JP2000099993A - 光ディスク - Google Patents

光ディスク

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JP2000099993A
JP2000099993A JP10266251A JP26625198A JP2000099993A JP 2000099993 A JP2000099993 A JP 2000099993A JP 10266251 A JP10266251 A JP 10266251A JP 26625198 A JP26625198 A JP 26625198A JP 2000099993 A JP2000099993 A JP 2000099993A
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JP
Japan
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protective film
film
optical disk
signal recording
carbon
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Pending
Application number
JP10266251A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Nakao
賢治 中尾
Masato Yamada
真人 山田
Seiji Kajiyama
清治 梶山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚さが薄くかつ電気抵抗および摩擦係数が小
さい保護膜を有する光ディスクを提供することである。 【解決手段】 光ディスク22は、ポリカーボネートか
らなるディスク基板10上に、ZnS−SiO2 からな
る厚さ100nmの誘電体膜12、GeSbTeからな
る厚さ20nmの信号記録膜13、ZnS−SiO2
らなる厚さ20nmの誘電体膜14およびカーボンから
なる厚さ20nmの保護膜16を順に形成してなる。S
IL3の出射面から信号記録膜13までの距離D2 は1
00nm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録および
再生を行うための光記録媒体である光ディスクに関す
る。
【0002】
【従来の技術】面記録密度が10Gビット/(インチ)
2 を超える光ディスクの開発技術の1つとしてニアフィ
ールド(近接場)記録再生方式が提案されている。この
ニアフィールド記録再生方式は、通常の対物レンズの回
折限界を超えてビームスポット径を小さくする技術であ
る。ビームスポット径を小さくすることにより、光ディ
スクにおける面記録密度をより大きくすることが可能と
なる。
【0003】ニアフィールド記録再生方式では、SIL
(Solid Immersion Lens;ソリッドイマージョンレンズ)
と呼ばれる半球状のレンズが用いられる。
【0004】図2は、SILを備えた光ディスク装置の
光学系の概略構成を示す模式図である。
【0005】光ディスク装置100は、光ディスク20
を回転駆動するスピンドルモータ30を備える。浮上型
ヘッド1は、光ディスク20の静止時に光ディスク20
と接する。光ディスク20が、スピンドルモータ30に
より所定の回転数で回転すると、光ディスク20と浮上
型ヘッド1との間に空気流が生じ、浮上型ヘッド1が浮
上する。
【0006】上記のように光ディスク20が回転して浮
上型ヘッド1が浮上した状態において、半導体レーザ素
子4から出射されたレーザ光がコリメータレンズ5、ハ
ーフミラー6および浮上型ヘッド1を通過し、光ディス
ク20の信号記録面21に集光される。一方、光ディス
ク20からの帰還光(反射光)は、浮上型ヘッド1を通
過した後、ハーフミラー6により反射され、集光レンズ
7を経て光検出器8内に入射する。
【0007】浮上型ヘッド1は、SIL3と対物レンズ
2とを備える。SIL3は、ガラス等の屈折率の大きな
透明物質からなる球の一部を平らに削り取り、研磨した
ものである。SIL3内に入射したレーザ光の焦点は研
磨面と一致しており、研磨面がレーザ光の出射面に相当
する。
【0008】半導体レーザ素子4から出射したレーザ光
は、浮上型ヘッド1において対物レンズ2で絞りこまれ
た後、SIL3内に入射する。SIL3の屈折率をnと
し、空気中でのレーザ光の波長をλとすると、SIL3
内ではレーザ光の波長はλ/nとなる。このため、SI
L3の出射面におけるレーザ光のスポット径は、対物レ
ンズ2により集光されたスポット径の1/nとなる。
【0009】SIL3を出射したレーザ光は、空気中に
出ると再び元のスポット径に戻る。しかしながら、SI
L3の出射面からの距離がレーザ光の波長の1/4まで
(約100nm以下)の範囲、すなわちニアフィールド
と呼ばれる範囲においては、レーザ光がSIL3内と同
じ性質で浸み出す。このように浸み出した光はエバネッ
セント光と呼ばれる。エバネッセント光のスポット径
は、対物レンズ2により集光されたスポット径の1/n
と小さい。このようなエバネッセント光を利用すれば、
光ディスク20の面記録密度をより大きくすることが可
能となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図3は、従来の光ディ
スク20および浮上した状態のSIL3を示す模式図で
ある。
【0011】光ディスク20は、ディスク基板10上
に、アルミニウム合金からなる金属反射膜11、誘電体
膜12、信号記録膜13、誘電体膜14および紫外線硬
化樹脂からなる保護膜15を順に積層してなる。保護膜
15は厚さにむらがあり、最小でも10μm程度の厚さ
を有する。このため、SIL3の出射面と信号記録膜1
3との距離D1 は10μm以上となる。
【0012】上述のように、スポット径W1 のエバネッ
セント光はSIL3の出射面近傍にしか到達せず、SI
L3の出射面から離れた信号記録膜13に到達するのは
スポット径W2 のレーザ光である。レーザ光のスポット
径W2 は空気中で広がっている。このため、エバネッセ
ント光を利用した場合よりも光ディスク20の面記録密
度が小さくなる。
【0013】また、紫外線硬化樹脂からなる保護膜15
は、電気比抵抗が1013Ωcmと大きいため静電気が生
じやすく、埃等が付着しやすい。レーザ光は、保護膜1
5を通過して信号記録膜13に到達することから、保護
膜15の表面に付着した埃は、レーザ光に影響を及ぼ
す。
【0014】さらに、紫外線硬化樹脂からなる保護膜1
5は摩擦係数が0.3以上と大きいため、浮上型ヘッド
1が光ディスク20に接触しているときに潤滑性が悪
く、光ディスク20が摩耗する。
【0015】本発明の目的は、厚さが薄くかつ電気抵抗
および摩擦係数が小さい保護膜を有する光ディスクを提
供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係る光ディスクは、基板上に相変化材料からなる
信号記録膜およびカーボンからなる保護膜が順に形成さ
れたものである。
【0017】本発明に係る光ディスクにおいて、カーボ
ンからなる保護膜は、成膜時に膜厚をnmオーダで制御
することが可能であるため、保護膜の厚さを数十nmと
薄くすることができる。それにより、浮上した状態のS
ILの出射面と信号記録膜との距離を100nm以下と
することが可能となるため、ニアフィールド記録再生方
式を有効に適用可能となり、光ディスクの面記録密度が
向上する。
【0018】また、カーボンからなる保護膜は電気抵抗
が小さいため、静電気による埃等の光ディスク表面への
付着を防ぐことができる。
【0019】さらに、カーボンからなる保護膜は摩擦係
数が小さいため、SILの出射面との接触時における潤
滑性に優れる。それにより、光ディスクにおいて耐摩耗
性の向上が図られる。
【0020】第2の発明に係る光ディスクは、基板上に
相変化材料からなる信号記録膜および二硫化タングステ
ンからなる保護膜が順に形成されたものである。
【0021】本発明に係る光ディスクにおいて、二硫化
タングステンからなる保護膜は、成膜時に膜厚をnmオ
ーダで制御することが可能であるため、保護膜の厚さを
数十nmと薄くすることができる。それにより、浮上し
た状態のSILの出射面と信号記録膜との距離を100
nm以下とすることが可能となるため、ニアフィールド
記録再生方式を有効に適用可能となり、光ディスクの面
記録密度が向上する。
【0022】また、二硫化タングステンからなる保護膜
は電気抵抗が小さいため、静電気による埃等の光ディス
ク表面への付着を防ぐことができる。
【0023】さらに、二硫化タングステンからなる保護
膜は摩擦係数が小さいため、SILの出射面との接触時
における潤滑性に優れる。それにより、光ディスクにお
いて耐摩耗性の向上が図られる。
【0024】第3の発明に係る光ディスクは、基板上に
相変化材料からなる信号記録膜および二硫化モリブデン
からなる保護膜が順に形成されたものである。
【0025】本発明に係る光ディスクにおいて、二硫化
モリブデンからなる保護膜は、成膜時に膜厚をnmオー
ダで制御することが可能であるため、保護膜の厚さを数
十nmと薄くすることができる。それにより、浮上した
状態のSILの出射面と信号記録膜との距離を100n
m以下とすることが可能となるため、ニアフィールド記
録再生方式を有効に適用可能となり、光ディスクの面記
録密度が向上する。
【0026】また、二硫化モリブデンからなる保護膜は
電気抵抗が小さいため、静電気による埃等の光ディスク
表面への付着を防ぐことができる。
【0027】さらに、二硫化モリブデンからなる保護膜
は摩擦係数が小さいため、SILの出射面との接触時に
おける潤滑性に優れる。それにより、光ディスクにおい
て耐摩耗性の向上が図られる。
【0028】第4の発明に係る光ディスクは、基板上に
相変化材料からなる信号記録膜およびダイヤモンドから
なる保護膜が順に形成されたものである。
【0029】本発明に係る光ディスクにおいて、ダイヤ
モンドからなる保護膜は、成膜時に膜厚をnmオーダで
制御することが可能であるため、保護膜の厚さを数十n
mと薄くすることができる。それにより、浮上した状態
のSILの出射面と信号記録膜との距離を100nm以
下とすることが可能となるため、ニアフィールド記録再
生方式を有効に適用可能となり、光ディスクの面記録密
度が向上する。
【0030】また、ダイヤモンドからなる保護膜は電気
抵抗が小さいため、静電気による埃等の光ディスク表面
への付着を防ぐことができる。
【0031】さらに、ダイヤモンドからなる保護膜は摩
擦係数が小さいため、SILの出射面との接触時におけ
る潤滑性に優れる。それにより、光ディスクにおいて耐
摩耗性の向上が図られる。
【0032】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例における
光ディスクの模式的断面図である。なお、図1におい
て、SIL3が浮上した状態を示している。
【0033】光ディスク22は、ディスク基板10上
に、誘電体膜12、信号記録膜13、誘電体膜14およ
び保護膜16を積層してなる。
【0034】ディスク基板10の材料としては、ポリカ
ーボネート、ガラス、アルミニウム、ステンレスまたは
エンジニアリングプラスッチックが用いられる。誘電体
膜12,14は、ZnS−SiO2 からなる。信号記録
膜13は、相変化材料であるGeSbTe(ゲルマニウ
ム・アンチモン・テルル)からなる。
【0035】結晶状態のGeSbTeの所定領域に高出
力のレーザ光を照射すると、この領域は非晶質状態に変
化する。一方、非晶質状態の所定領域にレーザ光を照射
し、この領域をガラス転移温度以上の温度で所定時間保
持すると、この領域は結晶状態に戻る。GeSbTeに
おいて、結晶状態と非晶質状態とでは反射率が異なるた
め、このような相変化を利用して、信号の記録および再
生を行う。
【0036】保護膜16は、カーボン、WS2 (二硫化
タングステン)、MoS2 (二硫化モリブデン)または
ダイヤモンドからなる。カーボン、WS2 またはMoS
2 を材料として用いる場合、スパッタリング法により保
護膜16を形成する。一方、ダイヤモンドを材料として
用いる場合、CVD法(化学気相成長法)により保護膜
16を形成する。なお、ダイヤモンドからなる保護膜1
6を形成する際、ディスク基板10の材料は金属とす
る。
【0037】スパッタリング法およびCVD法において
は、nmオーダで膜厚を制御することが可能である。し
たがって、スパッタリング法またはCVD法により薄膜
を形成し、これを層状に積層することにより、数十nm
程度の薄い保護膜16を形成することが可能となる。
【0038】保護膜16の膜厚を薄くすることにより、
浮上した状態のSIL3の出射面と信号記録膜13との
距離D2 が100nm以下、すなわちニアフィールド記
録再生が適用可能な距離となり、スポット径W1 のエバ
ネッセント光が信号記録膜13に到達する。
【0039】カーボン、WS2 、MoS2 またはダイヤ
モンドからなる保護膜16の電気比抵抗は数Ωcm〜1
4 Ωcm程度であり、図3に示した紫外線硬化樹脂か
らなる保護膜15の電気比抵抗1013Ωcmよりも小さ
いため、静電気による埃等の付着を防ぐことができる。
【0040】さらに、カーボン、WS2 、MoS2 また
はダイヤモンドからなる保護膜16は、紫外線硬化樹脂
からなる保護膜15よりも摩擦係数が0.1程度と小さ
いため、SIL3の出射面との接触時における潤滑性に
優れる。
【0041】以上のように、本実施例の光ディスク22
によれば、ニアフィールド記録再生により、面記録密度
の向上が図られる。また、表面が電気抵抗および摩擦係
数の小さい材料からなる保護膜16により被覆されてい
るため、埃等によるレーザ光への影響を防ぐことが可能
になるとともに、光ディスク22の耐摩耗性の向上が図
られる。
【0042】次に、図1に示す光ディスク22の作製方
法を説明する。 (実施例1)実施例1における光ディスク22の表面
は、カーボンからなる保護膜16により被覆する。
【0043】ポリカーボネートからなるディスク基板1
0上に、Arガスを用いたRF(高周波)スパッタリン
グ法により、ZnS−SiO2 からなる厚さ100nm
の誘電体膜12を形成する。RFスパッタリング法の条
件は表1に示すとおりである。
【0044】
【表1】
【0045】次に、誘電体膜12上に、Arガスを用い
たDC(直流)スパッタリング法により、GeSbTe
からなる厚さ20nmの信号記録膜13を形成する。D
Cスパッタリング法の条件は表2に示すとおりである。
【0046】
【表2】
【0047】続いて、信号記録膜13上に、再びArガ
スを用いたRFスパッタリング法により、ZnS−Si
2 からなる厚さ20nmの誘電体膜14を形成する。
なお、RFスパッタリング法の条件は前述の表1に示す
とおりである。
【0048】最後に、誘電体膜14上に、Arガスを用
いたDCスパッタリング法により、カーボンからなる厚
さ20nmの保護膜16を形成する。DCスパッタリン
グ法の条件は表3に示すとおりである。
【0049】
【表3】
【0050】以上のようにして作製した光ディスク22
におけるカーボンからなる保護膜16の電気比抵抗は数
Ωcmであり、摩擦係数は0.1程度である。
【0051】(実施例2)実施例2における光ディスク
22の作製方法は、カーボンの代わりにWS2 からなる
保護膜16を形成する点を除いて実施例1に示す光ディ
スク22の作製方法と同様である。
【0052】Arガスを用いたDCスパッタリング法に
より、誘電体膜14上にWS2 からなる厚さ20nmの
保護膜16を形成する。DCスパッタリング法の条件は
表4に示すとおりである。
【0053】
【表4】
【0054】以上のようにして作製した光ディスクにお
けるWS2 からなる保護膜16の電気比抵抗は104 Ω
cmであり、摩擦係数は0.1程度である。
【0055】(実施例3)実施例3における光ディスク
22の作製方法は、カーボンの代わりにMoS2からな
る保護膜16を形成する点を除いて実施例1に示す光デ
ィスク22の作製方法と同様である。
【0056】Arガスを用いたDCスパッタリング法に
より、誘電体膜14上にMoS2 からなる厚さ20nm
の保護膜16を形成する。DCスパッタリング法の条件
は表5に示すとおりである。
【0057】
【表5】
【0058】以上のようにして作製した光ディスクにお
けるMoS2 からなる保護膜16の電気比抵抗は104
Ωcmであり、摩擦係数は0.1程度である。
【0059】(実施例4)実施例4における光ディスク
の作製方法は、アルミニウムからなるディスク基板11
を用い、ダイヤモンドからなる保護膜16をCH4 およ
びH2 の混合ガスを用いたプラズマCVD法により形成
する点を除いて、実施例1に示す光ディスク22の作製
方法と同様である。プラズマCVD法の条件は表6に示
すとおりである。
【0060】
【表6】
【0061】以上のようにして作製した光ディスクにお
けるダイヤモンドからなる保護膜16の電気比抵抗は1
4 Ωcmであり、摩擦係数は0.1程度である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における光ディスクの模式的断
面図である。
【図2】SILを備えた光ディスク装置の光学系の概略
構成を示す模式図である。
【図3】従来の光ディスクの模式的断面図である。
【符号の説明】 1 浮上型ヘッド 2 対物レンズ 3 SIL 10 ディスク基板 12,14 誘電体膜 13 信号記録膜 15,16 保護膜 20,22 光ディスク 21 信号記録面 100 光ディスク装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶山 清治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5D029 LA12 LA15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に相変化材料からなる信号記録膜
    およびカーボンからなる保護膜が順に形成されたことを
    特徴とする光ディスク。
  2. 【請求項2】 基板上に相変化材料からなる信号記録膜
    および二硫化タングステンからなる保護膜が順に形成さ
    れたことを特徴とする光ディスク。
  3. 【請求項3】 基板上に相変化材料からなる信号記録膜
    および二硫化モリブデンからなる保護膜が順に形成され
    たことを特徴とする光ディスク。
  4. 【請求項4】 基板上に相変化材料からなる信号記録膜
    およびダイヤモンドからなる保護膜が順に形成されたこ
    とを特徴とする光ディスク。
JP10266251A 1998-09-21 1998-09-21 光ディスク Pending JP2000099993A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438574B1 (ko) * 2001-11-27 2004-07-02 엘지전자 주식회사 근접장 광기록재생장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438574B1 (ko) * 2001-11-27 2004-07-02 엘지전자 주식회사 근접장 광기록재생장치

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