高密度化が重要なテーマと
なっている。
【０００３】追記型光ディスクでは、記録した情報が安
定に保存できるというメリットを最大限に利用した応用
分野で、一定の市場を確保している。この用途において
も、スケールメリットを活かすという意味で、大容量
化、高密度化は重要な検討課題であることは言うまでも
ない。
【０００４】書換型光ディスクには、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、外部磁気が不要で、かつ、オーバライ
トが容易にできることから、今後、光磁気ディスクとと
もに、書換型光ディスクの主流になることが期待されて
いる。光磁気ディスクでは、第一世代の装置の４倍容量
機の製品化が検討されており、技術的には８倍容量以上
が可能であることが示されている。（例えば、Honma e
t.al:SPIE,Vol.2338,p314) また、相変化型光ディスク
でも、光磁気の４倍容量相当の製品規格や、小型大容量
ビデオディスクレコーダとしての応用を念頭においた試
作機開発（例えば、大久保ほか：第７回相変化光記録研
究会シンポジウム予稿集，ｐ４８、松井ほか：第７回相
変化光記録研究会シンポジウム予稿集，ｐ５４）が提案
されている。ここでも、大容量化、高密度化は重要なキ
ーワードとなっている。
【０００５】再生専用型では、基板上にあらかじめ射出
成形で作成した凹凸ピット上に、Ａｌ合金系の金属反射
膜を成膜し、再生に使用している。追記型では、Ｔｅや
Ｂｉ、Ｓｅ、Ｓｎなどの低融点金属の合金あるいは使用
するレーザ波長において、吸収特性を有する色素材料を
基板上に薄く塗布した媒体が使用される。書換型では、
光磁気ディスクにおいては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏな
どの希土類金属と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの遷移金属の
合金薄膜をＳｉＮなどの透明保護膜で挟み込んだ媒体構
成が採用され、相変化型光ディスクでは、ＧｅＳｂＴｅ
やＩｎＳｂＴｅなどのカルコゲナイド系薄膜が記録膜と
して使用される。相変化型光ディスクの記録膜には、他
にも、ＩｎＳｅ系、ＩｎＴｅ系、ＡｓＴｅＧｅ系、Ｔｅ
Ｏｘ−ＧｅＳｎ系、ＴｅＳｅＳｎ系、ＳｂＳｅＢｉ系、
ＢｉＳｅＧｅ系などが用いられる。ここで、述べた薄膜
は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や、スピン塗布法で成膜され
る。
【０００６】ところで、前記した再生専用型、追記型、
書換型の各光ディスクでは、いずれも剛性のある基板上
に凹凸ピット、追記型記録膜、光磁気記録膜、あるいは
相変化記録膜を形成したディスク構成となっている。従
来、光ディスクでは、このように、再生専用型、追記
型、書換型があるが、再生専用型では凹凸ピット列自体
にトラッキングをかけて連続して信号を再生する方法が
とられている。また、追記型ならびに書換型では、通
常、あらかじめ剛性基板上に形成されたトラッキング用
の案内溝を利用してトラッキングをかけて記録再生をお
こなう方式が採用されている。このように従来より光デ
ィスクにおいては、記録再生消去をおこなうために、集
光レーザビームをトラッキングする案内溝があらかじめ
形成された基板を使用していた。このような光ディスク
において高密度記録をおこなう最も有効な方法の一つ
は、トラック密度を高めることであり、使用するレーザ
光の波長を短くするとともに案内溝の幅を狭くすること
が検討されている。例えば、波長８３０ｎｍのレーザ光
を使用する場合１．３〜１．６μｍのトラックピッチを
有する基板が使用されてきたが、波長６８５ｎｍのレー
ザ光に対しては０．９〜１．２μｍのトラックピッチの
基板採用が検討されている。
【０００７】このような光ディスクにおいて、高密度の
記録をおこなうためには、更なる狭トラック記録が望ま
れているが、トラック幅を狭くした場合、特に光学的に
みたトラッキング用の溝幅が使用されるレーザ波長の１
／２以下になると、溝斜面の両端間に許容される光の振
動モードが制限されるために、溝の内部へのレーザ光の
進入が極端に困難となる。このため、トラッキング特性
が大幅に劣化するとともに、溝中への信号記録、信号再
生が非常に難しくなる。よって、実質上、狭トラック基
板が使用できないという大きな課題があった。
【０００８】本発明の目的は上記の欠点を解決し、光デ
ィスクの高密度記録再生消去特性を確保する新規な光学
的情報記録媒体を提供することにある。本発明では、基
板と、その上に形成された高屈折率を有する部材と記録
部材が用いられ、優れた高密度記録再生消去特性を持つ
光学的情報記録媒体が得られる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報記録
媒体は、表面が平坦な透明基板上に、前記透明基板より
も屈折率が高い高屈折率層を有し、この高屈折率層に形
成されたトラッキング用案内溝の幅をＷとし、前記高屈
折率層の屈折率をｎa としたとき、 Ｗ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記案内溝幅Ｗ、高屈折率層の屈折率ｎ
a を設定したことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の光学的情報記録媒体は、表
面が平坦な透明基板上に、前記透明基板よりも屈折率が
高い高屈折率層を有し、この高屈折率層に形成された凹
凸ピットの幅をＷp とし、前記高屈折率層の屈折率をｎ
a としたとき、 Ｗp ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記凹凸ピット幅Ｗp 、高屈折率層の屈
折率ｎa を設定したことを特徴とする。
【００１１】なお、従来より、基板上に基板に比べて屈
折率が高い高屈折率部材を形成することは知られてい
る。例えば、特開平６−１５０４４１号公報には、基板
上に相転移によって光学定数が変化する材料層を形成し
た光記録媒体が示されている。しかしながら、この媒体
では、トラッキング用案内溝は使用されておらず、この
材料層にあとから光学定数変化を起こしてこれをトラッ
キングに使用するというものであり、高密度化にはほと
んど貢献しない。また、特開平５−２６６５１４号公報
には、基板上に高屈折率層を設けた光記録媒体が示され
ている。ここでは、記録膜に基板と屈折率が近接した高
分子系の材料を使用しているので、トラッキングエラー
低減を補完する目的で、高屈折率層を設けている。特開
平５−１９８０２２号公報、特開平５−１９８００２号
公報、特開平５−１９８０２１号公報には、基板上に高
屈折率の干渉層を設けた光記録媒体が示されている。こ
こで、この干渉層は文字通り光磁気記録膜のカー回転角
を光学干渉により増大する目的で形成されたものであ
る。
【００１２】一方、特開昭６３−２２５９４５号公報に
は、Ｖ字型溝を有する基板上に高屈折率の透明膜を施し
た光磁気ディスクが記載されているが、これも、前記３
つの発明と同様、光磁気ディスクの光学干渉増強用の透
明膜である。さらに、特開昭６３−２９３４１号公報に
は、透明基板上に高屈折率薄層を形成した情報担体ディ
スクが示されている。ここでは、記録消去時の熱変形を
防止するためにこの薄膜を設けており、高密度化とは異
なる観点での薄膜採用となっている。また、特公昭６１
−３０３２９号公報には、基体の溝を基体と異なる屈折
率の材料によって埋め込んで平坦化した光学的メモリ媒
体が提案されている。ここでは、基体の光学的欠陥を除
去し、トラッキング特性や信号特性を改善することを目
的としており、平坦化のための材料として液状プラスチ
ックが使用される。このように、従来より、基板上に基
板に比べて屈折率が高い高屈折率部材を形成することは
知られているが、本発明のように高密度化を主目的と
し、高密度化に伴う狭トラック時の記録消去再生を容易
にすることは困難である。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明を追記型の光ディスク
に適用した実施形態の模式断面図である。同図のよう
に、透明基板１と、前記透明基板１上に形成された高屈
折率層２と、前記高屈折率層２に形成されたトラッキン
グ用案内溝３と、前記高屈折率層２上に形成された記録
層４を有している。この記録層４としては、ＴｅやＢ
ｉ，Ｓｅ，Ｓｎなどの低融点金属の合金材料あるいは使
用するレーザ波長において吸収特性を有する色素材料を
高屈折率層２上に薄く塗布した構成とされる。ここで、
前記トラッキング用案内溝３の幅をＷとし、前記高屈折
率層２の屈折率をｎa としたとき、 Ｗ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記トラッキング用案内溝幅Ｗ、高屈折
率層の屈折率ｎa を設定している。
【００１４】この光ディスクによれば、集光レーザビー
ムをトラッキングする案内溝３を高屈折率層２に形成す
ることにより、従来、光学的にみたトラッキング用案内
溝３の溝幅が使用されるレーザ波長の１／２以下になっ
たときに発生していた案内溝３内部へのレーザ光の進入
制限を緩和でき、狭トラックの形成によって生じていた
トラッキング特性劣化、溝中への信号記録、信号再生特
性不足を解決することが可能になる。これにより、高密
度化に優れた高密度記録再生消去特性を持つ光学的情報
記録媒体が得られ、高密度記録再生が可能となる。
【００１５】すなわち、一定幅を有する溝に光を照射し
た場合の、光の振る舞いを詳細に解析すると、光の電場
の振動方向が溝に平行のＴＥモードの場合、溝幅が光の
波長の１／２以下となると、溝の両端が電場分布を制限
する形に働くために、溝間に一定の強度を有する電場分
布が存在できなくなる。そこで、レーザ光が案内溝に入
射する側の媒質の屈折率を高く設定することにより、光
の波長を実効的に短くする。これは、高屈折率材質中に
おける光の基本的な振る舞いをもとに、光記録の高密度
化に関する考察を重ねた結果得られたものである。すな
わち、屈折率ｎの媒質中の光の波長λ 0 は、真空中の波
長をλとすると、λ 0 ＝λ／ｎ となるので、例えば、波長６８０ｎｍの赤色光は、屈折
率３．０の媒質中では波長が２２７ｎｍとなる。ここ
で、溝幅２００ｎｍの案内溝を用いる場合、従来のよう
に屈折率１．５近傍の基板に溝を形成すると、波長６８
０ｎｍのレーザ光に対しては１／２波長以下の溝として
見えてしまうので、この溝中へのレーザ光進入が非常に
難しくなる。そこで、この幅の溝を屈折率３．０を有す
る材料に形成すると、波長６８０ｎｍのレーザ光に対し
ては１／２波長以上の幅となるので、この溝中へのレー
ザ光の進入は容易となる。
【００１６】なお、このメカニズムは、溝に対して平行
方向に振動するＴＥモードのレーザ光に対して生じる現
象であるが、ＲＯＭディスクや、追記型ディスク、相変
化型ディスクで使用される円偏光レーザ光においても、
円偏光はＴＥモードとこれに直交するＴＭモードの組み
合わせであるので、特性の１／２程度はこの現象の影響
を受ける。また、このことは、以下の実施形態において
説明する凹凸ピット形状が小さくなり、ピット幅が波長
の１／２以下となった場合はもとより、ピット長さが波
長の１／２以下となった場合にも同様である。
【００１７】図２は本発明を書換型の光磁気ディスクに
適用した要部の模式断面図であり、図１の構成における
記録層４として、ここでは、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏな
どの希土類金属と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの遷移金属の
合金薄膜層４１を高屈折率層４上に形成し、ＳｉＮなど
の透明保護膜層４２を前記合金薄膜層４１上に形成し、
更には、前記透明保護膜４２上にＡｌ系の金属反射層４
３を積層した構成が採用される。
【００１８】図３は書換型の相変化型光ディスクに適用
した要部の模式断面図であり、図１の構成における記録
層４として、ここでは、ＧｅＳｂＴｅやＩｎＳｂＴｅな
どのカルコゲナイド系薄膜が記録材料として使用され
る。すなわち、ＧｅＳｂＴｅ，ＩｎＳｂＴｅ，ＩｎＳｅ
系，ＩｎＴｅ系，ＡｓＴｅＧｅ系，ＴｅＯｘ−ＧｅＳｎ
系，ＴｅＳｅＳｎ系，ＳｂＳｅＢｉ系，ＢｉＳｅＧｅ系
などの相変化記録膜層５１を高屈折率層２上に形成し、
ＺｎＳ−ＳｉＯ2 などの透明保護膜層５２を前記相変化
記録膜層５１上に形成し、更には、前記透明保護膜層５
２上に反射層５３を積層し、さらに上部保護樹脂５４を
反射層５３上に塗布した構成が採用される。
【００１９】図４は再生専用型の光ディスクの模式断面
図であり、透明基板１と、前記透明基板１上に形成され
た高屈折率層２と、前記高屈折率層２に形成された凹凸
ピット６と、前記高屈折率層２上に形成された反射層７
を有する構成であり、通常、反射層７上には保護用に樹
脂８が塗布される。ここで、前記凹凸ピット６の幅をＷ
p とし、前記高屈折率層の屈折率をｎa としたとき、 Ｗp ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記凹凸ピット幅Ｗp 、高屈折率層の屈
折率ｎa を設定している。
【００２０】この光ディスクによれば、透明基板上に形
成された高屈折率層２に凹凸ピット６が形成されるの
で、光学的にみたトラッキング用の溝幅が使用されるレ
ーザ波長の１／２以下になったときに発生していた凹凸
ピット内部へのレーザ光の進入制限を緩和でき、微小幅
凹凸ピット形成によって生じていたトラッキング特性劣
化、溝中への信号記録、信号再生特性不足を解決でき、
高密度化に優れた高密度記録再生消去特性を持つ光学的
情報記録媒体が得られ、高密度記録再生が可能となる。
【００２１】なお、前記した各薄膜、すなわち記録膜、
反射膜、保護膜は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や、スピン塗布
法で成膜される。また、保護樹脂はスピン塗布あるいは
スクリーン印刷法によって形成される。
【００２２】次に、本発明の特徴である高屈折率層なら
びに案内溝、凹凸ピットの形成について、説明する。通
常、光ディスクに代表される光学的情報記録媒体では、
透明基板１にポリカーボネート、あるいはＰＭＭＡ、ポ
リオレフィン等の樹脂が使用される。これらの樹脂の屈
折率は１．５近傍である。このため、案内溝あるいは凹
凸ピットを形成する高屈折率層２の屈折率は少なくとも
１．５以上であることが要求される。特に、屈折率が大
きいほどその材料中でのレーザの波長が短くなるので、
高屈折率層を形成した効果は大きい。具体的には、高屈
折率層２としては、Ｓｉ，Ｓｉ酸化物，Ｓｉ窒化物，Ｇ
ｅ，Ｇｅ酸化物，Ｇｅ窒化物，ＺｎＳ，ＺｎＳを主成分
とする硫化物，ＺｎＳｅ，ＺｎＳｅを主成分とするセレ
ン化物，Ｓｂ2 Ｓ3 ，Ｓｂ2 Ｓ3 を主成分とする硫化
物，ＣｄＳ、ＣｄＳを主成分とする硫化物，Ｂｉ
2 Ｏ3 ，Ｂｉ2 Ｏ3 を主成分とする酸化物，ＣｅＯ2 ，
ＣｅＯ2 を主成分とする酸化物，ＺｒＯ2 ，ＺｒＯ2 を
主成分とする酸化物が使用される。ここで述べた高屈折
率層は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。
【００２３】この高屈折率層への案内溝形成ならびに凹
凸ピット形成は、従来から知られているフォトリソグラ
フィにより作製される。すなわち、高屈折率層２上にま
ずレジストをスピンコート法などで塗布する。次に、レ
ーザ露光法等によりレジストを連続または不連続に所定
の形状となるように除去する。連続案内溝の場合は、連
続にスパイラル状あるいは同心円状にレジストを除去す
る。また、凹凸ピットを形成する場合は、所望の変調信
号に沿って、レーザ露光をおこない、レジストを除去す
る。さらに、酸またはアルカリ水溶液を用いたエッチン
グ、あるいは、プラズマエッチング等を用いて、レジス
トを除去した部分をエッチングし、所望の深さと幅、長
さを持つ溝、ならびに凹凸ピットを高屈折率層に形成す
る。引き続き、残りのレジストを有機溶剤等により除去
すれば、エッチング加工した案内溝、凹凸ピットを持つ
媒体が得られる。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）図１および図２を参照して、透明基板１上
にトラッキング用案内溝３を持つ高屈折率層２を形成
し、続いて記録層４として光磁気記録膜である希土類金
属・遷移金属の合金薄膜層４１を前記高屈折率層２上に
形成し、透明保護膜層４２を前記合金薄膜層４１上に形
成し、更には、前記透明保護膜層４２上に金属反射層４
３を積層した光磁気ディスクを作成した。透明基板１に
は、直径１３０ｍｍのガラス平坦基板（板厚１．２ｍ
ｍ）を用いた。この基板上にスパッタ法により、Ｓｉの
高屈折率層２を８００ｎｍ形成し、プラズマエッチング
法により、半径３０ｍｍから６０ｍｍにわたり、溝幅
０．２μｍのトラッキング用案内溝３をスパイラル状に
形成した。トラックピッチは０．６μｍに設定した。続
いて、スパッタ法により、ＴｂＦｅＣｏ光磁気記録膜層
４１を２５ｎｍ厚に、さらにはＳｉＮ透明保護膜層４２
を２０ｎｍ厚に、更にはＡｌ金属反射層４３を８０ｎｍ
積層した。
【００２５】こうして作成された本発明に係る光磁気デ
ィスクに記録再生消去を試みた。測定には、波長６８０
ｎｍの半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。レー
ザ光の偏光方向はトラッキング案内溝に直交する方向に
電界が振動しているＴＥモードである。この使用条件で
は、波長６８０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈
折率が３．５であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×３．５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。光磁気ディスクの記録膜の磁化を一旦
一方向に着磁した後、ディスク回転数３６００ｒｐｍに
て回転させ、半径３０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の
溝にサーボをかけて８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０％）の
信号を記録した。同じトラックを再生したところ、良好
な信号再生が確認できた。
【００２６】（比較例１）比較例として、図５のよう
に、透明基板１上にトラッキング用案内溝３を持つ低屈
折率の誘電体層２Ａを形成し、続いて記録層４として光
磁気記録膜である希土類金属・遷移金属の合金薄膜層４
１を前記誘電体層２０上に形成し、透明保護膜層４２を
前記合金薄膜層４１上に形成し、更には、前記透明保護
膜層４２上に金属反射層４３を積層した光磁気ディスク
を作成した。透明基板１には、直径１３０ｍｍのガラス
平坦基板（板厚１．２ｍｍ）を用いた。この基板上にス
パッタ法により、ＳｉＯ2 誘電体層２Ａを８００ｎｍ形
成し、プラズマエッチング法により、半径３０ｍｍから
６０ｍｍにわたり、溝幅０．２μｍのトラッキング用案
内溝３をスパイラル状に形成した。トラックピッチは
０．６μｍに設定した。続いて、スパッタ法により、Ｔ
ｂＦｅＣｏ光磁気記録膜層４１を２５ｎｍ厚に、さらに
はＳｉＮ透明保護膜層４２を２０ｎｍ厚に、更にはＡｌ
金属反射層４３を８０ｎｍ積層した。
【００２７】こうして作成された光磁気ディスクに記録
再生消去を試みた。測定には、波長６８０ｎｍの半導体
レーザを搭載した光ヘッドを用いた。レーザ光の偏光方
向はトラッキング案内溝に直交する方向に電界が振動し
ているＴＥモードである。この使用条件では、波長６８
０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、低屈折率層の屈折率が１．４
５であるので、 ０．２μｍ＜６８０ｎｍ／（２×１．４５） となり、本発明の条件を満たさない。集光レンズの開口
率は０．６であった。光磁気ディスクの記録膜の磁化を
一旦一方向に着磁した後、ディスクを回転数３６００ｒ
ｐｍにて回転させ、半径３０ｍｍのトラックの０．２μ
ｍ幅の溝にサーボをかけて、８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５
０％）の信号を記録した。しかしながら、同じトラック
を再生したところ、信号再生は確認できなかった。
【００２８】（実施例２）図４を参照して、透明基板１
上に凹凸ピット６を持つ高屈折率層２を形成し、続いて
反射層７と保護樹脂８を形成した再生専用型光ディスク
を作成した。透明基板１上には、直径１２０ｍｍのガラ
ス平坦基板（板厚０．６ｍｍ）を用いた。この基板上に
スパッタ法により、Ｓｉの高屈折率層２を８００ｎｍ形
成し、プラズマエッチング法により、半径２３ｍｍから
５８ｍｍにわたり、溝幅０．２μｍの凹凸ピット列をス
パイラル状に形成した。トラックピッチは０．５５μｍ
に設定した。続いて、スパッタ法により、Ａｌ系反射膜
を１００ｎｍ厚に成膜した。さらに保護用に紫外線硬化
樹脂（ＳＤ−３０１：大日本インキ製）を約１０μｍ厚
に塗布し、紫外線照射により硬化させた。
【００２９】こうして作成された本発明に係る再生専用
光ディスクの再生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍ
の半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッド
は円偏光のレーザ光を出射するタイプである。この使用
条件では、波長６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率
層の屈折率が３．５であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×３．５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００３０】（比較例２）比較例として、図６のよう
に、透明基板１上に凹凸ピット６を持つ低屈折率の誘電
体層２Ａを形成し、続いて反射層７と保護樹脂８を形成
した再生専用型光ディスクを作成した。透明基板１に
は、直径１２０ｍｍのガラス平坦基板（板厚０．６ｍ
ｍ）を用いた。この基板上にスパッタ法により、ＳｉＯ
2 からなる低屈折率の誘電体層２Ａを８００ｎｍ形成
し、プラズマエッチング法により、半径２３ｍｍから５
８ｍｍにわたり、溝幅０．２μｍの凹凸ピット列をスパ
イラル状に形成した。トラックピッチは０．５５μｍに
設定した。続いて、スパッタ法によりＡｌ系反射層７を
１００ｎｍ厚に成膜した。さらに保護層８として紫外線
硬化樹脂（ＳＤ−３０１：大日本インキ製）を約１０μ
ｍ厚に塗布し、紫外線照射により硬化させた。
【００３１】こうして作成された再生専用ディスクの再
生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レーザ
を搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレー
ザ光を出射するタイプである。この使用条件では、波長
６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が
１．４５であるので、 ０．２μｍ＜６４０ｎｍ／（２×１．４５） となり、本発明の条件を満足しない。集光レンズの開口
率は０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓ
にて回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅
の凹凸ピットの信号再生を試みたところ、変調度の低い
信号のみが再生され、エラー率の悪い信号特性を示し
た。
【００３２】（実施例３）図１および図３を参照して、
透明基板１上にトラッキング用案内溝３を持つ高屈折率
層２を形成し、続いて記録層４として、相変化記録膜層
５１を高屈折率層４上に形成し、さらに透明保護膜層５
２を前記相変化記録膜層５１上に形成し、更には、前記
透明保護膜層５２上に反射層５３を積層し、さらに上部
保護樹脂５４を反射層５３上に塗布した構成の相変化光
ディスクを作成した。透明基板１には、直径１３０ｍｍ
のガラス平坦基板（板厚１．２ｍｍ）を用いた。この基
板上にスパッタ法により、Ｓｉの高屈折率層２を８００
ｎｍ形成し、プラズマエッチング法により、半径３０ｍ
ｍから６０ｍｍにわたり、溝幅０．２μｍのトラッキン
グ用案内溝をスパイラル状に形成した。トラックピッチ
は０．６μｍに設定した。続いて、スパッタ法により、
ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜層５１を１０ｎｍ厚に、さら
にはＺｎＳ−ＳｉＯ2 透明保護膜層５２を２０ｎｍ厚
に、更にはＡｌ反射層５３を６０ｎｍ積層した。この上
に、保護層５４として紫外線硬化樹脂（ＳＤ−３０１：
大日本インキ製）を約１０１μｍ厚に塗布し、紫外線照
射により硬化させた。
【００３３】こうして作成された本発明に係る相変化光
ディスクに記録再生消去を試みた。測定には、波長６８
０ｎｍの半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。光
ヘッドは円偏光のレーザ光を出射するタイプである。こ
の使用条件では、波長６８０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高
屈折率層の屈折率が３．５であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×３．５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。相変化光ディスクを初期化した後、線
速１２ｍ／ｓにて回転させ、半径４５ｍｍのトラックの
０．２μｍ幅の溝にサーボをかけて、１３．５ＭＨｚ
（Ｄｕｔｙ５０％）の信号を記録した。同じトラックを
再生したところ、変調度が十分確保でき、良好な信号再
生が確認できた。
【００３４】（実施例４）高屈折率層２をＧｅとした以
外は実施例１と同様の光磁気ディスクを作成し、記録再
生消去を試みた。測定には、波長６８０ｎｍの半導体レ
ーザを搭載した光ヘッドを用いた。レーザ光の偏光方向
はトラッキング案内溝に直交する方向に電界が振動して
いるＴＥモードである。この使用条件では、波長６８０
ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が４．０で
あるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×４．０） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。光磁気ディスクの記録膜の磁化を一旦
一方向に着磁した後、ディスクを回転数３６００ｒｐｍ
にて回転させ、半径３０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅
の溝にサーボをかけて、８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０
％）の信号を記録した。同じトラックを再生したとろ、
良好な信号再生が確認できた。
【００３５】（実施例５）高屈折率層２をＳｉを主成分
とする窒化物とした以外は実施例１と同様の光磁気ディ
スクを作成し、記録再生消去を試みた。窒化物はＡｒと
Ｎ2 雰囲気中でＳｉターゲットをスパッタすることによ
る反応性スパッタ法で作成した。窒化物は化学量論組成
よりも窒素欠損であり、屈折率は２．６であった。測定
には、波長６８０ｎｍの半導体レーザを搭載した光ヘッ
ドを用いた。レーザ光の偏光方向はトラッキング案内溝
に直交する方向に電界が振動しているＴＥモードであ
る。この使用条件では、波長６８０ｎｍ、溝幅０．２μ
ｍ、高屈折率層の屈折率が２．６であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×２．６） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。光磁気ディスクの記録膜の磁化を一旦
一方向に着磁した後、ディスクを回転数３６００ｒｐｍ
にて回転させ、半径３０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅
の溝にサーボをかけて、８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０
％）の信号を記録した。同じトラックを再生したとこ
ろ、良好な信号再生が確認できた。
【００３６】（実施例６）高屈折率層２をＧｅを主成分
とする窒化物とした以外は実施例１と同様の光磁気ディ
スクを作成し、記録再生消去を試みた。窒化物はＡｒと
Ｎ2 雰囲気中でＧｅターゲットをスパッタすることによ
る反応性スパッタ法で作成した。窒化物は化学量論組成
よりも窒素欠損であり、屈折率は２．９であった。測定
には、波長６８０ｎｍの半導体レーザを搭載した光ヘッ
ドを用いた。レーザ光の偏光方向はトラッキング案内溝
に直交する方向に電界が振動しているＴＥモードであ
る。この使用条件では、波長６８０ｎｍ、溝幅０．２μ
ｍ、高屈折率層の屈折率が２．９であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×２．９） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。光磁気ディスクの記録膜の磁化を一旦
一方向に着磁した後、ディスクを回転数３６００ｒｐｍ
にて回転させ、半径３０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅
の溝にサーボをかけて、８．４ＭＨｚ（Ｄｕｔｙ５０
％）の信号を記録した。同じトラックを再生したとこ
ろ、良好な信号再生が確認できた。
【００３７】（実施例７）凹凸ピット６を持つ高屈折率
層２をＳｉを主成分とする酸化膜とした以外は、実施例
２と同様の再生専用型光ディスクを作成した。酸化物は
ＡｒとＯ2 雰囲気中でＳｉターゲットをスパッタするこ
とによる反応性スパッタ法で作成した。酸化物は化学量
論組成よりも酸素欠損であり、屈折率は２．４であっ
た。次に、作成された再生専用光ディスクの再生を試み
た。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レーザを搭載し
た光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレーザ光を出
射するタイプである。この使用条件では、波長６４０ｎ
ｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が２．４であ
るので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．４） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００３８】（実施例８）凹凸ピット６を持つ高屈折率
層２をＧｅを主成分とする酸化膜とした以外は、実施例
２と同様の再生専用型光ディスクを作成した。酸化物は
ＡｒとＯ2 雰囲気中でＧｅターゲットをスパッタするこ
とによる反応性スパッタ法で作成した。酸化物は化学量
論組成よりも酸素欠損であり、屈折率は２．７であっ
た。次に作成された再生専用光ディスクの再生を試み
た。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レーザを搭載し
た光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレーザ光を出
射するタイプである。この使用条件では、波長６４０ｎ
ｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が２．４であ
るので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．７） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００３９】（実施例９）凹凸ピット６を持つ高屈折率
層２をＺｎＳとした以外は、実施例２と同様の再生専用
型光ディスクを作成した。ＺｎＳはＡｒ雰囲気中でＺｎ
Ｓターゲットをスパッタすることにより作成した。Ｚｎ
Ｓの屈折率は２．３５であった。次に、作成された再生
専用光ディスクの再生を試みた。測定には、波長６４０
ｎｍの半導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘ
ッドは円偏光のレーザ光を出射するタイプである。この
使用条件では、波長６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈
折率層の屈折率が２．３５であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．３５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００４０】（実施例１０）トラッキング用案内溝３を
持つ高屈折率層２をＺｎＳｅとした以外は実施３と同様
の構成を持つ相変化光ディスクを作成した。ＺｎＳｅは
Ａｒ雰囲気中でＺｎＳターゲットをスパッタすることに
より作成した。ＺｎＳｅの屈折率は２．５８であった。
次に、作成された相変化光ディスクに記録再生消去を試
みた。測定には、波長６８０ｎｍの半導体レーザを搭載
した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレーザ光を
出射するタイプである。この使用条件では、波長６８０
ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が２．５８
であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×２．５８） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。相変化光ディスクを初期化した後、線
速１２ｍ／ｓにて回転させ、半径４５ｍｍのトラックの
０．２μｍ幅の溝にサーボをかけて１３．５ＭＨｚ（Ｄ
ｕｔｙ５０％）の信号を記録した。同じトラックを再生
したところ、変調度が十分確保でき、良好な信号再生が
確認できた。
【００４１】（実施例１１）凹凸ピット６を持つ高屈折
率層２をＴｉＯ2 とした以外は、実施例２と同様の再生
専用型光ディスクを作成した。ＴｉＯ2 はＡｒとＯ2 雰
囲気中でＴｉＯ2 ターゲットをスパッタすることによる
反応性スパッタ法で作成した。ＴｉＯ2 の屈折率は２．
６であった。次に、作成された再生専用光ディスクの再
生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レーザ
を搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレー
ザ光を出射するタイプである。この使用条件では、波長
６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が
２．６であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．６） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００４２】（実施例１２）トラッキング用案内溝３を
持つ高屈折率層２をＳｂ2 Ｓ3 とした以外は実施例３と
同様の構成を持つ相変化光ディスクを作成した。Ｓｂ2
Ｓ3 はＡｒ雰囲気中でＳｂ2 Ｓ3 ターゲットをスパッタ
することにより作成した。Ｓｂ2 Ｓ3 の屈折率は３．０
であった。次に、作成された相変化光ディスクに記録再
生消去を試みた。測定には、波長６８０ｎｍの半導体レ
ーザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光の
レーザ光を出射するタイプである。この使用条件では、
波長６８０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率
が３．０であるので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×３．０） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。相変化光ディスクを初期化した後、線
速１２ｍ／ｓにて回転させ、半径４５ｍｍのトラックの
０．２μｍ幅の溝にサーボをかけて、１３．５ＭＨｚ
（Ｄｕｔｙ５０％）の信号を記録した。同じトラックを
再生したところ、変調度が十分確保でき、良好な信号再
生が確認できた。
【００４３】（実施例１３）トラッキング用案内溝３を
持つ高屈折率層２をＣｄＳとした以外は実施例３と同様
の構成を持つ相変化光ディスクを作成した。ＣｄＳはＡ
ｒの雰囲気中でＣｄＳターゲットをスパッタすることに
より作成した。ＣｄＳの屈折率は２．６であった。次
に、作成された相変化光ディスクに記録再生消去を試み
た。測定には、波長６８０ｎｍの半導体レーザを搭載し
た光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレーザ光を出
射するタイプである。この使用条件では、波長６８０ｎ
ｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が２．６であ
るので、 ０．２μｍ＞６８０ｎｍ／（２×２．６） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６であった。相変化光ディスクを初期化した後、線
速１２ｍ／ｓにて回転させ、半径４５ｍｍのトラックの
０．２μｍ幅の溝にサーボをかけて、１３．５ＭＨｚ
（Ｄｕｔｙ５０％）の信号を記録した。同じトラックを
再生したところ、変調度が十分確保でき、良好な信号再
生が確認できた。
【００４４】（実施例１４）凹凸ピット６を持つ高屈折
率層２をＢｉ2 Ｏ3 とした以外は、実施例２と同様の再
生専用型光ディスクを作成した。Ｂｉ2 Ｏ3 はＡｒとＯ
2 雰囲気中でＢｉ2Ｏ3 ターゲットをスパッタすること
による反応性スパッタ法で作成した。Ｂｉ2Ｏ3 の屈折
率は２．４５であった。次に、作成された再生専用光デ
ィスクの再生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍの半
導体レーザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円
偏光のレーザ光を出射するタイプである。この使用条件
では、波長６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の
屈折率が２．４５であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ（２×２．４５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００４５】（実施例１５）凹凸ピット６を持つ高屈折
率層２をＣｅＯ2 とした以外は、実施例２と同様の再生
専用型光ディスクを作成した。ＣｅＯ2 はＡｒとＯ2 雰
囲気中でＣｅＯ2 ターゲットをスパッタすることによる
反応性スパッタ法で作成した。ＣｅＯ2 の屈折率は２．
２５であった。次に、作成された再生専用光ディスクの
再生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レー
ザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレ
ーザ光を出射するタイプである。この使用条件では、波
長６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が
２．２５であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．２５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
改定させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００４６】（実施例１６）凹凸ピット６を持つ高屈折
率層２をＺｒＯ2 とした以外は、実施例２と同様の再生
専用型光ディスクを作成した。ＺｒＯ2 はＡｒとＯ2 雰
囲気中でＺｒＯ2 ターゲットをスパッタすることによる
反応性スパッタ法で作成した。ＺｒＯ2 の屈折率は２．
１５であった。次に、作成された再生専用光ディスクの
再生を試みた。測定には、波長６４０ｎｍの半導体レー
ザを搭載した光ヘッドを用いた。光ヘッドは円偏光のレ
ーザ光を出射するタイプである。この使用条件では、波
長６４０ｎｍ、溝幅０．２μｍ、高屈折率層の屈折率が
２．１５であるので、 ０．２μｍ＞６４０ｎｍ／（２×２．１５） となり、本発明の条件を満たす。集光レンズの開口率は
０．６に設定された。ディスクを線速４．８ｍ／ｓにて
回転させ、半径４０ｍｍのトラックの０．２μｍ幅の凹
凸ピットの信号再生を試みたところ、良好な信号再生が
確認できた。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学的情
報記録媒体は、表面が平坦な透明基板上に形成されて、
前記透明基板よりも屈折率の高い高屈折率層にトラッキ
ング用案内溝あるいは凹凸ピットが形成されるので、溝
幅あるいはピット幅や長さがレーザの波長の１／２以下
に短くなった場合に、有効となる。すなわち、本発明で
は、集光レーザビームをトラッキングする案内溝部分あ
るいは凹凸ピット部分に高屈折率材料を使用することに
より、従来、光学的にみたトラッキング用の溝幅が使用
されるレーザ波長の１／２以下になったときに発生して
いた溝あるいは凹凸ピット内部へのレーザ光の進入制限
を緩和でき、狭トラックあるいは微小幅凹凸ピット形成
によって生じていたトラッキング特性劣化、溝中への信
号記録、信号再生特性不足を解決できるという優れた効
果がある。これにより、高密度化に優れた高密度記録再
生消去特性を持つ光学的情報記録媒体が得られ、高密度
記録再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の模式断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の要部の模式断面図で
ある。
【図３】本発明の第３の実施形態の要部の模式断面図で
ある。
【図４】本発明の第４の実施形態の模式断面図である。
【図５】本発明における比較例１の構成を示す模式断面
図である。
【図６】本発明における比較例２の構成を示す模式断面
図である。
【符号の説明】
１ 透明基板 ２ 高屈折率層 ２Ａ 低屈折率層 ３ トラッキング用案内溝 ４ 記録層 ６ 凹凸ピット ７ 反射層 ８ 樹脂 ４１ 合金薄膜層 ４２ 透明保護層 ４３ 金属反射層 ５１ 相変化記録膜層 ５２ 透明保護膜層 ５３ 反射層 ５４ 上部保護樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−162575（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−85503（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226528（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−93812（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−235640（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−102083（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/24 G11B 11/105

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 真空中での波長がλのレーザ光の照射に
    より情報の記録再生消去を行う光学的情報記録媒体にお
    いて、前記レーザ光が透過可能で表面が平坦な透明基板
    と、前記透明基板上に形成されて前記透明基板よりも屈
    折率が高い高屈折率層と、前記高屈折率層に形成された
    トラッキング用案内溝と、前記高屈折率層上に形成され
    た記録層を有し、前記トラッキング用案内溝の幅をＷと
    し、前記高屈折率層の屈折率をｎa としたとき、 Ｗ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記案内溝幅Ｗ、高屈折率層の屈折率ｎ
    a を設定したことを特徴とする光学的情報記録媒体。
  2. 【請求項２】 前記記録層が、Ｔｅ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｓｎ
    のうちいずれかの低融点金属の合金材料あるいは使用す
    るレーザ波長において吸収特性を有する色素材料からな
    る追記型の光ディスクとして構成されてなる請求項１記
    載の光学的情報記録媒体。
  3. 【請求項３】 前記記録層が、Ｔｂ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ
    のうちいずれかの希土類金属と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのう
    ちいずれかの遷移金属からなる合金薄膜層からなる書換
    型の光磁気ディスクとして構成されてなる請求項１記載
    の光学的情報記録媒体。
  4. 【請求項４】 前記記録層が、ＧｅＳｂＴｅ，ＩｎＳｂ
    Ｔｅ，ＩｎＳｅ系，ＩｎＴｅ系，ＡｓＴｅＧｅ系，Ｔｅ
    Ｏｘ−ＧｅＳｎ系，ＴｅＳｅＳｎ系，ＳｂＳｅＢｉ系，
    ＢｉＳｅＧｅ系からなる相変化型光ディスクとして構成
    されてなる請求項１記載の光学的情報記録媒体。
  5. 【請求項５】 真空中での波長がλのレーザ光の照射に
    より情報の再生を行う光学的情報記録媒体において、前
    記レーザ光が透過可能で表面が平坦な透明基板と、前記
    透明基板上に形成されて前記透明基板よりも屈折率が高
    い高屈折率層と、前記高屈折率層に形成された凹凸ピッ
    トと、前記高屈折率層上に形成された反射層を有し、前
    記凹凸ピットの幅をＷp とし、前記高屈折率層の屈折率
    をｎａとしたとき、 Ｗp ＞λ／（２×ｎa ） となるように、前記凹凸ピット幅Ｗp 、高屈折率層の屈
    折率ｎa を設定したことを特徴とする光学的情報記録媒
    体。
  6. 【請求項６】 前記高屈折率層が、Ｓｉ、Ｓｉを主成分
    とするＳｉの酸化物、Ｓｉを主成分とするＳｉの窒化
    物、Ｇｅ、Ｇｅを主成分とするＧｅの酸化物、Ｇｅを主
    成分とするＧｅの窒化物、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＴｉＯ
    2 、Ｓｂ2 Ｓ3 、ＣｄＳ、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、Ｚｒ
    Ｏ2 のいずれか、またはこれらを主成分とする物質から
    なる請求項１ないし５のいずれかに記載の光学的情報記
    録媒体。
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